انتقال حرارت زیستی
مهدی معرفت؛ منیژه مختاری دیزجی؛ زهرا حداد سلیمانی
دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 189-197
چکیده
در این مقاله، مدل ریاضی کاملی برای تحلیل حرارتی بافت کبد در گرمادرمانی سرطان کبد به وسیله لیزر (LITT) ارائه شده است. در مدل ارائه شده، برای اولین بار از روش تحلیلی تقریب انتشار به منظور مدلسازی تشعشعی بافت استفاده شده است. مدلسازی انتقال حرارت در بافت زنده با استفاده از مدل پنس و با لحاظ کردن اثر تغییرات ضرایب حرارتی و ضریب تراوش خون با ...
بیشتر
در این مقاله، مدل ریاضی کاملی برای تحلیل حرارتی بافت کبد در گرمادرمانی سرطان کبد به وسیله لیزر (LITT) ارائه شده است. در مدل ارائه شده، برای اولین بار از روش تحلیلی تقریب انتشار به منظور مدلسازی تشعشعی بافت استفاده شده است. مدلسازی انتقال حرارت در بافت زنده با استفاده از مدل پنس و با لحاظ کردن اثر تغییرات ضرایب حرارتی و ضریب تراوش خون با دما انجام شده، همچنین اثر ذوب چربی بر توزیع دما به وسیله روش انتالپی در نظر گرفته شده است. در این محاسبات، بافت تومور به شکل کره ای در میان بافت سالم در نظر گرفته شده است. در نهایت با حل معادلات غیرخطی حاصل با استفاده از روش عددی حجم محدود، توزیع دما در بافت طی گرمادرمانی در زمان های مختلف محاسبه شده است. مقایسه نتایج حاصل با نتایج به دست آمده از طریق آزمایش حاکی از دقت قابل قبول محاسبات است. به علاوه با استفاده از نتایج حاصل، اثر پارامترهای مختلف نظیر مشخصات لیزر و تغییرات ضرایب اپتیکی بر محدوده اثرگذاری لیزر بررسی شده است. نتایج حاصل می تواند راهگشای پزشکان در یافتن یک روند LITT بدون خطر برای از بین بردن بافت سرطانی بدون آسیب رساندن به بافت سالم باشد.
پردازش تصاویر پزشکی
عمادالدین فاطمیزاده؛ پریسا شوشتری
دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 191-201
چکیده
امروزه با توجه به حجم بالای داده های حاصل از انواع سیستم های تصویربرداری پزشکی، مساله فشرده سازی این گونه تصاویر به یک امر مهم تبدیل شده است. بیشتر روش هایی که تاکنون ارائه شده اند، یا به دلیل حذف اطلاعات مهم پزشکی یا به دلیل پایین بودن نرخ فشرده سازی آنها چندان مطلوب نیستند. به تازگی برخی روش های فشرده سازی تصاویر پزشکی ارائه شده اند ...
بیشتر
امروزه با توجه به حجم بالای داده های حاصل از انواع سیستم های تصویربرداری پزشکی، مساله فشرده سازی این گونه تصاویر به یک امر مهم تبدیل شده است. بیشتر روش هایی که تاکنون ارائه شده اند، یا به دلیل حذف اطلاعات مهم پزشکی یا به دلیل پایین بودن نرخ فشرده سازی آنها چندان مطلوب نیستند. به تازگی برخی روش های فشرده سازی تصاویر پزشکی ارائه شده اند که به صورت انتخابی به کدگذاری تصاویر می پردازند. در این روش ها ابتدا تصویر را به دو ناحیه تقسیم می کنند که یکی از نواحی حاوی اطلاعات مهم پزشکی است و باید به صورت بدون اتلاف کد شود. ناحیه دیگر ناحیه ای است که می توان آن را به صورت دارای اتلاف اما با کیفیت بالا فشرده سازی کرد. در این مقاله ما به فشرده سازی تصاویر MRI سه بعدی به صورت انتخابی و مبتنی بر خواص ناحیه با ارائه یک روش جدید پرداخته ایم. بدین منظور پس از مشخص کردن نواحی موردنظر تصاویر، ابتدا برش اول تصویر را به صورت انطباق داده شده با داده های تصویر مش بندی می کنیم. سپس با محاسبه تغییرات هر المان مش در گذر از یک برش به برش دیگر، تخمینی از مقادیر شدت تصویر در برش های بعد به دست می آوریم. در ادامه با استفاده از تبدیل ویولت مبتنی بر ناحیه (RBDWT) و کد کننده OB-SPIHTمقادیر تصویر باقیمانده که از تفاضل برش های تصویر اولیه و تخمین آنها از روی برش قبل حاصل می شوند را کد می کنیم. در این روش ناحیه موردنظر تصویر به طور کامل بدون اتلاف بازیافت می شود.
پردازش سیگنالهای حیاتی
امین زارع؛ رضا بوستانی؛ منصور ذوالقدر جهرمی
دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 195-208
چکیده
پیشبینی زمان وقوع حملات صرع در بیماران از جمله موضوعاتیست که مورد توجه محققان است. حملات صرع به طور نامنظم و غیر قابل پیشبینی شدهای اتفاق میافتند. بنابراین تشخیص حملات صرع از روی سیگنالهای EEGکه در بازة زمانی طولانی گرفته میشوند؛ بسیار حائز اهمیت است. این امر تشخیصی به دو مرحله مجزای استخراج ویژگیها از قطعات سیگنال EEGو اعمال ...
بیشتر
پیشبینی زمان وقوع حملات صرع در بیماران از جمله موضوعاتیست که مورد توجه محققان است. حملات صرع به طور نامنظم و غیر قابل پیشبینی شدهای اتفاق میافتند. بنابراین تشخیص حملات صرع از روی سیگنالهای EEGکه در بازة زمانی طولانی گرفته میشوند؛ بسیار حائز اهمیت است. این امر تشخیصی به دو مرحله مجزای استخراج ویژگیها از قطعات سیگنال EEGو اعمال الگوریتم طبقهبندی بر روی بردارهای ویژگی تقسیم میشود. به همین منظور در مرحله اول با استفاده از تحلیل زمان- فرکانس بر روی قطعات سیگنال EEGو بهدست آوردن صفحه زمان- فرکانس هر قطعه، استخراج ویژگیها از سیگنالها انجام میشود. در مرحله دوم با استفاده از الگوریتم نزدیکترین همسایه کار تشخیص حملات صورت میگیرد. اما قبل از اعمال الگوریتم طبقهبندی، برای اصلاح فضای ویژگیها و یادگیری معیار فاصله، از الگوریتم AIS-RCAاستفاده شده است. این الگوریتم برای بهدست آوردن ماتریس تبدیل W، دادهها را به صورت مجموعهای از دستهها در نظر میگیرد و با ارائه الگوریتم جدید AD-AIRSو با الهام گرفتن از سیستم ایمنی بدن دستهها را مییابد. آزمایشهای انجام شده نشان دهندة دقت 100% و بهبود نتایج در مقایسه با برخی روشهای انتقال موجک، آنتروپی، معیار بینظمی و تبدیل انتقال فوریه سریع را نشان میدهد.
