نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

بیومکانیک

مطالعه‌ی اثر منحنی شعاعی لت روی عمل‌کرد دریچه‌ی پلیمری به روش المان محدود

نیما صراف‌زاده قدیمی؛ فرزان قالیچی؛ هانیه نیرومند اسکویی؛ ناصر فتورائی

دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 299-312

چکیده

  هندسه‌ی لت‌ها در طراحی دریچه‌های مصنوعی نقش مهمی ایفا می‌کند. یک دریچه‌ی مناسب از لحاظ عمل‌کردی باید سطح روزنه‌ی هندسی بالایی داشته باشد و حداقل برگشت جریان خون در آن اتفاق افتد. در این مقاله با در نظر گرفتن منحنی شعاعی و منحنی لبه‌ی آزاد لت‌ها به عنوان پارامترهای هندسی، تعدادی دریچه طراحی شده و هندسه‌ی لت‌ها برای یکی از مدل‌ها ...  بیشتر هندسه‌ی لت‌ها در طراحی دریچه‌های مصنوعی نقش مهمی ایفا می‌کند. یک دریچه‌ی مناسب از لحاظ عمل‌کردی باید سطح روزنه‌ی هندسی بالایی داشته باشد و حداقل برگشت جریان خون در آن اتفاق افتد. در این مقاله با در نظر گرفتن منحنی شعاعی و منحنی لبه‌ی آزاد لت‌ها به عنوان پارامترهای هندسی، تعدادی دریچه طراحی شده و هندسه‌ی لت‌ها برای یکی از مدل‌ها بر اساس یک منحنی شعاعی پیشنهادی پیاده‌سازی شده که این منحنی شامل دو خط راست و قوسی واقع شده در بین آن‌ها است. خواص مکانیکی پلیمر پلی‌استایرن به لت‌ها اختصاص داده شده و مدل هایپرالاستیک مونی-ریولین برای توصیف رفتار مکانیکی پلیمر به کار برده شده است. با استفاده از روش المان محدود، پارامترهایی مانند بیشینه‌ی سطح روزنه‌ی هندسی، سطح روزنه‌ی هندسی باقی‌مانده در حالت بسته، تنش فون-میزس و به‌هم‌رسی لت‌ها در حالت کاملا باز و بسته‌ی دریچه‌ها ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده برای دریچه‌ها با هم مقایسه شده و نشان داده شده که دریچه‌ی با منحنی شعاعی پیشنهادی عمل‌کرد بهتری داشته است. بیشینه‌ی سطح روزنه‌ی هندسی 1/69%، عرض به‌هم‌رسی 6/2 میلی‌متر و تنش بیشینه‌ی فون-میزس 921/0 مگاپاسکال در حالت بسته و 731/0 مگاپاسکال در حالت باز ثبت شده است. اهمیت منحنی شعاعی در طراحی هندسه‌ی لت‌ها و به ویژه در به‌هم‌رسی کاملا مشهود بوده و هر چه این منحنی به سمت خط راست تمایل پیدا کند سطح روزنه‌ی هندسی افزایش یافته و در مقابل به‌هم‌رسی لت‌ها ضعیف می‌شود. طرح پیشنهادی منحنی شعاعی، تعادلی بین این دو پارامتر برقرار کرده است. 

---

• مشاهده مقاله

بیومکانیک قلب و عروق

بهینه‌سازی ساختاری استنت دریچه‌های آئورتی قابل پیوند از طریق کاتتر

سارا براتی؛ ناصر فتورائی؛ ملیکه نبئی

دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 355-366

چکیده

  دریچه‎های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه‌ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمه‎تهاجمی بوده و عوارض جراحی کم‌تری به همراه دارد می‎تواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود ...  بیشتر دریچه‎های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه‌ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمه‎تهاجمی بوده و عوارض جراحی کم‌تری به همراه دارد می‎تواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود عوارض پس از پیوند و اشکالات ساختاری این نوع از دریچه‎ها مانع رسیدن به چنین هدفی شده است. بهینه‎سازی طراحی استنت این پروتزها گام مهمی در راستای بهبود عمل‌کرد و گسترش کاربرد آن‎ها است. از آن‌جا که تمام پروتزها قبل از پیوند فشرده شده و در کاتتر قرار می‎گیرند، استحکام استنت در این بارگذاری و عدم بروز خستگی ماده اهمیت ویژه‎ای در عمل‌کرد آن دارد. در این مطالعه چارچوبی ساده و کم‌هزینه برای بهینه‎سازی ساختاری استنت دریچه‌ی کاتتری با پارامترهای طراحی هندسی شامل فرم کلی استنت، اندازه‌ی سلول‎ها، تعداد سلول‎ها و الگوهای تکرار شونده و هم‌چنین سطح مقطع استرات مورد استفاده قرار گرفته است. تابع هدف در این بهینه‎سازی بیشینه‌ی کرنشی است که حین فشرده ساختن استنت برای قرارگیری در کاتتر، در آن ایجاد می‎شود. نتایج این بهینه‎سازی با مدل‎های سه‌بعدی مقایسه شده و دقت مناسب نتایج مدل ساده شده تایید شده است. نتایج نشان می‎دهد که ارتفاع سلول‎های میانی، عرض استرات و تعداد سلول‎ها مهم‎ترین عوامل موثر بر میزان بیشینه‌ی کرنش فشردگی هستند. استنت بهینه با کرنش بیشینه‌ی 52/0 دارای 3 سلول، 15 الگو، عرض استرات 2/0 میلی‌متر، ضخامت استرات 3/0 میلی‌متر و نسبت شعاعی 05/1 است. با استفاده از این چارچوب بهینه‎سازی می‎توان پارامترهای طراحی انواع مختلف استنت را بهینه کرده و هزینه‎ی طراحی استنت‎ها را تا حد بسیار زیادی کاهش داد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 946.17 K

