بیومکانیک قلب و عروق
هادی تقی‌زاده؛ فائزه امینی
دوره 16، شماره 1 ، اردیبهشت 1401، ، صفحه 11-21
چکیده
آترواسکلروز یکی از بیماری‌های شایع در سیستم قلب و عروق و از عوامل اصلی مرگ و میر است. هم‌چنین اکثر سکته‌های قلبی به دلیل پارگی پلاک آترواسکلروز و تشکیل آمبولی رخ می‌دهند. بر این اساس تشخیص میزان آسیب‌پذیری پلاک، فاکتور کلیدی در پیش‌گیری از پیامد‌های حاد ناشی از پارگی پلاک است. با وجود این که مکانیسم‌های درگیر در پارگی پلاک به طور ...
بیشتر
آترواسکلروز یکی از بیماری‌های شایع در سیستم قلب و عروق و از عوامل اصلی مرگ و میر است. هم‌چنین اکثر سکته‌های قلبی به دلیل پارگی پلاک آترواسکلروز و تشکیل آمبولی رخ می‌دهند. بر این اساس تشخیص میزان آسیب‌پذیری پلاک، فاکتور کلیدی در پیش‌گیری از پیامد‌های حاد ناشی از پارگی پلاک است. با وجود این که مکانیسم‌های درگیر در پارگی پلاک به طور کامل درک نشده است، اما روی نقش مهم فاکتورهای بیومکانیکی از قبیل بارهای مکانیکی در تشکیل، پیش‌رفت و پارگی پلاک اتفاق نظر وجود دارد. از این رو در این مطالعه اثرات بیومکانیکی تغییر در ماهیت پلاک از لیپیدی به کلسیفه و نیز تغییرات ضخامت پوشش فیبری پلاک مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه‌ی مقطع یک شریان کرونر مبتلا به آترواسکلروز از تصاویر هیستولوژی استخراج شده و در راستای محور شریان به صورت سه‌بعدی شبیه‌سازی شده است. در این شبیه‌سازی‌ها از تابع انرژی کرنشی هولزاپفل به عنوان یک مدل ریزساختاری کارامد برای توصیف رفتار مکانیکی رگ و پوشش فیبری پلاک بهره گرفته شده است تا جهت‌گیری فیبرهای کلاژن نیز در رفتار مکانیکی قابل مشاهده باشد. با توجه به نامتقارن بودن مقطع عروق مبتلا به آترواسکلروز، برای اعمال دقیق جهت‌گیری فیبرهای کلاژن از در نظر گرفتن رگ به صورت استوانه اجتناب شده و به کمک سیستم مختصات گسسته راستاهای محیطی، محوری و شعاعی برای هر المان به صورت جداگانه ایجاد گردیده است. با کلسیفه شدن و نزدیک شدن خواص مکانیکی پلاک به دیواره‌ی سالم، به نظر می‌رسد که پلاک به پایداری بیش‌تری رسیده و توزیع تنش یک‌نواخت‌تری را در مجاورت خود ایجاد می‌کند. از طرف دیگر ضخامت پوشش فیبری پلاک برای مهار تمرکز تنش در اطراف هسته‌ی نرم پلاک نقش بسیار مهمی داشته و بیشینه‌ی تنش‌ها را به سایر نواحی مقطع رگ منتقل می‌کند. دو پارامتر مورد بررسی، اطلاعات مفیدی از توزیع بارهای مکانیکی در اطراف ضایعه‌ی آترواسکلروز و نواحی خطر ارائه می‌دهند. به کمک این شبیه‌سازی‌های ریزساختاری می‌توان پاسخ‌های بافت زنده از قبیل تقویت و تضعیف ساختار فیبری ماتریس خارج سلولی و روند ایجاد یک هموستاز جدید را از نظر بیومکانیکی ارزیابی نمود.
بیومکانیک استخوان
فرشته علیزاده فرد؛ مجید میرزائی
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 121-131
چکیده
با توجه به کاربرد آزمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزه‌ی پزشکی و مهندسی، یافتن نمونه‌ی مناسب برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی شکست بسیار مهم است. لذا در این مطالعه به تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیه‌ی آناتومیکی با استفاده از نمونه‌های کمان-شکل پرداخته شده است. تست تجربی شکست برای نمونه‌های کمان-شکل ...