الهام ملایی؛ ساسان آسیایی؛ مهدی مقیمی؛ علی زادهکافی
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 199-210
چکیده
تولید و استفاده از وسایل تشخیصی-تحلیلی میکروسیالی، به ویژه وسایل تحلیلی میکروسیالی کاغذی (میکروپدها)، به دلیل مزایای فراوان آنها، از جمله هزینهی عملیاتی پایین، مصرف کم نمونه و عدم نیاز به مهارتی خاص برای استفاده و بازیافت یا دفع آسان، مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. میکروپدها بدون نیاز به نیروی محرک خارجی، توانستهاند در تشخیص ...
بیشتر
تولید و استفاده از وسایل تشخیصی-تحلیلی میکروسیالی، به ویژه وسایل تحلیلی میکروسیالی کاغذی (میکروپدها)، به دلیل مزایای فراوان آنها، از جمله هزینهی عملیاتی پایین، مصرف کم نمونه و عدم نیاز به مهارتی خاص برای استفاده و بازیافت یا دفع آسان، مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. میکروپدها بدون نیاز به نیروی محرک خارجی، توانستهاند در تشخیص بسیاری از بیماریها موفق ظاهر شوند. هدف این مقاله، توسعهی یک میکرومیکسر برای تشخیص بر مبنای رنگسنجی نیتریت موجود در بزاق به کمک واکنش گریس و افزایش بازهی حد تشخیص دستگاه به کمک بهبود اختلاط میباشد. میکرومیکسرها پس از یک طراحی ساده، با برش لیزر ساخته شدند. در این کار، پنج هندسهی متفاوت، شامل ساده، مارپیچ، زیگزاگ، شکستهی قائم و شکستهی مایل، برای بخش اختلاط میکرومیکسر، به دو صورت تجربی و شبیهسازی، آزمایش و مقایسه شدهاند. شبیهسازی با مدل جریان دوفازی همگن در محیط متخلخل، در نرمافزار انسیس سیافاکس صورت گرفته است. نتایج نشان دادند که میکرومیکسر شکستهی مایل نسبت به میکرومیکسر ساده، با بهبود 24/44 درصدی، بهترین عملکرد را در آزمایش داشته، که حاصل آن محدودهی خطی تشخیص صفر تا 1000 molL-1μ و حد تشخیص 7/5 molL-1μ شده است. بدین ترتیب، با توجه به تاثیر فراوان میکرومیکسرها در میکروسیالات، به کمک اصلاحات هندسی ساده، کیفیت اختلاط و در نتیجه دقت وسیلهی اندازهگیری افزایش داده شد.
ارغوان فرزادی؛ مهران صولتی هشجین؛ فرهاد بخشی؛ عالیه امینیان
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 206-213
چکیده
استفاده از تابش مایکروویو به عنوان یک روش کمکی برای کاهش زمان سنتز و رسیدن به ساختاری همگنتر، از رویکردهای جدید در سنتز پودرهای کلسیمفسفات دوفازی است. در این پژوهش مشخصهیابی نانوپودرهای کلسیمفسفات دوفازی سنتز شده به کمک مایکروویو انجام شد. تغییرات فازی، ترکیب شیمیایی، مورفولوژی و اندازه ذرات توسط تکنیکهای پراش پرتو ایکس ...
بیشتر
استفاده از تابش مایکروویو به عنوان یک روش کمکی برای کاهش زمان سنتز و رسیدن به ساختاری همگنتر، از رویکردهای جدید در سنتز پودرهای کلسیمفسفات دوفازی است. در این پژوهش مشخصهیابی نانوپودرهای کلسیمفسفات دوفازی سنتز شده به کمک مایکروویو انجام شد. تغییرات فازی، ترکیب شیمیایی، مورفولوژی و اندازه ذرات توسط تکنیکهای پراش پرتو ایکس (XRD)، اسپکتروسکوپی مادون قرمز با انتقال فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شدند. نتایج حاکی از آن بود که استفاده از مایکروویو به عنوان یک کمک سنتز منجر به بهبود میزان بلورینگی شده و اندازه بلورکها در محدوده nm 16 تا nm 27 افزایش مییابد. میزان فاز هیدروکسیآپاتیت نیز در کلسیمفسفاتهای دوفازی در محدوده 5% تا 17% تغییر کرده است. نمونه تولید شده در محلول مایع شبیهسازی شده بدن (SBF) قرار گرفت. نتایج نشان داد که با حضور بتاتریکلسیمفسفات، pH محلول کاهش مییابد که خود گویای رفتار زیستتخریبپذیری آن است. همچنین جوانهزنی و رشد ذرات هیدروکسیآپاتیت بر روی نمونههای بتاتریکلسیمفسفات سنتز شده به کمک مایکروویو، پس از قرارگیری در محلول SBF به مورفولوژی میلهایشکل رسیدند.
پردازش تصاویر پزشکی
نیکتا جلایر؛ مجید باقری؛ مجید پولادیان
دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 209-217
چکیده
پیشرفتهای اخیر در سیستمهای سهبعدی PETموجب شده قدرت تفکیک مکانی به مقدار 2-5 میلیمتری پهنای کامل نصف ماکسیمم (FWHM)برسد. با چنین رشدی در قدرت تفکیک فضایی حتی مقدار کمی از حرکت در تصویربرداری PETمنبعی مهم برای کاهش قدرت تفکیک به شمار میرود.در این پژوهش در سطحی وسیع به بازنگری و بحث الگوهای اصلاحی پیشرفته برای نمونههایی از حرکات ناخواسته ...
