مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک ستون مهرهها
محمد نیکخو؛ سجاد نجف زاده؛ رومینا کارگر
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 317-326
چکیده
درک مکانیزم تخریب مصنوعی دیسک بهکمک مدلهای حیوانی، میتواند در مطالعة روشهای احیایی و به امید یافتن راهکارهای درمانی، مفید باشد؛ زیرا برای احیای بافت در مدلهای حیوانی، ابتدا نیاز به مدل تخریبشدة بافت است. فرآیند تخریب دیسک میتواند در مدلهای حیوانی و بهصورت ایجاد جراحت با سوزن سرنگ شبیهسازی شود. این در حالیاست ...
بیشتر
درک مکانیزم تخریب مصنوعی دیسک بهکمک مدلهای حیوانی، میتواند در مطالعة روشهای احیایی و به امید یافتن راهکارهای درمانی، مفید باشد؛ زیرا برای احیای بافت در مدلهای حیوانی، ابتدا نیاز به مدل تخریبشدة بافت است. فرآیند تخریب دیسک میتواند در مدلهای حیوانی و بهصورت ایجاد جراحت با سوزن سرنگ شبیهسازی شود. این در حالیاست که تاکنون پاسخ مکانیکی دقیق دیسک تخریبشده به این روش تحت بارگذاری فیزیولوژیک روزانه، بهخوبی در ادبیات تحقیق مطالعه نشده است. از اینرو در این تحقیق، از تحلیلهای اجزای محدود معکوس در ترکیب با تستهای آزمایشگاهی استفاده شد تا به کمک آنها، خصوصیات مکانیکی دیسکهای سالم (8 نمونه) و دیسکهای تخریبشده بهوسیلة سوزن سرنگ (8 نمونه) استخراج شود. پس از آن، مدلهای توسعه داده شده برای هر کدام از 16 نمونه تحت بارگذاری دینامیکی روزانه تحلیل شدند. براساس نتایج حاصل، تغییرات جابجایی محوری، فشار بین دیسکی و جابجایی کلی سیال بعد از 24 ساعت در گروه دیسکهای سالم بالاتر از دیسکهای تخریبشده بوده است؛ اما بیشینه استرس محوری داخل دیسک در گروه آسیبدیده بالاتر بوده است. نتایج بهدست آمده، همبستگی مناسبی با نتایج دیسک تخریبشدة طبیعی جسد انسان دارد؛ درنتیجه تخریب دیسک بین مهرهای با سوزن سرنگ اندازة 16، روشی ساده و مقرون به صرفه است که میتواند در شبیهسازی مکانیزم تخریب دیسک در مدلهای حیوانی اعمال شود.
مقاله کامل پژوهشی
بیوالکتریک
حمید حیدری نژاد؛ هادی دلاوری
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 327-339
چکیده
بیماران دیابت نوع 1 نیاز به کنترل پیوسته و دقیق گلوکز خون دارند زیرا تولید و مصرف انسولین در بدن آنها دچار اختلال شده و در نتیجه سطح گلوکز خون افزایش می یابد. در این مقاله کنترل کننده های مدلغزشی مرتبه کسری و مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی برای پایداری مقاوم سطح گلوکز خون در بیماران دیابتی نوع 1 در حضور اغتشاشات متعدد و نامعینی های پارامتری ...
