متن مقالات حاضر در دست ویراستاری است.
پردازش سیگنالهای حیاتی
بهناز شیخ الاسلامی؛ قاسم صادقی بجستانی؛ رضا یعقوبی کریموی؛ ریحانه ظریفیان
دوره 15، شماره 1 ، اردیبهشت 1400، ، صفحه 29-46
چکیده
اختلال کمتوجهی/بیشفعالی (ADHD) یک اختلال رشدی عصبی است که میتواند در افراد با سنین مختلف به خصوص در کودکان ایجاد شده و سبب تغییر در رفتار آنها شود. مطالعات گذشته اغلب روی پردازشهای حوزهی فرکانسی و یا جنبههای دینامیک غیرخطی سیگنالهای EEG از قبیل بعد همبستگی، بعد فرکتال، نمای لیاپانوف، آنتروپی و نرخ بازگشت فرایندهای مغزی برای ...
بیشتر
اختلال کمتوجهی/بیشفعالی (ADHD) یک اختلال رشدی عصبی است که میتواند در افراد با سنین مختلف به خصوص در کودکان ایجاد شده و سبب تغییر در رفتار آنها شود. مطالعات گذشته اغلب روی پردازشهای حوزهی فرکانسی و یا جنبههای دینامیک غیرخطی سیگنالهای EEG از قبیل بعد همبستگی، بعد فرکتال، نمای لیاپانوف، آنتروپی و نرخ بازگشت فرایندهای مغزی برای تفکیک افراد مبتلا به ADHD متمرکز بوده است. در این مطالعه با استفاده از قطاعهای شعاعی پوانکاره در فضای فاز سیگنالهای EEG افراد مبتلا به ADHD و افراد سالم در دو گروه خردسالان و بزرگسالان، مرتبسازی این فضا و همچنین استخراج ویژگیهای هندسی مختلف، دیدگاه متفاوتی از میزان پیچیدگی فعالیتهای مغزی و سطح پویایی افراد مبتلا به ADHD در مقایسه با افراد سالم ارائه شده و به ارزیابی حجم بستر نوسان سیگنال EEG پرداخته شده است. در نهایت با ارزیابی ویژگیهای استخراج شده و استفاده از الگوریتم SFS بر مبنای طبقهبندی کنندهی RBF-SVM، تفکیک افراد مبتلا به ADHD از افراد سالم در دو گروه خردسالان و بزرگسالان به ترتیب با صحت 04/2±20/93 و 13/1±60/95 انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان داده که حجم بستر نوسان سیگنال EEG افراد مبتلا به ADHD نسبت به افراد سالم به طور قابل توجهی بیشتر بوده و این موضوع بیانگر افزایش میزان پویایی و در نتیجه کاهش میزان پیچیدگی فعالیتهای مغزی در این افراد است. همچنین در این پژوهش مشخص شده که افزایش حجم بستر نوسان سیگنالهای EEG در کودکان نسبت به بزرگسالان بیشتر بوده و این موضوع نشان دهندهی افزایش سطح پویایی کودکان نسبت به بزرگسالان است. بنابراین میتوان ADHD و سن را به عنوان دو عامل مهم در افزایش حجم بستر نوسان سیگنال EEG معرفی کرد.
هادی برجخانی؛ صمد شیخائی؛ مهدی برجخانی
دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1393، ، صفحه 31-43
چکیده
ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩﺍی ﺑﺎ ﻣﻌﻤﺎﺭی ﺟﺪﻳﺪ ﺑﺮﺍی ﺣﺴﮕﺮﻫﺎی ﻗﺎﺑﻞ ﻛﺎﺷﺖ ﻳﺎ ﭘﻮﺷﻴﺪﻧﻰ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎﺩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺑﺴﻴﺎﺭی ﺍﺯ ﮔﺮﻩﻫﺎی ﺣﺴﮕﺮی ﺑﻪ ﺟﺎی ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺑﺎﻃﺮی، ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﺧﻮﺩ ﺭﺍ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺍﺳﺘﺤﺼﺎﻝ ﺍﻧﺮﮋی ﺗﺄﻣﻴﻦ ﻣﻰﻛﻨﻨﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﻳﻨﻜﻪ ﺗﻮﺍﻥ ﺗﺄﻣﻴﻦ ﺷﺪﻩ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ...
بیشتر
ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩﺍی ﺑﺎ ﻣﻌﻤﺎﺭی ﺟﺪﻳﺪ ﺑﺮﺍی ﺣﺴﮕﺮﻫﺎی ﻗﺎﺑﻞ ﻛﺎﺷﺖ ﻳﺎ ﭘﻮﺷﻴﺪﻧﻰ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎﺩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺑﺴﻴﺎﺭی ﺍﺯ ﮔﺮﻩﻫﺎی ﺣﺴﮕﺮی ﺑﻪ ﺟﺎی ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺑﺎﻃﺮی، ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﺧﻮﺩ ﺭﺍ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺍﺳﺘﺤﺼﺎﻝ ﺍﻧﺮﮋی ﺗﺄﻣﻴﻦ ﻣﻰﻛﻨﻨﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﻳﻨﻜﻪ ﺗﻮﺍﻥ ﺗﺄﻣﻴﻦ ﺷﺪﻩ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺍﺳﺘﺤﺼﺎﻝ ﺍﻧﺮﮋی ﻣﺤﺪﻭﺩ ﺍﺳﺖ، ﻃﺮﺍﺣﻰ ﮔﺮﻩ ﺣﺴﮕﺮی ﺑﺎ ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﻛﻢ ﻣﻄﻠﻮﺏ ﺍﺳﺖ. ﮔﺮﻩ ﺣﺴﮕﺮی ﺍﺯ ﺑﻠﻮکﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ، ﻛﻪ ﻗﺴﻤﺖ ﺭﺍﺩﻳﻮﻳﻰ ﺁﻥ ﺗﻮﺍﻥ ﻏﺎﻟﺐ ﻛﻞ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺭﺍ ﻣﺼﺮﻑ ﻣﻰﻛﻨﺪ؛ ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﻳﻦ ﻣﻌﻤﺎﺭی ﺟﺪﻳﺪ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ ﺑﺎ ﻣﺪﻭﻻﺳﻴﻮﻥ BFSK ﻭ ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﻛﻢ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮﺭ ﻛﺎﻫﺶ ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ ﺍﺯ ﺭﻭﺵﻫﺎی ﻗﻔﻞ ﺗﺰﺭﻳﻖ ﻭ ﺿﺮﺏ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻰ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻣﺪﻭﻻﺳﻴﻮﻥ BFSK، ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﻰ ﻣﺘﻘﺎﺭﻥ ﺑﻴﻦ ﮔﺮﻩ ﺣﺴﮕﺮی ﻭ ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩ ﭘﺎﻳﻪ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻣﻰﺷﻮﺩ و ﭘﻴﭽﻴﺪﮔﻰ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﻪ ﺍﻳﺴﺘﮕﺎﻩ ﭘﺎﻳﻪ ﻳﺎ ﻫﻤﺎﻥ ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻧﺨﻮﺍﻫﺪ ﺷﺪ. ﺩﺭ ﻣﻌﻤﺎﺭی ﭘﻴﺸﻨﻬﺎﺩی ﺑﺮﺧﻼﻑ ﻣﻌﻤﺎﺭیﻫﺎی ﺭﺍﻳﺞ، ﺍﺯ ﻧﻮﺳﺎﻥﺳﺎﺯﻫﺎﻳﻰ ﺑﺎ ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﺯﻳﺎﺩ ﻣﺎﻧﻨﺪ PLL ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻧﺸﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮﺧﻼﻑ ﻣﻌﻤﺎﺭیﻫﺎی ﻣﺘﺪﺍﻭﻝ ﻋﻤﻞ ﻣﺪﻭﻻﺳﻴﻮﻥ ﺩﺭ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺣﺎﻣﻞ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﻧﻤﻰﺷﻮﺩ، ﺑﻠﻜﻪ ﺩﺭ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻧﻮﺳﺎﻥﺳﺎﺯ ﻣﺮﺟﻊ MHz 34 ﺍﻧﺠﺎﻡ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝ ﻣﺪﻭﻟﻪ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻣﺮﺟﻊ ﺑﺮﺍی ﺍﺭﺳﺎﻝ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺁﻧﺘﻦ 12 ﺑﺮﺍﺑﺮ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ؛ ﺑﻪ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝ ﺣﺎﻣﻞ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺭﺳﻴﺪ. ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻰ ﻗﻔﻞ ﺗﺰﺭﻳﻖ ﻧﻮﻳﺰ ﻓﺎﺯ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝ ﻣﺪﻭﻟﻪ ﺷﺪﮤ ﺍﺭﺳﺎﻟﻰ dBc/Hz 117- ﺑﺎ ﺁﻓﺴﺖ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻰ MHz 1 ﻭ ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺼﺮﻓﻰ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ μW 144 ﺑﺮﺍی ﺍﺭﺳﺎﻝ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝ ﺑﺎ ﺗﻮﺍﻥ dBm 7/16- ﺍﺳﺖ. ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝ ﺣﺎﻣﻞ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺮﺍی ﺭﺳﻴﺪﻥ ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ، ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝ ﻣﺮﺟﻊ MHz 34 ﺍﻧﺘﺨﺎﺏ ﻣﻰﺷﻮﺩ.
