انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت الیاف شیشه زیست فعال تهیه شده به روش سل ژل/ سیمان کلسیم فسفات
277
283
FA
نادر
نظافتی
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیومواد، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
n.nezafati@aut.ac.ir
فتح اله
مضطرزاده
استاد، گروه بیومواد، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
moztarzadeh@aut.ac.ir
سعید
حصارکی
استادیار، گروه سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی
s-hesaraki@merc.ac.ir
نسیم
نوسودی
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیومواد، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
n.nosoudi@autac.ir
10.22041/ijbme.2008.13414
سیمان های کلسیم فسفاتی از جمله سرامیک های کلسیم فسفاتی با قابلیت شکل دهی هستند که به طور وسیعی برای بازسازی آسیبهای بافت سخت مورد استفاده قرار می گیرند اما متاسفانه استحکام مکانیکی کم این دسته از مواد باعث شده است که کاربرد آنها تنها به مکان های بدون تنش مانند جمجمه محدود شود. در این تحقیق خواص مکانیکی و برخی از خواص ساختاری سیمان کلسیم فسفاتی تقویت شده با الیاف شیشه ای ارزیابی شد. استحکام فشاری، زمان گیرش، ترکیب فازی و ریزساختار سیمان کامپوزیتی از جمله مواردی بودند که با روش های مناسب مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که زمان گیرش سیمان کلسیم فسفاتی با افزودن تنها 15% وزنی الیاف شیشه ای (به قطر حدودµm100) که به روش سل ژل تهیه شده بود، تغییر معناداری ندارد و این زمان حدود 20 دقیقه بود. استحکام فشاری سیمان فاقد الیافMPa 635.0 بود که با افزودن الیاف حدود 4 برابر (MPa 69.3) افزایش یافت. چقرمگی سیمان نیز از kJ/m 2098.0برای سیمان فاقد الیاف به kJ/m 2545.0 برای سیمان حاوی الیاف تغییر یافت. الگوی XRD نمونه های کامپوزیتی نگهداری شده در محلول رینگر نشان داد که مواد واکنشگر سیمان تقریبا به هیدروکسی آپاتیت تبدیل شده اند و از این نظر تفاوت چندانی با نمونه های فاقد الیاف ندارند. به طور کلی به نظر می رسد استفاده از الیاف شیشه ای تهیه شده به روش سل ژل توانسته است استحکام مکانیکی و چقرمگی سیمان کلسیم فسفات را به طور قابل توجهی افزایش دهد بدون آنکه بر روی خواص سیمان تاثیرگذار باشد.
الیاف شیشه ای,سل ژل,سیمان کلسیم فسفاتی,هیدروکسی آپاتیت,چقرمگی
https://www.ijbme.org/article_13414.html
https://www.ijbme.org/article_13414_8ba5dba371ef53509321b58a3edd4134.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
تحلیل عددی انسداد کامل شریان کاروتید معمولی انسان در اثر پدیده ترومبوآمبولی شریانی با ارائه یک مدل اجزای محدود تماسی
285
296
FA
بهمن
وحیدی
0000-0001-5597-3748
دانشجوی دکترای بیومکانیک، آزمایشگاه تحقیقاتی مکانیک سیالات بیولوژیکی و دینامیک سیالات محاسباتی، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
bahman.vahidi@ut.ac.ir
ناصر
فتورائی
0000-0002-5714-027X
دانشیار، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
nasser@aut.ac.ir
10.22041/ijbme.2008.13416
ترومبوآمبولی شریانی از مهم ترین عوامل مرگ و میر در بیماران قلبی است. در شریان های خون رسان مغز، ذرات جدا شده لخته های خون به صورت آمبولی به بافت مغز منتقل می شوند و سبب ضایعات عصبی یا سکته مغزی می شوند. در این تحقیق برای اولین بار یک مدل عددی ارائه شده است که در آن انسداد کامل شریان کاروتید انسان در اثر حرکت فیزیکی یک توده لخته خون با هندسه کروی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل عددی، جریان خون گذرا در یک مجرای متقارن محوری با طول محدود در نظر گرفته شده است. از معادلات تراکم ناپذیر ناویر- استوکس به عنوان معادلات حاکم بر سیال و از یک مدل الاستیک خطی برای توده لخته خون استفاده شده است. برای مدل کردن تماس بین توده لخته خون و دیواره شریان در محل گرفتگی، یک مدل متقارن محوری تماسی صلب در نظر گرفته شده است. برای تحلیل تغییر مکان های بزرگ جامد، از فرمول بندی لاگرانژی- اویلری دلخواه (ALE) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که در زمان تماس بین لخته و گرفتگی، نواحی جدایش و اتصال مجدد جریان به طور گسترده روی گرفتگی اتفاق می افتد که این نواحی مستعد ایجاد و توسعه ترومبوزیس شریانی هستند. با قطع تماس بین دیواره و لخته در حال عبور از گرفتگی، ناحیه پایین دست گرفتگی و زیر توده لخته در حال حرکت، جریان گردابی بسیار وسیعی ایجاد می شود. بررسی حرکت و تغییر شکل لخته نشان داد که با گذشتن کامل لخته از گرفتگی، نواحی نزدیک به قله لخته، میل شدیدی به انبساط پیدا می کنند که تمایل به واپاشی را در این نواحی نشان می دهد.
