مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
لیلا عظیمی؛ نادر ریاحی عالم؛ کاووس فیروز نیا؛ حمیدرضا سلیقه راد؛ مجتبی میری؛ منیژه پاکروان؛ انعام اله شاه محمدی
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، صفحه 113-123
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.
مقاله کامل پژوهشی
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
گلاره ولیزاده؛ فاطمه فاطمی؛ محمود شاه آبادی؛ محمدعلی عقابیان؛ مجید پولادیان
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، صفحه 125-133
چکیده
دارورسانی مغناطیسی، نوعی روش درمانی است که درآن، عاملهای دارویی ازبین برندهی تومور و یا سلولهای سرطانی، روی یک هستهی مغناطیسی بارگذاری شده است که با اِعمال یک میدان مغناطیسی خارجی، از حضور این داروها در سایر نقاط بدن و بافتهای سالم جلوگیری میکند. بدین صورت، اثرهای جانبی ناخواسته حاصلاز شیمی درمانیهای مرسوم ...
بیشتر
دارورسانی مغناطیسی، نوعی روش درمانی است که درآن، عاملهای دارویی ازبین برندهی تومور و یا سلولهای سرطانی، روی یک هستهی مغناطیسی بارگذاری شده است که با اِعمال یک میدان مغناطیسی خارجی، از حضور این داروها در سایر نقاط بدن و بافتهای سالم جلوگیری میکند. بدین صورت، اثرهای جانبی ناخواسته حاصلاز شیمی درمانیهای مرسوم به طور چشمگیری کاهش مییابد. این روش، موانع و مشکلاتی دارد که به نظر میرسد با بهینهسازی پارامترهای مؤثّر درآن، میتواند موانع و مشکلات آن کمتر شود. هدف اصلی این مقاله، بررسی اثر قطر هستهی مغناطیسی به عنوان یکیاز عوامل مهم و مؤثّر در بهبود روش دارورسانی مغناطیسی است. درین تحقیق، رفتار چند نانوذرهی مغناطیسی با قطرهای متفاوت تحت تأثیر نیروی مغناطیسی حاصلاز یک میدان مغناطیسی خارجی و نیروی هیدرودینامیکی ناشیاز عبور یک سیّال در لولهای که رگ را شبیهسازی میکند، مورد تحلیل قرار گرفت. با بررسی خط سیر ذرّات با قطرهای متفاوت، امکان پیشبینی تأثیر اندازهی نانوذرّات مغناطیسی بر بازده این روش به دست آمد.
مقاله کامل پژوهشی
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.
مقاله کامل پژوهشی
نانوبیومتریال
سحر رضائی؛ نادر ریاحی عالم
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، صفحه 151-158
چکیده
آشکارسازی تومورها در مراحل اولیه برای تشخیص سرطان از اهمّیّت بالایی برخوردار است. لذا برای تشخیص سلولهای سرطانی لازم است در شروع متاستازها از سلولهای نرمال متمایز شوند. مواد کنتراست فعلی به علّت اندازهی بزرگ و پوششهای ضروری برای جلوگیری از فعّالیّت شیمیایی در بدن، تنها در فضای خارج از سلول قابل استفاده هستند. نانوذرات ...
بیشتر
آشکارسازی تومورها در مراحل اولیه برای تشخیص سرطان از اهمّیّت بالایی برخوردار است. لذا برای تشخیص سلولهای سرطانی لازم است در شروع متاستازها از سلولهای نرمال متمایز شوند. مواد کنتراست فعلی به علّت اندازهی بزرگ و پوششهای ضروری برای جلوگیری از فعّالیّت شیمیایی در بدن، تنها در فضای خارج از سلول قابل استفاده هستند. نانوذرات به سبب اندازهی کوچک و قابل مقایسه با سلولها، امکان ورود به سلول را دارد. بدین جهت، برای تصویربرداری مولکولی ازین مواد استفاده میشود. درین مقاله، تغییرات میدان مغناطیسی خارجی (تسلا) در اثر اعمال میدانمغناطیسی ناشیاز نانوذرات مغناطیسی بر بافت همگنبا استفاده از روش اجزای اِلمان محدود مورد مطالعه و بررسی قرارگرفت. بدین منظور، شبیهسازی در حضور نانوذرات مغناطیسی و بدون آن انجام شد. با اعمال روش اجزای المان محدود، تبدیل معادلات دیفرانسیلی و انتگرالی حاکم بر سیستم فیزیکی به معادلات ساده و قابل حل که ازلحاظ عددی پایدار هستند، امکان پذیر شد. نتایج به دست آمده حاکیاز آن است که میدان مغناطیسی خارجی در اثر حضور نانوذرات مغناطیسی تشدید میشود.