بیشتر
پیشرفتهای اخیر در سیستمهای سهبعدی PETموجب شده قدرت تفکیک مکانی به مقدار 2-5 میلیمتری پهنای کامل نصف ماکسیمم (FWHM)برسد. با چنین رشدی در قدرت تفکیک فضایی حتی مقدار کمی از حرکت در تصویربرداری PETمنبعی مهم برای کاهش قدرت تفکیک به شمار میرود.در این پژوهش در سطحی وسیع به بازنگری و بحث الگوهای اصلاحی پیشرفته برای نمونههایی از حرکات ناخواسته بیماران، حرکت بواسطه چرخههای قلبی و حرکت بواسطه چرخههای تنفسی پرداخته شده است. در ادامه با استفاده از NCATدو فانتوم زن و مرد طراحی شد. هدف از طراحی دو فانتوم مرد و زن مقایسه نتایج به دست آمده برای هر یک از آنها با توجه به ساختار متفاوتشان بود. سپس با واسطه نرمافزار Sim SETتصاویر PETبا در نظر گرفتن حرکت قفسه سینه و بدون در نظر گرفتن آن، برای چرخه تنفسی 4 ، 5 و6 ثانیه و برای هر دو فانتوم به طور جداگانه به دست آورده شد و در انتها مدل حرکتی بر مبنای چرخه تنفسی 5 ثانیه، با تبدیل موجک استخراج شد که حرکت ناشی از چرخه تنفسی و در نتیجه آرتیفکت ایجاد شده در تصویر را میتواند به نوعی اصلاح کند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان میدهد در فریمهای زمانی ابتدایی و انتهایی چرخه تنفسی، با توجه به اختلاف بسیار ناچیز بین تصاویر بدون حرکت و تصاویر دارای حرکت تنفسی، میرساند که مدل نتیجه بهتری را دربرنداشته است؛ حال آنکه در فریمهای زمانی دیگر مدل توانسته است تخمین مناسبی از حرکت را ارائه کند. تصاویر حاصل از مدل که منجر به حذف حرکت تنفسی شده، توانسته است در مقایسه با تصاویر دارای حرکت تنفسی شباهت بیشتری را چه از نظر مجموعه مربعات خطا و چه از نظر ضرایب همبستگی به تصویر بدون حرکت ارائه کند. در مقایسه با سایر روشهای موجود میتوان مشاهده کرد که مدل یاد شده علاوه بر ارائه تخمینی مناسب برای حرکت، از خطاهای ناشی از الصاق نشانگر و نیز به کار بردن سخت افزارهای پایش مبری است.
بیوانفورماتیک / زیستدادهورزی
حسین بانکی کشکی؛ سیدعلی سیدصالحی؛ فاطمه زارع میرکآباد
دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 219-230
چکیده
استفاده از توالیهای نوکلئوتیدی ژنوم به عنوان سیگنالهای بیوشیمیایی در روشهای یادگیری ماشین، با تبدیل این توالیها به کدهای عددی امکانپذیر است و این تبدیل باعث افزایش غیرواقعی بعد دادهها شده و انجام عملیاتهای تحلیل داده، مانند بصریسازی و استخراج ویژگی را با محدودیتهایی روبهرو میسازد. از اینرو، باید با ...
بیشتر
استفاده از توالیهای نوکلئوتیدی ژنوم به عنوان سیگنالهای بیوشیمیایی در روشهای یادگیری ماشین، با تبدیل این توالیها به کدهای عددی امکانپذیر است و این تبدیل باعث افزایش غیرواقعی بعد دادهها شده و انجام عملیاتهای تحلیل داده، مانند بصریسازی و استخراج ویژگی را با محدودیتهایی روبهرو میسازد. از اینرو، باید با استفاده از روشهای کاهش بعد، دادهها را به فضای واقعی برگرداند. در این پژوهش از یک شبکهی عصبی عمیق اتوانکودر به منظور کاهش بعد دادههای توالی مربوط به جایگاههای پیوند روی ژنوم انسان استفاده شده است. به منظور بررسی میزان حفظ اطلاعات دادههای اصلی در دادههای کاهش بعد یافته، از یک طبقهبندی دوکلاسه به وسیلهی ماشین بردار پشتیبان استفاده میشود. نتایج به دست آمده نشان میدهد که اطلاعات تقریبا به طور کامل در فشردهسازی حفظ میشود. سپس از دادههای فشردهشده برای بصریسازی و همچنین انتخاب ویژگی با تحلیل واریانس استفاده میشود. نتایج به دست آمده نشان میدهد که مکانهای اول، دهم و هشتم در توالیها دارای بیشترین اطلاعات هستند. درحالیکه عمدهی پژوهشهای پیشین روی دادههای بیان ژن حاصل از میکروآرایه، متمرکز شدهاند و مقایسهی محدودی بین روشهای کاهش بعد در آنها انجام شده است. این مقاله برای نخستین بار، دادههای نوکلئوتیدی توالی را با شبکهی اتوانکودر، کاهش بعد داده و مقایسهی جامعی بین انواع روشهای کاهش بعد و یادگیری ماشین ارائه میدهد.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
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.
مهلا دهتقیزاده؛ فرید صابری موحد؛ مهدی افتخاری
دوره 13، شماره 3 ، مهر 1398، ، صفحه 223-234
چکیده
دادههای میکرو-آرایهای DNA در یادگیری ماشین و تشخیص انواع مختلف ساختارهای سرطانی نقش مهمی را ایفا میکنند. دادههای میکرو-آرایهای به طور معمول شامل تعداد زیادی ویژگی و تعداد اندکی نمونه هستند. همچنین، اینگونه دادهها به دلیل داشتن برخی ویژگیهای نامرتبط میتوانند موجب بیشبرازش و کاهش دقت پیشبینی طبقهبند کنندهها ...
بیشتر
دادههای میکرو-آرایهای DNA در یادگیری ماشین و تشخیص انواع مختلف ساختارهای سرطانی نقش مهمی را ایفا میکنند. دادههای میکرو-آرایهای به طور معمول شامل تعداد زیادی ویژگی و تعداد اندکی نمونه هستند. همچنین، اینگونه دادهها به دلیل داشتن برخی ویژگیهای نامرتبط میتوانند موجب بیشبرازش و کاهش دقت پیشبینی طبقهبند کنندهها شوند. بنابراین، آنالیز دادههای میکرو-آرایهای امری مهم و چالش برانگیز در یادگیری ماشین و فناوری ژنتیک مولکولی محسوب میشود. یک راه مستقیم برای مقابله با این چالش، کاهش بعد داده میباشد. روش انتخاب ویژگی به عنوان یک راهکار مهم برای کاهش ابعاد و افزایش کارایی الگوریتمهای یادگیری عمل میکند. در این مقاله، با استفاده از مفهوم پایه برای مجموعهی دادههای میکرو-آرایهای، یک روش جدید انتخاب ویژگی معرفی شده است. به عبارت دیگر، از یک پایه شامل یک زیرمجموعهی بسیار کوچک از ژنها، به جای کل مجموعهی دادههای میکرو-آرایهای در تعریف مسالهی انتخاب ویژگی استفاده شده است. در این روش مسالهی انتخاب ویژگی بر اساس دیدگاه یادگیری زیرفضا و تجزیهی ماتریس پایه فرمولبندی شده است. در نهایت، با استفاده از مجموعهی دادههای میکرو-آرایهای DNA، کارایی روش پیشنهادی بررسی شده و نتایج به دست آمده با نتایج چند روش انتخاب ویژگی معتبر مقایسه شده است.