بیومکانیک ستون مهره‌ها

تخمین نیروهای عضلات و مفاصل کمری تحت فعالیت‌های فیزیکی مختلف با استفاده از یک مدل ترکیبی بهینه‌سازی و الکترومایوگرافی از ستون فقرات

یوسف محمدی؛ رسول عابدی؛ نوید ارجمند؛ غلامرضا عطایی؛ ناصر فتورائی

دوره 11، شماره 4 ، بهمن 1396، ، صفحه 351-363

چکیده

  شیوع کمردرد و ناهنجاری­های کمری در جوامع مختلف رو به افزایش است، به علاوه اندازه­گیری مستقیم نیروی مربوط به عضلات و مهره­های ستون فقرات بسیار دشوار است. از این‌رو، استفاده از مدل­های بیومکانیکی اسکلتی-عضلانی به عنوان یک ابزار جهت محاسبه­ و تخمین نیروهای وارده بر ستون فقرات در فعالیت­های مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده ...  بیشتر شیوع کمردرد و ناهنجاری­های کمری در جوامع مختلف رو به افزایش است، به علاوه اندازه­گیری مستقیم نیروی مربوط به عضلات و مهره­های ستون فقرات بسیار دشوار است. از این‌رو، استفاده از مدل­های بیومکانیکی اسکلتی-عضلانی به عنوان یک ابزار جهت محاسبه­ و تخمین نیروهای وارده بر ستون فقرات در فعالیت­های مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده است. لذا هدف این پژوهش تخمین نیروهای مذکور به روش­های مختلف به خصوص در فعالیت باربرداری می­باشد. بدین منظور از یک مدل اسکلتی-عضلانی آناتومیکی توسعه یافته شامل 6 مفصل سه درجه‌ی آزادی و 76 فسیکل عضلانی استفاده شده­ است. به علت بیش‌تر بودن تعداد مجهولات (نیروی عضلات) از تعداد معادلات تعادل، سیستم دچار افزونگی بوده و مساله جهت حل، نامعین می­باشند. بنابراین، از روش­های ترکیبی بهینه‌سازی و الکترومایوگرافی برای تخمین نیروی عضلات استفاده شده است. از آن‌جا که نیروهای عضلات حاصل از روش­ الکترومایوگرافی، معادلات تعادل را ارضا نمی­کند، از یک‌سری ضرایب تصحیح جهت ارضای معادلات تعادل در تمام سطوح مفصلی کمری استفاده شده است. طبق نتایج به دست آمده برای یک فعالیت فیزیکی خاص، به علت استفاده از الگوریتم­های مختلف جهت یافتن نیروها، ضرایب تصحیح متفاوتی برای هر عضله در روش­های ترکیبی مختلف به دست می­آید. مقادیر متفاوتی برای نیروی عضلات و میزان پایداری تخمینی توسط روش­های ترکیبی مختلف به دست آمد، اما نیروهای فشاری و برشی مفصلی در مدل­های ترکیبی به یک‌دیگر نزدیک می­باشد. جهت صحت‌سنجی نتایج مدل، از داده­های مربوط به فشار دیسک چهارم و پنجم کمری در یک مطالعه­ی آزمایشگاهی استفاده شد، که هر دو مورد فشار را در محدوده‌ی 3/0 - 8/1 مگاپاسکال گزارش کرده­اند.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.31 M

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

تاثیر بیماری سولکوس بر عمل‌کرد تارهای صوتی به روش محاسباتی بر‌هم‌کنش سیال و جامد

علی وظیفه‌دوست صالح؛ ناصر فتورائی؛ مهدی نویدبخش؛ فرزاد ایزدی

دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 153-165

چکیده

  صحبت کردن انسان، فرآیند بسیار پیچیده­ای می­باشد که حاصل برهم‌کنش جریان هوا در طول حنجره و ساختار ارتعاشی تارهای صوتی است. سولکوس، یکی از بیماری‌های مرتبط با تارهای صوتی است که در این بیماری، لایه‌هایی از تارهای صوتی وجود نداشته و تارهای صوتی دارای شکاف هستند و درنتیجه اختلالاتی در تولید صوت ایجاد می‌شود. در این مقاله برای اولین ...  بیشتر صحبت کردن انسان، فرآیند بسیار پیچیده­ای می­باشد که حاصل برهم‌کنش جریان هوا در طول حنجره و ساختار ارتعاشی تارهای صوتی است. سولکوس، یکی از بیماری‌های مرتبط با تارهای صوتی است که در این بیماری، لایه‌هایی از تارهای صوتی وجود نداشته و تارهای صوتی دارای شکاف هستند و درنتیجه اختلالاتی در تولید صوت ایجاد می‌شود. در این مقاله برای اولین بار، بیماری سولکوس به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیرات بیماری بر ارتعاشات تارهای صوتی ارزیابی شده است. مدل ایده‌آلی از تارهای صوتی سالم و مبتلا به سولکوس به‌صورت دو‌بعدی تعریف شده‌است و مدل المان محدود از تارهای صوتی و راه‌های هوایی به‌طور کامل جفت‌شده با نرم‌افزار ال‌اس‌داینا حل شده است. مدل محاسباتی ارائه‌شده در دامنه‌ی سیال از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی، فرمول‌بندی لاگرانژی-اویلری دلخواه و معادلات تراکم‌ناپذیر پیوستگی و ناویر-استوکس و در  دامنه‌ی جامد از مدل سه‌لایه‌ی الاستیک خطی استفاده شده‌است. نوسانات خود‌تحریک برای تارهای صوتی بیمار درجه‌ی دو، ارائه شده و با مدل سالم مقایسه شده‌است. پاسخ‌ها به صورت کمی وکیفی مطالعه شده و مدل سالم با نتایچ عددی و تجربی گذشته مقایسه شده‌است. تاثیرات بیماری بر پارامترهای جریان و فرکانس ارتعاشی تارهای صوتی، مطالعه ‌شده‌ است. تجزیه‌وتحلیل­های انجام‌شده نشان داد که وجود شکاف در تارهای صوتی بیمار، باعث می­شود فرکانس ارتعاشی تارهای صوتی کاهش یافته و عرض شکاف حنجره و دبی عبوری بیشینه و میانگین از دهانه‌ی حنجره، افزایش می‌یابد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.75 M