زینب تشکری زاده؛ نادیا نقوی؛ سید کمال حسینی ثانی
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، صفحه 159-171
چکیده
درحال حاضر، تزریق انسولین در بیماران دیابت نوع یک، اغلب موجب نوسانهای شدید در قند خون آنها شده و منجر به رخدادهای هایپرگلیسمی/هایپوگلیسمی میشود. کنترل حلقه بسته گلوکز توسط پانکراس مصنوعی کیفیت زندگی بیماران دیابت نوع یک را بهبود میدهد. درین مقاله، با استفاده از سیمولاتور GIM، دادهی بیمار دیابتی در طول شبانهروز به دست ...
بیشتر
درحال حاضر، تزریق انسولین در بیماران دیابت نوع یک، اغلب موجب نوسانهای شدید در قند خون آنها شده و منجر به رخدادهای هایپرگلیسمی/هایپوگلیسمی میشود. کنترل حلقه بسته گلوکز توسط پانکراس مصنوعی کیفیت زندگی بیماران دیابت نوع یک را بهبود میدهد. درین مقاله، با استفاده از سیمولاتور GIM، دادهی بیمار دیابتی در طول شبانهروز به دست آمده و سپس به مدلسازی معکوس رفتار فیزیولوژیکی سیستم پرداخته شد. نظر به ماهیت تأخیری سیستم، در گام بعد، ساختار کنترلی جدیدی برای سیستمهای تأخیردار پیشنهاد شدهاست که تلفیقی از کنترل مدل مرجعِ تطبیقی و پیشبین اسمیتِ اصلاح یافته است. با توجه به تنوع پذیری گستردهی متابولیسم بیماران مختلف در دنیای واقعی، جمعیتی از 30 بیمار به صورت مجازی و با در نظر گرفتن تغییرات تصادفی و نوسانهای سینوسی در پارامترهای مدل گلوکز/انسولینِ دالمن ایجاد شد تا تغییر پذیری بین فردی سیستم تنظیم گلوکز پیادهسازی شود. عملکرد الگوریتم طراحی شده، براساس شاخصهای کمی و کیفی مورد ارزیابی قرار گرفت و با کنترلر PID در ساختار پیشبین اسمیت مقایسه شد. نتایج حاکیاز عملکرد مناسب کنترلر پیشنهادی در شرایط ناشتا، دفع اغتشاش غذا و توانایی آن در برابر تغییر پذیری بین بیماران است.
مقاله کامل پژوهشی
بیوالکترومغناطیس
سمیه محمد علیخانی؛ فائزه قناتی؛ مریم سلیمانی؛ حسن زارع مایوان؛ اباذر حاج نوروزی
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، صفحه 173-181
چکیده
بیشاز 75% حجم سلولهای گیاهی را آب تشکیل میدهد، لذا میتواند بخش عمدهی تأثیر میدانهای مغناطیسی بر گیاهان به واسطهی مغناطیده شدن آب باشد. درین تحقیق، نمونه آب لوله کشی با عبور از یک دستگاه همزن یون مغناطیسی110 میلیتسلایی مغناطیده شد. ازین آب برای آبیاری بذرهای ذرّت به کار رفت. نمونههای شاهد نیز با آب لوله کشی (غیر ...