بیشتر
بیماران دیابت نوع 1 نیاز به کنترل پیوسته و دقیق گلوکز خون دارند زیرا تولید و مصرف انسولین در بدن آنها دچار اختلال شده و در نتیجه سطح گلوکز خون افزایش می یابد. در این مقاله کنترل کننده های مدلغزشی مرتبه کسری و مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی برای پایداری مقاوم سطح گلوکز خون در بیماران دیابتی نوع 1 در حضور اغتشاشات متعدد و نامعینی های پارامتری پیشنهاد شده است. کنترل کننده های پیشنهادی بر اساس مدل مینیمال برگمن طراحی شده اند. ساختار کنترل کننده پیشنهادی برای ساخت پمپ های تزریق انسولین در کنترل حلقه بسته دیابت مناسب است و همچنین اثر چترینگ را حذف می کند. کنترل کننده مدلغزشی تطبیقی، کنترل کننده را در مقابل اغتشاشات و نامعینی ها حفاظت می کند و حسابان مرتبه کسری عملکرد مقاوم را فراهم می نماید. در نهایت نتایج با برخی روشهای دیگر از جمله کنترل کننده های مدلغزشی پسگام، مدلغزشی پسگام مرتبه کسری و نوعی دیگر از کنترل کننده مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی مقایسه می شود. شبیه سازی ها نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی در حذف نامعینی ها و اغتشاشات موفق بوده و سیگنال کنترل با حذف چترینگ همراه است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
شراره کیان بستان اباد؛ محمود رضا آذغانی؛ لیلا رهنما
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 341-350
چکیده
عضلة مولتیفیدوس گردنی، یکی از عضلههای عمقی اکستنسور گردن است که اختلال در عملکرد آن در افراد مبتلا به گردندرد گزارششده است. با توجه به وجود محدودیتها در ثبت الکترومایوگرافی این عضله، در سالهای اخیر از اولتراسوند برای درک چگونگی فعالیت آن استفادهشده است. هدف این مطالعه، ارزیابی چگونگی تغییر ابعاد این عضله در شش ...
بیشتر
عضلة مولتیفیدوس گردنی، یکی از عضلههای عمقی اکستنسور گردن است که اختلال در عملکرد آن در افراد مبتلا به گردندرد گزارششده است. با توجه به وجود محدودیتها در ثبت الکترومایوگرافی این عضله، در سالهای اخیر از اولتراسوند برای درک چگونگی فعالیت آن استفادهشده است. هدف این مطالعه، ارزیابی چگونگی تغییر ابعاد این عضله در شش جهت حرکتی مفصل شانه در افراد سالم و مبتلا به گردندرد مزمن و همچنین ارائة مدلهای پیشبینیکننده است. برای این منظور، رابطة نیروی مفصل شانه در طول انقباض با تغییر بُعد قدامی-خلفی، بُعد جانبی، اندازه و نسبت شکل عضلة مولتیفیدوس در ابتدا برای افراد و فعالیتها و سپس با بلاک کردن افراد در فعالیتها بهصورت مجزا (مکان ویرگول ابهام دارد: آیا برای افراد در فعالیت های مجزا است یا اینکه جدا از هم ارزیابی شدند؟) با استفاده از روش رویة پاسخ ارزیابی شد. درنهایت با تقسیمبندی دادهها، مدلهای پیشبینیکننده برای فعالیت ابداکشن در نیروی 50-0درصد از بیشترین انقباض ارادی فرد در افراد سالم و نیروی 100-50درصد در افراد مبتلا ارائه شدند. بُعد قدامی-خلفی عضله، همبستگی بیشتری از سایر عاملها با نیروی ایجادشده نشان داد. مقدار «R2» برای بُعد قدامی-خلفی عضله قبل و بعد از تقسیمبندی داده در افراد سالم، بهترتیب برابر با 552/0 و 66/0 و در افراد مبتلا، بهترتیب برابر با 339/0 و 505/0 است. با توجه به ضریب همبستگی مدلها و افزایش آن با تقسیمبندی دادهها، بهنظر میرسد بررسی تغییر بُعد قدامی-خلفی این عضله در طی ابداکشن ایزومتریک شانه با نیروی 50-0 درصد از بیشترین انقباض ارادی فرد برای افراد سالم و 100-50 درصد برای افراد مبتلا به گردندرد مزمن میتواند اطلاعات مفیدتری از چگونگی عملکرد آن ارائه دهد.
مقاله کامل پژوهشی
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
سید حجت سبزپوشان؛ نیلوفر شهیدی؛ آزاده قجرجزی
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 351-360
چکیده
نوسانات غیر طبیعی پتانسیل عمل (AP)، موجب بروز بیماریهای قلبی در سلول عضله بطنی میشود. نوعی از این نوسانات که بها صطلاح پس دیپولاریزاسیون زود هنگام () نامیده میشود، موضوع تحقیقات گستردهای در زمینه تشخیص و درمان بیماریهای قلبی است. امروزه اگر چه مدلهای سلول بطنی بسیاری ارایه شده است؛ اما ویژگیهای دینامیکی ...