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.
سیستمهای واسط مغز-رایانه
علی مالکی؛ مائده آزادی مقدم
دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 229-240
چکیده
برای اینکه کاربرد رابط مغز-رایانه(BCI) مبتنی بر پتانسیل برانگیخته بینایی حالت ماندگار (SSVEP) از آزمایشگاه به زندگی واقعی منتقل شود، خستگی به عنوان یک چالش جدی مطرح است. اجرای طولانیمدت فرمانها در یک سیستمBCI میتواند منجر به خستگی ذهنی سوژه و در نتیجه، ایجاد نارضایتی و کاهش کارآیی سیستم شود. اولین قدم برای کاهش اثرات نامطلوب خستگی، ...
بیشتر
برای اینکه کاربرد رابط مغز-رایانه(BCI) مبتنی بر پتانسیل برانگیخته بینایی حالت ماندگار (SSVEP) از آزمایشگاه به زندگی واقعی منتقل شود، خستگی به عنوان یک چالش جدی مطرح است. اجرای طولانیمدت فرمانها در یک سیستمBCI میتواند منجر به خستگی ذهنی سوژه و در نتیجه، ایجاد نارضایتی و کاهش کارآیی سیستم شود. اولین قدم برای کاهش اثرات نامطلوب خستگی، داشتن شاخصی کمی برای خستگی است. اگرچه شاخصهای فرکانسی جزء پرکاربردترین شاخصهای ارزیابی خستگی بوده است ولی نتایج پژوهشهای پیشین در این زمینه با یکدیگر همسو نیستند. از این رو، جای بررسی دقیق و جامعی برای چگونگی اثر خستگی بر شاخصهای فرکانسی خالی است. در این مقاله تمام شاخصهای فرکانسی خستگی معرفی شده در مطالعات گذشته و دامنه طیف زیرباندهای فرکانسی به طول 1هرتز، 2هرتز و 4 هرتز برای اولین بار به منظور بررسی دقیقتر، ارزیابی شده است. بدین منظور، تحریک بینایی با استفاده از 9 نشانه با فرکانسهای مختلف برای سوژهها نمایش داده شد و از آنها خواسته شد به نشانه هدف توجه کنند. تحریک بینایی به صورت پیوسته و بدون استراحت بوده تا از خستهشدن سوژهها در انتهای آزمون اطمینان حاصل شود. به منظور ارزیابی خستگی، از شاخصهای فرکانسی متوسط دامنه باندهای فرکانسی تتا، آلفا، بتا و بخشهای باند فرکانسی 4-30هرتز با گامهای 1 هرتز، 2 هرتز و 4 هرتز استفاده شد. نتایج نشان میدهد متوسط دامنه باند فرکانسی 9-8 هرتز شاخص مناسبتری برای ارزیابی خستگی است. این ویژگی به دلیل عدم تمرکز سوژه و تلاش ذهنی برای حفظ سطح هوشیاری بیشترین تغییرات را با خستگی دارد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
مهدی ذوالفقارزاده کرمانی؛ محمد علی خلیل زاده؛ مجید قشونی؛ پیمان هاشمیان
دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 243-251
چکیده
ارزیابی و اندازهگیری پارامترهای مرتبط با ولع مصرف مت آمفتامین میتواند ابزاری ارزشمند در برنامههای درمانی و مداخلهای برای سوءمصرف کنندگان بهشمار آید. باور ما بر این است که کمّیسازی سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) میتواند انقلابی را در شناخت زیرساختهای عصبی مرتبط با پردازش ولع مصرف به ارمغان آورد. بنابراین ...
بیشتر
ارزیابی و اندازهگیری پارامترهای مرتبط با ولع مصرف مت آمفتامین میتواند ابزاری ارزشمند در برنامههای درمانی و مداخلهای برای سوءمصرف کنندگان بهشمار آید. باور ما بر این است که کمّیسازی سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) میتواند انقلابی را در شناخت زیرساختهای عصبی مرتبط با پردازش ولع مصرف به ارمغان آورد. بنابراین هدف این مطالعه، طراحی و ارائة روشی جدید برای سنجش ولع مصرف در بیماران وابسته (یا معتاد) به متآمفتامین با استفاده از سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) در روند نوروفیدبک برای تفکیک میان سه حالتِ میل به مصرف خفیف، متوسط و شدید است. برای اجرای این مطالعه، 10 سوءمصرف کنندة متآمفتامین انتخاب شدند که در مرکز اجتماع درمان مدار در شهر مشهد نگهداری میشدند و تحت درمان نوروفیدبک توسط یک روانپزشک قرار داشتند. تمام بیماران در 10 جلسه درمان نوروفیدبک با پروتکل آلفا- تتا حضور داشتند. در طول دورة درمان بانوروفیدبک، قبل و بعد از هر جلسة آموزش، EEG ثبت شد. برای برچسب زدن سیگنالهای مغزی از پرسشنامة سنجش ولع مصرف متآمفتامین DDQ استفاده شد. ویژگیهای زمانی، فرکانسی و آشوبگونة سیگنال EEG استخراج شد و با استفاده از تحلیل همبستگی، ویژگیهای بهینه و تأثیرگذار انتخاب شده و به طبقهبندی کنندة فازی داده شد. صحّت تفکیک مبتنیبر ویژگیهای منتخب برای دادة آموزش 96.67% و برای دادة آزمایش 75.15% بهدست آمده است. از مزایای قابل توجه روش ابداعی این تحقیق، علاوه بر تخمین ولع مصرف پایه در سوءمصرف کنندگان مت آمفتامین با استفاده از کمیسازی سیگنالEEG، میتوان به بهینهسازی تعداد جلسات آموزش برای شرکتکنندگان در فرآیند درمانی نوروفیدبک اشاره کرد.
بیومکانیک استخوان
مینا قره نازی فام؛ احسان اربابی
دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1391، ، صفحه 267-278
چکیده
ایمپینجمنت یا گیر کردن مفصل ران یکی از دلایل اصلی ایجاد آرتروز زود هنگام در مفصل ران است. این عارضه با تغییر شکل یکی از استخوانهای ران یا لگن و یا هر دو ایجاد میشود. زمانی که سر استخوان ران، شکل کروی خود را در ناحیه گردن استخوان از دست میدهد، عارضة گیر کردن از نوع بادامکی (CAM) ایجاد میشود. زاویة آلفا به منظورکمیسازی این عارضه به ...
