انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
مدلسازی رشد سرطان با توجه به تاثیرات سلول های سیستم ایمنی و ماتریکس خارج سلولی در فضای دو بعدی و با بکارگیری اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها
181
192
FA
سیاوش
مزدیسنا
کارشناس ارشد مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات
mazdeyasna_siavash@yahoo.co.uk
امیرهمایون
جعفری
استادیار گروه مهندسی پزشکی، مرکز تحقیقات بیومدیکال ورباتیک، دانشگاه علوم پزشکی تهران
h_jafari@tums.ac.ir
10.22041/ijbme.2011.13157
<span lang="FA">در این مقاله</span><span lang="FA">با در نظر گرفتن مواد غذایی، ماتریکس خارج سلولی و سلول های سیستم ایمنی بعنوان پارامتر های تاثیر گذار در نحوه رشد، گسترش و مورفولوژی بافت سرطانی به بررسی مدلی بر اساس اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها در زمینه رشد سرطان پرداخته ایم. اتوماتای سلولی در بررسی مسائل زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است و تئوری بازی ها در شناختن تعامل میان عنصر های تصمیم گیرنده حائز اهمیت می باشد. </span> <span lang="FA">در این تحقیق برای بررسی رفتار و گسترش سلول های سرطانی دو مدل را مطرح می نماییم. در مدل اول هدف ما از ارائه مدل بررسی نحوه رشد و گسترش سلول های سرطانی با توجه به مواد غذایی (اکسیژن) موجود در بافت می باشد.</span><span lang="FA"> در نهایت جهت اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه سازی ها را با نتایج مقالات دیگر مقایسه نموده ایم. در نتایج ملاحظه خواهید نمود که میزان مواد غذایی (اکسیژن) تاثیر قابل ملاحظه ای در تعداد سلول های سرطانی ایجاد شده دارد، ولی این تاثیر در رابطه با تهاجم سلول های سرطانی به مراتب کمتر می باشد. لازم به ذکر می باشد که نتایج مدل پیشنهادی از جواب های خطی فاصله گرفته است که این بیانگر بهبود نتایج مدل می باشد، همان گونه که در نتایج قابل ملاحظه می باشد این مدل قابلیت ایجاد متاستاز را نیز پوشش می دهد.</span><span lang="FA"> در مدل دوم نحوه عملکرد متقابل سلول های سرطانی و سلول های سیستم ایمنی مورد بررسی قرار گرفته است و برای این منظور از اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها استفاده نموده ایم. بر اساس اتوماتای سلولی دو بعدی مدلی ارائه می شود که نحوه عملکرد اتوماتای سلولی توسط تئوری بازیها تعیین می گردد. در واقع قوانین اتوماتای سلولی بر اساس جدول تئوری بازی ها تعیین می شود و هر یک از عناصر سیستم بصورت جداگانه از قابلیت تصمیم گیری برخوردار می باشند.</span>
مدلسازی سرطان,اتوماتای سلولی,تئوری بازی ها,سیستم ایمنی,ماتریکس خارج سلولی
https://www.ijbme.org/article_13157.html
https://www.ijbme.org/article_13157_7ca2f48dfb192ae6041b44bd572fdab1.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
بررسی سنتز زیستی داخل و خارج سلولی نانو ذارت سولفید کادمیم در سویه 35218 باکتری اشرشیاکولی
193
204
FA
ملیکا
ایلوخانی
کارشناس ارشد مهندسی پزشکی، گروه بیومتریال، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
محمد
ربیعی
دانشیار دانشکده مهندسی پزشکی، گروه بیومتریال ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
mrabiee@aut.ac.ir
مهوش
اسکویی
استادیار بخش میکروب شناسی، انستیتو پاستور ایران
فتح اله
مضطرزاده
استاد دانشکده مهندسی پزشکی، گروه بیومتریال ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
moztarzadeh@aut.ac.ir
مهدیس
شایان