بیشتر
نوسانات غیر طبیعی پتانسیل عمل (AP)، موجب بروز بیماریهای قلبی در سلول عضله بطنی میشود. نوعی از این نوسانات که بها صطلاح پس دیپولاریزاسیون زود هنگام () نامیده میشود، موضوع تحقیقات گستردهای در زمینه تشخیص و درمان بیماریهای قلبی است. امروزه اگر چه مدلهای سلول بطنی بسیاری ارایه شده است؛ اما ویژگیهای دینامیکی همچنان از مسایل ناشناختهای است که نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. در این تحقیق با استفاده از تجزیه و تحلیل صفحه فاز یک مدل کمینه سلول بطنی، نشان خواهیم داد که وقوع میتواند ناشی از وقوع دوشاخگیهای هاف همبستر باشد. همچنین نشان خواهیم داد که در طی یک دوره قلبی (سیکل قلبی)، در گذر از یک حالت بدون به یک حالت با، شواهدی از وقوع پدیده آشوب وجود دارد. این یافته، بیانی نو برای رفتاری غیرطبیعی در عضله قلبی است و دینامیک را مطابق با یافتههای تجربی توضیح میدهد. اگرچه این تحقیق روی سلول عضله بطنی انجام شده است؛ اما نتایج بهدست آمده میتواند بر دیگر سیستمهای تحریکپذیر نیز تعمیم داده شود و وقوع نوسانات در اثر تغییر پارامترهای سیستم را پیشبینی کند.
مقاله کامل پژوهشی
آنالیز حرکت انسان
غزاله سلیمانی؛ مهران عمادی اندانی؛ حمید رضا مراتب؛ فریبا بهرامی
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 361-374
چکیده
راه رفتن از پرکاربردترین حرکات انسانی است؛ از اینرو مطالعة عوامل اثرگذار بر این حرکت، همواره مورد توجه بوده است. از آن جا که سرعت بهعنوان یک اختلال فیزیکی بر ابعاد مختلف راه رفتن تاثیر میگذارد، هدف این مطالعه نیز بررسی و تحلیل اثر سرعت بر ویژگیهای فیزیکی و فیزیولوژیکی است. این تحلیل بر مبنای پردازش اطلاعات بهدستآمده از ...
بیشتر
راه رفتن از پرکاربردترین حرکات انسانی است؛ از اینرو مطالعة عوامل اثرگذار بر این حرکت، همواره مورد توجه بوده است. از آن جا که سرعت بهعنوان یک اختلال فیزیکی بر ابعاد مختلف راه رفتن تاثیر میگذارد، هدف این مطالعه نیز بررسی و تحلیل اثر سرعت بر ویژگیهای فیزیکی و فیزیولوژیکی است. این تحلیل بر مبنای پردازش اطلاعات بهدستآمده از یک گام، قرار گرفته است. مطالعه روی 32 آزمودنی سالم با میانگین سنی 40/20 ± 56/27 سال، میانگین وزنی 59/20 ± 89/54 کیلوگرم و میانگین قدی 83/20 ± 19/158 سانتیمتر انجام شد، که %59 از آنها زن بودند. اطلاعات سینتیکی، سینماتیکی و الکترومایوگرافی هر یک از آزمودنیها در پنج سرعت مختلف ثبت شده است. هدف اصلی، بررسی تأثیر سرعت بر جنبههای مختلفی از سیستم کنترل حرکت، تعریف شده است. برای این منظور، اثر سرعت بر 46 ویژگیاز اطلاعات زمانی- مکانی، سینرژی عضلانی، نرمی حرکت، شکل حرکات مفاصل و همبستگی بین جابهجایی اندامهای تحتانی و همچنین همبستگی بین الگوی فعالیت الکتریکی عضلات بررسی شده است.در بین ویژگیهای معرفیشده در این مطالعه و نیز از مطالعات حوزة حرکت از ویژگیهای جدیدی نظیر سینرژی عضلانی، نرمی حرکت، همبستگی در اندامهای تحتانی و شکل حرکات تولیدی توسط مفاصل استفاده شد، که تاکنون در توصیف اثرگذاری سرعت بر راه رفتن افراد سالم استفاده نشده است؛ برای مثال، استفاده از مفهوم سینرژی نشان داد که سرعتهای بیشتر موجب افزایش انداذة فضای سینرژی میشود. همین امر میتواند بهعنوان نشانهای از راهکار پیچیدهتری باشد که توسط سیستم اعصاب مرکزی، گرفته شده است تا در شرایط ناپایدار، که در سرعتهای بالا رخ میدهد، در وضعیت مطلوبی باقی بماند. نتایج بهدستآمده نشان میدهد که سرعت، نقش مهمی در راه رفتن دارد. روشهای مورد بررسی در این مقاله را میتوان روی آزمودنیهای بیشتر و بیماران درگیر با نقص حرکتی نیز بررسی کرد.