بیومکانیک
مهدیه مسیبی؛ افسانه مجری
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 31-44
چکیده
در ستون فقرات، دیسکهای بین مهرهای نقش انعطافپذیری، انتقال بار و استهلاک انرژی در ضربات ناشی از بارگذاری را بر عهده دارند. افزایش سن و اعمال بارگذاریهای نامناسب منجر به انحطاط (دژنره شدن) دیسکهای بین مهرهای میشود. بررسی پارامترهای بیومکانیکی دیسک سالم و دژنرهشده در سطوح مختلف جهت کشف مکانیزمهای مربوط به دژنره ...
بیشتر
در ستون فقرات، دیسکهای بین مهرهای نقش انعطافپذیری، انتقال بار و استهلاک انرژی در ضربات ناشی از بارگذاری را بر عهده دارند. افزایش سن و اعمال بارگذاریهای نامناسب منجر به انحطاط (دژنره شدن) دیسکهای بین مهرهای میشود. بررسی پارامترهای بیومکانیکی دیسک سالم و دژنرهشده در سطوح مختلف جهت کشف مکانیزمهای مربوط به دژنره شدن دیسک و یافتن راهکارهای درمانی موثر از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، یک دیسک بین مهرهای ناحیهی گردنی ستون فقرات به همراه دو مهرهی مجاور آن (C5 و C6) با استفاده از روش مقطعنگاری رایانهای (سیتی اسکن) به یک مدل سهبعدی دقیق تبدیل شده است. برای تعریف دقیق خواص بیومکانیکی دیسک و مهرهها از دو مدل پوروویسکوالاستیک و پوروالاستیک استفاده شده است. در این دو مدل، ساختار دیسک و مهره به صورت متخلخل در نظر گرفته شده و همچنین خواص ماتریس جامد دیسک و مهره و جریان سیال (آب) درون آنها به عنوان یک عامل اساسی در عملکرد ستون مهرهها نیز مد نظر قرار داده شده است. خاصیت ویسکوالاستیک فاز جامد دیسک با استفاده از تست آزمایشگاهی ریلکسیشن (آسودگی از تنش) روی نمونهی دیسک گوسفندی و برازش دادههای تنش بر حسب زمان، به مدل عمومی ماکسول دوشاخهای استخراج گردیده است. پاسخهای وابسته به زمان دیسک بین مهرهای سالم و دیسکهای دژنرهشده در سه سطح مختلف (خفیف، متوسط و شدید) در بارگذاری ریلکسیشن، با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که در فرایند ریلکسیشن، با افزایش میزان دژنره شدن دیسک، سرعت جریان سیال درون آن کاهش یافته و این امر منجر به کاهش انعطافپذیری دیسک تحت بارگذاری میگردد. همچنین با بررسی نتایج مشاهده میشود که تنش ریلکسیشن دیسک دژنرهشدهی سطح 3 (شدید) نسبت به دیسک بین مهرهای سالم تا حدود 16% افزایش یافته است. بررسی میزان بیرونزدگی دیسکهای دژنرهشده و دیسک سالم تحت بارگذاری، نشان میدهد که با افزایش میزان دژنره شدن دیسک، میزان بیرونزدگی آن نیز افزایش مییابد.
مهندسی عصبی عضلانی
محسن عابدی؛ مجید محمدی مقدم؛ محمد فیروزآبادی
دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 33-48
چکیده
در این مقاله به شبیهسازی رفتارهای بیمارگونه در گام برداشتن بیمارهای مغزی و نخاعی و تأثیر تکنیکهای توانبخشی در آنها پرداخته شدهاست. این شبیهسازیها به شکل قابلتوجهی موجب پیشرفت سطح دانش محققان در حوزهی توانبخشی عصبی درباره مبنای عصبشناختی ترمیم سامانهی عصبی بیماران مغزی و نخاعی در اثر تکنیکهای ...
بیشتر
در این مقاله به شبیهسازی رفتارهای بیمارگونه در گام برداشتن بیمارهای مغزی و نخاعی و تأثیر تکنیکهای توانبخشی در آنها پرداخته شدهاست. این شبیهسازیها به شکل قابلتوجهی موجب پیشرفت سطح دانش محققان در حوزهی توانبخشی عصبی درباره مبنای عصبشناختی ترمیم سامانهی عصبی بیماران مغزی و نخاعی در اثر تکنیکهای توانبخشی میشوند. با این وجود، این شبیهسازیها تاکنون بسیار محدود بودهاند و اغلب آنها به صورت موردی به مطالعهی برخی از آثار بیماریهای مغزی و نخاعی پرداختهاند. اما در این مقاله تلاش شدهاست که با وارد نمودن اثر اختلالات دادههای مغزی، رفتارهای بیماران دچار سکتهی مغزی و ضایعهی نخاعی با عمق بیشتری مورد مطالعه قرار گیرد. بدین منظور در سامانهی عصبی-عضلانی از معماری مشترک رفلکس و مولد الگوی مرکزی استفاده شدهاست، که روی دو مدل اسکلتی-عضلانی دو پا با یک بند و یک پا با دو بند پیاده شدهاست. سپس مدلهای راه رفتن فلج یکسویه و فلج پایینتنه با ایجاد اختلال در دادهی مغزی مولد الگوی مرکزی استخراج شدهاست. همچنین با استفاده از این مدلها اثر تکنیکهای توانبخشی در بیماران فلج پایینتنه بررسی شدهاند و با داده های تجربی به صورت کیفی مقایسه شدهاند، که همخوانی قابلقبولی را نشان میدهند.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
شاهرخ شجاعی؛ شاهرخ شجاعی
دوره 16، شماره 4 ، اسفند 1401، ، صفحه 41-50
چکیده
همواره اثرات تغییرات ساختاری تومور بر مسیر هوای تنفسی مورد توجه محققان بوده است. به طوریکه این اثرات در موارد حاد منجر به خفگی بیمار خواهد شد. در این مطالعه تلاش خواهد شد به کمک نرم افزار انسیس یک مدل محاسباتی برای بررسی اثر تومور بر روی جریان هوا در ناحیه حنجره ارائه شود. مدل ارائه شده قادر است اثر حضور تومور بر سرعت و فشار هوا در سیستم ...