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی، گروه بیومتریال ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
10.22041/ijbme.2011.13158
در سالهای اخیر تلاشهای بسیار زیادی برای تولید نانو ذرات به دلیل خواص ویژه نوری، شیمیایی و الکتریکی آنها صورت گرفته است. توسعه روشهای سنتز نانو مواد برای تولید موادی با مورفولوژی و اندازه معین و توزیع مناسب اندازه ذرات، از محورهای پژوهشی چند سال اخیر محسوب می شود. در این میان روشهای مبتنی بر فناوری زیستی به دلیل تمیز بودن و سازگاری بالا با محیط زیست از جایگاه ویژه ای برخوردارند. یکی از مهمترین ابعاد این بحث استفاده از میکروارگانیسم ها در نانو فناوری است. در این پژوهش از سویه 35218 باکتری اشرشیاکولی برای سنتز نانو ذرات CdS استفاده شد. ابتدا زمان مناسب و بیشینه غلظتی از یون کادمیم که به جلوگیری از رشد و لیز باکتری منتج نمی شود مشخص گردید. سپس دو فرآیند سنتز زیستی داخل و خارج سلولی بررسی شد. طبق بررسی های صورت گرفته مشخص شد که این سویه به شکل داخل سلولی قادر به سنتز نانو ذرات CdS نیست اما با غنی سازی محیط کشت با اسید آمینه سیستئین نانو ذرات CdS به شکل خارج سلولی سنتز شدند. تشکیل نانو ذرات، مورفولوژی و خاصیت فلورسانت آنها به ترتیب با کانال آنالیزور WDX ، SEM و میکروسکوپی فلورسانس بررسی شد.
سنتز زیستی,سولفید کادمیم,اشرشیاکولی,نانو ذرات,میکروارگانیسم
https://www.ijbme.org/article_13158.html
https://www.ijbme.org/article_13158_0ed1df53579ecf1da3b1af0f3cb89490.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
تاثیر تابش مایکروویو بر سنتز و رفتار کلسیمفسفات دوفازی در مایع شبیهسازی شده بدن
206
213
FA
ارغوان
فرزادی
کارشناس ارشدگروه بیومتریال، آزمایشگاه نانوبیومتریال، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلیتکنیک تهران)
arghavanfarzadi@gmail.com
مهران
صولتی هشجین
0000-0002-1187-1237
دکترای گروه بیومتریال، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلیتکنیک تهران)
solati@aut.ac.ir
فرهاد
بخشی
دانشجوی دکترای گروه بیومتریال، آزمایشگاه نانوبیومتریال، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلیتکنیک تهران)
farhad.bakhshi@gmail.com
عالیه
امینیان
کارشناس ارشدگروه بیومتریال، آزمایشگاه نانوبیومتریال، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلیتکنیک تهران)
aminianalieh@gmail.com
10.22041/ijbme.2011.13159
استفاده از تابش مایکروویو به عنوان یک روش کمکی برای کاهش زمان سنتز و رسیدن به ساختاری همگنتر، از رویکردهای جدید در سنتز پودرهای کلسیمفسفات دوفازی است. در این پژوهش مشخصهیابی نانوپودرهای کلسیمفسفات دوفازی سنتز شده به کمک مایکروویو انجام شد. تغییرات فازی، ترکیب شیمیایی، مورفولوژی و اندازه ذرات توسط تکنیکهای پراش پرتو ایکس (XRD)، اسپکتروسکوپی مادون قرمز با انتقال فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شدند. نتایج حاکی از آن بود که استفاده از مایکروویو به عنوان یک کمک سنتز منجر به بهبود میزان بلورینگی شده و اندازه بلورکها در محدوده nm 16 تا nm 27 افزایش مییابد. میزان فاز هیدروکسیآپاتیت نیز در کلسیمفسفاتهای دوفازی در محدوده 5% تا 17% تغییر کرده است. نمونه تولید شده در محلول مایع شبیهسازی شده بدن (SBF) قرار گرفت. نتایج نشان داد که با حضور بتاتریکلسیمفسفات، pH محلول کاهش مییابد که خود گویای رفتار زیستتخریبپذیری آن است. همچنین جوانهزنی و رشد ذرات هیدروکسیآپاتیت بر روی نمونههای بتاتریکلسیمفسفات سنتز شده به کمک مایکروویو، پس از قرارگیری در محلول SBF به مورفولوژی میلهایشکل رسیدند.
