مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک استخوان
محمد نیکخو؛ علی تحسری؛ محمد حقپناهی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 203-212
چکیده
با توسعهی فنّاوریهای پیشرفته در زمینهی ایمپلنتهای ستون فقرات، طراحی و ساخت کیجهای گردنی برای اوّلین بار در ایران مورد توجه قرار گرفتهاست. این پروژهی تحقیقاتی صنعتی برمبنای مطالعات دقیق بیومکانیکی و براساس مدلهای عملکردی اجزای محدود و آزمایشهای مکانیکی مربوط به آن انجام میشود. درین تحقیق، بهینهسازی ...
بیشتر
با توسعهی فنّاوریهای پیشرفته در زمینهی ایمپلنتهای ستون فقرات، طراحی و ساخت کیجهای گردنی برای اوّلین بار در ایران مورد توجه قرار گرفتهاست. این پروژهی تحقیقاتی صنعتی برمبنای مطالعات دقیق بیومکانیکی و براساس مدلهای عملکردی اجزای محدود و آزمایشهای مکانیکی مربوط به آن انجام میشود. درین تحقیق، بهینهسازی طراحی و مطالعهی بیومکانیکی تنها کیج گردنی بومی سازی شده در ایران (ساخت شرکت دانشبنیان آتیلا ارتوپد) بررسی شد. بدین منظور، ابتدا مدل اجزای محدود گردنی (C2-C7) تهیّه و محدودهی حرکتی آن با نتایج آزمایشهای آزمایشگاهی صحهگذاری شد. سه پارامتر ابعادی به عنوان ورودی و دو پارامتر خروجی (شامل میزان تغییر شکل دندانههای کیج در آزمایش استاتیکی و دینامیکی، طبق استاندارد ASTM F2077 برای فرآیند بهینه سازی طراحی و استفاده شد. سپس، تغییرات مورد نیاز جهت شبیهسازی عمل جراحی همجوشی در سطح C5-C6 با جایگذاری کیج گردنی انجام شد. درنهایت، نتایج مطالعههای بیومکانیکی روی محصول نهایی کیج گردنی بومیسازی ارائه شد. نتایج مطالعههای بیومکانیکی نشان داد که این محصول به خوبی میتواند در اعمال جراحی مورد استفاده قرار گرفته و مطابق با استانداردهای نمونههای خارجی موجود در بازار، جهت کاربرد در جراحیها رقابت نماید.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
مهدی دلاوری؛ امیرحسین فروزان؛ ین وی چن
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 213-227
چکیده
مدلهای شکل آماری، از اطلاعات آماری جهت تفسیر و بررسی شکل استفاده میکنند. اطلاعات آماری شامل میانگین و واریانس نقاط متناظر شکلهای مجموعه آموزش است. یافتن نقاط متناظر دربین نقاط اعضای مجموعهی آموزش، یکیاز چالشهای مهم در ساخت مدل شکل آماری است. درین مقاله، از روش CPDجهت یافتن تناظر بین نقاط استفاده شد. درین روش، با ترکیب ...
بیشتر
مدلهای شکل آماری، از اطلاعات آماری جهت تفسیر و بررسی شکل استفاده میکنند. اطلاعات آماری شامل میانگین و واریانس نقاط متناظر شکلهای مجموعه آموزش است. یافتن نقاط متناظر دربین نقاط اعضای مجموعهی آموزش، یکیاز چالشهای مهم در ساخت مدل شکل آماری است. درین مقاله، از روش CPDجهت یافتن تناظر بین نقاط استفاده شد. درین روش، با ترکیب تناظر فازی، الگوریتم سرد شدن معین و انطباق غیرصلب دو شکل، تناظر بین نقاط به دست آمد. پساز یافتن نقاط متناظر، مدل شکل آماری با یک تبدیل صلب ایجاد شد. ارزیابی روش پیشنهادی با استفادهاز میزان فشردگی، قابلیّت تعمیم و اختصاصی بودن انجام شد. مدل ساخته شده به کمک روش پیشنهادی با مدلهای ساخته شده به روشهای TPS-RPM، ICP ،MDL مقایسه شد. نتایج نشان میدهد که مدل پیشنهادی در معیار اختصاصی بودن با مقدار 06/0±21/0 مانند روش MDL عمل میکند. در مورد معیارهای فشردگی و قابلیت تعمیم، نتایج به دست آمده با روش MDL مشابهت دارد. زمان متوسط اجرای الگوریتم در روش پیشنهادی 68 ثانیه است، در صورتیکه برای الگوریتم TPS-RPM390 ثانیه و برای الگوریتم MDL 3600 ثانیه است که برتری روش پیشنهادی را از نظر سرعت نشان میدهد. همچنین در روش پیشنهادی، نسبت به روشهای ICP وTPS-RPM عملکرد بهتری به دست آمد.