بیوسیالات,بیومکانیک,همودینامیک,گرفتگی,تحلیل تماسی,روش اجزای محدود,برهمکنش سیال و جامد
https://www.ijbme.org/article_13416.html
https://www.ijbme.org/article_13416_de1cd773c8ca3055c37525cff19c1921.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
آشکارسازی فرکانس حرکتی قلب با امواج فرا پهن باند
297
303
FA
مهران
بابلی
کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شهید بهشتی
mebaboli@ieee.org
سید علی
قرشی
استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شهید بهشتی
a_ghorashi@sbu.ac.ir
نامدار
صنیعی
استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شهید بهشتی
namdar@ieee.org
علیرضا
احمدیان
دانشیار، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، مرکز تحقیقات علوم و تکن.ل.ژی در پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران
ahmadian@sina.tums.ac.ir
10.22041/ijbme.2008.13418
با توجه به کاربرد روز افزون امواج فرا پهن باند در بخش پزشکی، در مطالعه حاضر از این امواج برای آشکار سازی فرکانس حرکتی قلب استفاده شده است. کارهای ارائه شده در این مقاله را می توان دو بخش تقسیم کرد: در بخش اول فرکانس حرکتی قلب به کمک امواج فرا پهن باند به صورت شبیه سازی و در قالب مدلی که برای بدن انسان در نظر گرفته شده است، به دست می آید. سپس حرکت قلب در بدن انسان به وسیله یک مدل لایه ای ساده شبیه سازی شده و فرکانس حرکتی این مدل به دست آمده است. در بخش دوم آزمایش های انجام شده بر بدن انسان، به کمک فرستنده و گیرنده فراپهن باند با پهنای باند GHz 2.3 انجام شده و فرکانس حرکتی قلب به کمک الگوریتم مبتنی بر تبدیل موجک به دست آمده است. نتایج حاصل و مقایسه آنها با مقادیر واقعی نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده کاربردی و در حد مطلوبی (98%) تکرارپذیر است. همچنین نشان داده شده است که نتایج به دست آمده از کاربرد این الگوریتم در محیط واقعی برای آشکارسازی فرکانس قلب دارای دقتی بیش از 92% بوده اند.
امواج فرا پهن باند,تبدیل موجک,فرکانس حرکتی قلب,شبیه سازی,آزمایش های واقعی
https://www.ijbme.org/article_13418.html
https://www.ijbme.org/article_13418_e59e33740fb685d1cb6003887a712efa.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
استفاده از قطبش نور به عنوان روشی جدید در ارزیابی کیفی داروهای جلدی ضد اشعه ماورابنفش: مدلسازی و شبیه سازی
305
315
FA
پژمان
قاسمی
دانشجوی دکترا، گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس
p_gbassemi@modares.ac.ir
محمدحسین
میرانبیگی
استادیار، گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس
miranbmh@modares.ac.ir
10.22041/ijbme.2008.13420
در این تحقیق به ارائه روشی نوین برای شناسایی تغییرات اندازه و ضریب شکست نانو ذرات دی اکسیدتیتانیوم به عنوان ماده اصلی تشکیل دهنده مواد دارویی جلدی ضد اشعه مضر ماورابنفش خورشید پرداخته شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی تاثیر تغییرات اندازه و ضریب شکست ذرات دی اکسیدتیتانیوم موجود در فانتوم شبیه سازی شده مواد دارویی بر حالت قطبش نور بازپراکنده شده، است. اصول کار مبتنی بر مدلسازی پراکندگی نور لیزر تک رنگ قطبیده درون فانتوم شبیه سازی کننده ذرات دی اکسیدتیتانیوم است. مدل با هدف تحلیل پرتوهای بازپراکنده شده از فانتوم با دیدگاه قطبیدگی طراحی و پیاده سازی شده است. فانتوم به صورت نرم افزاری به منظور شبیه سازی خواص قطبیدگی مواد دارویی جلدی ضد اشعه ماورابنفش ایجاد شده است. از آنجا که ذرات تفرق دهنده موجود در این گونه مواد به آن خواص قطبیدگی می بخشند، بنابراین در فرایند مدلسازی، از فانتومی با پایه نگهدارنده پلیمر اپوکسی رزین با ضریب شکست تقریبی برابر واحد و حاوی ذرات تفرق دهنده دی اکسیدتیتانیوم استفاده شده است. نشان