پردازش تصاویر پزشکی
لیلا عظیمی؛ نادر ریاحی عالم؛ کاووس فیروز نیا؛ حمیدرضا سلیقه راد؛ مجتبی میری؛ منیژه پاکروان؛ انعام اله شاه محمدی
چکیده
درین تحقیق، برای ارزیابی دقیق نوع تومور مغزی گلیوما، اختصاصی بودن روشهای دیفیوژن و پرفیوژن وزنی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی با دستگاه 3 تسلا مورد بررسی قرار گرفتهاست. تعداد 10 بیمار با درجههای متفاوت تومور مغزی گلیوما (4 بیمار با تومور درجهی بالا، شامل گلیوبلاستوم مولتی فرم و آناپلاستیک آستروسیتوما و 6 بیمار با تومور درجهی ...
بیشتر
درین تحقیق، برای ارزیابی دقیق نوع تومور مغزی گلیوما، اختصاصی بودن روشهای دیفیوژن و پرفیوژن وزنی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی با دستگاه 3 تسلا مورد بررسی قرار گرفتهاست. تعداد 10 بیمار با درجههای متفاوت تومور مغزی گلیوما (4 بیمار با تومور درجهی بالا، شامل گلیوبلاستوم مولتی فرم و آناپلاستیک آستروسیتوما و 6 بیمار با تومور درجهی پایین، شامل آستروسیتوما، اولیگودندرو گلیوما و فیبریلاری) بین سنهای 15 تا 65 سال انتخاب شد و با دستگاه 3 تسلا تحت تصویربرداری دیفیوژن (با روش اسپین اکو) و پرفیوژن (با روش گرادیان اکو) ارزیابی شد. آسیبها توسّط اندازهگیری مقادیر حجم نسبی خون مغزی و ضریب دیفیوژن ظاهری تحت برنامهی استاندارد در مرکز و ناحیهی ادم تومور انجام شد. در روش تصویربرداری پرفیوژن برای بیماران با تومور مغزی با درجهی بالا، میانگین مقادیرrCBVmax برای مرکز توموروپری تومورال به ترتیب نتایج (92/0±47/3)، (49/0±37/2) و برای بیماران با تومور مغزی با درجهی پایین، (68/0±66/1)، (39/0±15/1) حاصل شد. بیشترین مقدار حجم نسبی خون مغزی در تومور گلیوبلاستوم مولتی فرم گزارش شد. در روش تصویربرداری دیفیوژن در تومورهای با درجهی بالا، مقادیر میانگین ضریب دیفیوژن ظاهری در مرکز و پریتومورال به ترتیب نتایج (07/0±53/0)، (18/0±91/0) و در تومور با درجهی پایین، (27/0±24/1)، (33/0±007/1) حاصل شد. همچنین کمترین مقدار ADC و بیشترین مقدار rCBVmax در ناحیهی مرکز تومور با درجهی بالا به دست آمد و در روش دیفیوژن مقادیر ضریب دیفیوژن ظاهری در ناحیه پریتومورال نسبت به مادهی سفید طرف مقابل کاهش یافت. نتایج نشان میدهد که دو تکنیک به کار رفته درین تحقیق، میتواند به عنوان روشی غیرتهاجمی و قابل دسترس، اطلاعات با ارزشی را از نوع تومور، اندازهی تومور و میزان آسیب تومور به بافتهای مجاور فراهم کند.
پردازش سیگنال‌های حیاتی
علی خادم؛ غلامعلی حسین‌زاده
چکیده
ﺩﺭ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی EEG/MEG، ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﺩﺭ ﻛﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﻣﻬﻢ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﺍﻳﺪﻩﺁﻝ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی، ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺍﺳﺖ؛ ﻳﻌﻨﻰ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻫﺮﮔﺰ ﻧﺒﺎﻳﺪ ...
بیشتر
ﺩﺭ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی EEG/MEG، ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﺩﺭ ﻛﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﻣﻬﻢ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﺍﻳﺪﻩﺁﻝ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی، ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺍﺳﺖ؛ ﻳﻌﻨﻰ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻫﺮﮔﺰ ﻧﺒﺎﻳﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﺨﻤﻴﻦ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻌﻨﻰﺩﺍﺭی ﺑﻴﻦ ﻛﺎﻧﺎﻝﻫﺎی EEG/MEG ﺷﻮﺩ. ﺗﺎﻛﻨﻮﻥ ﻫﻴﭻ ﻣﻌﻴﺎﺭی ﺑﺮﺍی ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی ﺩﺭ ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺩﺭ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﻧﺸﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﻣﻌﻴﺎﺭی ﺑﺎ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﺷﺎﺧﺺ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ (RI) ﺑﺮﺍی ﺑﺮﺭﺳﻰ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﺑﻴﻦ ﻛﺎﻧﺎﻟﻰ ﻛﻪ ﺑﺎ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﻣﺆﻟﻔﻪﻫﺎی ﺷﺒﻪ- ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺪﻝﺳﺎﺯی ﻫﺴﺘﻨﺪ؛ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺎﻫﻴﺖ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﺁﺛﺎﺭ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ، ﺍﻧﺘﻈﺎﺭ ﻣﻰﺭﻭﺩ RI ﺑﺘﻮﺍﻧﺪ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی ﺭﺍ ﺳﺎﺯﮔﺎﺭ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺁﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﻛﻨﺪ. ﺩﺭ ﺍﺩﺍﻣﻪ، ﺍﺯ RI ﺑﺮﺍی ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﻫﻔﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻛﺎﺭﻛﺮﺩی ﻣﻐﺰی، ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ؛ ﻛﻪ ﻋﺒﺎﺭﺗﻨﺪ ﺍﺯ: ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﺿﺮﻳﺐ ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﻰ ﭘﻴﺮﺳﻮﻥ (CC)، ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ (MI)، ﻣﺠﺬﻭﺭ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﻛﻮﻫﺮﻧﺲ (Coh)، ﻣﻘﺪﺍﺭ ﻗﻔﻞﺷﺪﮔﻰ ﻓﺎﺯ (1:1) ((1:1)PLV)، ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﺟﺰﺀ ﻣﻮﻫﻮﻣﻰ ﻛﻮﻫﺮﻧﺴﻰ (ImC)، ﺷﺎﺧﺺ ﺗﺄﺧﻴﺮ ﻓﺎﺯ (PLI) ﻭ ﺷﺎﺧﺺ ﺗﺄﺧﻴﺮ ﻓﺎﺯ ﻭﺯﻥﺩﺍﺭ (WPLI). ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺮﺍی ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﺷﺪﻩ ﻭ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ EEG ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻰﺩﻫﻨﺪ ﻛﻪ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎﻳﻰ ﻛﻪ ﺍﺯ ﻟﺤﺎﻅ ﺗﺌﻮﺭی ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﺭﺗﺒﻪﻫﺎ ﺭﺍ ﺩﺍﺭﻧﺪ. ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻣﻘﺎﻭﻡ ﻫﺴﺘﻨﺪ (ImC، PLI و WPLI) ﻣﻘﺎﺩﻳﺮ RI ﻧﺰﺩﻳﮏ %100 ﻣﻰﺩﻫﻨﺪ ﻭ ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺍﻧﺘﻈﺎﺭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ، ﺑﺮﺍی ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﻛﻪ ﺁﺛﺎﺭ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻭ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﻣﺸﺨﺺ ﺍﺳﺖ، ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎ ﺑﺎ RI ﺳﺎﺯﮔﺎﺭ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺁﻧﻬﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺍﺳﺖ. ﺍﻳﻦ ﺍﻣﺮ ﺍﻣﻜﺎﻥ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ RI ﺭﺍ ﺑﺮﺍی ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺑﺮﺍی ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ EEG/MEG ﺗﺄﻳﻴﺪ ﻣﻰﻛﻨﺪ.