بیشتر
همواره اثرات تغییرات ساختاری تومور بر مسیر هوای تنفسی مورد توجه محققان بوده است. به طوریکه این اثرات در موارد حاد منجر به خفگی بیمار خواهد شد. در این مطالعه تلاش خواهد شد به کمک نرم افزار انسیس یک مدل محاسباتی برای بررسی اثر تومور بر روی جریان هوا در ناحیه حنجره ارائه شود. مدل ارائه شده قادر است اثر حضور تومور بر سرعت و فشار هوا در سیستم هوایی فوقانی را به کمک شبیه سازی کامپیوتری محاسبه کند. در این پژوهش شبیه سازی جریان هوای پایا برای بازدم در سه دبی تنفسی L/min 15 و L/min 26 و L/min 30 در نظر گرفته شد. بیشترین حد سرعت در دبی تنفسی L/min 15 و L/min 26 و L/min 30 به ترتیب m/s 26/6 , m/s 58/10, m/s 14/12 در حنجره پدیدار می گردد. همچنین بیشترین فشار در نای رخ می دهد به طوریکه ماکزمیم فشار در دبی تنفسی L/min 15 و L/min 26 و L/min 30 به ترتیب با برابر Pa6/19 , Pa 01/51, Pa 8/65 است. از سوی دیگر بیشترین تغییرشکل در ناحیه تنگ شدگی مجرای تنفسی روی میدهد. همچنین با افزایش نرخ جریان میزان تغییر شکل نیز افزایش می یابد. ماکزمیم تغییر شکل روی جدار در دبی تنفسی L/min 15 و L/min 26 و L/min 30 به ترتیب با mm07/0mm , 2/0 mm , 27/0 برابر است. در این مدل تنفسی به دلیل حضور تومور، سرعت و تنش برشی روی جداره به بیشترین میزان خود در ناحیه حنجره می رسد. حضور تومور می تواند به مرور زمان منجر به مسدودی مسیر هوا و خفگی بیمار شود. همچنین خطر انسداد راه هوایی حتی در کاهش جزئی ظرفیت تنفسی افزایش می یابد. ارائه یک مدل عددی برای سیستم تنفسی می تواند در راستای رویکرد درمانی بهتر موثر باشد.
مهندسی توانبخشی
حامد قماشچی؛ علی استکی؛ علی مطیع نصرآبادی
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 95-107
چکیده
در این مطالعه ضمن بررسی نوسان های پوسچرال یک فرد جوان سالم و یک بیمار همی پلژی حین ایستادن کامل با استفاده از سری های زمانی نوسان های مرکز فشار به روش تک آزمودنی، سعی شد سلامت سیستم کنترل پوسچر با استفاده از معیارهای دینامیکی غیرخطی ارزیابی گردد. پیچیدگی، ابعاد و پایداری سیستم دینامیکی حاکم بر کنترل پوسچر با استفاده از شاخص های زمان ...
بیشتر
در این مطالعه ضمن بررسی نوسان های پوسچرال یک فرد جوان سالم و یک بیمار همی پلژی حین ایستادن کامل با استفاده از سری های زمانی نوسان های مرکز فشار به روش تک آزمودنی، سعی شد سلامت سیستم کنترل پوسچر با استفاده از معیارهای دینامیکی غیرخطی ارزیابی گردد. پیچیدگی، ابعاد و پایداری سیستم دینامیکی حاکم بر کنترل پوسچر با استفاده از شاخص های زمان وقوع اولین مینیمم موضعی تابع اطلاعات متقابل، بعد همبستگی و بزرگترین نمای لیاپانوف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر بالاتر بودن تاخیر زمانی سری های زمانی نوسان های مرکز فشار (افزایش قطعیت) و پایین تر بودن بعد همبستگی (کاهش درجات آزادی فعال) و پایین تر بودن بزرگترین نمای لیاپانوف (افزایش پایداری موضعی) در بیمار همی پلژی نسبت به فرد سالم است. این معیارها علاوه بر اینکه می توانند به عنوان معیارهای پاتولوژیک برای تشخیص بیماران از افراد سالم به کار گرفته شوند، دریچه های جدیدی را برای کشف دینامیک حاکم بر سیستم کنترل پوسچر می گشایند.
بیومکانیک استخوان
سید محمود ربیعی؛ فتح اله مضطرزاده؛ مهران صولتی هشجین؛ سعید حصارکی
دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 105-110
چکیده
در این تحقیق اثر غلظت های مختلف NaH2PO4.2H2O بر زمان گیرش و استحکام فشاری سیمان استخوانی بر پایه هیدروکسی آپاتیت بررسی شد. سیمان هیدروکسی آپاتیت دسته ای از سیمان های استخوانی کلسیم فسفاتی است که می تواند به عنوان جایگزین بافتهای سخت مطرح شود. قسمت پودری این سیمان از ترکیبات مختلف کلسیم فسفاتی نظیر تری کلسیم فسفات (TCP)، کربنات کلسیم (CaCO3) و ...
بیشتر
در این تحقیق اثر غلظت های مختلف NaH2PO4.2H2O بر زمان گیرش و استحکام فشاری سیمان استخوانی بر پایه هیدروکسی آپاتیت بررسی شد. سیمان هیدروکسی آپاتیت دسته ای از سیمان های استخوانی کلسیم فسفاتی است که می تواند به عنوان جایگزین بافتهای سخت مطرح شود. قسمت پودری این سیمان از ترکیبات مختلف کلسیم فسفاتی نظیر تری کلسیم فسفات (TCP)، کربنات کلسیم (CaCO3) و مونتیت (CaHPO4) تهیه شد و فاز مایع آن نیز غلظت های مختلفی از سدیم دی هیدرژن فسفات را شامل گردید. زمان های گیرش اولیه و نهایی و استحکام فشاری سیمان در نسبت های مختلفی از فاز مایع به جامد L/P(ml/g) بررسی شد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که در غلظت های معینی از فاز مایع، این سیمان از شرایط بالقوه ای برای کاربردهای پزشکی برخوردار است.
بیوالکترومغناطیس
سوسن کهزاد؛ بهرام بلوری؛ فرناز نیکبخت؛ زهرا کهزاد
دوره 6، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 107-111
چکیده
افزایش استفاده از امواج الکترومغناطیس کمفرکانس باعث نگرانی در مورد آثار بیولوژیک آنها شده است. در این محدوده امواج، فرکانس 217 هرتز به علت حضور در پنجره فرکانسی و همچنین مدولهکننده امواج پرفرکانس سیستم جهانی تلفن همراه مورد توجه است. هدف این مطالعه بررسی اثر امواج الکترومغناطیس پالسی با فرکانس 217 هرتز و شدت 200 میکرو تسلا بر میزان ...
بیشتر
افزایش استفاده از امواج الکترومغناطیس کمفرکانس باعث نگرانی در مورد آثار بیولوژیک آنها شده است. در این محدوده امواج، فرکانس 217 هرتز به علت حضور در پنجره فرکانسی و همچنین مدولهکننده امواج پرفرکانس سیستم جهانی تلفن همراه مورد توجه است. هدف این مطالعه بررسی اثر امواج الکترومغناطیس پالسی با فرکانس 217 هرتز و شدت 200 میکرو تسلا بر میزان اضطراب و غلظت کورتیزول خون در موش صحرایی است. 24 موش نر صحرایی از نژاد ویستار به طور تصادفی به سه گروه تابش، شم و کنترل تقسیم شدند. با استفاده از کویلهای هلمهولتز،گروه تابش روزانه 4 ساعت و به مدت 21 روز، تحت تابش میدان یکنواخت پالسی الکترومغناطیس با شدت 200 میکرو تسلا قرار گرفت. این روند برای گروه شم نیز در غیاب میدان تکرار شد. همه گروهها در ماز بعلاوهای شکل مرتفع سنجیده شدند و سپس با استفاده از کیت الیزا میزان کورتیزول خون آنها اندازهگیری شد. تحلیل واریانس یک طرفه دادهها در ماز بعلاوهای شکل اختلاف معناداری را نشان نداد. در گروه تابش افزایش میزان کورتیزول در مقایسه با گروه کنترل تفاوت معناداری داشت. این یافتهها نشان میدهد که احتمالاً تابشدهی موشهای صحرایی میدانهای الکترومغناطیس کم فرکانس پالسی با شدت 200 میکرو تسلا بر اضطراب تأثیری ندارد؛ اما باعث افزایش کورتیزول به عنوان شاخص استرس شده است.
مهندسی عصبی عضلانی
مهدی برجخانی؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 109-122
چکیده
نوشتن از مهارتهای حرکتی پیچیده در انسان بهشمار میرود. مدلهایی که تاکنون در این زمینه ارائه شدهاند؛ مدلهایی پائین به بالا هستند و در آنها توجه کمتری به جنبههای بیولوژیکی حرکات صورت گرفته است. همچنین مدلی کیفی از فرایند نوشتن که عملکرد نواحی مختلف مغزی را حین انجام این فرایند توجیه کند، وجود ندارد. در این مقاله با استناد ...