تابش مایکروویو,هیدروکسیآپاتیت,بتاتریکلسیمفسفات,روش اسید-باز
https://www.ijbme.org/article_13159.html
https://www.ijbme.org/article_13159_e9f97bd0affbe4397d8b72f8e29d1965.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
مدل جعبه سیاهِ دست فلج برای کاربردِ کنترل حرکت رسش بهکمک FES در افراد با آسیب نخاعی
214
228
FA
راحله
شفائی
کارشناس ارشد گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
r_shafaei@aut.ac.ir
سید محمدرضا
هاشمی گلپایگانی
استاد تمام گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
hashemi_g@morva.net
10.22041/ijbme.2011.13160
یکی از مسائل کلیدی در نایل شدن به کنترل موفق FES، استفاده از یک مدل مناسب و صحیح از سیستم تحت تحریک الکتریکی است که بهمیزان کافی بیانکنندهی رفتار آن سیستم باشد. مدلهای محاسباتی کلاسیک که بهطور متعارف برای این منظور استفاده میشوند، ماهیتی جزءنگر دارند؛ بنابراین نمیتوانند اندرکنش موجود در سیستم بیولوژیک را لحاظ کنند. با توجه به این محدودیتها، اخیرا مدلهای رفتاری که جعبه سیاه هستند اغلب استفاده میشوند. این مدلها روی دینامیک ورودی/ خروجی، که همانا اطلاعات مورد نیاز مدلسازی برای طراحی کنترل است تمرکز دارند؛ بدینترتیب به سیستم به عنوان یک کل، که تعاملات بین اجزا را در خود نهفته دارد، پرداخته میشود. تاکنون چنین مدلی برای حرکت مفصل آرنج ارائه نشده است. از این رو در این پژوهش، با استفاده از شبکههای عصبی دینامیک، شامل شبکههای جلوسو با تاخیر زمانی و بازگشتی، به ارائه و اعتبارسنجیِ یک مدل جعبه سیاه از حرکت مفصل آرنج در صفحهی افق، برای کابردهای کنترل حرکت رساندن دست، در افرادی با ضایعهی نخاعی 6C/5Cپرداخته شده است. نهایت انعطافپذیری معماری جلوسو با تاخیر زمانی، در یک ساختار دو لایه با 5 نورون پنهان و استفاده از 25/1 ثانیه از سوابق ورودی، با شاخص عملکرد ضریب همبستگی متقابل %86/89 و نرمالیزه شدهی میانگین مربعات خطای % 85/4 رخ داد و بهعنوان مدلِ برگزیدهی این معماری معرفی گردید. بهترین شبکهی بازگشتی با معماری NARX و تعداد سوابق ورودی و خروجیِ برابر نیز، در ساختاری دو لایه با 12 نورون در لایهی پنهان و استفاده از 1/0 ثانیه از سوابق، با شاخص عملکرد همبستگی متقابل %50/92 و نرمالیزه شدهی میانگین مربعات خطای % 06/4 رخ داد و بهعنوان مدلِ برگزیدهی این معماری معرفی گردید. مقایسهی بهترین نتایج آموزش با استفاده از شبکه جلوسو از هر دو جنبهی کمی و کیفی به شکل آشکاری بیانکنندهی برتری شبکههای بازگشتی در شناسایی سیستم مورد مطالعه است.