مهندسی بافت
زهرا سقائی نوش‌آبادی؛ عاطفه آقاجانی؛ محمد حق‌پناهی
چکیده
هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل می‌شود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای ...
بیشتر
هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل می‌شود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای استفاده در تصاویر اولتراسوند با اعمال تحریک خارجی کمتر از 5% در محدوده الاستیسیته خطی مناسب است.
الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی
محمدرضا نیک منشی؛ بهار فیروزآبادی؛ محمدسعید سعیدی
چکیده
ناحیه جلویی سلول تحت عنوان لملیپودیال به دو قسمت ب هنام های لملوم و لملیپودیوم، تقسیم بندی می شود. جریان های داخلی موجود در این ناحیه، نقشی اساسی در حرکات بیرونی سلولی ایفا م یکنند. در واقع، تعداد بسیار زیادی رشته های پروتئینی به نام اکتین در لملوم و لملیپودیوم سلول وجود دارد، که با پلیمرایز شدن در لبه جلویی سلول، موجب پیشروی آن می ...
بیشتر
ناحیه جلویی سلول تحت عنوان لملیپودیال به دو قسمت ب هنام های لملوم و لملیپودیوم، تقسیم بندی می شود. جریان های داخلی موجود در این ناحیه، نقشی اساسی در حرکات بیرونی سلولی ایفا م یکنند. در واقع، تعداد بسیار زیادی رشته های پروتئینی به نام اکتین در لملوم و لملیپودیوم سلول وجود دارد، که با پلیمرایز شدن در لبه جلویی سلول، موجب پیشروی آن می شوند. رشته های اکتینی توسط نواحی چسبندگی به محیط بیرونی سلول متصل شده و با آن در ارتباط هستند. المان دیگری که با شبکه رشته ای اکتین در ارتباط است، موتور پروتئی نهای مایسین می باشند که در دینامیک این شبکه نقشی اساسی برعهده دارند. در واقع، مایسی نها با اعمال تنش های کششی بر رشت ههای اکتینی آ نها را تحت تأثیر قرار داده و موجب ایجاد جریا نهای عق بروند و جل ورونده شبکه اکتینی در داخل سلول می گردند. در مقاله حاضر، ما مدلی دوبعدی از ناحیه جلویی یک سلول با سرعت بالا، که پوست ماهی را تشکیل داده و هندسه ای بادبزنی شکل دارد (سلول کراتوسیت)، برای بررسی الگوی جریان اکتینی، در نظر گرفت هایم. در این مدل، شبکه اکتینی به عنوان یک سیال نیوتنی فرض شده است. ما همچنین، تأثیر موتور پروتئین های مایسین و سرعت پیشروی سلول را بر جریان اکتین مورد بررسی قرار داده ایم. به طور کلی، نتایج حاضر شامل الگوی جریان اکتین و توزیع مایسین درون سلول متحرک و مشخص نمودن رابطه بین آن ها است. این نتایج، با داده های آزمایشگاهی گزارش شده و نتایج عددی دیگر، کاملاً مطابقت داشته و مورد مقایسه قرار گرفته اند.
بیومکانیک استخوان
معصومه خاقانی؛ زهرا گل‌نیا؛ علی دوست‌محمدی
چکیده
این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نانو ذرات زیرکونیا بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان گلاس‌آینومر دندانی انجام شد. جزء سرامیکی سیمان گلاس به روش ذوبی ساخته شد و نانوذرات زیرکونیا در مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی به آن افزوده شد. آزمون‌های مشخصه‌یابی و اندازهگیری استحکام فشاری کامپوزیت گلاس آینومر/زیرکونیا انجام شد. نتایج آزمون پراش پرتو ...
بیشتر
این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نانو ذرات زیرکونیا بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان گلاس‌آینومر دندانی انجام شد. جزء سرامیکی سیمان گلاس به روش ذوبی ساخته شد و نانوذرات زیرکونیا در مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی به آن افزوده شد. آزمون‌های مشخصه‌یابی و اندازهگیری استحکام فشاری کامپوزیت گلاس آینومر/زیرکونیا انجام شد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نشان داد که جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر تولید شده ساختاری کاملاً آمورف دارد کهمی‌تواند به‌عنوان ماده زمینه کامپوزیت، بدون هیچگونه ناخالصی استفاده شود. نتیجه تحلیل عنصری نیزمشخص کرد که ترکیب شیمیایی جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر، با تقریب بسیار خوبی مشابه درصدهای وزنی مورد انتظار بود. نتایج آزمون سنجش استحکام فشاری نشان داد افزودن نانوذرات زیرکونیا به سیمان گلاس‌آینومر باعث افزایش استحکام فشاری می‌شود و بیشینه این استحکام در حضور 1 درصد وزنی نانوذرات زیرکونیا مشاهده شد. با افزایش مقدار زیرکونیا، میزان استحکام کاهش یافت؛ هرچند این مقدار همچنان از استحکام نمونه سیمان بدون نانوذرات زیرکونیا (نمونه کنترل) بیشتر بود. برپایه نتایج این پژوهش به نظر می‌رسد مناسب‌ترین کامپوزیت از لحاظ استحکام فشاری، کامپوزیت سیمان گلاس‌آینومر با 1 درصد وزنی نانوذرات زیرکونیا است. نتیجه نهایی این پژوهش، دستیابی به کامپوزیت گلاس آینومر/زیرکونیا است، به طوری که ضمن حفظ خواص فیزیکی، استحکام فشاری آن نیز افزایش یافته است.
بیوالکترومغناطیس
مریم صدری؛ پرویز عبدالمالکی؛ سعید آبرون؛ بهاره بیکی؛ فاضل سامانی
چکیده
سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان که از بندناف نوزادان جدا و کشت داده شده بودند، به مدت 24 ساعت در معرض میدان مغناطیسی ایستا با شدت 24 میلی‌تسلا قرار گرفتند و درصد سلول‌های زنده و میزان پیشرفت در چرخة سلولی در نمونه‌های تابش دیده با شاهد مقایسه شد. نتایج نشان داد مجاورت با این میدان به مدت 24 ساعت در زمان‌های 36، 48 و60 ساعت پس از اعمال میدان ...
بیشتر
سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان که از بندناف نوزادان جدا و کشت داده شده بودند، به مدت 24 ساعت در معرض میدان مغناطیسی ایستا با شدت 24 میلی‌تسلا قرار گرفتند و درصد سلول‌های زنده و میزان پیشرفت در چرخة سلولی در نمونه‌های تابش دیده با شاهد مقایسه شد. نتایج نشان داد مجاورت با این میدان به مدت 24 ساعت در زمان‌های 36، 48 و60 ساعت پس از اعمال میدان سبب کاهش معناداری در درصد سلول‌های زنده می‌شود. میزان پیشرفت این سلولها در چرخه سلولی نیز، این یافته را تأیید کرد؛ اما بعد از گذشت 72 ساعت از زمان تابشدهی، این تغییر تا حد معناداری جبران شد.