بیشتر
با توجه به کاربرد آزمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزه‌ی پزشکی و مهندسی، یافتن نمونه‌ی مناسب برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی شکست بسیار مهم است. لذا در این مطالعه به تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیه‌ی آناتومیکی با استفاده از نمونه‌های کمان-شکل پرداخته شده است. تست تجربی شکست برای نمونه‌های کمان-شکل در دمای محیط انجام شده و در عمل فاکتور شدت تنش با استفاده از فرمول تحلیلی استاندارد برای نمونه‌های کمان-شکل و روش مدل المان محدود مربوط به نمونهها محاسبه شده است. به منظور صحت‌سنجی مدل المان محدود، نتایج تحلیل تنش و کرنش با نتایج به دست آمده از روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی مقایسه شده است. توافق بسیار خوب بین نتایج تحلیل تنش و کرنش عددی و تجربی، نشان دهنده‌ی دقت تحلیل المان محدود است. در این مطالعه ارتباط خوبی در شروع و رشد ترک بین نتایج تجربی و المان محدود و هم‌چنین مقادیر چقرمگی شکست به دست آمده از روش عددی با دیگر مطالعات مشاهده شده است. هم‌چنین نتایج حاصل از این مطالعه نشان میدهد که فاکتور شدت تنش تحلیلی میتواند نتایج دقیقی برای نمونه‌های کمان-شکل ایجاد شده از نواحی آناتومیکی خلفی و قدامی ارائه کند، هرچند برای نواحی آناتومیکی میانی و جانبی، تنها مدل المان محدود میتواند دقت لازم را فراهم سازد.
بیومکانیک استخوان
محمد حق‌پناهی؛ مهدی پوردانیال
دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 289-299
چکیده
در این مقاله مدل المان محدود سه بعدی دقیق مهره اول ستون فقرات گردنی، شامل استخوان قشری و استخوان متخلخل، بر اساس تصاویر سی-تی اسکن، در محیط نرم افزار آنسیس9 توسعه یافت. هدف بررسی تاثیر استخوان متخلخل بر توزیع تنش بیشینه و میانگین در مهره اطلس و ارزیابی تاثیر تغییر خواص مواد بر مقادیر این تنش هاست. طبق نتایج به دست آمده، خواص استخوان ...
بیشتر
در این مقاله مدل المان محدود سه بعدی دقیق مهره اول ستون فقرات گردنی، شامل استخوان قشری و استخوان متخلخل، بر اساس تصاویر سی-تی اسکن، در محیط نرم افزار آنسیس9 توسعه یافت. هدف بررسی تاثیر استخوان متخلخل بر توزیع تنش بیشینه و میانگین در مهره اطلس و ارزیابی تاثیر تغییر خواص مواد بر مقادیر این تنش هاست. طبق نتایج به دست آمده، خواص استخوان متخلخل تاثیر چندانی بر موضع تنش بیشینه و الگوی تنش های میانگین در مقاطع کمان قدامی، محل اتصال کمان خلفی با توده طرفی و شیار مهره ندارد، هرچند وجود استخوان متخلخل سبب افزایش مقدار تنش بیشینه و تنش میانگین می شود. تاثیر شرایط مرزی بر این افزایش قابل توجه است. تغییر خواص مواد استخوان متخلخل، تحت بارگذاری محوری و اکستانسیون شدید فقط بر تنش متوسط در استخوان متخلخل توده های طرفی انجامید، این در حالی است که تغییر خواص مواد استخوان قشری به تغییر تنش متوسط در هر دو ناحیه و نیز جابجایی جانبی توده های طرفی منجر شد. هم‌چنین این تحقیق تاثیر متقابل تغییر خواص مواد دو بافت استخوانی را بر تنش های متوسط آشکار ساخت.
بیومکانیک استخوان
سید حامد حسینی نسب؛ فرزام فرهمند؛ محمدحسین کارگرنوین؛ محسن کرمی
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 159-172
چکیده
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی ...
بیشتر
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین اثر تغییر در پارامترهای هندسی پدیکل، خطای جایگذاری و خصوصیات پیوند استخوانی بر نحوه توزیع تنش در ساختارها ستون مهره و اجزای ایمپلنت، با استفاده از یک مدل پارامتری بررسی شده است. نتایج حاصله بر مزیت ایمپلنت های تیتانیومی نسبت به ایمپلنت های فولادی، لزوم استفاده از یک پیوند استخوانی قدامی و افزایش احتمال شکست پیچ در اثر پوکی استخوان در مجموعه های تثبیت شده تاکید می کنند. هم چنین بر مبنای نتایج مطالعه، استفاده از پیچ هایی با قطر بزرگتر برای پدیکل هایی که دارای طول قدامی– خلفی هستند و پرهیز از خطاهای جایگذاری، به منظور کاهش احتمال شکست پیچ های پدیکل به جراحان توصیه شده است.