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

تحلیل عددی مدل سه‌بعدی طناب نخاعی در شرایط بیماری سیرنگومیلی با استفاده از روش بر‌هم‌کنش سیال و جامد

هدی ماستری فراهانی؛ ناصر فتورائی

دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 223-230

چکیده

  بزرگ شدن سیرینکس در بیماری سیرنگومیلی، باعث بروز آسیب نورولوژیکی پیشرونده میشود؛ بنابراین، بررسی عوامل دخیل در توسعة سیرینکس، در یافتن روش‌هایی برای کنترل این بیماری بسیار اهمیت دارد. یکی از فرضیات بالینی مهم در رابطه با علت توسعة سیرینکس، انتشار موج شوک فشار در سیال فضای ساب‌آراکنوئید را عامل اصلی حرکت سیال داخل سیرینکس و در طولانی‌مدت، ...  بیشتر بزرگ شدن سیرینکس در بیماری سیرنگومیلی، باعث بروز آسیب نورولوژیکی پیشرونده میشود؛ بنابراین، بررسی عوامل دخیل در توسعة سیرینکس، در یافتن روش‌هایی برای کنترل این بیماری بسیار اهمیت دارد. یکی از فرضیات بالینی مهم در رابطه با علت توسعة سیرینکس، انتشار موج شوک فشار در سیال فضای ساب‌آراکنوئید را عامل اصلی حرکت سیال داخل سیرینکس و در طولانی‌مدت، توسعة سیرینکس و آسیب فزاینده به نخاع، می‌داند. مدل‌سازی و تحلیل حاضر در راستای آزمودن این فرضیه و به کمک روش المان محدود انجام شده است؛ به این ترتیب که یک مدل سه‌بعدی، شامل سیرینکس، طناب نخاعی، سیال مغزی-نخاعی در فضای ساب‌آراکنوئید، لایة سخت‌شامه و گرفتگی، ایجاد شد. تحریک پالس فشار به سطح بالایی مدل سیال فضای ساب‌آراکنوئید، که تأثیر پالس شریانی جمجمه‌ای را شبیه‌سازی میکرد، اعمال شد. سیال مغزی-نخاعی، به‌صورت نیوتنی و جریان آن، به‌صورت لایه‌ای فرض شد. رفتار جامد نیز، الاستیک خطی در‌نظر‌گرفته شد. تحلیل برهم‌کنش سیال و جامد توسط نرم‌افزار ADINA اجرا شده و مشخصات جریان سیال، شامل میدان سرعت و فشار و همچنین تنش‌های ایجاد‌شده در بافت‌ها، استخراج شد. نتایج نشان می‌دهد که انتشار موج فشار در سیال فضای ساب‌آراکنوئید، به القای حرکت در سیال سیرینکس منجر می‌شود و با توقف سیال در انتهای سیرینکس، افزایش فشار موضعی به ایجاد تمرکز تنش در بافت نخاعی می‌انجامد؛ اما مقادیر این تنش‌ها، کمتر از حد تحمل بافت نخاعی است و انتشار موج فشار در این شرایط، نمی‌تواند عامل اصلی توسعة سیرینکس باشد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 964.35 K