خواهیم داد، پارامتر اندازه و ضریب شکست نانوذرات تفرق دهنده دی اکسیدتیتانیوم موجود در مواد دارویی جلدی ضد اشعه ماورابنفش، تاثیر مستقیم بر میزان خلوص، کیفیت و همچنین قدرت پوشانندگی فیزیکی و درجه فیلتر کردن در چنین داروهایی دارد. از طرفی این پارامترها در شکل دهی خواص قطبشی ماده دارویی نقش اصلی را ایفا می کنند. روش اندازه گیری به کار رفته در این تحقیق مبتنی بر اصول قطبش سنجی تفرقی است. در این تحقیق به منظور بررسی پدیده پراکندگی به تحلیل حالت قطبش مجموعه نور تابشی و بازپراکنده شده در یک مجموعه آزمایشگاهی قطبش سنجی پرداخته شده است. بدین ترتیب اطلاعات قطبیدگی فانتوم شبیه سازی شده تحت آزمایش در قالب ماتریس مولر و درجه قطبیدگی استخراج شده است. دستاورد اصلی این تحقیق ایجاد توانایی در استخراج و شناسایی حساس ترین مولفه های ماتریس مولر به تغییرات اندازه و ضریب شکست ذرات دی اکسیدتیتانیوم و به عبارتی تعریف شاخص های ارزیابی کیفی برای داروهای جلدی ضد اشعه مضر ماورابنفش است.
مدلسازی,ضد اشعه ماورابنفش,دی اکسیدتیتانیوم,حالت قطبیدگی,ماتریس مولر
https://www.ijbme.org/article_13420.html
https://www.ijbme.org/article_13420_728157af50f671e1aad248e1a8a0a701.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
ارائه یک مدل هایپر الاستیک برای رفتار مکانیکی دیواره رگ کروناری LAD انسان
317
324
FA
منصور
علیزاده
استادیار، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
ma_alizadeh@iust.ac.ir
ایمان
محبی نژاد
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
i_mohebbinejad@mecheng.iust.ac.ir
10.22041/ijbme.2008.13422
تعیین خواص مکانیکی رگ اهمیت زیادی برای تولید استنت و به طور کلی ایمپلنت های قلب و عروق دارد. در این مطالعه خواص مکانیکی بخشی از رگ فرود آینده کروناری مورد بررسی قرار گرفته است که در ابعاد مشخص بوده و لایه های آن از هم جدا شده بودند و به وسیله هولتز اپفل تحت آزمایش کشش قرار گرفته بود. تئوری هایپرالاستیک اگدن در مورد این اطلاعات آزمایشگاهی اجرا شد، این تکه رگ به صورت ریاضی مدل شد و پارامترهای مربوط بهینه شده اند. نتایج حاصل نشان دادند که تئوری اگدن، با اعمال بر اطلاعات آزمایشگاهی یکسان در مقایسه با تئوری مورد استفاده به وسیله هولتزاپفل همپوشانی خوبی داشته و خطای قابل قبولی دارند.
هایپر الاستیک,بافت های نرم,تابع انرژی کرنشی پتانسیل,تئوری اگدن,بهینه کردن
https://www.ijbme.org/article_13422.html
https://www.ijbme.org/article_13422_a33f8ac40153ca9aeedb3ebec3afb28e.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
اندازه گیری جریان دم و بازدم در دستگاه اسپیرومتری از نوع سیم داغ
325
333
FA
محمد علی
اردکانی
دانشیار، گروه سیالات، پژوهشکده مکانیک، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران
ardekani@irost.org
وحید رضا
نفیسی
استادیار، گروه مهندسی پزشکی، پژوهشکده برق و کامپیوتر، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران
vrnafisi@yahoo.com
10.22041/ijbme.2008.13423
جریان سنج سیم داغ یکی از روش های مناسب برای انجام آزمون های بالینی و تحقیقاتی در زمینه تنفس است. این روش جریان سنجی پاسخ فرکانسی وسیع، پایداری در کالیبراسیون، کمترین افت فشار و دقت لازم در کل بازه موردنظر برای آزمون های بالینی انسانی را ارائه می دهد. با این حال عدم تشخیص جهت جریان هوا در مرحله دم و بازدم یکی از مشکلات این روش است. یکی از راه حل های این مشکل استفاده از 2 حسگر سیم داغ در اطراف یک مانع است. در این مقاله اثر شکل و موقعیت نسبی این 2 حسگر با مانع بررسی شده و در نهایت با استفاده از نتایج به دست آمده، اسپیرومتری از نوع سیم داغ طراحی و ساخته شد که نتایج بالینی بسیار مناسبی در اندازه گیری جریان دم و بازدم با استفاده از آن به دست آمده است.