مقاله کامل پژوهشی
انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند
وحید خندان؛ بهار فیروزآبادی؛ محمدسعید سعیدی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 229-239
چکیده
مطابق نظریهی آمیلویید، علّت آسیب دیدن سلولهای عصبی سیستم اعصاب مرکزی در بیماران آلزایمری، تجمّع و تشکیل تودههای پروتیین آمیلوییدبتا است. بدین منوال، تجزیهی صفحههای بتا در مرحلهی ابتدایی این فرایند به عنوان یک روش درمان مناسب برای این بیماری پیشنهاد میشود. دارویی که درین تحقیق مطابق همین هدف استفاده شده، پنج پپتید ...
بیشتر
مطابق نظریهی آمیلویید، علّت آسیب دیدن سلولهای عصبی سیستم اعصاب مرکزی در بیماران آلزایمری، تجمّع و تشکیل تودههای پروتیین آمیلوییدبتا است. بدین منوال، تجزیهی صفحههای بتا در مرحلهی ابتدایی این فرایند به عنوان یک روش درمان مناسب برای این بیماری پیشنهاد میشود. دارویی که درین تحقیق مطابق همین هدف استفاده شده، پنج پپتید جداشده از پایانهی کربوکسیل آمیلوییدبتا با توالی گلیسین، لوسین، متیونین، والین و گلیسین است که اثر آن بر یک منومر جدا شده از صفحهی بتای توسعه یافته به عنوان گیرنده، به روش شبیهسازی ترکیبی داکینگ و دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این شبیهسازی نشان میدهد که دارو با اتصال به منومر پروتیین آمیلوییدبتا در یک محل پیوند پایدار، ساختار ثانویهی آن را تغییر داده و با حذف عوامل پایدار کنندهی ساختار منومر، فرایند تشکیل صفحههای بتا را در جهت عکس مسیر پیشرفت بیماری سوق میدهد. پنتاپپتاید به عنوان یک ناپایدار کنندهی صفحههای تجمّع یافتهی بتا از پروتیین آمیلوییدبتا معرفی شد. این دارو، میتواند در مراحل دیگر روند طراحی آن مورد بررسی قرار گیرد.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک قلب و عروق
فرزاد فروزنده؛ مهدیه حاجی بزرگی؛ بهروز مشکات؛ ناصر فتورائی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 241-248
چکیده
بیماریهای شریان کرونری یکیاز عوامل اصلی مرگومیر است. وقتیکه این شریان دچار انسداد شود، عمل بایپس شریان کرونری صورت میگیرد. استفاده از ورید سافینوس انسان درین جرّاحی، مورد توجه پژوهشگران است. درین مطالعه، نمونههای انسانی ورید سافینوس به وسیلهی یک دستگاه تست تورم، تحت آزمایش تورم قرار گرفت. انبساط نمونهها ...
بیشتر
بیماریهای شریان کرونری یکیاز عوامل اصلی مرگومیر است. وقتیکه این شریان دچار انسداد شود، عمل بایپس شریان کرونری صورت میگیرد. استفاده از ورید سافینوس انسان درین جرّاحی، مورد توجه پژوهشگران است. درین مطالعه، نمونههای انسانی ورید سافینوس به وسیلهی یک دستگاه تست تورم، تحت آزمایش تورم قرار گرفت. انبساط نمونهها به عنوان ورودی یک روش محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. در مدلسازی عددی بافت به صورت یک مادهی جامد همگن، همسانگرد و اِلاستیک در نظر گرفته شد. خروجی مدل، مدول یانگ بافت است. نتایج نشان داد که مدول ورید سافینوس به صورت خطی با فشار انبساطی افزایش مییابد. هرچند که فرضیههای سادهی سازانهای درین مطالعه استفاده شد، ولی به دلیل ارائهی یک دید کلّی در رابطه با خواص مکانیکی بافت، ورید سافینوس انسان میتواند مفید بوده و زمینهای برای مطالعههای بیشتر و دقیقتر باشد.
مقاله کامل پژوهشی
انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند
فریبا گنجی؛ فاطمه هوبخت؛ فرزانه قاسمی تحریر؛ ابراهیم واشقانی فراهانی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 249-260
چکیده
داروی پیریدوستیگمین بروماید یک عامل جلوگیری کننده از فعّالیّت آنزیم استیل کولین استراز به صورت برگشتپذیر است که در پیشگیری از مسمومیّت با سمّ سومان (نوعی سلاح شیمیایی) کاربرد دارد. درین پژوهش، سعی شد با استفادهاز محلول حساس به دمای کیتوسان/گلیسرول فسفات، یک سامانهی آهستهی رهش با قابلیت تزریق برای این دارو تهیه شود. ابتدا ...