مقاله کامل پژوهشی
بیوانفورماتیک / زیستدادهورزی
مینا جعفری؛ بهنام قوامی؛ وحید ستاری نایینی
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 375-386
چکیده
استنتاج شبکة تنظیمکنندة ژن (GRN) با استفاده از دادههای بیان ژن، برای درک وابستگی و نحوة تنظیم ژنها، درک فرآیندهای زیستشناسی، نحوة رخداد فرآیندها و همچنین جلوگیری از وقوع برخی فرآیندهای ناخواسته (بیماری)، حائز اهمیت است. ساخت صحیح GRN، نیازمند استنتاج صحیح مجموعة پیشبینیکننده است. بهطور کلی، مهمترین محدودیت برای ...
بیشتر
استنتاج شبکة تنظیمکنندة ژن (GRN) با استفاده از دادههای بیان ژن، برای درک وابستگی و نحوة تنظیم ژنها، درک فرآیندهای زیستشناسی، نحوة رخداد فرآیندها و همچنین جلوگیری از وقوع برخی فرآیندهای ناخواسته (بیماری)، حائز اهمیت است. ساخت صحیح GRN، نیازمند استنتاج صحیح مجموعة پیشبینیکننده است. بهطور کلی، مهمترین محدودیت برای استنتاج صحیح مجموعة پیشبینیکننده، حجم عظیم ژنها، کم بودن تعداد نمونهها و امکان نفوذ نویز در دادههای بیان ژن است؛ بنابراین، ارائة روشهایی کارا برای استنتاج پیشبینی کنندهها با قابلیت اطمینان بالا، یک نیاز جدی است. در این مقاله، با استفاده از الگوریتم جستجوی گرانشی(GSA)، یک روش کارا برای استنتاج مجموعة پیشبینیکننده ارائه شده است. بهازای هر ژن هدف، یک الگوریتم GSA برای استنتاج زیرمجموعة پیشبینی کنندة آن ژن استفاده شده است. در هر جمعیت، یک جرم نشان دهندة زیرمجموعة پیشبینی کنندة مرتبط با آن ژن هدف است. جمعیت اولیه بهازای هر ژن هدف، براساس ضریب همبستگی پیرسون تولید میشود. برای هدایت الگوریتم GSA، از معیار ارزیابی میانگین آنتروپی شرطی (MCE) استفاده شده است. نتایج تجربی حاصل از اعمال این روش روی دادههای زیستشناسی نشان میدهد که، روش پیشنهادی دقت بالایی برای استنتاج مجموعة پیشبینیکننده دارد. بهعلاوه، نتایج روی دادههای زیستشناسی با مقیاس کوچک و بزرگ نشان میدهند که، میزان دقت روش پیشنهادی برای استنتاج GRN بیشتر از روشهای مشابه است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
فرشته سلیمیان ریزی؛ وحید ابوطالبی؛ محمدتقی صادقی
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 387-397
چکیده
آشکارسازی پتانسیلهای وابسته به رخداد، یک پیشنیاز مهم در سیستمهای واسط مغز و کامپیوتر (BCI) مبتنی بر ERP است. برای افزایش درصد صحت طبقهبندی در این سیستمها، از روشهای فیلترینگ مختلفی استفاده میشود تا نرخ سیگنال به نویز بهبود یابد و در نتیجه تشخیص و طبقهبندی پتانسیلهای وابسته به رخداد آسان شود. پیش از این، عملکرد فیلترهای ...