بیشتر
بیشاز 75% حجم سلولهای گیاهی را آب تشکیل میدهد، لذا میتواند بخش عمدهی تأثیر میدانهای مغناطیسی بر گیاهان به واسطهی مغناطیده شدن آب باشد. درین تحقیق، نمونه آب لوله کشی با عبور از یک دستگاه همزن یون مغناطیسی110 میلیتسلایی مغناطیده شد. ازین آب برای آبیاری بذرهای ذرّت به کار رفت. نمونههای شاهد نیز با آب لوله کشی (غیر مغناطیده) آبیاری شد. درصد جوانهزنی بذرهای خیسانده در آب مغناطیده، افزایش معناداری را در مقایسه با گروه شاهد نشان داد. تمامی شاخصهای رشد، شامل طول اندام هوایی، طول ریشه، وزنتر و خشک دانه رستهای ذرّت پساز آبیاری با آب مغناطیده در مقایسه با گروه کنترل به ترتیب افزایش 30%، 19%، 22% و 22% را نشان داد. امّا در محتوای رنگیزههای فتوسنتزی، قند و پروتیین کلّ، تفاوت معناداری بین دو گروه مشاهده نشد. همچنین بیشینهی بازده کوانتومی فتوسیستم II در گروه آبیاری شده با آب مغناطیده افزایش معناداری را نسبت به گروه کنترل نشان داد. تأثیر مثبت آب مغناطیده بر شاخصهای رشدی و متابولیسمی دانه رستهای ذرّت در نسل دوم تایید شد. نتایج نشان داد که آب عامل مهمّی در دریافت اثر میدان مغناطیسی و انتقال آن به درون سلولهای گیاهی است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
سینا شامخی؛ محمدحسین میرانبیگی؛ علی گویا؛ بهاره آذریان
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، صفحه 183-202
چکیده
الکتروفورز ژل دو بعدی یکیاز روشهای پایه و پرکاربرد در علم پروتئومیک است. درین روش، پروتیینهای موجود در نمونهی اوّلیه براساس دو ویژگی وزن مولکولی و بار الکتریکی در دو بعد ازهم جدا شده و تصویری از لکّههای پروتیینی میدهد. به دلیل تعداد زیاد لکّههای پروتیینی موجود دریک ژل نمونه که نزدیک به هم قرار دارند، پردازش تصاویر ...
بیشتر
الکتروفورز ژل دو بعدی یکیاز روشهای پایه و پرکاربرد در علم پروتئومیک است. درین روش، پروتیینهای موجود در نمونهی اوّلیه براساس دو ویژگی وزن مولکولی و بار الکتریکی در دو بعد ازهم جدا شده و تصویری از لکّههای پروتیینی میدهد. به دلیل تعداد زیاد لکّههای پروتیینی موجود دریک ژل نمونه که نزدیک به هم قرار دارند، پردازش تصاویر فرآیندی پیچیده است. وجود منابع نویز و آرتیفکت همچون شکستگیها، آرتیفکتهای ناشیاز رنگآمیزی، رگهها و موارد دیگر، جداسازی نواحی تصاویر با چالشهای گوناگونی مواجه است. درین پژوهش، برپایهی ویژگیهای مکان/مقیاس، مشتقّات مرتبهی دوم و مقادیر ویژهی هیشین تصویر، برای بهبود لکّههای پروتیینی و جداسازی نواحی لکّه از پسزمینه، فیلتری جدید ارائه شد. تصاویر الکتروفورز ژل دو بعدی ناحیهبندی شده و مکان و تعداد لکّههای موجود در تصاویر، با این فیلتر بهتر تشخیص دادهشد. الگوریتم پیشنهادی توانایی جداسازی نواحی لکّهی پروتیینی را با نرخ TPR برابر 6/78 درصد و با نرخ FPR برابر 9/14 درصد از نواحی پسزمینه دارد. درحالی که آستانه گذاری اوتسو و حوضچهی آبریز به ترتیب: با نرخهای 4/71 درصد و 7/25 درصد، و با نرخهای 9/53 درصد و 1/8 درصد جداسازی مینمایند. بررسی تعداد لکّههای صحیح استخراج شده در روش پیشنهادی، میتواند با دقّت 6/83 درصد و با نرخ TPR برابر 1/81 درصد محل قرارگیری لکّهها را تشخیص دهد. در صورتی که روشهای اوتسو، حوضچهی آبریز و مایلون به ترتیب: با دقّت 4/65 درصد و با نرخ برابر 3/78 درصد، دقّت 7/27 درصد و با نرخ 2/68 درصد، دقّت 0/74 درصد و با نرخ 7/72 درصد، مکان لکّهها را تشخیص میدهد. نتایج روش پیشنهادی، دقّت و توانایی بالاتری را در ناحیهبندی تصویر، نسبت به روشهای دیگر نشان داد.