بیشتر
داروی پیریدوستیگمین بروماید یک عامل جلوگیری کننده از فعّالیّت آنزیم استیل کولین استراز به صورت برگشتپذیر است که در پیشگیری از مسمومیّت با سمّ سومان (نوعی سلاح شیمیایی) کاربرد دارد. درین پژوهش، سعی شد با استفادهاز محلول حساس به دمای کیتوسان/گلیسرول فسفات، یک سامانهی آهستهی رهش با قابلیت تزریق برای این دارو تهیه شود. ابتدا حساسیت دمایی و خواص رئولوژیکی محلول 2% وزنی/حجمی کیتوسان در محلول 1/0 مولار اسیدکلریدریک و درصدهای مختلف نمک گلیسرول فسفات مورد مطالعه قرار گرفت. درنهایت، رهایش داروی پیریدوستیگمین بروماید ازین سامانهی حساس به دمای قابل تزریق بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که افزایش میزان نمک گلیسرول فسفات در محلول کیتوسان موجب افزایش آهستهیpH ، کاهش زمان ژل شدن محلول، کاهش مدول الاستیک و استحکام ژل میشود. اثر غلظت نمک گلیسرول فسفات بر رفتار برگشـتپذیری ژل نیز بررسی و مشخص شد که در غلظتهای بالا از گلیسرول فسفات، ژلهای حاصل غیر برگشتپذیر است. درمقابل، با کاهش غلظت نمک فسفاتی، خاصیّت برگشتپذیری مشاهده شد. مطالعههای رهایش دارو نشان داد که هیدروژل حاوی w/v 2% کیتوسان و w/v16% نمک گلیسرول فسفات میتواند رهایش آهستهی دارو را برای یک دورهی 4 روزه فراهم نماید. همچنین سازوکار غالب در فرایند رهایش دارو ازین هیدروژل، سازوکار نفوذ فیکی است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
مهدیه قاسمی؛ علی محلوجیفر؛ مهدی امیدی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 261-275
چکیده
تغییرات عملکردی شبکهی حرکتی مغز در بیماری پارکینسون نقش اساسی در بروز علائم بالینی بر عهده دارد. بررسی فعّالیّت مغز انسان با استفادهاز دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان میدهد که در حالت استراحت شبکهای، ارتباطها و فعّالیّت نوسانهای خودبهخودی در نواحی مختلف مغز وجود دارد که در بیماریهای مختلف ...
بیشتر
تغییرات عملکردی شبکهی حرکتی مغز در بیماری پارکینسون نقش اساسی در بروز علائم بالینی بر عهده دارد. بررسی فعّالیّت مغز انسان با استفادهاز دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان میدهد که در حالت استراحت شبکهای، ارتباطها و فعّالیّت نوسانهای خودبهخودی در نواحی مختلف مغز وجود دارد که در بیماریهای مختلف تحت تأثیر قرار میگیرند. درین تحقیق، تغییرات وابستگی عملکردی بین نواحی آناتومیکی حرکتی در بیماری پارکینسون با استفادهاز تئوری تابع مفصل در دادگان حالت استراحت fMRI بررسی شد. پارامتر مفصل در پنج تابع مختلف از خانوادهی مفصل با استفادهاز فرایند ماکزیمم شباهت تخمین زده شد. میزان شباهت بین مفصل تخمین زده شده و مفصل تجربی با روشهای جذر میانگین مجموع مربعهای خطا و فاصلهی kulback-leibler محاسبه شد. مقایسهی پارامترهای تخمین زده شده بین افراد سالم و بیماران پارکینسونی با آزمونهای آماری پارامتریک و ناپارامتریک نشان داد که همبستگی عملکردی بین مخچه و هستههای قاعدهای در گروه بیماران، قویتر از افراد سالم است. درین مقاله برای نخستین بار پیشنهاد شده که توزیع مشترک سری زمانی فعّالیّت نواحی مختلف مغز میتواند به عنوان روشی برای آنالیز ارتباطات عملکردی در دادگان fMRI ، حاوی ویژگیهای متمایز کننده بین بیماران و افراد سالم باشد.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
الهه مقیمیراد؛ علی محلوجیفر؛ بابک محمدزاده اصل
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 277-291
چکیده
درین تحقیق، روش جدیدی برای بازسازی تصاویر التراسوند پزشکی به شیوهی روزنهی مصنوعی ارائه شد. امروزه تصویربرداری به شیوهی سادهی بازسازی در حوزهی زمان(DAS) و به صورت خطبهخط انجام میشود. ازجنبهی دیگر، تصویربرداری به شیوهی روزنهی مصنوعی امکان فوکوس دینامیکی و دستیابی به حدّاقل دوبرابر رزولوشن جانبی را با هزینهی ...