بیشتر
آشکارسازی پتانسیلهای وابسته به رخداد، یک پیشنیاز مهم در سیستمهای واسط مغز و کامپیوتر (BCI) مبتنی بر ERP است. برای افزایش درصد صحت طبقهبندی در این سیستمها، از روشهای فیلترینگ مختلفی استفاده میشود تا نرخ سیگنال به نویز بهبود یابد و در نتیجه تشخیص و طبقهبندی پتانسیلهای وابسته به رخداد آسان شود. پیش از این، عملکرد فیلترهای الگوی مکانی مشترک (CSP) و الگوی زمانی مشترک (CTP) که بهترتیب فیلترهای مکانی و زمانی هستند، در آشکارسازی مولفة P300 بررسی شده است. در این روشها، فیلترها به صورتی آموزش داده میشوند که واریانس یک کلاس، بیشینه شده و واریانس کلاس دیگر بهطور همزمان کمینه شود. نتایج نشان داده است که در سیستم P300Speller، عملکرد فیلترهای زمانی CTP بهتر از فیلترهای مکانی CSP است. در این مطالعه برای بهبود عملکرد روش CTP، الگوریتم ترکیبی الگوی زمانی مشترک وزندار (WCTP) پیشنهاد شده است. در این روش به هر دسته ویژگی، وزنی متناسب با اهمیت مقادیر ویژه مربوطه داده میشود. در واقع در این روش، ویژگیهای تولیدی توسط فیلترهای ابتدایی و انتهایی CTP وزن بیشتری در تصمیمگیری دارند. در روش ترکیبی بهکار رفته در این الگوریتم، از طبقهبندی کنندههای LDA استفاده شده است. با توجه به آزمایشهای انجام شده روی دو نمونة مورد بررسی و با 5 ثبت میانگینگیری شده، دسته ویژگی بهدست آمده توسط WCTP با میانگین درصد صحت طبقهبندی 2/90 بهترین عملکرد را از خود نشان داد که نشانگر بهبود تقریباً 4 درصدی نسبت به CTP است.
یادداشت کوتاه پژوهشی
بیوالکتریک
سعید شاکری
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، صفحه 399-410
چکیده
افتادن یکی از اصلیترین دلایل مصدومیت افراد مختلف، بهخصوص در سالمندان است. اطلاعرسانی سریع و دقیق از افتادن میتواند مقدار زیادی از خطرات آسیبدیدگی ناشی از آن را کاهش دهد. در این پژوهش، سعی شده است تا سیستمی معرفی و پیادهسازی شود که بتواند دو وظیفة اساسی را به درستی و در مدت زمان اندکی انجام دهد. در مرحلة اول، بتواند افتادن ...
بیشتر
افتادن یکی از اصلیترین دلایل مصدومیت افراد مختلف، بهخصوص در سالمندان است. اطلاعرسانی سریع و دقیق از افتادن میتواند مقدار زیادی از خطرات آسیبدیدگی ناشی از آن را کاهش دهد. در این پژوهش، سعی شده است تا سیستمی معرفی و پیادهسازی شود که بتواند دو وظیفة اساسی را به درستی و در مدت زمان اندکی انجام دهد. در مرحلة اول، بتواند افتادن را از سایر فعالیتهای روزمره تشخیص دهد و به دنبال آن اطلاعات لازم و مؤثر از افتادن فرد را در اختیار دیگران بگذارد. سیستم مورد نظر در این پژوهش، قابلیت پیادهسازی روی تلفنهای همراه هوشمند را دارد. برای شناسایی افتادن، از حسگرهای شتابسنج و میکروفن موجود در تلفنهای همراه استفاده شده است. حسگر شتابسنج میتواند شتاب دستگاه را در سه جهت ثبت کند و میتوان از آن برای دریافت اطلاعات شتاب حرکت فرد استفاده کرد. علاوه بر این، عملکرد سیستم شناسایی با تحلیل صداهای محیط بهبود داده شده است. افتادن با استفاده از این دو حسگر، آشکارسازی شده و پیام هشدار، که شامل اطلاعات مکانی و زمانی افتادن فرد است، اطلاعرسانی میشود. برای ارزیابی سیستم طراحی شده، از دو معیار حساسیت و اختصاصیت استفاده شده که مقادیر آنها بهترتیب 96% و 77% بهدست آمده است.