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

مدل‌سازی عددی پدیدة تنظیم خودکار در شریان کاروتید مشترک انسانی

سعید سیری؛ ملیکه نبئی؛ ناصر فتورایی

دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 229-241

چکیده

  ﻫﺮ ارﮔﺎن ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﺣﺘﯿﺎﺟﺎت ﻣﺘﺎﺑﻮﻟﯿﮏ (سوخت­و­سازی) و ﻋﻤﻠﮑﺮدی ﺧﻮد ممکن است ﺑﻪ مقادیر متفاوتی از جریان ﺧﻮن ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪ باشد؛ درنتیجه ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر پدیده‌ای ﻣﻬﻢ ﻣﺤﺴﻮب می‌شود. ﭘﺪﯾﺪة ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر تنش برشی به‌عنوان ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ ذاﺗﯽ ﯾﮏ ارﮔﺎن ﺑﺮای ﺛﺎﺑﺖ نگه‌داشتن شرایط همودینامیک در­ﻣﻘﺎﺑـﻞ ...  بیشتر ﻫﺮ ارﮔﺎن ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﺣﺘﯿﺎﺟﺎت ﻣﺘﺎﺑﻮﻟﯿﮏ (سوخت­و­سازی) و ﻋﻤﻠﮑﺮدی ﺧﻮد ممکن است ﺑﻪ مقادیر متفاوتی از جریان ﺧﻮن ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪ باشد؛ درنتیجه ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر پدیده‌ای ﻣﻬﻢ ﻣﺤﺴﻮب می‌شود. ﭘﺪﯾﺪة ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر تنش برشی به‌عنوان ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ ذاﺗﯽ ﯾﮏ ارﮔﺎن ﺑﺮای ﺛﺎﺑﺖ نگه‌داشتن شرایط همودینامیک در­ﻣﻘﺎﺑـﻞ ﺗﻐﯿﯿـﺮات ضربان قلب و فشار پرفیوژن ﺗﻌﺮﯾﻒ می‌شود؛ ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ ضربان قلب در ﺑﺪن، شریان‌ها ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺮخ ﺟﺮﯾﺎن لازم و برای ثابت نگاه‌داشتن نیروها و تنش‌های همودینامیک، دچار اتساع ﯾﺎ اﻧﻘﺒﺎضﺷﺮﯾﺎﻧﯽ می‌شوند. مقالة حاضر ﺑﻪ مکانیسم‌های محلی برای کنترل خودکار اختصاص دارد. مکانیسم‌های تنظیم‌کنندة ﻣﺤﻠﯽ، ،ﻣﺎﻧﻨـﺪ اﻋﺼـﺎب ﺳـﻤﭙﺎﺗﯿﮏ و هورمون‌های ﺳﯿﺎر، ﻣﺴﺘﻘﻞ از مکانیسم‌های ﮐﻨﺘﺮﻟـی ﺧـﺎرﺟﯽ ﻋﻤﻞ می‌کنند؛ از­اﯾﻦ­رو می‌توان آن‌ها را اﯾﺰوﻟﻪ در­ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ. همان‌طورﮐﻪ ذﮐـﺮ ﺷﺪ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر، وﯾﮋﮔﯽ ذاﺗﯽ ارگان‌های ﺑﺪن اﺳﺖ و اندام‌های ﺗﺤﺖ ﭘﺮﻓﯿﻮژن، ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ مکانیسم‌های ﻋﺼﺒﯽ و ﻫﻮرﻣﻮﻧﯽ ﻗﺮار نمی‌گیرند. چون استفاده از شرایط مرزی صحیح در مدل‌سازی‌های عددی اهمیت ویژه‌ای دارد، اﺳﺘﻔﺎده از مدل‌سازی درﺧﺖ ﺷﺮﯾﺎﻧﯽ ﺑﺮای ﺑﻪ­دﺳﺖ آوردن ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﺮزی ﻣﻨﺎﺳﺐ اﻣﺮی ﺿﺮوری ﺑﻪﻧﻈﺮ می‌رسد؛ بنابراین در مقالة حاضر ابتدا مدلی از نوع صفر بعدی (پارامتر فشرده) و گسترده ارائه­شده است. سپس از این مدل برای به­دست آوردن شرایط مرزی در شریان کاروتید معمولی استفاده شده و تنظیم تنش برشی به‌عنوان یکی از پراهمیت‌ترین پارامترهای همودینامیک در مدلی سه‌بعدی از این شریان مدل‌سازی شده است. نتایج به­دست­آمده نشان­دهندة چگونگی تغییرات خواص مکانیکی دیواره و بنابراین ابعاد شریان برای برگرداندن مقادیر تنش برشی وارد بر دیواره به محدودة طبیعی است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.55 M

بیومکانیک ستون مهره‌ها

ارائه‌‌ی روشی هوشمند به منظور استخراج خودکار پارامترهای موردنیاز در جراحی ستون فقرات با به‌کارگیری ابر نقاط تصاویر توموگرافیک

مجتبی شهاب؛ بهزاد سیفی؛ ناصر فتورائی؛ امیرسعید صدیقی

دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 1-15

چکیده

  ناهنجاری‌های هندسی ستون فقرات، بطور کلی با دردهای مزمن کمری و گردنی همراه هستند. در این ناهنجاری‌ها، انحنای ستون مهره در فضای سه‌بعدی دست­خوش تغییراتی می‌شود که در بسیاری از موارد ضمن کاهش میزان بازشدگی قفسه سینه، به اختلالات تنفسی و اثرات منفی بر روی سیستم قلبی منجر می‌شود. برای تصحیح این ناهنجاری‌ها و جلوگیری از پیشرفت آن‌ها ...  بیشتر ناهنجاری‌های هندسی ستون فقرات، بطور کلی با دردهای مزمن کمری و گردنی همراه هستند. در این ناهنجاری‌ها، انحنای ستون مهره در فضای سه‌بعدی دست­خوش تغییراتی می‌شود که در بسیاری از موارد ضمن کاهش میزان بازشدگی قفسه سینه، به اختلالات تنفسی و اثرات منفی بر روی سیستم قلبی منجر می‌شود. برای تصحیح این ناهنجاری‌ها و جلوگیری از پیشرفت آن‌ها در حالت حاد، جراحان از جراحی فیوژن خلفی ستون مهره‌ها استفاده می‌کنند. قبل از انجام عمل جراحی به منظور تشخیص وضعیت بیمار و انتخاب روش مناسب عمل، استخراج برخی پارامترهای کلینیکی مهم ستون فقرات ازجمله انحناها، زوایای کوب، انحراف جانبی، زوایای مهره‌ها و میزان چرخش آن‌ها در صفحات مختلف ضروری است. دراین پژوهش ابتدا با استفاده از تصاویر توموگرافیک ویرایش شده در نرم‌افزار میمیکس، مدل سه‌بعدی ستون مهره‌ها در قالب ابر نقاط بدست­آمد. سپس ضمن تفکیک و جداسازی مهره‌ها به کمک روش‌های خوشه‌بندی مختلف ازجمله روش شبکه­ی عصبی خودسازمان‌ده، روش k-میانگین و روش سلسله مراتبی، اطلاعات هندسی مهم مقاطع ستون مهره‌ها مانند انحناهای ستون مهره‌ها و زوایای آن با استفاده از الگوریتم‌های تخصیص منحنی، به‌صورت خودکار استخراج شد. بعلاوه، در حین پیاده‌سازی الگوریتم‌های مشخص، سایر ویژگی‌های کلینیکی هریک از مهره‌ها ازجمله کمینه و بیشینه ارتفاع مهره در سه بعد، طول و عرض جسم مهره‌ای و نیز جابجایی نسبی مهره‌ها به صورت خودکار محاسبه گردید. به‌منظور اعتبارسنجی روش‌های ارائه‌شده و اندازه‌های استخراج‌شده، مقادیر به‌دست‌آمده در هر مرحله توسط یک رادیولوژیست و یک جراح ستون فقرات که نسبت به اهداف و نتایج تحقیق ناآگاه بودند، محاسبه شدند. با مقایسه­ی مقادیر متناظر، اعتبار نتایج و کارایی بالای الگوریتم‌های پیشنهادی تأیید گردید.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.36 M