بیشتر
نوشتن از مهارتهای حرکتی پیچیده در انسان بهشمار میرود. مدلهایی که تاکنون در این زمینه ارائه شدهاند؛ مدلهایی پائین به بالا هستند و در آنها توجه کمتری به جنبههای بیولوژیکی حرکات صورت گرفته است. همچنین مدلی کیفی از فرایند نوشتن که عملکرد نواحی مختلف مغزی را حین انجام این فرایند توجیه کند، وجود ندارد. در این مقاله با استناد به یافتههای نورولوژیکی و فیزیولوژیکی، عملکرد نواحی مختلف مغزی در فرایند نوشتن شرح داده شده است. سپس شواهدی مبنی بر وجود پیشبینی در نوشتن و وجود مدلی درونی ازدینامیک اندامهای بدن نظیر دست ارائه شده است. با توجه به شواهد موجود، مدلسازی فرایند نوشتن با استفاده از روش کنترل پیشبین امکانپذیر است. نتایج نشان دادند مدلسازی این فرایند با استفاده از کنترلکننده پیشبین مبتنی بر مدل، شباهت زیادی با واقعیت و ماهیت این مهارت انسانی دارد. از مزایای این مدل، میتوان به این موارد اشاره کرد: انطباق بالای آن با اصول بیولوژیکی شناخته شده، مدلسازی پیشبینی در نوشتن، همبستگی بسیار زیاد مشخصههای استاتیکی و دینامیکی حروف تولیدی با نمونههای انسانی.
پردازش سیگنالهای حیاتی
مریم دوروشی؛ ندا بهزادفر؛ غضنفر شاهقلیان
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 109-119
چکیده
اثر اصلی، عمده و کوتاهمدت مصرف الکل روی سیستم اعصاب مرکزی است. مصرف مشروبات الکلی باعث ایجاد ناتوانی در مغز شده به طوری که مصرف زیاد آن باعث فلج شدن فعالیتهای مغزی، دستگاه تنفس و در نتیجه مرگ میشود. در این مقاله به منظور تشخیص مصرف الکل، سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) 20 فرد شرکت کننده شامل 10 فرد الکلی و 10 فرد کنترل در 64 کانال مورد ...
بیشتر
اثر اصلی، عمده و کوتاهمدت مصرف الکل روی سیستم اعصاب مرکزی است. مصرف مشروبات الکلی باعث ایجاد ناتوانی در مغز شده به طوری که مصرف زیاد آن باعث فلج شدن فعالیتهای مغزی، دستگاه تنفس و در نتیجه مرگ میشود. در این مقاله به منظور تشخیص مصرف الکل، سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) 20 فرد شرکت کننده شامل 10 فرد الکلی و 10 فرد کنترل در 64 کانال مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تحلیل سیگنال EEG، ویژگیهای فرکانسی و غیرفرکانسی شامل طیف توان زیرباندها، آنتروپی جایگشتی، آنتروپی تقریبی، بعد فراکتال کتز و پتروشن استخراج شده است. برای بررسی تفاوت معنادار بین دو گروه الکل و کنترل از تحلیل آماری و از شاخص دﯾﻮﯾﺲ-ﺑﻮﻟﺪﯾﻦ (DB) برای انتخاب بهترین کانال جهت ایجاد تفکیک بین سیگنال EEG افراد الکلی و کنترل استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که در بین ویژگیهای فرکانسی، توان فرکانسی دومین زیرباند پایین آلفادر افراد الکلی کاهش یافته و با توجه به شاخص DB، کانال CP3 بهترین تفکیکپذیری را بین گروه الکل و کنترل داشته است. همچنین در بین ویژگیهای غیرفرکانسی، بعد فراکتال کتز در افراد گروه کنترل افزایش یافته و کانال FP2 بهترین تفکیکپذیری را داشته است. در ادامه با استفاده از طبقهبند k-نزدیکترین همسایه (KNN) با ویژگیهای توان فرکانسی دومین زیرباند پایین آلفا و بعد فراکتال کتز به ترتیب دقتهای 71% و 93% به دست آمده است. بر اساس نتایج به دست آمده نشان داده شده که بهترین ویژگی تفکیک کنندهی دو گروه الکل و کنترل، بعد فراکتال کتز و بهترین کانال FP2 است.
مهرنوش زارع؛ جعفر خلیلعلافی؛ بهنام امین احمدی؛ سید محمد مهدی هادوی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1388، ، صفحه 111-118
چکیده
امروزه آلیاژهای حافظه دار نیکل- تیتانیم به دلیل برخورداری از ویژگی هایی نظیر زیست سازگاری بسیار خوب، مقاومت به خوردگی بالا، رفتار ابرکشسان و حافظه داری، در صنعت پزشکی بسیار مورد توجه اند. در آلیاژهای نیکل- تیتانیم لایه سطحی غیرفعال اکسید تیتانیم از آزاد شدن نیکل به محیط جلوگیری می کند، با این حال وجود درصد بالای نیکل در این آلیاژها ...
بیشتر
امروزه آلیاژهای حافظه دار نیکل- تیتانیم به دلیل برخورداری از ویژگی هایی نظیر زیست سازگاری بسیار خوب، مقاومت به خوردگی بالا، رفتار ابرکشسان و حافظه داری، در صنعت پزشکی بسیار مورد توجه اند. در آلیاژهای نیکل- تیتانیم لایه سطحی غیرفعال اکسید تیتانیم از آزاد شدن نیکل به محیط جلوگیری می کند، با این حال وجود درصد بالای نیکل در این آلیاژها و حالت پایداری لایه سطحی غیرفعال موضوعی است که نظر محققان را به خود جلب کرده است. در این تحقیق رفتار خوردگی آلیاژ حافظه دار دوتائی نیکل- تیتانیم تولید شده با ترکیب اسمی %50.7 اتمی نیکل پس از انجام عملیات همگن کردن در 1050oC به مدت 24 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. آزمون های الکتروشیمیایی پتانسیو دینامیک و پتانسیو استاتیک در دو محیط فیزیولوژیکی شبیه سازی شده با محیط بدن (محلول نمک طعام 0.9% وزنی و محلول رینگر) روی این آلیاژ انجام شد. پس از آزمون های خوردگی بررسی های ریزساختاری به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. نتایج حاصل از جذب اتمی محلول باقیمانده از آزمایش پتانسیواستاتیک نشان داد که نیکل رها شده از این آلیاژ بسیار کمتر از میزان مجاز است. نتایج آزمایش های پتانسیو دینامیک میزان خوردگی حفره ای بیشتری در محلول رینگر نسبت به محلول نمک طعام 0.9% وزنی نشان دادند، ولی مشاهدات آزمون های پتانسیو استاتیک حاکی از آن است که میزان خوردگی حفره ای در محلول نمک طعام 0.9% وزنی نسبت به محلول رینگر بیشتر است.
پردازش تصاویر پزشکی
فاطمه باقری؛ حمید بهنام؛ جهانگیر توکلی؛ سیاوش رحیمیان
دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 117-125
چکیده
در این بررسی ارزیابی پارامتر غیرخطی بودن (B/A) و پارامتر h ازطریق اندازه گیری دامنه اولین و دومین هارمونیک بازگشتی صورت گرفته است. این روش تغییر یافته روش دامنه معین است که با اندازه گیری های پالس-اکو تطبیق داده شده است. این بررسی به صورت غیر تهاجمی روی بافت نرمال و پخته صورت گرفت. برای B/A نتایج به صورت تصویر و برای h نتایج به صورت ...
بیشتر
در این بررسی ارزیابی پارامتر غیرخطی بودن (B/A) و پارامتر h ازطریق اندازه گیری دامنه اولین و دومین هارمونیک بازگشتی صورت گرفته است. این روش تغییر یافته روش دامنه معین است که با اندازه گیری های پالس-اکو تطبیق داده شده است. این بررسی به صورت غیر تهاجمی روی بافت نرمال و پخته صورت گرفت. برای B/A نتایج به صورت تصویر و برای h نتایج به صورت میانگین مطلق به دست آمد. نتایج نشان داد که این پارامترها قادر به تفکیک بافت نرمال و پخته می باشند. نتایج این بررسی نوید دهنده مفید بودن پارامتر غیرخطی بودن در زمینه کنترل و پایش HIFU است.
پردازش سیگنالهای حیاتی
سمیه رئیسدانا؛ سمانه صفری
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 117-134
چکیده
در این پژوهش، یک طرح بازاریابی عصبی توسط پردازش سیگنالهای EEG انجام شده و در آن میزان علاقهمندی افراد جامعه به خرید یک کالای تزئینی نسبتا لوکس مورد ارزیابی قرار گرفته است. سیگنالهای مغزی 24 شرکت کننده در هنگام تماشای تصاویر سنگهای زینتی (که بر اساس معیارها و شاخصهای ارزیابی متداول در امور اقتصادی، دارای مزیت نسبی در صادرات است) ...