تحریک الکتریکی عملکردی,سیستم عضلانی- اسکلتی دست فلج,حرکت رسش,مدلهای جعبه سیاه,شبکه عصبی
https://www.ijbme.org/article_13160.html
https://www.ijbme.org/article_13160_5a98cd55ce190f0854713e206a2fb90d.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
رشد مورفولوژی مغز نوزادان در سطح ماکروسکوپی: مطالعه تفکیکپذیری زمانی
231
244
FA
مریم
مومنی
دانشجوی دکترای مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
maryam.momeni@ee.kntu.ac.ir
حمید
ابریشمی مقدم
استاد گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
moghadam@eetd.kntu.ac.ir
راینهارد
گرب
استاد گروه بیوفیزیک، دانشکده پزشکی، دانشگاه پیکاردی
reinhard.grebe@u-picardie.fr
کامران
کاظمی
استادیاردانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی شیراز
kazemi@sutech.ac.ir
فابریس
والوا
دانشیارگروه نوروفیزیولوژی، دانشکده پزشکی دانشگاه پیکاردی
fabrice.wallois@u-picardie.fr
10.22041/ijbme.2011.13161
سیر تکاملی چینخوردگیهای مغز نوزادان شاخص مهمی در رشد مغز انسان میباشد و تحلیل کمی این روند رشد در مطالعات عصبی سودمند میباشد. نکته مهم در تحلیل کمی رشد مغز نوزادان تفکیکپذیری زمانی<sup>1</sup> مورد نیاز و معنادار میباشد. در این مقاله برای اولین بار تخمین بازه زمانی مورد نیاز برای مطالعه ویژگیهای ماکروسکوپی و استفاده از ابزار مناسب برای تحلیل این ویژگیها در هفتههای پس از تولد بررسی شده است. بدین منظور دو بازه سنی 40-39 و 42-41 هفتگی از زمان شروع بارداری<sup>2</sup> (GA) در نظر گرفته شده و دو مدل هندسی مبتنی بر تصاویر تشدید مغناطیسی با وزن <sub>1</sub>T ساخته شد. انحراف مکانی و پراکندگی برخی نشانگرهای آناتومی و میانگین متوسط و بیشینه طول بردار دگردیسی<sup>3</sup> مکانی در 25 تصویر آزمون یکسانسازی شده به مدلهای هندسی مقایسه و بررسی شدند. نتایج آزمون MANOVA تفاوت معنیدار در انحراف مکان ویژگیهای آناتومی و میانگین متوسط و بیشینه طول بردار دگردیسی مکانی را در این دو بازه سنی نشان داد. همچنین تحلیل کمی پراکندگی دادههای یکسانسازی شده بین دو بازه سنی، تفاوت معنیدار بین ویژگیهای مذکور و تاثیر یکسانسازی به مدل هندسی پویا را در مواردی که آزمون MANOVA منجر به عدم رد فرضیه پوچ میشود نیز تایید کرد. با توجه به نتایج مطروحه در رنج سنی 42-39 هفتگی GA میتوان نتیجه گرفت که فاصله زمانی دو هفته، کمینه فاصله زمانی در هفتههای پس از تولد برای ساخت مدل هندسی بهمنظور بررسی رشد مغز در سطح ماکروسکوپی میباشد.
نوزادان,رشد مغز,تصاویر تشدید مغناطیسی,مدل هندسی,تفکیکپذیری زمانی,دگردیسی مکانی
https://www.ijbme.org/article_13161.html
https://www.ijbme.org/article_13161_026d99b0d8aaf11f163eb04bac039821.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
کنترل تطبیقی فازی عصبی-لغزشی گام برداشتن با استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی در مدل حیوانی رت
245
255
FA
عابد
خراسانی سرچشمه
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی بیوالکتریک، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی برق
abedkh@elec.iust.ac.ir
عباس
عرفانیان امیدوار
دانشیار مهندسی پزشکی بیوالکتریک، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی برق
erfanian@iust.ac.ir
10.22041/ijbme.2011.13162
در طی دو دهه اخیر، تحریک الکتریکی درون عضلانی به عنوان یک روش بالقوه به منظور بازیابی حرکت عضو فلج مطرح شده است. اصلی ترین چالش در بازیابی حرکت مطلوب در استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی توسعه یک استراتژی کنترلی مقاوم برای تعیین الگویهای تحریک میباشد. کنترل دقیق و پایدار عضو در روش تحریک الکتریکی عملکردی درون عضلانی بدلیل خواص غیر خطی و متغیر با زمان سیستم عصبی- عضلانی و همچنین خستگی عضلانی زودرس و وجود تأخیر در این سیستم، مشکل میباشد. در این مطالعه تحقیقاتی یک استراتژی مقاوم برای کنترل حرکت چند مفصله با استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی مطرح شده است. در این روش پارامترهای سیستم به صورت بر خط شناسایی میشود. روش ارائه شده ترکیبی از روش کنترل لغزشی با سیستم منطق فازی و کنترل کننده عصبی میباشد. به منظور ارزیابی مقاوم بودن، پایداری و دقت کنترل کننده، آزمایشات زیادی بر روی سه رت انجام شده است. نتایج آزمایشات نشان میدهد که روش پیشنهادی قابلیت کنترل دقیق حرکت گام برداشتن با همگرایی سریع را دارد.