نانوبیومتریال
شکوفه برهان؛ سعید حصارکی
چکیده
امروزه شیشه‌های زیست فعال با ترکیبات مختلف برای ترمیم نقیصه‌های استخوانی کاربردهای وسیعی یافته‌اند. بیومواد تزریق پذیر در مواردی که جراحی باز با مشکلات فراوانی همراه باشد و یا محل آسیب به آسانی در دسترس نباشد، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش نانو پودر شیشه زیست فعال به روش سل- ژل اسید و باز تهیه شد و به عنوان فاز جامد خمیرهای ...
بیشتر
امروزه شیشه‌های زیست فعال با ترکیبات مختلف برای ترمیم نقیصه‌های استخوانی کاربردهای وسیعی یافته‌اند. بیومواد تزریق پذیر در مواردی که جراحی باز با مشکلات فراوانی همراه باشد و یا محل آسیب به آسانی در دسترس نباشد، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش نانو پودر شیشه زیست فعال به روش سل- ژل اسید و باز تهیه شد و به عنوان فاز جامد خمیرهای تزریق‌پذیر غیر قابل گیرش مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی‌های پودر تهیه شده نیز با روش های مختلف بررسی شد. برای تهیه نانو کامپوزیت‌ها، شیشة زیست فعال با نسبت‌های مختلف محلول‌های هیالورونیک اسید و پلی وینیل الکل مخلوط شد. پایداری خمیرها در برخورد با محیط فیزیولوژیک بدن، به صورت کیفی مشاهده شد. رفتار رئولوژیک خمیرها در دو مد چرخشی و نوسانی بررسی شد. نتایج نشان دادند که اندازه ذرات پودر شیشه nm 30-20 است و این نانوکامپوزیت‌ها رفتار غیر نیوتنی shear thinningدارند. با افزودن پلی وینیل الکل پایداری خمیرها بیشتر شده، مساحت حلقة هیسترزیس افزایش می‌یابد. آزمون‌های رئولوژی نوسانی مشخص کردند خمیرها رفتار ویسکوالاستیک داشته؛ ولی قسمت الاستیک آن غالب‌تر است. به طور کلی می‌توان از این بیو کامپوزیت به عنوان خمیر زیست فعال برای درمان بافت سخت و حتی بافت نرم استفاده کرد.
بیومکانیک استخوان
هدا سالمی؛ علی‌اصغر بهنام‌قادر؛ محمدرضا باغبان اسلامی‌نژاد؛ محمد عطایی
چکیده
کلاژن و ترکیبات کلسیم فسفاتی، بویژه نانوهیدروکسی آپاتیت ترکیبات اصلی استخوان طبیعی هستند. در سنتز همزمان هیدروکسی آپاتیت در حضور کلاژن، ذرات کلسیم فسفات در امتداد فیبریل کلاژن رشد کرده؛ میکروساختار متفاوتی را ایجاد می‌کنند. از این رو تأثیر کلاژن بر ویژگی‌های میکروساختاری و فازی ذرات کلسیم فسفات، بررسی شد. با توجه به سنتز همزمان ...
بیشتر
کلاژن و ترکیبات کلسیم فسفاتی، بویژه نانوهیدروکسی آپاتیت ترکیبات اصلی استخوان طبیعی هستند. در سنتز همزمان هیدروکسی آپاتیت در حضور کلاژن، ذرات کلسیم فسفات در امتداد فیبریل کلاژن رشد کرده؛ میکروساختار متفاوتی را ایجاد می‌کنند. از این رو تأثیر کلاژن بر ویژگی‌های میکروساختاری و فازی ذرات کلسیم فسفات، بررسی شد. با توجه به سنتز همزمان هیدروکسی آپاتیت در حضورکلاژن، کلرید کلسیم به عنوان منبع کلسیم به مخلوط کلاژن و اسید فسفریک به عنوان منبع فسفر اضافه شد. وغلظت کلاژن در مخلوط نهایی 1% وزنی/حجمی و نسبت وزنی کلسیم به فسفر 67/1 بود. فاز معدنی سنتز شده در حضور کلاژن و بدون کلاژن (نمونه کنترل) به مدت 1 ساعت در دمای 600 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد و شکل، ساختار و تغییرات فازی آن با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تحلیل تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شدند. نتایج SEMذرات کلسیم فسفات ریزتر و با ساختاری ورقه‌ای را در نمونه هیدروکسی آپاتیت سنتز شده در حضور کلاژن در مقایسه با نمونه کنترل -که دارای ساختار درشت‌تر وشبه‌کروی است- نشان دادند. تحلیل‌های FTIRو XRDحضور ترکیبات هیدروکسی آپاتیت و اکتاکلسیم فسفات را تأیید کردند. بررسی طیف FTIRنمونه‌ها قبل از عملیات حرارتی، حضور باند هیدروکسیل و باند فسفاتی مشخصه ترکیبات کلسیم فسفاتی و باندهای آمیدی مشخصه کلاژن را نشان داد. بعد از عملیات حرارتی نیز وجود بلورینگی کمتر درطیفXRD مشاهده شد.
برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی
علیرضا هاشمی فرد؛ ناصر فتورائی
چکیده
شریان کرونری وظیفة خون‌رسانی به عضله قلب را بر عهده دارد. این شریان در هر چرخه قلبی بر اثر حرکت قلب تغییرشکل میدهد. در این پژوهش تأثیر این تغییر شکل، بر همودینامیک شریان کرونری بررسی شده است. حرکت به صورت اعمال انحنایی متغیر با زمان، بر هندسة شریان کرونری مدلسازی شده است. به طوری که یک مدل از شریان کرونری ساخته شده و حرکت انتهای آن ...
بیشتر
شریان کرونری وظیفة خون‌رسانی به عضله قلب را بر عهده دارد. این شریان در هر چرخه قلبی بر اثر حرکت قلب تغییرشکل میدهد. در این پژوهش تأثیر این تغییر شکل، بر همودینامیک شریان کرونری بررسی شده است. حرکت به صورت اعمال انحنایی متغیر با زمان، بر هندسة شریان کرونری مدلسازی شده است. به طوری که یک مدل از شریان کرونری ساخته شده و حرکت انتهای آن به گونهای اعمال شده است که انحنای متغیر بوجودآمده در آن، در محدودة فیزیولوژیک باشد. پس از گسسته‌سازی، محاسبات عددی انجام شده و تأثیر حرکت شریان، بر دبی جریان عبوری خون در آن بررسی شده است. ضمن بررسی صحت مدلسازی، نتایج حاصل به شکل منحنیهایی از دبی جریان خون نسبت به زمان مورد بحث قرار گرفته‌اند. این نتایج مؤید این است که حرکت شریان بر دبی جریان خون در مقاطعی از طول شریان که به لحاظ آناتومی حرکت بیشتری داشته است، تأثیر بیشتری گذاشته و حتی بیشینة جریان را از زمان دیاستول به سیستول منتقل کرده است. این در حالی است که در این مناطق، جریان معکوسی نیز در زمان وقوع حداکثر دبی جریان در همسایگی ورودی شریان مشاهده می‌شود.