بیشتر
در این پژوهش، یک طرح بازاریابی عصبی توسط پردازش سیگنالهای EEG انجام شده و در آن میزان علاقهمندی افراد جامعه به خرید یک کالای تزئینی نسبتا لوکس مورد ارزیابی قرار گرفته است. سیگنالهای مغزی 24 شرکت کننده در هنگام تماشای تصاویر سنگهای زینتی (که بر اساس معیارها و شاخصهای ارزیابی متداول در امور اقتصادی، دارای مزیت نسبی در صادرات است) ثبت و پردازش شده تا اطلاعات معناداری از فعالیت مغزی که درگیر فرایند احساسی/دوستداشتن و تصمیمگیری/انتخاب است به دست آید. سیگنالهای ثبت شده در فاز تحریک و انتخاب، برای حذف نویزها و آرتیفکتها در چند مرحله پیشپردازش شدهاند. سپس برای به دست آوردن نواحی فعال مغز هنگام تماشای سنگهای ارزشمند، دادههای 19-کانالهی EEG توسط ابزارهای چندگانه پردازش شده است. نگاشت مغزی و آنالیز منطقهای نشان میدهد که فعالیت نواحی اکسیپیتال>فرونتال>لیمبیک بیش از سایر نواحی مغز بوده و همچنین نیمکرهی چپ بیش از نیمکرهی راست فعالیت داشته است. در فاز بعدی، ویژگی غیرخطی آنتروپی تقریبی از سیگنالها استخراج شده و از آن برای آموزش شبکهی عصبی-فازی استفاده شده است. شبکهی نوروفازی به عنوان طبقهبند اتوماتیک جهت آموزش و پیشبینی انتخاب افراد به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از این پردازش دارای صحت 25/86% و دقت 4/87% در کلاسبندی سهگروهه (دو گروه خوشایند و یک گروه ناخوشایند بر حسب انتخابهای کابران) میباشد. در فاز نهایی، با استفاده از اطلاعات به دست آمده از پرسشنامهای که توسط شرکت کنندگان تکمیل شده، بعد از جلسهی ثبت، آنالیز آماری ناخودآگاه و خودآگاه توسط آزمون t، آنالیز واریانس و رگرسیون انجام شده است. نتایج آزمون آماری حاکی از وجود تفاوت معناداری بین شناخت خوشانیدی و ناخوشایندی در انتخاب بین گروه خانمها و آقایان و در انتخاب انواع سنگها میباشد. همچنین با استفاده ازنتایج آزمون آماری، فرضیهی عدم وجود تفاوت معنادار میان انتخابهای خودآگاه و ناخودآگاه، مردود شد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
صفا رفیعیوند؛ محمد حسن مرادی؛ حسین اصل سلیمانی؛ زهرا ممیز صنعت
دوره 17، شماره 2 ، شهریور 1402، ، صفحه 120-130
چکیده
از جمله بیماریهای سیستم گوارش، اختلالات حرکتی مری است که در آن حرکت تودة غذایی در طول مری به صورت طبیعی اتفاق نمیافتد. روش استاندارد برای تشخیص این موارد، بهرهگیری از مانومتری رزولوشن بالا است. علیرغم وجود راهنماهای پزشکی مانند راهنمای شیگاکو برای تحلیل نتایج مانومتری، این موضوع کماکان کاری دشوار بوده که نیاز به تجربة بالای ...
بیشتر
از جمله بیماریهای سیستم گوارش، اختلالات حرکتی مری است که در آن حرکت تودة غذایی در طول مری به صورت طبیعی اتفاق نمیافتد. روش استاندارد برای تشخیص این موارد، بهرهگیری از مانومتری رزولوشن بالا است. علیرغم وجود راهنماهای پزشکی مانند راهنمای شیگاکو برای تحلیل نتایج مانومتری، این موضوع کماکان کاری دشوار بوده که نیاز به تجربة بالای پزشک و یا استفاده از دیگر روشهای کمکی ثانویه برای تشخیص دارد. از سوی دیگر، بسیاری از اختلالات مذکور میتوانند به صورت توأم در این فرد ظاهر شوند و تشخیصگذاری را پیچیدهتر کنند.در این مطالعه، تمرکز بر روی بیمارانی با بیش از یک اختلال به صورت توأم است و موضوع تشخیص بیماری به صورت یک مسألة طبقهبندی چندبرچسبی مطرح شده است. از این رو ساختار طبقهبند فازی که پیشتر توسط نویسندگان به منظور تشخیص تک-بیماری معرفی شده است، توسعه یافته تا علاوه بر یادگیری فضای ورودی نمونهها، از اطلاعات همشیوعی اختلالات نیز برای بهبود پیشبینی بهره ببرد. نتایج به دست آمده نشان میدهد، اضافه کردن این اطلاعات به فرآیند تعلیم طبقهبند نه تنها عملکرد آن را نسبت به حالت پایه به شکل قابل ملاحظهای افزایش میدهد، بلکه منجر به ساختاری از طبقهبندیکنندة فازی میشود که نسبت به روشهای دیگر طبقهبندی چندبرچسبی برتری دارد. روش معرفی شده قادر است با هزینة همینگ متوسط 08/0 ± 18/0 اختلالات حرکتی مری را تشخیص دهد که نسبت به دیگر روشها عملکرد بهتری را نشان میدهد.
مهندسی توانبخشی
محمد صالحی امینی؛ سیاوش کاظمی راد؛ سامان محمدی؛ رویا نریمانی؛ فرزام فرهمند
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 121-132
چکیده
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، اسپکتروسکوپی ...
بیشتر
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، اسپکتروسکوپی مادون قرمز با انتقال فوریه، و و میکروسکوپ الکترونی روبشی 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 16 تا 27 میلیمتر افزایش مییابد. میزان فاز هیدروکسیآپاتیت نیز در کلسیمفسفاتهای دوفازی در محدوده 5 تا 17 درصد تغییر کرده است. نمونه تولید شده در محلول مایع شبیهسازی شده بدن 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 اسبیاف به مورفولوژی میلهایشکل رسیدند.
بیومکانیک
امین رضا نقره آبادی؛ محمد حسین حیدرشناس؛ رضا باهوش کازرونی
دوره 10، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 123-136
چکیده
مدل ریاضی دوبعدی میکرو بایوحسگر ساندویچی با لایههای حفرهدار و انتخابی، ارائه و تحلیل شده است. مدل بایوحسگر حاضر شامل حفرههایی در ابعاد میکرو یا نانومتر است، که بهصورت کامل یا بخشی از آنها توسط آنزیم پر شده است. این مدل براساس سیستم معادلات واکنش- نفوذ، ارائه شدهاست. معادلات حاکم بر بایوحسگر ساندویچی حفرهدار با ...
بیشتر
مدل ریاضی دوبعدی میکرو بایوحسگر ساندویچی با لایههای حفرهدار و انتخابی، ارائه و تحلیل شده است. مدل بایوحسگر حاضر شامل حفرههایی در ابعاد میکرو یا نانومتر است، که بهصورت کامل یا بخشی از آنها توسط آنزیم پر شده است. این مدل براساس سیستم معادلات واکنش- نفوذ، ارائه شدهاست. معادلات حاکم بر بایوحسگر ساندویچی حفرهدار با درنظر گرفتن واکنش آنزیمی میکائیلیس- منتن، استخراج شده است و جملات غیرخطی مربوط به این اثر درنظرگرفته شد. با استخراج معادلات حاکم، تأثیر هندسة حفره و سطح آنزیم در آن، بر پاسخ بایوحسگر بررسی شد. در ادامه، معادلات با معرفی پارامترهای بیبعد مناسب در حالت کلی بیبعدشده ارائه شدند. سپس، معادلات حاکم به همراه شرایط مرزی آنها، با استفاده از کد المان محدود در دو بعد حل شد. برای این منظور، سه هندسة متفاوت استوانهایی، مخروطی بالارونده و مخروطی پایینرونده برای حفرهها درنظرگرفته شد و تأثیر این هندسهها بر پاسخگویی بایوحسگر، در سطوح مختلف آنزیم مطالعه شد. پاسخ بایوحسگر، براساس تغییرات سطح آنزیم و تغییرات شیب مخروط استخراج شد. در بایوحسگر، با افزایش سطح آنزیم برای هرسه هندسه، جریان خروجی از بایوحسگر افزایش مییابد. در شرایط یکسان، حساسیت شناسایی آنزیم برای هندسة مخروطی بالارونده، از دو هندسة دیگر بیشتر است و با کاهش شیب مخروط، این حساسیت بیشتر میشود. در خواص آنزیمی یکسان، بایوحسگری با عدد بایوحسگر بزرگتر، حساسیت بیشتری دارد. درنهایت، با ارائه و محاسبة جریان بیبعد در بایوحسگر، مفهومی با عنوان جریان بیبعد کاهیده، برای مقایسه میان کارآیی بایوحسگرها معرفی شد.