بیشتر
درین تحقیق، روش جدیدی برای بازسازی تصاویر التراسوند پزشکی به شیوهی روزنهی مصنوعی ارائه شد. امروزه تصویربرداری به شیوهی سادهی بازسازی در حوزهی زمان(DAS) و به صورت خطبهخط انجام میشود. ازجنبهی دیگر، تصویربرداری به شیوهی روزنهی مصنوعی امکان فوکوس دینامیکی و دستیابی به حدّاقل دوبرابر رزولوشن جانبی را با هزینهی حجم محاسبههای بیشتر فراهم میکند. برای کاهش بار محاسباتی، روشهایی برای بازسازی بلوکی تصویر در حوزهی رادار معرفی شده که هنوز برای حوزهی پزشکی ناشناخته است. برای تعمیم این روشها به حوزهی پزشکی باید تفاوت پارامترهایی چون عمق هدف، فرکانس مرکزی، پهنای باند سیگنال ارسالی و عرض پرتو در نظر گرفته شود. درین پژوهش، نوع سادهی مونواستاتیک با استفادهاز الگوریتم بلوکی عدد موج، مدلسازی شد که میتواند معادلات را به نوع پیچیدهتر مالتیاستاتیک تعمیم دهد. به علاوه، برای کاهش اثرهای مخرّب ناشیاز تفاوت پارامترها از پالس ارسالی chirp به همراه فیلتر تطبیقی، پنجرهگذاری و الگوریتم spotlighting استفاده شد. برای ارزیابی الگوریتم، دادههای شبیهسازی شده با نرمافزار FieldII انجام شد و نتایج نشان داد که استفاده الگوریتم عدد موج، با حفظ رزولوشن جانبی، در حدود 20 برابر سریعتر از الگوریتم استاندارد DAS است.
یادداشت کوتاه پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
ساناز احمدزاده؛ حمیدرضا کبروی؛ سعید طوسیزاده
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، صفحه 293-304
چکیده
در اکثر فعالیتهای حرکتی، بیشاز یک گروه عضلانی درگیر هستند، لذا در روشهای بازتوانی حرکتی، در طول زمان حرکت، فرد باید بتواند هماهنگی لازم را به بین زمان و شدّت فعّالیّت عضلات درگیر، ایجاد نماید. عملکرد حرکتی نوشتن یا ترسیم، ازجمله عملکردهای حرکتی قرار دارد که بیشاز یک گروه عضلانی را درگیر میکند. در دستهای از بیماریها ...
بیشتر
در اکثر فعالیتهای حرکتی، بیشاز یک گروه عضلانی درگیر هستند، لذا در روشهای بازتوانی حرکتی، در طول زمان حرکت، فرد باید بتواند هماهنگی لازم را به بین زمان و شدّت فعّالیّت عضلات درگیر، ایجاد نماید. عملکرد حرکتی نوشتن یا ترسیم، ازجمله عملکردهای حرکتی قرار دارد که بیشاز یک گروه عضلانی را درگیر میکند. در دستهای از بیماریها مانند دستهای از افرادی که مبتلا به فلج غیرکامل نخاعی یا تنگی کانال کارپال هستند، ممکن است عضلات ساعد سالم باشند، امّا عضلات انگشتان به طور خاص عضلات انگشت شست، دچار فلج نسبی یا مطلق باشد. لذا برای بازتوانی چنین حرکتی، باید الگوی هماهنگی مربوط به نحوهی فعّالیّت عضلات ساعد و انگشت شست برقرار شود. درین تحقیق، یک مدل پیشبین مبتنی بر شبکههای عصبی برای روش شناسایی الگوی سینرژی بین دستهای از عضلات ساعد و انگشت شست دست، حین فرآیند رسم شکل و نوشتن حروف ارائه شد. به طوری که ورودی شبکه عصبی مصنوعی، الگوی فعّالیّت عضلات بازکننده و جمعکننده ساعد است، درحالی که خروجی شبکهی عصبی مصنوعی، الگوی فعّالیت مطلوب عضلات بازکننده و جمعکننده انگشت شست دست را پیشبینی کرد. ابتدا سیگنالهای الکترومایوگرام عضلات ساعد و انگشت شست ده فرد سالم، حین نوشتن چهار حرف انگلیسی و رسم یک دایره ثبت شد. سپس، با استخراج الگوی فعّالیّت عضلات از سیگنالهای الکترومایوگرام دادههای آموزش شبکه به دست آمد. کارایی پنج شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، نارکس، بازگشتی، عصبی/فازی تطبیقی و پایهی شعاعی ارزیابی و مقایسه شد. نتایج نشان میدهد که شبکهی عصبی نارکس با ساختار سری/موازی در مقایسه با چهار شبکه عصبی دیگر توانست با دقّت قابل قبولی الگوی فعّالیّت مطلوب عضلات انگشت شست دست را پیشبینی نماید.