پردازش سیگنال‌های حیاتی
رضا سلیمانی؛ سید مجتبی روحانی
چکیده
در این مقاله یک الگوریتم جدید ومؤثر جهت طبقه‌بندی آریتمی‌های مهم قلبی با استفاده از سیگنال تغییرات ضربان قلب HRV که دارای مشخصه‌های آشوبگونه بهتری نسبت به ECG ست پیشنهاد شده است. در مرحله استخراج ویژگی، علاوه بر ویژگی‌های متداول خطی زمانی و فرکانسی، ویژگی‌های غیرخطی (آشوبگون) نیز بررسی شده‌اند. برای تسهیل در تعلیم و افزایش دقت طبقه‌بندی‌کننده، ...
بیشتر
در این مقاله یک الگوریتم جدید ومؤثر جهت طبقه‌بندی آریتمی‌های مهم قلبی با استفاده از سیگنال تغییرات ضربان قلب HRV که دارای مشخصه‌های آشوبگونه بهتری نسبت به ECG ست پیشنهاد شده است. در مرحله استخراج ویژگی، علاوه بر ویژگی‌های متداول خطی زمانی و فرکانسی، ویژگی‌های غیرخطی (آشوبگون) نیز بررسی شده‌اند. برای تسهیل در تعلیم و افزایش دقت طبقه‌بندی‌کننده، از دو تکنیک استفاده شده است: الف) تعداد ویژگی‌های استخراج شده توسط تکنیک آنالیز تمایزی تعمیم‌یافته GDA کاهش یافته است بدون آنکه این کاهش محتوای اطلاعات موجود را تقلیل دهد. ب) به کمک یک نگاشت خودسازمانده SOM برای هر گروه از داده‌ها، داده‌هایی برای تعلیم انتخاب شده‌اند که بیشترین محتوای اطلاعات را در مورد آن گروه داشته باشند. بررسی نتایج نشان میدهد که ویژگی‌های آشوبگونه نقش موثری در افزایش دقت سیستم تشخیص آریتمی قلبی دارد بنحوی که دقت کلی روش از حدود 92٪ به 97٪ افزایش یافته است. همچنین این نتایج موید اهمیت بکارگیری تکنیک‌های GDA و SOM به نحو پیش‌گفته است.در مرحله طبقه‌بندی طبقه‌بندهای MLP و SVM و PNN مورد استفاده قرار گرفته و نتایج مقایسه شده است. در این مقاله7 نوع آریتمی مختلف VT, VF, LBBB, CHB, AF, AFL, PVC و نیز گروه ضربانهای طبیعی (NSR) با دقت کلی 97.4 درصد شناسایی و طبقه‌بندی شده‌اند.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیهسازی رایانه‌ای زیستی
سیاوش مزدیسنا؛ امیرهمایون جعفری
چکیده
در این مقالهبا 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 ...
بیشتر
در این مقالهبا 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. 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. 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. 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.
بیومکانیک قلب و عروق
مهدی مولائی؛ محمدسعید سعیدی؛ بهار فیروزآبادی
چکیده
به علت نقش اساسی دستگاه گردش خون در بدن و گسترش روز‌افزون بیماری‌های مربوط به آن در کار حاضر سعی شده است تا با استفاده از شبیهسازی عددی یک‌بعدی، سیستم سرخرگ‌های اصلی دستگاه گردش خون مدل شود. برای اولین بار در شبیهسازی یک‌بعدی از روش حجم محدود برای گسسته‌سازی معادلات ناویر‌استوکس که با معادله حالت کوپل شده استفاده شده است. در ...
بیشتر
به علت نقش اساسی دستگاه گردش خون در بدن و گسترش روز‌افزون بیماری‌های مربوط به آن در کار حاضر سعی شده است تا با استفاده از شبیهسازی عددی یک‌بعدی، سیستم سرخرگ‌های اصلی دستگاه گردش خون مدل شود. برای اولین بار در شبیهسازی یک‌بعدی از روش حجم محدود برای گسسته‌سازی معادلات ناویر‌استوکس که با معادله حالت کوپل شده استفاده شده است. در گسترش شرایط مرزی خروجی از مدلی موسوم به درختچه‌ی شریانی ساختار یافته بهره گرفته شده است و مدل یک‌بعدی با مدل متمرکز ( لامپ) کوپل شده است. نتایج این حل، با سایر حل‌های یک‌بعدی چون روش مشخصه‌ها اعتبارسنجی شده و نشان داده شده که استفاده از روش حجم محدود نیز میتواند مشخصات جریان خون در سرخر‌گ‌ها را به خوبی نشان دهد. همچنین پروفیل‌های فشار و دبی در رگ‌های اصلی بدن در حالت نرمال به دست آمده و نشان داده شده که با دور شدن از قلب پروفیل فشار تیزتر می‌شود که با نتایج فیزیولوژیک همخوانی دارد. همچنین نشان داده می‌شود که با افزایش ضریب الاستیک رگ‌ها در بیماری تصلب شریان، فشار سیستولی افزایش و همراه با آن فشار دیاستولی کاهش می‌یابد. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده این نکته به دست می‌آید که روش حجم محدود کارایی لازم برای شبیهسازی عددی یک‌بعدی دستگاه گردش خون را دارا می‌باشد.
ارتز و پروتز
دیاکو مردانبگی؛ محمدرضا ملاک‌زاده
چکیده
در این مقاله به ساخت یک ردیاب حرکات چشم با ویژگی‌های تصویـری، بی‌درنگ، ارزان و در عین حال کاربردی با نام Dias Eye Tracker اشـاره می‌شود. این سیستم برقراری ارتباط معلولان با رایانه را بهبود می‌بخشد. آنچه سیستم مذکور را نسبت به سایر ردیاب‌های تحقیقاتی و ارزان قیمت مخصوص چشم متمایز ساخته، ...
بیشتر
در این مقاله به ساخت یک ردیاب حرکات چشم با ویژگی‌های تصویـری، بی‌درنگ، ارزان و در عین حال کاربردی با نام Dias Eye Tracker اشـاره می‌شود. این سیستم برقراری ارتباط معلولان با رایانه را بهبود می‌بخشد. آنچه سیستم مذکور را نسبت به سایر ردیاب‌های تحقیقاتی و ارزان قیمت مخصوص چشم متمایز ساخته، دقت در تشخیص نقطة دید، تنوع بخشهای کاربردی نرمافزار و همچنین سختافزارِ سبک و بیسیم آن با قابلیت نصب بر روی سر است. در مقالة حاضر روشهای استفاده شده در سیستم و همچنین نرم افزار و سخت افزار آن، معرفی شده است. همچنین دو روش استفاده شده برای ردیابی مردمک با یکدیگر مقایسه شده، عدم قطعیت بر روی نگاشتِ بکار رفته در این سیستم نیز تحلیل شده است. عملکرد این ردیاب چشم برای معلولان، با کمک سه پرسشنامه و بررسی پاسخهای افراد پس از اجرای سه فعالیت بخصوص با دستگاه، ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی عملکرد خوب این سیستم را در کمک به برقراری ارتباط با کامپیوتر نشان میدهد.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سید حجت سبزپوشان؛ زهرا دانش پرور
چکیده
مطالعة آریتمی‌های قلبی به جلوگیری و درمان یکی از مهمترین عوامل مرگ انسان‌ها کمک می‌‌کند. برای مطالعه آریتمی‌های قلبی نیاز به مدلی از پتانسیل عمل سلولی است که علاوه بر نمایش فعالیت الکتریکی طبیعی سلول، قادر به نمایش رفتارهای غیر طبیعی آن نیز باشد. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده دارای جزئیات و حجم محاسباتی زیادی هستند ...