زهرا ملاحسینی؛ بهمن وحیدی
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 125-136
چکیده
برای بیماران مبتلا به بیماریهای مزمن ریوی، ریهی مصنوعی (که بطن راست قلب جریان خون را به سمت آن پمپاژ میکند)، به عنوان یک مرحلهی مقدماتی پیش از پیوند ریه به شمار میآید. عملکرد این دستگاه با چندین معیار، از جمله کارآمدی دستگاه در تبادل گاز، عدم آسیبرسانی به سلولهای خونی و امپدانس پایین در مقایسه با ریهی طبیعی، سنجیده میشود. ...
بیشتر
برای بیماران مبتلا به بیماریهای مزمن ریوی، ریهی مصنوعی (که بطن راست قلب جریان خون را به سمت آن پمپاژ میکند)، به عنوان یک مرحلهی مقدماتی پیش از پیوند ریه به شمار میآید. عملکرد این دستگاه با چندین معیار، از جمله کارآمدی دستگاه در تبادل گاز، عدم آسیبرسانی به سلولهای خونی و امپدانس پایین در مقایسه با ریهی طبیعی، سنجیده میشود. در این مطالعه، بررسی عددی جریان خون غیرنیوتنی حول آرایههایی از فیبرهای توخالی، به عنوان مدلی از دستهفیبرهای موجود در ریهی مصنوعی، به روش حجم-محدود صورت گرفت. دو نوع آرایش مربعی و قطری برای فیبرها در نظر گرفته شد تا اثر آرایش، اثر سرعت ورودی روی توزیع جریان، تنش برشی و غلظت اکسیژن تبادلشده بین سطح فیبرها و جریان خون، بررسی شود. مشاهده شد که سرعت جریان و تنش برشی در آرایش قطری به مراتب بیشتر از آرایش مربعی است، به طوری که برای بیشینهی سرعت مورد بررسی (cm/s 87/10)، تنش برشی روی فیبرها در آرایش قطری حدود 5/3 برابر مقدار آن در آرایش مربعی است. همچنین، بین نتایج این تحلیل با نتایج مطالعات دیگری که در آنها از تبادل اکسیژن صرف نظر شده بود، اختلاف قابل توجهی دیده شد، که بیانگر اهمیت مدلسازی تبادل گاز میباشد. میزان دبی جرمی اکسیژن در خروجی دامنهی حل، به عنوان ملاک کارآمدی دستگاه (از دید تبادل گاز) مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس، آرایش قطری در تبادل اکسیژن بسیار کارآمدتر است. اما برای آرایش قطری، افت فشار بیشتری در عبور از دستهفیبرها، نسبت به آرایش مربعی مشاهده شد. نتایج این شبیهسازی میتواند نقطهی شروع مناسبی برای طراحی بهینهی ریهی مصنوعی باشد و در طراحی بهینهی آزمایشهای کلینیکی موثر واقع شود.
بیوالکتریک
سمیرا عباسی
دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 127-135
چکیده
عملکرد نورون، وابسته به خواص سیناپسهای دریافتی و خواص ذاتی نورون است. با این حال، جمعآوری سیناپسی و پاسخهای ذاتی میتواند تا حد زیادی وابسته به ورودی سیناپسی باشد. هستههای عمقی مخچه که سیناپسهای مهاری از سلولهای پورکنژ دریافت میکنند، در این زمینه مورد توجه هستند. انتقال رفتار از سلول پورکنژ به هستهی عمقی در حیوان بیدار ...
بیشتر
عملکرد نورون، وابسته به خواص سیناپسهای دریافتی و خواص ذاتی نورون است. با این حال، جمعآوری سیناپسی و پاسخهای ذاتی میتواند تا حد زیادی وابسته به ورودی سیناپسی باشد. هستههای عمقی مخچه که سیناپسهای مهاری از سلولهای پورکنژ دریافت میکنند، در این زمینه مورد توجه هستند. انتقال رفتار از سلول پورکنژ به هستهی عمقی در حیوان بیدار و نحوهی کد کردن این اطلاعات توسط هستهی عمقی ناشناخته مانده است. برای بررسی این موضوع ثبتهای همزمان از حدود 50 سلول پورکنژ همگرا به هر هستهی عمقی مورد نیاز است که در آزمایشها غیرممکن است. بنابراین لازم است از روشهای مدلسازی استفاده شود. در تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر ورودیهای سلول پورکنژ بر طیف فرکانسی هستهی عمقی، نحوهی انتقال اطلاعات رفتاری از سلول پورکنژ به هستهی عمقی و کدینگ رفتار توسط هستهی عمقی، قطارهای اسپایک مصنوعی از سلول پورکنژ تولید و مدولاسیون رفتاری (تنفس) به آنها اضافه، و سپس به مدل هستهی عمقی اعمال شدند. چگالی طیف توان آتش کردن هستهی عمقی در پاسخ به سیناپسهای ورودی از سلول پورکنژ بررسی و باندهای فرکانسی طیف خروجی هستهی عمقی تحلیل شد. نتایج نشان دادند که فرکانس مدولاسیون رفتاری در طیف خروجی هستهی عمقی منعکس میشود و در خروجی هستهی عمقی در پاسخ به مدولاسیون رفتاری دریافت شده از سلولهای پورکنژ، پیک فرکانس پایینی قابل مشاهده است. از طرفی مطالعهی قبلی نشان داده است که هستهی عمقی مخچه در پاسخ به مدولاسیون رفتاری دریافت شده از سلولهای پورکنژ کدینگ فرکانسی انجام میدهد، نتایج تحقیق حاضر میتواند تاییدی باشد بر انجام کدینگ فرکانسی توسط هستهی عمقی مخچه. بهعلاوه در خروجی هستهی عمقی با نرخ آتش کردن بالا، یک پیک فرکانس بالا مشاهده شد که میتواند ناشی از آتش کردن تونیک هستهی عمقی باشد.
کنترل سیستمهای زیستی / کنترل زیستی
امیر ویسی؛ هادی دلاوری
دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 127-139
چکیده
بیماری کرونا ویروس یا کووید 19 یک بیماری واگیردار بوده که توسط ویروس کرونا ایجاد شده و یک تهدید و نگرانی برای سلامت و اقتصاد کشورها است. اگرچه تولید و توزیع واکسن این بیماری هم اکنون در حال انجام است اما مداخلات غیردارویی همچنان به عنوان یک استراتژی مهم و اساسی برای کنترل شیوع این ویروس در کشورهای جهان در حال اجرا میباشد. هم اکنون ...