جریان سنج سیم داغ,جریان معکوس,ناحیه جدایش مانع,پراب فیلم داغ,حسگر بالادست,حسگر پائین دست
https://www.ijbme.org/article_13423.html
https://www.ijbme.org/article_13423_7ebaa998f931db8a6560f8855ee9beb7.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
کنترل کننده تطبیقی فازی سلسله مراتبی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی
335
349
FA
حمیدرضا
کبروی
دانشجوی دکترا، آزمایشگاه کنترل سیستمهای عصبی-عضلانی، گروه مهندسی پزشکی، مرکز فناوری عصبی ایران، دانشگاه علم و صنعت ایران
hamidrezakobravi@gmail.com
عباس
عرفانیان امیدوار
دانشیار، آزمایشگاه کنترل سیستمهای عصبی-عضلانی، گروه مهندسی پزشکی، مرکز فناوری عصبی ایران، دانشگاه علم و صنعت ایران
erfanian@iust.ac.ir
10.22041/ijbme.2008.13424
در این تحقیق یک راهکار کنترلی تطبیقی مقاوم فازی مبتنی بر کنترل لغزشی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی کارکردی ارائه شده و به طور عملی بر روی 3 فرد مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. راهکار کنترلی ارائه شده در این مقاله مبتنی بر کنترل نوع لغزشی است. از مهمترین ویژگی های کنترل نوع لغزشی، مقاوم بودن در مقابل عدم قطعیت های مدل و سیستم است. در عمل حدود عدم قطعیت ها مشخص نیست. بنابراین لازم است در کنترل نوع لغزشی، بهره جمله ناپیوسته تا حد ممکن بزرگ انتخاب شود. این سبب افزایش نوسان حول صفحه لغزش می شود. در این مقاله برای مقابله با عدم قطعیت ها، یک راهکار کنترلی از ترکیب کنترل نوع لغزشی، سیستم فازی و جبران ساز مقاوم تطبیقی برای جبران عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری ارائه شده است. در این راهکار کنترلی ابتدا دینامیک سیستم عضله- مفصل به وسیله سیستم منطق فازی شناسایی شده است. ضرایب مدل فازی در هر لحظه از زمان توسط یک تخمین گر فازی دیگر تعیین شده است. مطالعات شبیه سازی و نتایج آزمایش های انسانی نشان می دهند که راهکار کنترلی قادر به کنترل مقاوم و دقیق حرکت زاویه مفصل زانو بوده است. کنترل کننده قادر است با تنظیم شدت تحریک عضله، به خوبی اثر اغتشاش مکانیکی خارجی و بروز پدیده خستگی عضلانی را جبران کند.
کنترل تطبیقی,کنترل نوع لغزشی,سیستم منطق فازی,تحریک الکتریکی عصبی- عضلانی,سیستم عضله- مفصل
https://www.ijbme.org/article_13424.html
https://www.ijbme.org/article_13424_e4ded3815e30d0306d1449d879f9bf5b.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
2
4
2009
02
19
طراحی و ساخت دستگاه دیالیز صفاقی
351
356
FA
نسرین
غازانشاهی
دکترا، پژوهشکده برق و کامپیوتر، گروه مهندسی پزشکی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران
ghazanshahi@hotmail.com
10.22041/ijbme.2008.13425
دستگاه های دیالیز صفاقی(PD) ، علاجی برای ناتوانی کلیه هستند. این نوع دیالیز با دفع مواد زائد حاصل از سوخت و ساز بدن، بر اساس اصول انتشار و اسمز در سرتاسر پرده صفاق، جایگزین کار کلیه می شود. نمونه مهندسی این دستگاه برای اولین بار در ایران در گروه مهندسی پزشکی سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران طراحی و ساخته شده است. از جمله ویژگی های دستگاه طراحی شده می توان به کنترل جریان مایع دیالیز ورودی به حفره صفاق، گرمایش و کنترل دمای مایع دیالیز قبل از تزریق، کنترل زمان تجویز، توقف و تخلیه مایع دیالیز و تعداد چرخه ها بر اساس نوع دیالیز، محاسبه آبگیری، امکان تهیه گزارش، ثبت گزارش، ارتباط با کامپیوتر و قابلیت برنامه ریزی برای هر فرد خاص اشاره کرد. در این دستگاه کلیه عملیات کنترل و پایش پارامترهای مختلف بر پایه سیستم های ریزپردازش گر و به صورت دیجیتال انجام شده است.
دیالیز صفاقی (سایکلر),دیالیز صفاقی خودکار,ریزکنترل گر,حسگر وزن,اسمز,انتشار,کنترل جریان,آبگیری
https://www.ijbme.org/article_13425.html
https://www.ijbme.org/article_13425_7f525b6bbf9ccf784bd7f3af255de63f.pdf