بیشتر
مطالعة آریتمی‌های قلبی به جلوگیری و درمان یکی از مهمترین عوامل مرگ انسان‌ها کمک می‌‌کند. برای مطالعه آریتمی‌های قلبی نیاز به مدلی از پتانسیل عمل سلولی است که علاوه بر نمایش فعالیت الکتریکی طبیعی سلول، قادر به نمایش رفتارهای غیر طبیعی آن نیز باشد. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده دارای جزئیات و حجم محاسباتی زیادی هستند و این موضوع سبب کاهش سرعت شبیهسازی آنها شده است. در این مقاله مدل کمینه‌‌ای با دو متغیر حالت ارائه شده است. این مدل علاوه بر نمایش خصوصیات طبیعی سلول بطنی مانند تحریک‌پذیری، شکل ظاهری پتانسیل عمل، خاصیت جبران و نمایش اثر محدود کردن جریان‌های غشا، میتواند رفتار غیر طبیعی (EAD)را نیز شبیهسازی کند. این مدل ساختاری هدایتی (کندوکتانسی) دارد و شامل دو جریان برایند است که یکی نماینده کل جریان‌های ورودی و دیگری نماینده کل جریان‌های خروجی از سلول است. تنظیم پارامترهای مدل، با استفاده از الگوریتم تکرار شونده و معیار کمینه مجموع مربعات خطا انجام شده و گستره‌‌های مستعد پارامترها برای بروز رفتار غیرطبیعی EADبا استفاده از روشهای تحلیل سیستمهای دینامیکی غیرخطی تعیین شده است. نتایج به دست آمده منطبق با یافته‌های الکتروفیزیولوژیک است. سرعت شبیهسازی مدل مذکور در آرایه‌ای تک‌بعدی از ده سلول، در مقایسه با مدلهای الکتروفیزیولوژیک، بین 34 تا 112 بار سریع‌تر تخمین زده شده است.
رباتیک در پزشکی / بیورباتیک
مرضیه سعیدی‌راد؛ حیدرعلی طالبی؛ محمد زارعی‌نژاد؛ محمدرضا دهقان
چکیده
شبیهسازی بی‌درنگ برای نشان دادن رفتار واقعی بافت نرم به مدلهای بیومکانیک دقیقی نیاز دارد که دارای محاسبات سریع باشد. این مدل‌ها در خدمت کاربردهایی از جمله تشخیص پزشکی، برنامه‌ریزی و آموزش جراحی است. یکی از چالش‌ها در شبیهسازی عمل جراحی، برش بافت نرم است که به تغییرات ساختار هندسی و مش‌بندی مجدد عناصر در زمان بصورت آنی نیاز ...
بیشتر
شبیهسازی بی‌درنگ برای نشان دادن رفتار واقعی بافت نرم به مدلهای بیومکانیک دقیقی نیاز دارد که دارای محاسبات سریع باشد. این مدل‌ها در خدمت کاربردهایی از جمله تشخیص پزشکی، برنامه‌ریزی و آموزش جراحی است. یکی از چالش‌ها در شبیهسازی عمل جراحی، برش بافت نرم است که به تغییرات ساختار هندسی و مش‌بندی مجدد عناصر در زمان بصورت آنی نیاز دارد. در این مقاله الگوریتم برشی با توجه به تحلیل هندسی بافت پیشنهاد شده است به طوری که تعداد درجات آزادی کمی تولید کرده و شبیهسازی پایدارتری را با آسیب کمتر به بافت نشان میدهد. با توجه به نتایج حاصل از شبیهسازی، الگوریتم پیشنهادی از سرعت نسبتاً زیادی برخوردار است. علاوه بر الگوریتم پیشنهادی برش، روش نگاشتی پیشنهاد شده است که ارتباط بین مدل فیزیکی عناصر و مش‌بندی بصری و برخورد را برقرار ساخته و عمل جراحی واقعیتری را نشان میدهد. در این مقاله برای به دست آوردن نتایج قابل اعتماد، از مدل فیزیکی، دقیق و محاسباتی اجزای محدود استفاده شده است. روش اجزای محدود برای پایداری، دقت و عملکرد کافی در شبیهسازی آنی بهکار میرود. الگوریتم پیشنهادی در محیط شبیهسازی SOFAبرای بافت نرم سهبعدی توموری شکل ارزیابی شده است.
کنترل حرکت انسان
حامد قماشچی؛ علی استکی؛ علی مطیع نصرآبادی؛ فریدون نوشیروان راحت‌آباد
چکیده
در این مطالعه از یک مدل ساده آونگ واژگون با کنترل‌کننده تناسبی-انتگرال‌گیر- مشتق‌گیر دارای بازخورد تأخیری برای مدلسازی سیستم کنترل وضعیت و شبیهسازی الگوهای نوسان‌های وضعیتی بهره گرفته شده است. هدف این بوده تا به جای استفاده از شاخص‌های متداول ارزیابی نوسان‌های وضعیتی که عمدتاً تعاریفی کیفی از سیستم کنترل وضعیت ارائه می‌دهند، ...
بیشتر
در این مطالعه از یک مدل ساده آونگ واژگون با کنترل‌کننده تناسبی-انتگرال‌گیر- مشتق‌گیر دارای بازخورد تأخیری برای مدلسازی سیستم کنترل وضعیت و شبیهسازی الگوهای نوسان‌های وضعیتی بهره گرفته شده است. هدف این بوده تا به جای استفاده از شاخص‌های متداول ارزیابی نوسان‌های وضعیتی که عمدتاً تعاریفی کیفی از سیستم کنترل وضعیت ارائه می‌دهند، با بهرهگیری از این مدل بتوان به اطلاعاتی درباره نحوه عملکرد سیستم کنترل وضعیت دست یافت. با استفاده از اطلاعات و یافته‌های تجربی و بهکارگیری الگوریتم ژنتیک، ضرایب مدل به گونهای تعیین شدند که نتایجی مشابه با نتایج شاخص‌های مرسومِ ارزیابی نوسان‌های وضعیتی سیستمهای کنترل وضعیت طبیعی و تغییریافته ایجاد کنند. ضرایب بهکار گرفته شده در مدل و کنترل‌کننده، تعابیر معناداری منطبق بر ذات سیستم کنترل وضعیت مییابند که زوال این سیستم به واسطه ضایعات عصبی-عضلانی، آنها را هدف قرار میدهد. نتایج این مطالعه نشان دادند که اگرچه مدلهای ساده سیستم کنترل وضعیت قادر به بیان پیچیدگیهای سیستم کنترل وضعیت و تعامل بین اجزاء سیستم نیستند ولی می‌توانند به درک بهتر نحوه عملکرد سیستم کنترل وضعیت، ویژگی‌های کلّی آن و نحوه تغییرات آنها کمک کنند.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیهسازی رایانه‌ای زیستی
محمود امیری؛ فریبا بهرامی؛ مهیار جان‌احمدی
چکیده
در این مقاله، به مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها که دسته مهمی از سلول‌های گلیال به شمار می‌روند به عنوان تنظیم کننده‌های سیناپسی در همزمان شدن فعالیت سلول‌های عصبی پرداخته می‌شود. ایده اصلی استفاده همزمان از مدلهای جمعیت نورونی کورتیکال و تالاموکورتیکال ارائه شده توسط سافژینسکی و همکاران (2004) با در نظر گرفتن ایده بازخورد داخلی ...