بیشتر
بیماری کرونا ویروس یا کووید 19 یک بیماری واگیردار بوده که توسط ویروس کرونا ایجاد شده و یک تهدید و نگرانی برای سلامت و اقتصاد کشورها است. اگرچه تولید و توزیع واکسن این بیماری هم اکنون در حال انجام است اما مداخلات غیردارویی همچنان به عنوان یک استراتژی مهم و اساسی برای کنترل شیوع این ویروس در کشورهای جهان در حال اجرا میباشد. هم اکنون با توجه به شرایط موجود، داشتن یک مدل دینامیکی مناسب از این بیماری، اطلاعاتی را در مورد نحوهی رفتار، شیوع، سرعت انتقال و سایر پارامترها در اختیار قرار خواهد داد. روشهای مختلف مدلسازی ریاضی برای تجزیه و تحلیل الگوهای انتقال این بیماری جدید پیشنهاد شده است. در این مقاله با استفاده از حسابان کسری، دینامیک کووید 19 مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از مزیتهای مهم حسابان کسری که میتواند در مدلسازی و کنترل بیماریهای همهگیر بسیار کارآمد باشد، داشتن حافظهی بلندمدت است. با داشتن مدل دینامیکی انتقال و شیوع ویروس، تمرکز بر یک استراتژی کنترلی بر اساس مداخلات غیردارویی میتواند حائز اهمیت باشد. در این مقاله یک روش کنترل مد لغزشی مرتبهی کسری تطبیقی جدید جهت اتخاذ تصمیمات غیردارویی پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی در این مقاله جهت کنترل مداخلات غیردارویی، یک کنترل کنندهی مد لغزشی فعال مرتبهی کسری تطبیقی جدید است که به دلیل مقاوم بودن در برابر نامعینیهای پارامتری و اغتشاشات سیستم میتواند عملکرد مناسبی داشته باشد.
بیومکانیک قلب و عروق
فرامرز فیروزی؛ ناصر فتورائی؛ سیامک نجاریان
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 129-142
چکیده
در زندگی صنعتی امروز، تقاضا برای پیوند قلب رو به افزایش است. به همین دلیل نیاز به وسایل کمکی کاشتنی در بدن به منظور استفاده طولانی مدت بیشتر شده است. یکی از جدیدترین این وسایل، از نوع کسیه ای آن است که قابلیت کاشتن در بدن را داشته و مولد جریان ضربانی می باشد. در تحقیق حاضر، سه مدل مختلف از وسیله کمکی بطن چپ قلب از نوع کیسه ای به صورت عددی ...
بیشتر
در زندگی صنعتی امروز، تقاضا برای پیوند قلب رو به افزایش است. به همین دلیل نیاز به وسایل کمکی کاشتنی در بدن به منظور استفاده طولانی مدت بیشتر شده است. یکی از جدیدترین این وسایل، از نوع کسیه ای آن است که قابلیت کاشتن در بدن را داشته و مولد جریان ضربانی می باشد. در تحقیق حاضر، سه مدل مختلف از وسیله کمکی بطن چپ قلب از نوع کیسه ای به صورت عددی تحلیل شده است. در مدل 1، حرکت دیواره متحرک وسیله کمکی به صورت ساده فرض شده است. در مدل 2، به منظور بررسی اثر شکل مرز متحرک در جریان، این حرکت به صورت مواج در نظر گرفته شده است. در مدل 3، شرایط مرزی فشار به مدل 2 اضافه شده تا تاثیر شرایط فشار واقعی موجود در بدن بر الگوی جریان عبوری بررسی شود. نتایج حاصل از بررسی تنش های اعمال شده توسط جریان خون به غشا کیسه ای در مدل های مختلف و مقایسه آنها نشان می دهد ترم ویسکوز تنش اعمال شده از سیال در مقایسه با ترم فشار آن قابل صرف نظر کردن است. هم چنین الگوی حرکتی دیواره متحرک و اعمال فشار سیال در شرایط مرزی باعث تغییر عمده ای در الگوی جریان خون عبوری نمی شود.
دینامیک و سینماتیک زیستی
امیرحسین جوانفر؛ مهدی بامداد
دوره 16، شماره 2 ، شهریور 1401، ، صفحه 133-145
چکیده
مدلسازی بیومکانیک مفاصل انسان با توجه به اهمیت بالا و کاربرد آن، از دیرباز مورد توجه محققان بوده و از این رو همواره روشهای مدلسازی مفاصل و تحلیل دینامیک حرکت انسان در حال توسعه است. در این مقاله مدل بیومکانیکی زانو توسعه داده شده و یک روش کلی برای تجزیه و تحلیل دینامیکی مسائل تماس در ترکیب با مدل اسکلتی عضلانی ارائه شده است تا ...
بیشتر
مدلسازی بیومکانیک مفاصل انسان با توجه به اهمیت بالا و کاربرد آن، از دیرباز مورد توجه محققان بوده و از این رو همواره روشهای مدلسازی مفاصل و تحلیل دینامیک حرکت انسان در حال توسعه است. در این مقاله مدل بیومکانیکی زانو توسعه داده شده و یک روش کلی برای تجزیه و تحلیل دینامیکی مسائل تماس در ترکیب با مدل اسکلتی عضلانی ارائه شده است تا تحت شرایط بارگذاری واقعی رفتار مدل دینامیکی زانو ارزیابی شود. توسعهی این مدل دینامیکی شامل بیان هندسی منحنیهای تماسی و الگوریتمی برای تعیین نقاط تصادم است. در این مطالعه به محاسبهی عمق نفوذ غضروف و نیروی تماس از طریق قانون تماس ناپیوستهی غیرخطی پرداخته شده است. بنابراین حرکت نسبی استخوان ران و ساق از طریق نیروهای عکسالعمل شامل تماس دو زیرلایهی تماسی غضروف و استخوان در زانو مدلسازی شده است. همچنین دو مدل جدید منحنی برازش شده-صفحه، و مدل کره-صفحه با هم مقایسه شده و یک تحلیل برای مواردی مانند آرتروز زانو ارائه شده است. در این پژوهش حداکثر 12% تفاوت در عمق نفوذ غضروف مفصل تیبیوفمورال داخلی مشاهده شده که با توجه به ضرورت مدلسازی دقیقتر برای محاسبهی گشتاورهای زانو، این مساله از اهمیت زیادی برخوردار است. در مقایسهی زانوی سالم و آرتروزی، مشاهده شده است که لزوما نیروی تماس در بیماران آرتروزی افزایش نیافته بلکه کاهش ضخامت غضروف موجب پیدایش تماس استخوان-استخوان در فرایند گامبرداری میشود. میزان پیک عمق نفوذ در زانوی سالم 705/0 میلیمتر بوده در حالی که این میزان برای زانوی 75% آرتروزی حدود 28% کاهش یافته است. این روش پیشنهادی با محاسبات نسبتا سریع و دقیق، ابزار مناسبی در تحلیل و کنترل مکانیسمهای اسکلت خارجی میباشد.
مهندسی بافت
زکیه علی همتی؛ بهمن وحیدی؛ نوشین حقیقیپور
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، ، صفحه 135-149
چکیده
سلولهای بدن، ازجمله سلولهای بنیادی مزانشیمی در معرض نیروهای مکانیکی مختلفی قرار دارند. نوع و بزرگی این نیروها در شرایط مختلف فیزیولوژیک و پاتولوژیک متفاوت بوده و پاسخهای بسیار متنوعی در سلولها ایجاد میکند که توانایی تغییر عملکرد سلول را دارد. بررسی پاسخ سلولهای بنیادی به نیروهای مکانیکی در شناخت عملکرد سلولها ...
بیشتر
سلولهای بدن، ازجمله سلولهای بنیادی مزانشیمی در معرض نیروهای مکانیکی مختلفی قرار دارند. نوع و بزرگی این نیروها در شرایط مختلف فیزیولوژیک و پاتولوژیک متفاوت بوده و پاسخهای بسیار متنوعی در سلولها ایجاد میکند که توانایی تغییر عملکرد سلول را دارد. بررسی پاسخ سلولهای بنیادی به نیروهای مکانیکی در شناخت عملکرد سلولها و بافتها در شرایط سالم و بیمار از اهمّیّت بالایی برخوردار است. توانایی تمایز سلولهای بنیادی مزانشیمی به دیگر سلولها، آنها را به یک منبع سلولی بسیار مهم در مهندسی بافت تبدیل کردهاست. درین مطالعه، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و روش محاسباتی اجزای محدود، به شبیهسازی اثر بارگذاریهای مکانیکی بر سلول بنیادی پرداخته شد که شامل بررسی رفتار سلول، متأثر از رفتار اجزای داخلی آن، از طریق توزیع تنش و تغییر شکلهای بزرگ است. درین طرح، نرمافزار اجزای محدود آدینا برای شیبهسازی رفتارهای اِلاستیک خطی و هایپرالاستیک اجزای سلول (غشای سلول، سیتوپلاسم و هسته) تحت بار فشاری به کار گرفتهشد. نتایج حاصل، نشان دهندهی پاسخ مکانیکی سلول بنیادی در بدن است که در اثر اِعمال بار فشاری در محدودهی مورد بررسی فیزیولوژیک، قابلیت تمایز به سلولهای استخوانی و غضروفی را دارد. جنبههای نوآوری برجستهی این حوزه تحقیق، استفاده از نوع سلول (سلول بنیادی بافت همبندی چربی)، به کارگیری اجزای سلولی و نیز استفاده از مدلهای محاسباتی دقیقتر برای اجزای سلولی با بهرهگیری از دادههای آزمایشگاهی از خواص مکانیکی سلول است. این پژوهش میتواند گام اوّلیهی مهمّی در تحقیقات از سلولهای مختلف بیمار و بررسی پاسخهای آن سلولها به بارگذاریهای مکانیکی با روش مشابه در جهت یافتن روشهای درمانی جدید باشد و باعث تعمیق مطالعات آسیب شناسی بافت و سلول خواهد شد.