بیشتر
ایمپینجمنت یا گیر کردن مفصل ران یکی از دلایل اصلی ایجاد آرتروز زود هنگام در مفصل ران است. این عارضه با تغییر شکل یکی از استخوانهای ران یا لگن و یا هر دو ایجاد میشود. زمانی که سر استخوان ران، شکل کروی خود را در ناحیه گردن استخوان از دست میدهد، عارضة گیر کردن از نوع بادامکی (CAM) ایجاد میشود. زاویة آلفا به منظورکمیسازی این عارضه به کار برده میشود. در این مقاله روشی تمام خودکار برای اندازهگیری زاویة آلفا با استفاده از داده سهبعدی استخوان ران، پیشنهاد شده است. در این روش زاویة آلفا در تمام جهات حول محور سر-گردن اندازهگیری شده است. برای این منظور از صفحات شعاعی با محور مشترک سر-گردن استخوان ران استفاده شد که در نهایت منحنی پیوستهای از زاویة آلفا بر حسب میزان چرخش صفحة شعاعی به دست آمد. روش پیشنهاد شده برای 12 داده استخوان ران انسان مربوط به هر دو پای راست و چپ آزمایش شد. دادهها از تصاویر تشدید مغناطیسی (MRI) استخوان ران افراد مؤنث با متوسط سنی حدود 25 و بدون هیچ عارضه استخوانی مشخص، تهیه شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که متوسط و انحراف معیار زاویة آلفای محاسبه شده در محدوده قابل انتظار برای این زاویه قرار دارند. در ادامه تأثیر چهار قدرت تفکیک مختلف از دادههای سهبعدی بر نتایج استخراج شده از روش پیشنهادی از منظر دقت و سرعت بررسی شدند. این بررسی نشان داد که کاهش قدرت تفکیک به میزان 64 برابر، میتواند باعث افزایش سرعت تا حدود 8 برابر و همچنین کاهش دقت به میزان متوسطی حدود 2 درجه شود.
مهندسی بافت
فرهاد فرمان زاد؛ سیامک نجاریان؛ محمدرضا اسلامی؛ امیرسعید صدیقی
دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 281-288
چکیده
به منظور دستیابی به مدل مناسب برای توجیه رفتار بیومکانیکی مغز و تغییر شکل و جابجایی بطن ها، دو نوع مدلسازی کامپیوتری کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک بافت مغز بر اساس تحلیل المان محدود به کار گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. اسکن بیمار مبتلا به هماتوم اپی دورال، با فرض کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک مدلسازی شد. سپس ...
بیشتر
به منظور دستیابی به مدل مناسب برای توجیه رفتار بیومکانیکی مغز و تغییر شکل و جابجایی بطن ها، دو نوع مدلسازی کامپیوتری کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک بافت مغز بر اساس تحلیل المان محدود به کار گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. اسکن بیمار مبتلا به هماتوم اپی دورال، با فرض کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک مدلسازی شد. سپس با اعمال پارامترهای مکانیکی نسجν) ، E، C01 و (C10 و تغییر فشار داخل بطنی، میزان جابجایی نقاط مشابه در بطن مدلسازی شده، با بطن واقعی مقایسه شد و نهایتا مقادیری با کمترین میزان خطا را به دست می داد، مشخص گردید. این شبیه سازی ها در بارگذاری های متفاوت با فشار داخل بطنی مختلف نشان داد که عدم توجه به افزایش فشار داخل بطنی نتایج غیر قابل قبولی خواهد داشت. به طور خاص، در بارگذاری کرنشی یک طرفه با ΔP=0 دیواره های بطن سمت هماتوم به نحو قابل ملاحظه ای روی هم قرار می گیرد. بهترین نتایج برای مدل الاستیک با افزایش فشارΔP=1.25 kpa و برای مدل هایپرالاستیک با ΔP=1.00 kpa به دست آمد که با شرایط بالینی بیمار مورد مطالعه سازگار بود. بنابراین مدلسازی بیومکانیکی کرنش صفحه ای در بارگذاری های کرنشی یک طرفه (شرایطی که مشابه کاربرد سیستم های ناوبری در جراحی است)، بدون توجه به هندسه و تغییرات فشار داخل بطن ها نتایج قابل قبولی به دست نمی دهد. با در نظر گرفتن پارامترهای فوق، استفاده از مدل های الاستیک (با دقت نسبی متوسط 88.7%) در مقایسه با هایپرالاستیک (با دقت نسبی متوسط 86.9%) نتایج بهتری در توجیه رفتار مکانیکی مغز در ضایعه هماتوم اپی دورال به همراه خواهد داشت.
بیومکانیک ستون مهرهها
مهران کسری
دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 285-290
چکیده
در برخی از مطالعات پیشین تاثیر فشار بر سلول های دیسک بین مهره ای (IVD) در شرایط مختلف بارگذاری دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. با وجود این، در بسیاری از این مطالعات فشار هیدروستاتیک در مقادیر پایین استفاده شده و مطالعات کمی تاثیر اعمال فشار بالا را با فرکانس های مختلف بر سلول های IVD گزارش نموده اند. در این پژوهش و در ادامه این ...