بیومکانیک قلب و عروق

مدل ساختاری میوکارد غیرفعّال گوسفند

نوید سلطانی؛ عباس نصیرایی مقدم؛ ناصر فتورایی؛ سعید سیری؛ آیسا رسولی

دوره 8، شماره 4 ، دی 1393، ، صفحه 359-370

چکیده

  برای دست­یابی به معادلات ساختاری بافت در شبیه­سازی قلب، از تست­های آزمایشگاهی و معادلات مکانیکی حاکم بر محیط­های پیوسته استفاده می­شود. در این مقاله، با در نظر گرفتن میوکاردیوم قلبی به عنوان یکی­از مهم­ترین بافت­ها، پس­از بررسی شکل و ساختار میوکارد، ویژگی‌های اصلی پاسخ مکانیکی این بافت به صورت غیرفعّال بررسی شد. ...  بیشتر برای دست­یابی به معادلات ساختاری بافت در شبیه­سازی قلب، از تست­های آزمایشگاهی و معادلات مکانیکی حاکم بر محیط­های پیوسته استفاده می­شود. در این مقاله، با در نظر گرفتن میوکاردیوم قلبی به عنوان یکی­از مهم­ترین بافت­ها، پس­از بررسی شکل و ساختار میوکارد، ویژگی‌های اصلی پاسخ مکانیکی این بافت به صورت غیرفعّال بررسی شد. میوکارد بطن چپ به عنوان یک ماده الاستیک غیرخطی، تراکم ناپذیر و ناهمگن فرض شده و با توجه به داده‌های تست دومحوره در جهت فیبرهای میوکارد، که روی قلب سه گوسفند بالغ انجام شد، مدلی مبتنی بر ساختار آن ارائه گردید. با توجه به داده­های به دست آمده، پارامتر‌های مادی این معادله با برازش داده­ها محاسبه شد و رابطه‌ی نهایی برای تابع انرژی کرنشی براساس نامتغیرهای تانسور کوشی بیان شد. نتایج حاصل در شبیه­سازی بافت قلب سودمند خواهند بود.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.35 M

بیومکانیک قلب و عروق

اندازه‌گیری خواص مکانیکی ورید سافینوس انسان با استفاده از آزمایش تورم

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.  

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 987.85 K

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی عددی تأثیر انعطاف پذیری دیواره دولایه ای متخلخل بر روی جریان فیلتراسیون در جریان ضربانی وغیرنیوتنی خون از یک شریانکاروتیدبا گرفتگی متقارن

سعید ناهیدی؛ علیرضا حسین‌نژاد؛ ناصر فتورائی؛ زهرا حیدری

دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 107-120

چکیده

  در لایه های دیواره شریان بوده و این تجمع نیز متأثر از LDL پارامترهای جریان خون همواره متأثر از مکان و شکل تجمع ذرات جریان فیلتراسیون خون در لایه های دیواره شریان است. در این مقاله به منظور بررسی اثر انعطاف پذیری بر روی جریان فیلتراسیون در جریان ضربانی و غیر نیوتنی خون از یک شریان کاروتید با گرفتگی متقارن و با دیواره دو لایه ای انعطاف ...  بیشتر در لایه های دیواره شریان بوده و این تجمع نیز متأثر از LDL پارامترهای جریان خون همواره متأثر از مکان و شکل تجمع ذرات جریان فیلتراسیون خون در لایه های دیواره شریان است. در این مقاله به منظور بررسی اثر انعطاف پذیری بر روی جریان فیلتراسیون در جریان ضربانی و غیر نیوتنی خون از یک شریان کاروتید با گرفتگی متقارن و با دیواره دو لایه ای انعطاف پذیر متخلخل، از مدل استفاده شده و نتایج آن با نتایج حاصله از مدل دیواره صلب و (PFSI) حل اجزای محدود همراه با برهمکنش سیال و جامد متخلخل مقایسه شده است. پارامترهای مورد مطالعه در این بررسی برای سه شدت گرفتگی متفاوت انجام شده (Porous Rigid متخلخل (مدل کاهش داشته است. Porous Rigid نسبت به مدل PFSI است. نتایج حاصل نشان می دهد که تنش برشی دیواره حدود 22 % در مدل در نواحی قبل و بعد از Porous Rigid نسبت به مدل PFSI همچنین سرعت فیلتراسیون در دیواره متخلخل شریان حاصله از مدل ناحیه گرفتگی، افزایش زیادی در حدود 20 % داشته است، ولی تفاوت سرعت فیلتراسیون بین دو مدل، در ناحیه گرفتگی شریان بسیار ناچیز بوده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 951.96 K

الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی

مطالعة آزمایشگاهی عوامل مؤثر برحرکت دودی‌شکل میزنای در مجرای بیولوژیک

بهزاد سیفی؛ حسین منصوری‌نژاد؛ بهمن وحیدی؛ ناصر فتورائی

دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 169-175

چکیده

  جریان پریستالتیک یا دودی‌شکل یکی از مهم‌ترین مکانیسم‌های انتقال سیال است. این جریان علاوه بر کاربردهای متنوع در مهندسی،  مکانیسم بسیار مهم انتقال سیال در بسیاری از اندام‌های بیولوژیک به خصوص در دستگاه گوارش و دفع ادرار محسوب می‌شود. در این مقاله، انتقال بولاس ادرار در میزنای با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز حرکات دودی‌شکل بررسی ...  بیشتر جریان پریستالتیک یا دودی‌شکل یکی از مهم‌ترین مکانیسم‌های انتقال سیال است. این جریان علاوه بر کاربردهای متنوع در مهندسی،  مکانیسم بسیار مهم انتقال سیال در بسیاری از اندام‌های بیولوژیک به خصوص در دستگاه گوارش و دفع ادرار محسوب می‌شود. در این مقاله، انتقال بولاس ادرار در میزنای با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز حرکات دودی‌شکل بررسی شده است. از ویژگی‌های این دستگاه می‌توان به قابلیت بررسی پارامترهای مختلف مؤثر بر جریان‌ دودی‌شکل ادرار، مانند اثر اختلاف فشار ورودی و خروجی میزنای بر دبی تخلیه و میزان جریان بازگشتی از میزنای به کلیه، تأثیر سرعت متوسط انتقال بولاس بر دبی تخلیه و  میزان جریان بازگشتی، اثر وجود فیلم سیال در میزنای بر دبی تخلیه و همچنین تأثیر تغییر طول بولاس بر میزان جریان بازگشتی اشاره کرد. نهایتاً مشاهده شد که افزایش اختلاف فشار ورودی و خروجی موجب کاهش نسبت رفلاکس به حجم اولیه بولاس و افزایش دبی تخلیه شده وکاهش سرعت انتقال ادرار باعث کاهش میزان رفلاکس و دبی خروجی می‌شود. افزایش ضخامت فیلم سیال در مجرا نیز باعث کاهش دبی تخلیه خروجی می‌شود و با افزایش طول بولاس ادرار، بر میزان جریان بازگشتی افزوده می‌شود.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 4.53 M

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی عددی اثر نفوذپذیری دیواره بر پارامترهای همودینامیک در جریان ضربانی خون از یک شریان کاروتید گرفته شده با دیواره دو لایه‌ای انعطاف‌پذیر

سعید ناهیدی؛ علیرضا حسین‌نژاد؛ ناصر فتورائی؛ زهرا حیدری

دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1391، ، صفحه 71-79

چکیده

  پارامترهای همودینامیک جریان خون همواره متأثر از میزان شدت گرفتگی شریان و از عوامل تأثیرگذار بر پیشرفت بیماری گرفتگی شریانی هستند. در این مقاله، با در نظر گرفتن سه شدت گرفتگی متفاوت به بررسی عددی اثر نفوذپذیری دیواره شریان بر پارامترهای همودینامیک در یک مدل شریان گرفته شده، با دیواره دو لایه‌ای انعطاف‌پذیر و با حضور جریان ضربانی ...  بیشتر پارامترهای همودینامیک جریان خون همواره متأثر از میزان شدت گرفتگی شریان و از عوامل تأثیرگذار بر پیشرفت بیماری گرفتگی شریانی هستند. در این مقاله، با در نظر گرفتن سه شدت گرفتگی متفاوت به بررسی عددی اثر نفوذپذیری دیواره شریان بر پارامترهای همودینامیک در یک مدل شریان گرفته شده، با دیواره دو لایه‌ای انعطاف‌پذیر و با حضور جریان ضربانی و غیر نیوتنی خون با استفاده از مدل حل عددی برهمکنش سیال و جامد متخلخل (PFSI) پرداخته شده است. در این بررسی نشان داده شد که فرض نفوذپذیری بر پارامترهای همودینامیک بسیار تأثیرگذار است، به طوری که در مقایسه نتایج مدل PFSIبا نتایج مدل بدون فرض نفوذپذیری دیواره با استفاده از حل برهمکنش سیال و جامد (PFSI) ، تنش برشی دیواره حدود 6 % کاهش، جابجایی دیواره حدود 30% و تنش مؤثر در دیواره متخلخل و انعطاف‌پذیر شریان بیش از 72 % در شدت‌های گرفتگی مختلف افزایش داشته است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.22 M

بیومکانیک قلب و عروق

استخراج پارامترهای خواص مکانیکی عروق مغزی انسان با استفاده از آزمون کشش دومحوری

محمد شفیق؛ ناصر فتورائی؛ امیرسعید صدیقی

دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 297-304

چکیده

  خواص مکانیکی شریان‌های مغزی، با توجه به ارتباطشان با بیماری‌های این عضو، از ارزش بالینی بالایی برخوردار هستند. در راستای تحقق اهداف پروژه یک دستگاه آزمون کشش دومحوری منحصراً برای این مطالعه و با توجه به ابعاد، حساسیت و ماهیت ناهمگن نمونه‌ها ساخته شد. سپس هشت نمونه از شریان مغزی میانی از جسد انسان‌هایی که مرگشان به علت جراحات یا ...  بیشتر خواص مکانیکی شریان‌های مغزی، با توجه به ارتباطشان با بیماری‌های این عضو، از ارزش بالینی بالایی برخوردار هستند. در راستای تحقق اهداف پروژه یک دستگاه آزمون کشش دومحوری منحصراً برای این مطالعه و با توجه به ابعاد، حساسیت و ماهیت ناهمگن نمونه‌ها ساخته شد. سپس هشت نمونه از شریان مغزی میانی از جسد انسان‌هایی که مرگشان به علت جراحات یا بیماری عروق مغزی نبود، از اجساد گرفته شدند. نمونه‌ها طی کم‌تر از دوازده ساعت بعد از جدا کردن‌شان از جسد، توسط دستگاه آزمون کششی دومحوری آزموده شدند. منحنی تنش-کشش به‌دست آمده از آزمون‌ها رسم شدند و سپس با مدل ریاضی‌ای که فانگ برای بافت با خاصیت هایپرالاستیک ارائه کرده است، برازش داده شدند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دادند که شریان‌ها به طور محسوسی در راستای محیطی سخت‌تر از جهت محوری هستند. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از مدل‌های چند‌پارامتری هایپرالاستیک که دربرگیرنده معادلات رفتاری ماده است، می‌تواند برای توصیف ریاضی رفتار بافت عروق مغزی مفید باشند. خواص به‌دست آمده از  نمونه‌ها در این مقاله یک مرجع مناسب برای مدل‌سازی عددی، تجزیه و تحلیل رفتار عروق مغزی برای حالات سالم و یا بیمار است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.05 M