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
مهدیه روغنی یزدی؛ نادیا نقوی؛ فریده السادات حسینی
دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 143-161
چکیده
تومور در مرحلة رشد غیرعروقی نمیتواند بدون منبع خونرسانی بیش از چند میلیمتر رشد کند و برای رشد بیشتر باید فرآیند رگزایی را آغاز کند. از سوی دیگر، تومور عروقی که عروق خونی در آن نفوذ کرده است، با فراهم شدن اکسیژن بهسرعت رشد میکند. در این مطالعه، مدل ریاضی گسستهای از فرآیند رگزایی تومور همراه با اثرات جریان خون در شکلگیری ...
بیشتر
تومور در مرحلة رشد غیرعروقی نمیتواند بدون منبع خونرسانی بیش از چند میلیمتر رشد کند و برای رشد بیشتر باید فرآیند رگزایی را آغاز کند. از سوی دیگر، تومور عروقی که عروق خونی در آن نفوذ کرده است، با فراهم شدن اکسیژن بهسرعت رشد میکند. در این مطالعه، مدل ریاضی گسستهای از فرآیند رگزایی تومور همراه با اثرات جریان خون در شکلگیری شبکة دوبعدی موردنظر ارائهشده است. این ساختار با یک مدل وفقی مکانیابی جوانههای عروقی در طول رگ اصلی، در ابتدای فرآیند رگزایی ترکیبشده است و سپس پیشروی جوانههای عروقی در ماتریس خارج سلولی و نفوذ آنها به داخل تومور و همچنین نفوذ جریان خون ازطریق ساختار مویرگی مدل شده است. در این مدل سه مرحلة مکانیابی جوانهها در طول رگ اصلی، پیشروی آنها و جریان خون باهم ترکیب شدهاند. سپس براساس شبکة عروقی بهدست آمده، انتقال اکسیژن و بقیة مواد لازم برای رشد بیشتر تومور شبیهسازیشده است. همچنین فرضشده است رشد تومور درنتیجة تکثیر سلولهای تومور اتفاق میافتد. مراحل رشد تومور و رگزایی بهوسیلة تغییرات محیط میکرو شامل تراکم اکسیژن، فاکتور رگزایی تومور و ماتریس خارج سلولی باهم ترکیب شدهاند. همچنین سعی شده است تا تطبیق مکانی و زمانی مناسبی در پارامترهای مدل ایجاد شود.
نانوبیومتریال
زینب فرشته؛ محمدحسین فتحی؛ رضا مظفرینیا
دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 177-193
چکیده
هدف از پژوهش حاضر ساخت و مشخصهیابی داربست کامپوزیت پلی ε-کاپرولاکتون/ نانوذرات منیزیم فلوئور آپاتیت (PCL/nMg-FA) با استفاده از روش الکتروریسندگی است. کامپوزیت مورد نظر با استفاده از بهینهسازی پارامترهای فرایند الکتروریسی مانند حلال، غلظت پلیمر و درصد بیوسرامیک موجود در کامپوزیت تهیه شد. نتایج نشان داد که اندازه قطر الیاف با تنظیم ...
بیشتر
هدف از پژوهش حاضر ساخت و مشخصهیابی داربست کامپوزیت پلی ε-کاپرولاکتون/ نانوذرات منیزیم فلوئور آپاتیت (PCL/nMg-FA) با استفاده از روش الکتروریسندگی است. کامپوزیت مورد نظر با استفاده از بهینهسازی پارامترهای فرایند الکتروریسی مانند حلال، غلظت پلیمر و درصد بیوسرامیک موجود در کامپوزیت تهیه شد. نتایج نشان داد که اندازه قطر الیاف با تنظیم ویسکوزیته و هدایت الکتریکی محلول، تغییر میکند. نمونههای بهینه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، تحلیل توزیع انرژی پرتو ایکس (EDX) و تحلیل حرارتی وزنسنجی (TGA) بررسی شدند. نتایج بدست آمده از TEMو EDXنشان دادند نانوذرات nMg-FAبه صورت کاملاً همگن درون الیاف پلیمری قرار گرفتهاند. نکته قابل توجه این است که در طی فرایند ساخت از هیچگونه ماده سورفکتانت به عنوان عامل اصلاحساز سطحی استفاده نشد. همچنین نتایج XRDنشان داد که هیچ واکنش شیمیایی بین اجزای کامپوزیت رخ نداده است. از طرفی با افزایش مقدار نانوذرات درون کامپوزیت، استحکام مکانیکی و نیز مقاومت حرارتی داربست افزایش یافت.
بیومکانیک استخوان
احمد رییسی نجفی؛ احمدرضا عرشی؛ محمدرضا اسلامی؛ شهریار فریبرز؛ منصور معین زاده
دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 177-188
چکیده
در این تحقیق، یک مدل میکرومکانیک المان محدود برای استخوان متراکم هاورس انسان به صورت دو بعدی ارایه شده است. با توجه به شباهت استخوان متراکم هاورس انسان با مواد مرکب فیبری- سرامیکی، بافت بینابینی، استخوانک و بافت سمنت لاین به ترتیب به عنوان زمینه، فیبر و فصل مشترک این دو فاز در نظر گرفته شد. سپس با اعمال تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی ...
بیشتر
در این تحقیق، یک مدل میکرومکانیک المان محدود برای استخوان متراکم هاورس انسان به صورت دو بعدی ارایه شده است. با توجه به شباهت استخوان متراکم هاورس انسان با مواد مرکب فیبری- سرامیکی، بافت بینابینی، استخوانک و بافت سمنت لاین به ترتیب به عنوان زمینه، فیبر و فصل مشترک این دو فاز در نظر گرفته شد. سپس با اعمال تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی و فرض شرایط کرنش صفحه ای، فاکتور شدت تنش در نزدیکی نوک یک میکروترک محاسبه شد. همچنین تاثیر ریز ساختار و خصوصیات مکانیکی استخوان متراکم انسان بر مسیر رشد میکروترک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که تاثیر ریز ساختار و خصوصیات مکانیکی استخوان متراکم انسان بر رفتار شکست، محدود به نزدیکی استخوانک می باشد. اگر استخوانک و سمنت لاین نرم تر از بافت بینابینی باشند، هر چه میکروترک به استخوانک نزدیک تر باشد، فاکتور شدت تنش در نوک های میکروترک بیشتر خواهد بود. در صورتی که این دو فاز سخت تر از بافت بینابینی باشند، تاثیر استخوانک بر میکروترک معکوس می شود. همچنین نتایج نشان داد در صورتی که سمنت لاین و بافت بینابینی سخت تر و یا نرم تر از استخوانک باشند، تاثیر استخوانک بر میکروترک بسیار ناچیز خواهد بود. اگر میکروترک تحت شرایط بارگذاری کششی قرار گیرد، مسیر رشد میکروترک همواره به گونه ای منحرف می گردد که از استخوانک دور شود. این نتیجه به خصوصیات مکانیکی بافت های مختلف وابسته نیست. در واقع میکروترک برای رشد خود مسیر بین استخوانک ها را انتخاب می نماید و این خود باعث افزایش جذب انرژی لازم برای شکست و در نتیجه بالا رفتن چقرمگی استخوان متراکم هاورس انسان می شود. این در صورتی است که میکروترک ها بر اثر بارگذاری فشاری، در راستای بار رشد کرده و تقریبا به صورت مستقیم وارد استخوانک می شوند. نتایج این مدلسازی المان محدود با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفت و همخوانی خوبی بین آنها وجود داشت.