بیشتر
در برخی از مطالعات پیشین تاثیر فشار بر سلول های دیسک بین مهره ای (IVD) در شرایط مختلف بارگذاری دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. با وجود این، در بسیاری از این مطالعات فشار هیدروستاتیک در مقادیر پایین استفاده شده و مطالعات کمی تاثیر اعمال فشار بالا را با فرکانس های مختلف بر سلول های IVD گزارش نموده اند. در این پژوهش و در ادامه این مطالعات، به منظور بررسی فرضیه وابستگی تحریک سنتز کلاژن در این گروه از سلول ها به فشار هیدروستاتیک اعمالی و فرکانس آن، آزمایش هایی بر مبنای سیستم کشت تک لایه ای طرح ریزی شد. برای اعمال فشار هیدروستاتیکی، سلول های IVD به صورت کشت تک لایه ای در یک مخزن تحت فشار طراحی شده تحت بارگذاری دینامیکی قرار گرفتند. سلول ها از IVD ناحیه ستون مهره های کمر خوک تهیه شده و در فلاسک کشت سلولی رشد داده و پس از جدایش با تریپسین، در ظروف 35 mm کشت، بارگذاری شدند. سلول ها به مدت 3 و 7 روز (هر روز 20 دقیقه) تحت بارگذاری هیدروستاتیک سیکلی، با فشار و فرکانس های مختلف قرار گرفتند (به نمونه کنترل نیرویی اعمال نمی شود)، کلاژن درون سلولی با 3 [[H-proline در روز دوم و ششم بارگذاری، نشان گذاری شد. پس از بارگذاری، در روز سوم و هفتم، محیط کشت و سلول ها به طور جداگانه منجمد شدند. شمارش گر جرقه ای مقدار کلاژن سلول ها و کلاژن آزاد شده در محیط را تعیین نمود؛ این مقادیر به وسیله DNA نرمالیزه شدند. در این سیستم، اختلاف قابل ملاحظه ای در نتایج واکنش سلولی در شرایط مختلف بارگذاری (p<0.05) مشاهده شد. در مقایسه با نمونه های کنترل، مقدار کلاژن آزاد شده در نیروی بالا و فرکانس پایین (MPa5 و Hz1)، کاهش و در فرکانس بالا (MPa5 و Hz15)، افزایش یافت که نشان دهنده واکنش آنابولیکی در فشار بالا و پاسخ کاتابولیکی در فرکانس بالاست.
بهروز جعفرزاده؛ هانیه نیرومند اسکوئی؛ فرزان قالیچی
دوره 12، شماره 4 ، بهمن 1397، ، صفحه 287-297
چکیده
سیستمهای گردش خون مصنوعی، نقش غیر قابل انکاری در ارزیابی و توسعهی دستگاههای کمکبطنی، دریچههای قلبی، قلبهای مصنوعی، ریههای مصنوعی، پیوند عروق و پمپهای بالنی داخل آئورتی دارند. همچنین، در مهندسی بافت دریچههای قلبی و سایر مطالعات مرتبط با سیستم قلب و عروق نیز میتوان از سیستمهای گردش خون مصنوعی بهره برد. یکی از ...
بیشتر
سیستمهای گردش خون مصنوعی، نقش غیر قابل انکاری در ارزیابی و توسعهی دستگاههای کمکبطنی، دریچههای قلبی، قلبهای مصنوعی، ریههای مصنوعی، پیوند عروق و پمپهای بالنی داخل آئورتی دارند. همچنین، در مهندسی بافت دریچههای قلبی و سایر مطالعات مرتبط با سیستم قلب و عروق نیز میتوان از سیستمهای گردش خون مصنوعی بهره برد. یکی از ارکان اصلی این سیستمها، تولید جریان پالسی، مشابه با پالس جریان خون خروجی قلب بوده که توسط پمپ پالسی تولید میشود. در این پژوهش، یک سیستم گردش خون مصنوعی با قابلیت شبیهسازی فشار و جریان فیزیولوژیکی بدن انسان در حالت سالم و بیمار، طراحی و ساخته شده است. در این سیستم، تولید پالس فشار و جریان، بر عهدهی یک پمپ پالسی با قابلیت برنامهنویسی و تغییر الگوی حرکتی برای شبیهسازی بطن چپ میباشد که بعد از طراحی در نرمافزار سالیدوورک، جهت استفاده در سیستم گردش خون مصنوعی، ساخته شد. برای بررسی عملکرد سیستم، آزمایشهای متعددی با مقادیر کمپلیانس شریانی و مقاومت محیطی متفاوت و تغییر الگوی حرکتی موتور پلهای، انجام شده است. نتایج حاصل از این آزمایشها نشان میدهند که با تغییر الگوی حرکتی موتور پلهای از سرعت ثابت به سرعت متغییر و کنترل آن در یک سیکل (360 درجه) و همچنین با تغییر در مقادیر کمپلیانس شریانی و مقاومت محیطی، میتوان شکل موجهای فشار و جریان فیزیولوژیک را تولید کرد. نتایج به دست آمده، عملکرد قابل قبول این سیستم را در شبیهسازی شرایط فیزیولوژیکی تایید میکنند. علاوه بر این، سیستم طراحی شده، قابلیت نرمافزاری برای تولید شکل پالسهای جریان متفاوت را دارا میباشد.
پردازش تصاویر پزشکی
گلاره ولیزاده؛ فرشید باباپور مفرد؛ احمد شالباف
دوره 14، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 291-306
چکیده
مدلسازی شکل آماری به طور گسترده در کاربردهای مربوط به تصاویر قلبی مورد استفاده قرار گرفته و مطالعات متعددی با هدف ساخت این مدلها به طور بهینه انجام شده است. در این مقاله به ارزیابی مدلهای سهبعدی مختلف از اندوکاردیوم که در نتیجهی به کارگیری استراتژیهای متفاوت همراستاسازی پوستهها به وجود آمده پرداخته شده است. با کمک 20 دادهی ...
بیشتر
مدلسازی شکل آماری به طور گسترده در کاربردهای مربوط به تصاویر قلبی مورد استفاده قرار گرفته و مطالعات متعددی با هدف ساخت این مدلها به طور بهینه انجام شده است. در این مقاله به ارزیابی مدلهای سهبعدی مختلف از اندوکاردیوم که در نتیجهی به کارگیری استراتژیهای متفاوت همراستاسازی پوستهها به وجود آمده پرداخته شده است. با کمک 20 دادهی نرمال، سه مدل سهبعدی مختلف اندوکاردیوم در فاز انتهای سیستول از طریق روشهای همراستاسازی متفاوت با استفاده از نقاط مرکز راس (CoA)، مرکز جرم (CoM) و مرکز قاعدهی (CoB) اندوکاردیوم ساخته شده است. آنالیز مولفهی اصلی به منظور تشریح اختلافات آماری مدلها انجام شده و کارایی مدلها توسط معیارهای فشردگی، قابلیت تعمیم و اختصاصی بودن مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین فاصلهی هاسدرف به عنوان شاخصی جهت بررسی عملکرد هر مدل در کاربرد بخشبندی از طریق تکینیک مدل شکل فعال مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر این است که مدل مبتنی بر CoB نسبت به مدل مبتنی بر CoA فشردگی کمتر و نسبت به مدل مبتنی بر CoM فشردگی بیشتری دارد. با این که در یک تعداد مد معین، خطای بازسازی نمونهها در هر سه مدل تقریبا یکسان بوده اما همراستاسازی بر مبنای CoB منجر به ساخت مدلی شده که منحصر به فردتر از دو مدل دیگر است. در نهایت مقایسهی نتایج هاسدرف نشان داده که بخشبندی اندوکاردیوم با استفاده از مدل مبتنی بر CoB دارای دقت بیشتری نسبت به دو مدل دیگر است. آنالیز کمی نتایج نشان داده که تغییر روش همراستاسازی در ساخت مدل شکل آماری موثر بوده به طوری که میزان شاخص اختصاصی بودن و دقت بخشبندی با استفاده از مدل ساخته شده بر مبنای CoB نسبت به روش مرسوم CoM کاملا بهبود یافته است.