تحریک الکتریکی عملکردی,تحریک درون عضلانی,کنترل گام برداشتن,کنترل تطبیقی فازی-لغزشی
https://www.ijbme.org/article_13162.html
https://www.ijbme.org/article_13162_93f54fd06e7eca58bfeb6042e48aefa0.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
5
3
2011
11
22
به کارگیری سینرجی های عضلانی و پایداری برای انجام یک فعالیت دلخواه
257
273
FA
امیر حسین
اسکندری
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، آزمایشگاه بیومکانیک
amir.hossein.eskandari@gmail.com
احسان
صداقت نژاد
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، آزمایشگاه بیومکانیک
sedaghatnejad@mech.sharif.edu
سید جواد
موسوی
گروه تحقیقاتی آرتریت و اختلالات اسکلتی عضلانی، دانشگاه سیدنی
jmousavi@razi.tums.ac.ir
محسن
اصغری
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، عضو هیئت علمی
asghari@sharif.edu
محمد
پرنیانپور
دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، عضو هیئت علمی
parnianpour@sharif.edu
10.22041/ijbme.2011.13163
<span lang="FA">انتخاب الگوی فعال شدن عضلات برای رسیدن به یک هدف خاص به علت پیچیدگیهای سیستم اسکلتی عضلانی و نحوه غلبه سیستم اعصاب مرکزی به این پیچیدگیها، چندین دهه مورد علاقه محققان در این زمینه بوده است. یکی از پاسخهایی که در این زمینه مطرح شده است، وجود واحدهای (سینرجی) ساده ایست که از ترکیب آنهافعالیتهای پیچیده صورت میپذیرند.در این تحقیق وجود و همچنین نحوه آرایش این سینرجی ها در ناحیه کمر مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از یک مدل 18 عضلهای در سطح </span><span lang="FA" dir="LTR"> </span><span dir="LTR">L4-L5</span><span lang="FA">به صورت استاتیکی استفاده شده است. از ضرایب فعالیت عضلات حاصل از اعمال گشتاور در فضاهای دو بعدی و سه بعدی و اعمال سفتی زاویه به مدل، برای به دست آوردن سینرجی های عضلانی و پایداری استفاده شده است.نتایج این پژوهش نشان میدهد شش سینرجی عضلانی کافی است تا بتوان به تمامی نقاط فضای گشتاوری دست پیدا کرد. همچنین سه سینرجی پایداری قادر است بخشی از فضای سفتی زاویهای مفصل را به وجود آورد. همچنین سینرجی های عضلانی به دست آمده نسبت به تغییر دامنه گشتاور اعمالی مقاوم میباشند. در این پژوهش نشان داده شد که میتوان از ترکیب سینرجی های عضلانی و سینرجی های پایداری، هر فعالیتی را که شامل تولید گشتاور و سفتی زاویه معین در مفصل باشد، را تولید کرد.</span>
کمر,مدل سازی,سینرجی عضلانی,سفتی زاویهای مفصل,non-negative matrix factorization
https://www.ijbme.org/article_13163.html
https://www.ijbme.org/article_13163_0530b8f5e573008640249725157249d5.pdf