بیومکانیک ستون مهره‌ها

اندازه گیری تجربی و شبیه سازی عددی راستای ستون مهره هنگام وضعیت خواب به پهلو و تعیین مقدار بهینه سفتی لازم برای هر جز تشک برای مردان

کریم لیل نهاری؛ ناصر فتورائی؛ محمد صالح گنجویان

دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 161-170

چکیده

  هدف این مطالعه در دو بخش ،  بررسی عملکرد یک نوع جدید تشک با چیدمان سفارشی است .  در مرحله اول  راستای ستون مهره های مردان بر روی سطح سفت، نرم و تشک سفارشی چیدمان شده، استخراج و مورد مقایسه قرار گرفته است. در ابتدا پس از اخذ داده های ابعاد سنجی، از 25 داوطلب مرد خواسته شد تا بر روی  سطوح مذکور  بر اساس پروتکل از پیش تعیین شده ای، ...  بیشتر هدف این مطالعه در دو بخش ،  بررسی عملکرد یک نوع جدید تشک با چیدمان سفارشی است .  در مرحله اول  راستای ستون مهره های مردان بر روی سطح سفت، نرم و تشک سفارشی چیدمان شده، استخراج و مورد مقایسه قرار گرفته است. در ابتدا پس از اخذ داده های ابعاد سنجی، از 25 داوطلب مرد خواسته شد تا بر روی  سطوح مذکور  بر اساس پروتکل از پیش تعیین شده ای، در وضعیت خواب به پهلو قرار گیرند. سپس مختصات مکانی نشانگرهای نصب شده بر روی زوائد خاری ستون مهره های آنان توسط روش ردیابی نوری در صفحه فرونتال اخذ گردید و  زاویه π-P8  از این راستا استخراج شد. مدل آماری آنالیز واریانس یک  طرفه   و آزمون تعقیبی نشان داد که  تفاوت معنی داری بین زاویه  π-P8  (p=0.001<0.05)  در بین سه تشک سفت، نرم و سفارشی وجود دارد. مشخص گردید که تشک با چیدمان سفارشی روشی مناسب برای نگهداری بهینه ستون مهره ها در هنگام خواب می باشد و تشکهای متداول با سفتی یکنواخت توانایی نگهداری راستای ستون مهره ها در وضعیت طبیعی را ندارند.  دربخش دوم جهت بررسی دقیق وضعیت بدن هنگام استقرار بر روی تشک، نرم افزار بی آرجی لایف مد  برای مدل سازی مورد استفاده قرار گرفت. از داده های ابعادسنجی 4 نفر شاخص از گروه های مختلف ابعادی برای مدل استفاده شد. مدل های ساخته شده بر روی سطوح مشابه آزمون تجربی  از لحاظ خصوصیات مکانیکی، قرار گرفته و توسط نرم افزار تحلیل گردیدند. پس از تطبیق داده های مدلسازی و آزمون تجربی مدلسازی ابزارتقریباً مناسبی برای پیش بینی رفتار ستون مهره ها بر روی سیستم خواب مشاهده شد و توانست تا حدود بسیاری رفتار ستون مهره ها را پیش بینی کند. و نیاز به سفتی سطح خواب چهار گروه مردان از لحاظ آنتروپومتری مشخص گردید.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 470.7 K

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی تأثیر حرکت دیوارة قلب بر دبی جریان ضربانی در شریان الاستیک کرونری

علیرضا هاشمی فرد؛ ناصر فتورائی

دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 1-12

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.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 2.63 M

مهندسی بافت

مدلسازی اثر میدان مغناطیسی بر مسیر جت نانوفیبرهای تولیدی در روش الکتروریسی به منظور ساخت بهینه داربست های مهندسی بافت

فاطمه شمسی؛ محسن جانملکی؛ ناصر فتورائی

دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 265-274

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.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 458.76 K

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

تحلیل عددی انسداد کامل شریان کاروتید معمولی انسان در اثر پدیده ترومبوآمبولی شریانی با ارائه یک مدل اجزای محدود تماسی