بیشتر
در این مقاله، به مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها که دسته مهمی از سلول‌های گلیال به شمار می‌روند به عنوان تنظیم کننده‌های سیناپسی در همزمان شدن فعالیت سلول‌های عصبی پرداخته می‌شود. ایده اصلی استفاده همزمان از مدلهای جمعیت نورونی کورتیکال و تالاموکورتیکال ارائه شده توسط سافژینسکی و همکاران (2004) با در نظر گرفتن ایده بازخورد داخلی مطرح شده به‌وسیله آیزمیدیسو همکاران (2009) از یک سو و گنجاندن مدل محاسباتی آستروسیت‌ها در این مدل‌ها، از سوی دیگر است. در همین راستا با گنجاندن نقش آستروسیت‌ها در تنظیم و کنترل فعالیت سیناپس؛ مدلهای کورتیکال و تالاموکورتیکال منطبق بر واقعیت فیزیولوژی توسعه داده شده و تکمیل می‌شوند. به این ترتیب عملکرد آستروسیت‌ها در حالت طبیعی (سالم) و بیماری (نقص درانجام عملکرد خود) در همزمان‌سازی فعالیت جمعیت‌های نورونی بررسی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان میدهد که آستروسیت‌های سالم با پایش درست فعالیت سیناپسی و اعمال سیگنال کنترلی مناسب می‌توانند تغییرات ورودی تحریکی به سلول‌های عصبی را تا حد زیادی جبران کنند. در حالی که آستروسیت‌های بیمار نمی‌توانند در تنظیم فعالیت سیناپسی وظیفه خود را به درستی انجام دهند و در نتیجه نمی‌توانند از بروز همزمان شدن غیرطبیعی و بیش ازحد سلول‌های عصبی جلوگیری کنند. بنابراین با توجه به نتایج مدلهای تکمیل شده، پیشنهاد می‌شود که امکان استفاده از مواد مؤثر بر آستروسیت‌ها به عنوان یک کاندید جدید در درمان بیمارهای مرتبط با همزمان شدن غیرطبیعی سلول‌های عصبی (همچون بیماری صرع) مورد بررسی بیشتر و عمیق‌تر قرار گیرد.
مهندسی بافت
فاطمه شمسی؛ محسن جانملکی؛ ناصر فتورائی
چکیده
در این مطالعه سازوکاری برای کنترل مسیر حرکت جت نانوفیبرهای تولید شده در روش الکتروریسی به کمک میدان مغناطیسی ارائه و مدلسازی می گردد. در ابتدا مسیر جت با کمک تعدادی قطعه ویسکوالاستیک مدلسازی شد. با در نظر گرفتن نیروهای حاکم بر این سیستم و معادله تعادل اندازه حرکت و ویسکوالاستیک ماکسول مسیر حرکت سیال با کمک نرم افزار MATLAB با روش ...
بیشتر
در این مطالعه سازوکاری برای کنترل مسیر حرکت جت نانوفیبرهای تولید شده در روش الکتروریسی به کمک میدان مغناطیسی ارائه و مدلسازی می گردد. در ابتدا مسیر جت با کمک تعدادی قطعه ویسکوالاستیک مدلسازی شد. با در نظر گرفتن نیروهای حاکم بر این سیستم و معادله تعادل اندازه حرکت و ویسکوالاستیک ماکسول مسیر حرکت سیال با کمک نرم افزار MATLAB با روش عددی رونگ کوتا مدل شد. پس از اطمینان از صحت عملکرد سیستم، رفتار آن در حضور میدان مغناطیسی در راستای حرکت جت مورد ارزیابی قرار گرفت. این میدان نیروی یکسانی در هر نقطه بر جت وارد می کند. با افزایش شدت میدان مغناطیسی عملا شعاع قاعده مخروطی شکل حرکت کاهش یافت. بر اساس این پژوهش مشخص شد که با داشتن سازوکار مناسب برای اعمال میدان مغناطیسی عملا می توان مسیر حرکت و راستای الیاف را تحت کنترل در آورد.
پردازش تصاویر پزشکی
عفت یاحقی؛ یاشار نوحی؛ امیر موافقی؛ حمید سلطانیان‌زاده
چکیده
یکی از روش های بررسی آسیب بافت، استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی است. در این نوع تصویربرداری از اثر مغناطش مولکول های آب و ماده کنتراست استفاده می شود. تبادل آب بر منحنی های مغناطش در پلاسما و بافت و در نتیجه بر زمان طولی موثر (T1eff) اثر دارد. برای بررسی این تاثیر از مدل های چندبخشی استفاده می شود. در این مدل ها معادلات مغناطش ...
بیشتر
یکی از روش های بررسی آسیب بافت، استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی است. در این نوع تصویربرداری از اثر مغناطش مولکول های آب و ماده کنتراست استفاده می شود. تبادل آب بر منحنی های مغناطش در پلاسما و بافت و در نتیجه بر زمان طولی موثر (T1eff) اثر دارد. برای بررسی این تاثیر از مدل های چندبخشی استفاده می شود. در این مدل ها معادلات مغناطش بافت برای زمان استراحت طولی ثابت در پلاسما حل شده و تغییرات زمان استراحت طولی در بخش های فضای داخل و خارج سلولی بررسی می شود و ثابت های انتقال در بافت محاسبه می گردند. زمان استراحت طولی بافت با مقدار ماده کنتراست در بافت متناسب است. تغییرات این ماده شبیه تابع گاماست. برای بررسی اثر مغناطش لازم است این تغییرات در معادلات لحاظ شوند که باعث پیچیدگی حل آنها می شود. در این مقاله با در نظر گرفتن تغییرات ماده کنتراست در بافت و با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و برازش منحنی و روش های عددی هیون، رونگه-کوتا و روش آماری، منحنی تغییرات مغناطش و زمان استراحت طولی در قسمت های مختلف بافت برای مدل های دو بخشی و سه بخشی بافت مغز موش به دست آمده است. ابتدا برای ارزیابی مدل آماری بر اساس قانون بقای جرم، محاسبات به دو روش عددی و آماری انجام شده و نتایج مقایسه شده اند. نتایج مربوط به داده های حاصل از تصاویر، به روش آماری نیز به دست آمدند؛ زیرا در این حالت نیاز به برازش منحنی بر داده ها نیست و می توان از آنها به طور مستقیم استفاده کرد. با تغییر ثابت های انتقال بافت مجموعه ای از منحنی های مغناطش برحسب زمان تهیه شده و با مقایسه زمان استراحت طولی آنها با منحنی های به دست آمده از تصاویر، ثابت های انتقال بافت محاسبه شده اند. ثابت های انتقال بافت های ناسالم نسبت به بافت های سالم بزرگ تر هستند زیرا در این حالت نفوذپذیری و در نتیجه افزایش تمرکز ماده کنتراست و مغناطش در بافت بیشتر است. این ثابت های انتقال که متناسب با شدت آسیب اند می توانند در تشخیص و درمان مورد استفاده قرار گیرند.