زهرا امینی؛ وحید ابوطالبی؛ محمدتقی صادقی
دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 293-306
چکیده
دراین مقاله سیستمی مبتنی بر بازشناسی آماری الگو جهت تفکیک سیگنالهای حاوی P300 و فاقد آن، ارائه میشود. این سیستم- که بر روی دادگان P300-Speller مسابقات BCI 2005 کار میکند- از چهار بخش اصلی پیشپردازش، استخراج ویژگی، انتخاب ویژگی و طبقهبند تشکیل شده که تأکید اصلی این مقاله بر بخش استخراج ویژگی و بررسی کارایی ویژگیهای مختلف است. در مرحلة ...
بیشتر
دراین مقاله سیستمی مبتنی بر بازشناسی آماری الگو جهت تفکیک سیگنالهای حاوی P300 و فاقد آن، ارائه میشود. این سیستم- که بر روی دادگان P300-Speller مسابقات BCI 2005 کار میکند- از چهار بخش اصلی پیشپردازش، استخراج ویژگی، انتخاب ویژگی و طبقهبند تشکیل شده که تأکید اصلی این مقاله بر بخش استخراج ویژگی و بررسی کارایی ویژگیهای مختلف است. در مرحلة استخراج ویژگی، شش دسته ویژگی شامل قطعهبندی هوشمند، ضرایب موجک، الگوهای مکانی مشترک، ویژگیهای شکلی- زمانی، ویژگیهای فرکانسی و دسته ویژگی ترکیبی الگوهای مکانی مشترک و قطعهبندی، تعریف شدند که برخی از این ویژگیها (مانند ویژگیهای قطعهبندی هوشمند، الگوهای مکانی مشترک و ترکیبی) تا کنون یا مستقیماً برای آشکارسازی P300 به کار نرفته بودند و یا در موارد بسیار معدودی از آنها استفاده شده بود. سپس ویژگیها با معیارهای مختلفی به صورت تک تک و گروهی ارزیابی شدند و در نهایت ترکیبی بهینه از مجموع این ویژگیها به طبقهبند SWLDA داده شد. بدین ترتیب درصد صحت تشخیص مؤلفة P300 با این سیستم به 05/97% رسید که در قیاس با نتایج مطالعات قبلی در این حوزه، نتیجة برتری است.
بیومکانیک قلب و عروق
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.
مهران بابلی؛ سید علی قرشی؛ نامدار صنیعی؛ علیرضا احمدیان
دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 297-303
چکیده
با توجه به کاربرد روز افزون امواج فرا پهن باند در بخش پزشکی، در مطالعه حاضر از این امواج برای آشکار سازی فرکانس حرکتی قلب استفاده شده است. کارهای ارائه شده در این مقاله را می توان دو بخش تقسیم کرد: در بخش اول فرکانس حرکتی قلب به کمک امواج فرا پهن باند به صورت شبیه سازی و در قالب مدلی که برای بدن انسان در نظر گرفته شده است، به دست می آید. ...
بیشتر
با توجه به کاربرد روز افزون امواج فرا پهن باند در بخش پزشکی، در مطالعه حاضر از این امواج برای آشکار سازی فرکانس حرکتی قلب استفاده شده است. کارهای ارائه شده در این مقاله را می توان دو بخش تقسیم کرد: در بخش اول فرکانس حرکتی قلب به کمک امواج فرا پهن باند به صورت شبیه سازی و در قالب مدلی که برای بدن انسان در نظر گرفته شده است، به دست می آید. سپس حرکت قلب در بدن انسان به وسیله یک مدل لایه ای ساده شبیه سازی شده و فرکانس حرکتی این مدل به دست آمده است. در بخش دوم آزمایش های انجام شده بر بدن انسان، به کمک فرستنده و گیرنده فراپهن باند با پهنای باند GHz 2.3 انجام شده و فرکانس حرکتی قلب به کمک الگوریتم مبتنی بر تبدیل موجک به دست آمده است. نتایج حاصل و مقایسه آنها با مقادیر واقعی نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده کاربردی و در حد مطلوبی (98%) تکرارپذیر است. همچنین نشان داده شده است که نتایج به دست آمده از کاربرد این الگوریتم در محیط واقعی برای آشکارسازی فرکانس قلب دارای دقتی بیش از 92% بوده اند.
بیومکانیک
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.
پردازش تصاویر پزشکی
پریسا گیفانی؛ حمید بهنام؛ مریم شجاعی فرد
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، ، صفحه 303-313
چکیده
در این تحقیق، با تغییر زاویة دید به مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی و استفاده از اطلاعات زمانی و مفاهیم نمایش تنک، الگوریتمی کارا برای تحلیل حرکت عمومی بافت قلب در طول یک سیکل قلبی در تصاویر اکوکاردیوگرافی ارائه میشود. در گام اول برای استفاده از اطلاعات زمانی تصاویر اکوکاردیوگرافی، سیگنالهای زمانی گرفتهشده از شدت روشنایی پیکسلها ...
بیشتر
در این تحقیق، با تغییر زاویة دید به مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی و استفاده از اطلاعات زمانی و مفاهیم نمایش تنک، الگوریتمی کارا برای تحلیل حرکت عمومی بافت قلب در طول یک سیکل قلبی در تصاویر اکوکاردیوگرافی ارائه میشود. در گام اول برای استفاده از اطلاعات زمانی تصاویر اکوکاردیوگرافی، سیگنالهای زمانی گرفتهشده از شدت روشنایی پیکسلها در طول فریمهای متوالی (منحنی تغییرات شدت روشنایی (IVTC)) استخراج میشوند. سپس، برای شناخت ویژگیها، استخراج و تفسیر اطلاعات سیگنالهای زمانی IVTC، نمایش تنک این سیگنالها ارائه شد و دادهها به فضای جدیدی انتقال مییابند. برای این منظور، با تحلیل ساختار و ماهیت سیگنالهای زمانی IVTC، دیکشنری فوق کاملی شامل توابع مختلفی از پایههای سینوسی، کسینوسی و ویولت ها، طراحی شد و ضرایب تنک با استفاده از الگوریتم حسگری فشردة بیزین (BCS) استخراج میشوند. با تجزیه سیگنالهای زمانی به پایههای مختلف توابع موجود در دیکشنری و استخراج ویژگی از سیگنالهای تجزیه شده، به تصاویر کدشدة رنگی دست خواهیم یافت، که معرف حرکت عمومی نواحی مختلف قلبی است. مجموعه دادة مورد بررسی، شامل تصاویر اکوکاردیوگرافی از 21 فرد مختلف در نمای محور کوتاه و نمای چهار حفرهای قلب است. نتایج نشاندهندة عملکرد مناسب روش پیشنهادی در تعیین نواحی سالم و کمحرکت قلب است.