بهمن وحیدی؛ ناصر فتورائی

دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 285-296

چکیده

  ترومبوآمبولی شریانی از مهم ترین عوامل مرگ و میر در بیماران قلبی است. در شریان های خون رسان مغز، ذرات جدا شده لخته های خون به صورت آمبولی به بافت مغز منتقل می شوند و سبب ضایعات عصبی یا سکته مغزی می شوند. در این تحقیق برای اولین بار یک مدل عددی ارائه شده است که در آن انسداد کامل شریان کاروتید انسان در اثر حرکت فیزیکی یک توده لخته خون با هندسه ...  بیشتر ترومبوآمبولی شریانی از مهم ترین عوامل مرگ و میر در بیماران قلبی است. در شریان های خون رسان مغز، ذرات جدا شده لخته های خون به صورت آمبولی به بافت مغز منتقل می شوند و سبب ضایعات عصبی یا سکته مغزی می شوند. در این تحقیق برای اولین بار یک مدل عددی ارائه شده است که در آن انسداد کامل شریان کاروتید انسان در اثر حرکت فیزیکی یک توده لخته خون با هندسه کروی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل عددی، جریان خون گذرا در یک مجرای متقارن محوری با طول محدود در نظر گرفته شده است. از معادلات تراکم ناپذیر ناویر- استوکس به عنوان معادلات حاکم بر سیال و از یک مدل الاستیک خطی برای توده لخته خون استفاده شده است. برای مدل کردن تماس بین توده لخته خون و دیواره شریان در محل گرفتگی، یک مدل متقارن محوری تماسی صلب در نظر گرفته شده است. برای تحلیل تغییر مکان های بزرگ جامد، از فرمول بندی لاگرانژی- اویلری دلخواه (ALE) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که در زمان تماس بین لخته و گرفتگی، نواحی جدایش و اتصال مجدد جریان به طور گسترده روی گرفتگی اتفاق می افتد که این نواحی مستعد ایجاد و توسعه ترومبوزیس شریانی هستند. با قطع تماس بین دیواره و لخته در حال عبور از گرفتگی، ناحیه پایین دست گرفتگی و زیر توده لخته در حال حرکت، جریان گردابی بسیار وسیعی ایجاد می شود. بررسی حرکت و تغییر شکل لخته نشان داد که با گذشتن کامل لخته از گرفتگی، نواحی نزدیک به قله لخته، میل شدیدی به انبساط پیدا می کنند که تمایل به واپاشی را در این نواحی نشان می دهد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.2 M

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

تحلیل عددی پارامترهای موثر بر جریان در یک مدل کامل میزنای با حرکت دودی شکل

بهمن وحیدی؛ ناصر فتورائی؛ علی ایمان پرست

دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 29-37

چکیده

  جریان بازگشتی (رفلاکس) مثانه به میزنای یکی از عوامل شایع پدید آورنده بیماری های پیلونفریت و سیستیت است. اتساع میزنای، لگنچه کلیوی و کالیس ها به طور معمول در اثر رفلاکس مشاهده می شود. در این مقاله به منظور بررسی پدیده مذکور، یک مدل متقارن محوری معرفی شده است. برای مدلسازی انقباض میزنای از یک جسم صلب که با جدار خارجی میزنای برخورد دارد، ...  بیشتر جریان بازگشتی (رفلاکس) مثانه به میزنای یکی از عوامل شایع پدید آورنده بیماری های پیلونفریت و سیستیت است. اتساع میزنای، لگنچه کلیوی و کالیس ها به طور معمول در اثر رفلاکس مشاهده می شود. در این مقاله به منظور بررسی پدیده مذکور، یک مدل متقارن محوری معرفی شده است. برای مدلسازی انقباض میزنای از یک جسم صلب که با جدار خارجی میزنای برخورد دارد، استفاده شده است. معادلات اجزای محدود برای سیال و جامد با استفاده از روش تکراری نیوتن-رافسون حل شد. تاثیر کشسانی دیواره میزنای، اثر اختلاف فشار ورودی و خروجی و همچنین سرعت متوسط حرکت موج دودی شکل در طول میزنای بر دبی جریان خروجی تحلیل و اثر تعداد موج انقباض بر روابط فشار و جریان در میزنای بررسی شد. افزایش تعداد موج انقباض باعث کاهش دبی عبوری از میزنای می شود. بر اساس نتایج به دست آمده از بررسی تغییرات سرعت حرکت موج انقباض در طول مجرا، که اگر سرعت متوسط موج انقباض از مقدار حدی کمتر باشد، وجود آن تاثیر جدی بر دبی خروجی میزنای نخواهد داشت. در نهایت نشان داده شد که وجود اختلال در دریچه های مجاری ادراری، حتی با فرض شروع کم سرعت موج انقباض، بخشی از جریان بازگشتی را از خود عبور خواهند داد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 689.13 K

بیومکانیک قلب و عروق

تحلیل جریان و انتقال حرارت در ویسکومتر همورئولوژیکی با استفاده از شبیه سازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی

ناصر فتورائی؛ مجتبی قلی پورسمرغاوه

دوره 1، شماره 1 ، خرداد 1386، ، صفحه 9-17

چکیده

  خون یکی از سیالات مهم در بدن انسان است. از این رو، اندازه گیری ویسکوزیته و دیگر خواص آن می تواند در تشخیص بیماری های مختلف سیستم قلب و عروق کمک شایانی نماید. در این تحقیق، جریان خون در ویسکومتر نوع استوانه های هم مرکز، به عنوان یک دستگاه مناسب در اندازه گیری ویسکوزیته خون، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. خون به دو صورت سیال نیوتنی ...  بیشتر خون یکی از سیالات مهم در بدن انسان است. از این رو، اندازه گیری ویسکوزیته و دیگر خواص آن می تواند در تشخیص بیماری های مختلف سیستم قلب و عروق کمک شایانی نماید. در این تحقیق، جریان خون در ویسکومتر نوع استوانه های هم مرکز، به عنوان یک دستگاه مناسب در اندازه گیری ویسکوزیته خون، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. خون به دو صورت سیال نیوتنی و غیر نیوتنی فرض گردیده است. با اعمال شرایط چرخش متعدد به بررسی دقیق جریان خون پرداخته شد. تشکیل جریان کوئت مابین دو استوانه و اثر انتهایی بررسی شده و سرعت مناسب چرخش تخمین زده شده است. برای به دست آوردن مقدار صحیح گشتاور تلاش گردید تا از تشکیل چرخه های تیلر جلوگیری شود. نتایج نشان داد که این چرخه ها به اندازه اثر جریان انتهایی حایز اهمیت نیستند. چگونگی ثابت نگه داشتن دمای خون توسط حمام گرمایی و تاثیر عوامل موجود نظیر دبی جرمی سیال ورودی به روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 590.75 K

بیومکانیک قلب و عروق

شبیه سازی جریان خون در وسیله کمکی بطن چپ از نوع کیسه ای با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی

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.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 812.4 K