مدلسازی سیستمهای اسکلتی عضلانی
ربابه وطن پرست؛ حسین کریمی؛ فریبا بهرامی؛ رویا نریمانی
چکیده
پیش تنظیم وضعیت (APA) برای انجام یک حرکت بدون بر همزدن وضعیت بدن مورد نیاز است. در این مطالعه سازوکارهای کنترل پوسچر هنگام حرکت ارادی سریع بالا آوردن دست ها در افراد دچار قطع عضو زیر زانو مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به دست آمده با یک گروه سالم مقایسه شده اند. تمرکز این مطالعه بر متغیرهای بیومکانیکی از جمله نیروهای عکس العمل زمین ...
بیشتر
پیش تنظیم وضعیت (APA) برای انجام یک حرکت بدون بر همزدن وضعیت بدن مورد نیاز است. در این مطالعه سازوکارهای کنترل پوسچر هنگام حرکت ارادی سریع بالا آوردن دست ها در افراد دچار قطع عضو زیر زانو مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به دست آمده با یک گروه سالم مقایسه شده اند. تمرکز این مطالعه بر متغیرهای بیومکانیکی از جمله نیروهای عکس العمل زمین و جابه جائی های مرکز فشار بوده است. در مطالعه حاضر 6 فرد سالم و 6 فرد قطع عضو زیر زانو شرکت کردند. آزمایش ها با استفاده از صفحه نیرو در سه وضعیت انجام شد؛ یک بار هر دو پا روی صفحه نیرو، یک بار پای راست (دارای پروتز) روی صفحه نیرو و پای چپ (پای سالم) خارج از آن و یک بار پای چپ روی صفحه نیرو و پای راست خارج از آن. طی آزمایش فرد هر دو دست خود را به طور همزمان با حداکثر سرعت بالا می برد. برای حفظ همزمانی حرکت دو دست از فرد درخواست شد که دو سر یک میله سبک را با دو دست نگاه دارد. آزمایش در هر وضعیت ده مرتبه تکرار شد. به طور همزمان از انجام حرکات نیز تصویربرداری شد. از فیلم های ضبط شده برای تعیین زمان شروع حرکت استفاده شده است. هر جا که انحراف مشهود در مولفه های نیروهای عکس العمل زمین و جابه جائی های مرکز فشار قبل از نقطه شروع حرکت روی داد به عنوان شروع فاز پیش تنظیم پوسچر در نظر گرفته شده است. برای افزایش اعتبار آزمایش گروه مورد مطالعه از نظر سن، جنس، دلیل قطع عضو و نوع پروتز همگن بودند. نتایج نشان داد میزان جابه جائی های مرکز فشار در دو جهت داخلی- خارجی و قدامی-خلفی و مولفه عمودی نیروی عکس العمل زمین در وضعیت پای راست روی صفحه نیرو، در افراد قطع عضو زیر زانو بیش از افراد سالم است در سایر موارد تفاوت معناداری بین دو گروه دیده نشد. به نظر می رسد انجام حرکت بازوها، فرد قطع عضو زیر زانو را بیش از فرد سالم در معرض بر هم خوردن تعادل قرار می دهد و این افراد قبل از وقوع آشفتگی وزن خود را به صورت پیش بینی کننده به سمت پای سالم منتقل می کنند و مانع بر هم خوردن تعادل می شوند. می توان نتیجه گرفت نقش پای سالم در افراد دچار قطع عضو زیر زانو افزایش یافته است و در برنامه های توانبخشی این افراد علاوه بر تقویت عضلات سمت دچار قطع عضو باید به تقویت عضلات پای سالم نیز پرداخته شود.
مریم پرویز؛ محمد ربیعی؛ محمدعلی شکرگزار؛ فتح اله مضطرزاده؛ فرزاد یوسفی قره باغی؛ مهدیس شایان؛ محمد رضا تحریری
چکیده
نقاط کوانتومی (نانوبلورهای نیمه هادی) و سیستم های هسته پوسته تهیه شده از آنها از جمله موادی هستند که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از میان این دسته از مواد نقاط کوانتومی کادمیم سلناید (CdSe) به تنهایی و یا به همراه پوسته ای از سولفاید روی (ZnS)، به دلیل پایداری نوری، بازدهی لومینسانس بالا و دامنه وسیعی از بازتاب آن هم در محدوده نور ...
بیشتر
نقاط کوانتومی (نانوبلورهای نیمه هادی) و سیستم های هسته پوسته تهیه شده از آنها از جمله موادی هستند که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از میان این دسته از مواد نقاط کوانتومی کادمیم سلناید (CdSe) به تنهایی و یا به همراه پوسته ای از سولفاید روی (ZnS)، به دلیل پایداری نوری، بازدهی لومینسانس بالا و دامنه وسیعی از بازتاب آن هم در محدوده نور مرئی، مورد توجه ویژه در برخی کاربردهای مهندسی پزشکی هستند. در این تحقیق نقاط کوانتومی CdSeزیست سازگار و محلول در آب با روشی ساده و ارزان با استفاده از عامل بازدارنده ژلاتین سنتز شده است و سپس پوششی از ZnS به روش رسوبی بر روی آن قرار گرفته است. خواص نوری این نقاط با اندازه گیری میزان فوتولومینسانس ناشی از آنها بررسی شده است و زیست سازگاری آنها تا غلظت 200 mg/mlit با استفاده از تحلیل نتایج آزمون MTT تائید شده است. با قرار دادن گروه های مرکاپتو ساکسینیک اسید بر روی سطح این نقاط علاوه بر افزایش پایداری آنها در محیط آبی، سطح با گروه های کربوکسیلیک عاملدار شده است. این گروه ها در مجاورت گروه های آمینی آنتی بادی CD20، پیوند های آمیدی تشکیل داده است. به منظور بالا بردن بازده فرایند اتصال آنتی بادی ها به سطح نقاط کوانتومی از 1- اتیل-3-[3- دی متیل آمینو پروپیل] کربودی آیماید هیدروکلراید و هیدروکسی سولفوساکسین آیماید استفاده شده است. نتایج آزمون PAGE، افزایش kDal20 در وزن آنتی بادی ها را نشان می دهد که بیانگر کانژوگه شدن این پروتئین ها با نقاط کوانتومی مذکور است. غلظت های مختلف نقاط کوانتومی بیوکانژوگه شده در مجاورت سلول های رده لنفوئیدی B (راجی) قرار داده شده اند و با اعمال تابش در محدوده 400 nm (فرابنفش) در بازه های زمانی مختلف اثر لومینسانس حاصل از این نقاط کوانتومی بر مرگ سلول ها بررسی شده است.
پردازش تصاویر پزشکی
حسین ربانی
چکیده
در این مقاله چگونگی بهبود محوشدگی تصاویر اولتراسوند با استفاده از الگوریتمی تکراری مبتنی بر تخمین اولیه داده های تمیز و تابع محوشدگی بر اساس روش کمینه کردن گرادیان خطا (روش نیوتن) و ارتقاء کیفیت این تخمین ها با استفاده از روش های کاهش اغتشاش مناسب ارائه شده است. بر این اساس با تعریف تابع خطای مناسب، تخمین اولیه موجب حفظ لبه های تصویر ...
بیشتر
در این مقاله چگونگی بهبود محوشدگی تصاویر اولتراسوند با استفاده از الگوریتمی تکراری مبتنی بر تخمین اولیه داده های تمیز و تابع محوشدگی بر اساس روش کمینه کردن گرادیان خطا (روش نیوتن) و ارتقاء کیفیت این تخمین ها با استفاده از روش های کاهش اغتشاش مناسب ارائه شده است. بر این اساس با تعریف تابع خطای مناسب، تخمین اولیه موجب حفظ لبه های تصویر می شود و سپس تخمین اولیه تابع محوشدگی بر اساس روش کاهش تطبیقی اغتشاش که برای هر پیکسل پنجره محلی و غیرهمسانگرد با شکل متناسب انتخاب می کند، بهبود می یابد. همچنین تخمین اولیه داده های تمیز با استفاده از روش کاهش اغتشاش مبتنی بر تئوری بیز در حوزه ویولت مختلط ارتقاء می یابد. استفاده از روش های کاهش اغتشاش مذکور مانع از ایجاد آرتیفکت های بصری در محل های هموار تصاویر و همچنین محوشدگی لبه های اصلی تصاویر می شود. نتایج شبیه سازی های صورت گرفته حاکی از موفقیت قابل توجه این روش در عملیات حذف محوشدگی در مقایسه با دیگر روش های ارائه شده در سال های اخیر دارد.
نادر نظافتی؛ فتح اله مضطرزاده؛ سعید حصارکی؛ نسیم نوسودی
چکیده
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 ...
بیشتر
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.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیهسازی رایانه‌ای زیستی
فرشته یوسفی ریزی؛ علیرضا احمدیان؛ جواد علیرضایی؛ عمادالدین فاطمی‌زاده؛ نادر رضایی
چکیده
پیچیدگی ساختار درخت راه هوایی، اثر جزئی حجم بر شاخه های ریز و کنتراست پایین بین بافت های موجود در قفسه سینه، بخش بندی آن را دشوار می سازد. پدیده نشتی به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات در مسیر بخش بندی تصاویر پزشکی به ویژه در موارد پیچیده ای مانند راه های هوایی است. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی ...
بیشتر
پیچیدگی ساختار درخت راه هوایی، اثر جزئی حجم بر شاخه های ریز و کنتراست پایین بین بافت های موجود در قفسه سینه، بخش بندی آن را دشوار می سازد. پدیده نشتی به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات در مسیر بخش بندی تصاویر پزشکی به ویژه در موارد پیچیده ای مانند راه های هوایی است. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی در وکسل های متعلق به یک شی و وجود یک ارتباط درهم آمیخته بین آنها، و با در نظر گرفتن خاصیت فازی ذاتی تصاویر پزشکی، الگوریتم کارامدی برای بخش بندی ساختارهای پیچیده مانند راه های هوایی است. در رویکرد جدید اتصال فازی مبتنی بر خوشه یابی فازی FCM، که تحت عنوان FC-FCM به وسیله همین گروه مطرح شده است، ضمن عدم نیاز به تعیین متغیرهای اولیه، فضای جستجو نیز با بهره گیری از تابع عضویت فضایی فازی در فرایند برگشتی رشد هسته اولیه محدود شده است. اما در تعیین شاخه های پس از لایه سوم با نشتی مواجه می شود. امکان تشخیص نشتی فقط پس از رشد آن و فرایند زمان بر تکرار بخش بندی با متغیرهای جدید که روش متداول در رویارویی با پدیده نشتی است، ما را به سمت ارائه یک فرایند بهینه سازی مبتنی بر شکل در بطن الگوریتم اتصال فازی، برای جلوگیری از تشکیل نشتی به عنوان یک شیوه جدید رهنمون شده است. با در نظر گرفتن ساختار استوانه ای شاخه های درخت راه های هوایی تابع هزینه ای که شاخصی از میزان استوانه ای بودن است، معرفی و به کار گرفته شد. شایان ذکر است کمینه کردن آن به قرار گرفتن وکسل ها در نظام استوانه ای منجر گردید. با کاربرد رویکرد جدید اتصال فازی راه های هوایی تا لایه چهارم با دقت 92.92% استخراج شدند. با استفاده از فرایند بهینه سازی در بطن رویکرد جدید اتصال فازی، ضمن ممانعت از تشکیل نشتی، شاخه های درخت راه هوایی تا لایه ششم بخش بندی شد. چنان که نتایج نشان می دهد، الگوریتم پیشنهادی OPT-FC-FCM قادر به تشخیص شاخه ها، چهار برابر بیشتر از روش FC-FCM است. تعداد کل شاخه های بخش بندی شده در روش 65 OPT-FC-FCM شاخه است که نسبت به تعداد کل شاخه های استخراج شده از روش) FC-FCM با 15 شاخه) 4 برابر بیشتر است.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیهسازی رایانه‌ای زیستی
مریم نقیب الحسینی؛ فریبا بهرامی
چکیده
در این مقاله مدلی بر اساس رفتار نوشتاری انسان و به منظور یادگیری نوشتن حروف فارسی در اندازه های مختلف پیشنهاد شده است. این مدل با تقلید از یک حرف نوشته شده به وسیله انسان، اقدام به رونویسی آن می کند. تقلید شامل دو مرحله درک و عمل است. در مرحله درک، اطلاعات مورد نیاز برای تولید حرف از الگوی اصلی استخراج می شود و در مرحله عمل، مدل اقدام ...
بیشتر
در این مقاله مدلی بر اساس رفتار نوشتاری انسان و به منظور یادگیری نوشتن حروف فارسی در اندازه های مختلف پیشنهاد شده است. این مدل با تقلید از یک حرف نوشته شده به وسیله انسان، اقدام به رونویسی آن می کند. تقلید شامل دو مرحله درک و عمل است. در مرحله درک، اطلاعات مورد نیاز برای تولید حرف از الگوی اصلی استخراج می شود و در مرحله عمل، مدل اقدام به تولید حرف به صورت مشابه با الگوی اصلی می کند. برای نوشتن مجدد یک حرف ابتدا آن را به اجزای تشکیل دهنده خود یا ضربه های نوشتاری تجزیه می کنیم. هر ضربه با تقریب تکه ای خطی به زیر بخش هایی تقسیم می شود. شیب و طول قدم هر یک از این زیر بخش ها به عنوان ویژگی های حرف نوشته شده در نظر گرفته می شوند و مدل با یادگیری این ویژگی ها نوشتن حرف را می آموزد. این ویژگی ها معرف رفتار نوشتاری انسان است. یادگیری در صورت توانمندی مدل در تولید مسیر به گونه ای که تمام نقاط روی آن، فاصله ای کمتر از یک میزان از پیش تعریف شده از مسیر اصلی را دارا باشد، تکمیل می شود. این میزان از پیش تعریف شده را عرض توجه می نامیم که نشان دهنده توجه بصری و معرف دقت فرد در طول مراحل یادگیری است. در مدل پیشنهادی توجه بصری تطبیقی استو با پیشرفت یادگیری کاهش می یابد. پس از پایان یادگیری، مدل توانایی تولید حروف فارسی در اندازه های مختلف و با استفاده از حافظه را داراست. به منظور بررسی عملکرد مدل از محاسبه همبستگی بین مسیر حرف تولید شده به وسیله مدل و مسیر الگوی اصلی استفاده می شود. نتایج حاصل حاکی از عملکرد بسیار خوب مدل در بین داده های مختلف فارسی است.