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
عباس غلامی؛ امیر شاملو
دوره 11، شماره 4 ، بهمن 1396، ، صفحه 303-311
چکیده
در مطالعات اخیر، PASylation به عنوان یک روش موثر به منظور افزایش نیمهعمر داروهای پروتئینی و جایگزینی مناسب برای PEGylation مطرح شده است. در این روش، یک رشتهی به مراتب زیستسازگارتر و متشکل از پلیمرهای طبیعی، شامل پرولین، آلانین و سرین، که به اختصار به آن رشتهی PAS گفته میشود، برای بهبود مشخصههای دارو مورد استفاده قرار میگیرد. در ...
بیشتر
در مطالعات اخیر، PASylation به عنوان یک روش موثر به منظور افزایش نیمهعمر داروهای پروتئینی و جایگزینی مناسب برای PEGylation مطرح شده است. در این روش، یک رشتهی به مراتب زیستسازگارتر و متشکل از پلیمرهای طبیعی، شامل پرولین، آلانین و سرین، که به اختصار به آن رشتهی PAS گفته میشود، برای بهبود مشخصههای دارو مورد استفاده قرار میگیرد. در این مقاله، برخی از مشخصههای داروی G-CSF، نظیر میانگین توانی فاصلهی اتمی (RMSD)، حجم هیدرودینامیکی، انرژی کل و میزان آبدوستی پروتئین مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، خواص مختلف داروی پروتئینی متصل به رشتهی PAS برای سه طول مختلف رشتهی مورد نظر (طولهای 210، 420 و 630) مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر این نکته است که با اتصال رشتهی PAS به داروی پروتئینی، حجم هیدرودینامیکی آن افزایش یافته و به واسطهی آن نیمهعمر دارو نیز افزایش مییابد. در نهایت، با در نظر داشتن نتایج به دست آمده در این قسمت، یک توالی اصلاحشده برای رشتهی PAS مورد نظر پیشنهاد شده است.
داریوش نظری نسب؛ علیرضا میرباقری؛ فرزام فرهمند؛ الناز افشاری
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 311-319
چکیده
در جراحی لاپاراسکوپی، امکان لمس مستقیم بافتهای ناحیه جراحی برای جراح وجود ندارد و در نتیجه جراح نمیتواند با استفاده از حس لامسه، رفتار مکانیکی بافت را ارزیابی کند و وضعیت سلامت یا بیماری آنرا تمیز دهد. علاوه بر این مشخصات بیومکانیکی بافتهای نرم داخل شکمی در حالت زنده از جمله دادههای اصلی مورد نیاز برای نرمافزارهای شبیهساز ...
بیشتر
در جراحی لاپاراسکوپی، امکان لمس مستقیم بافتهای ناحیه جراحی برای جراح وجود ندارد و در نتیجه جراح نمیتواند با استفاده از حس لامسه، رفتار مکانیکی بافت را ارزیابی کند و وضعیت سلامت یا بیماری آنرا تمیز دهد. علاوه بر این مشخصات بیومکانیکی بافتهای نرم داخل شکمی در حالت زنده از جمله دادههای اصلی مورد نیاز برای نرمافزارهای شبیهساز جراحی هستند. این پژوهش به منظور طراحی و تحلیل ابزار رباتیکی جدیدی انجام شده است که بتواند با گرفتن و فشردن بافتهای نرم و حجیم درون شکمی دادههای نیرو- جابهجایی آنها را استخراج کند. ابزار طراحی شده همانند دستی رباتیک با دو انگشت است که با استفاده از یک مکانیزم متوازی الاضلاعی باز و بسته میشود. به منظور جلوگیری از حرکت افقی انگشتان و عدم لغزش ابزار روی بافت در ناحیه تماس، از یک مکانیزم ترکیبی با دو لغزنده مرتبط و یک بادامک جبرانساز استفاده شده است. نتایج تحلیل سینماتیک نشاندهندة کارایی مکانیزم طراحی شده برای حرکت خالص قائم انگشتان به صورت موازی با یکدیگر است. همچنین نتایج تحلیل دینامیک پس از بهینهسازی ابعاد مکانیزم حاکی از نیروی عملگر حداکثر 65 نیوتن برای اعمال نیروی فشاری 10 نیوتنی به بافت است که در زوایای میانی بسته شدن ابزار رخ میدهد.
رضا صاحبی کوزهکنان؛ هانیه نیرومند اسکویی؛ کهیار یزدانپناه اردکانی
دوره 13، شماره 4 ، دی 1398، ، صفحه 315-326
چکیده
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و زندگی ماشینی، تعداد مبتلایان به بیماریهای قلبی در حال افزایش است. از طرفی تعداد قلبهای آمادهی پیوند در دنیا محدود میباشد. بنابراین استفاده از پمپهای قلبی برای کمک به بیمار در طول زمان انتظار و حتی تا آخر عمر، جایگزین مناسبی به شمار میرود. پمپهای کمکی قلب باید توانایی برآورده کردن نیازهای ...
بیشتر
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و زندگی ماشینی، تعداد مبتلایان به بیماریهای قلبی در حال افزایش است. از طرفی تعداد قلبهای آمادهی پیوند در دنیا محدود میباشد. بنابراین استفاده از پمپهای قلبی برای کمک به بیمار در طول زمان انتظار و حتی تا آخر عمر، جایگزین مناسبی به شمار میرود. پمپهای کمکی قلب باید توانایی برآورده کردن نیازهای بیولوژیکی مانند فشار و دبی مناسب قلب را داشته باشند و همچنین از نظر آسیبهای خونی در ناحیهی امن قرار گیرند. از چالشهای مهم در طراحی پمپهای کمک قلبی میتوان به کوچک کردن ابعاد پمپ، کاهش زمان ماندگاری خون در داخل پمپ و کاهش آسیبهای خونی مانند خونکافت اشاره کرد. در 30% از بیمارانی که تحت عمل جراحی جایگذاری پمپ کمکی بطن چپ قرار گرفتهاند، پس از مدتی بطن راست آنها نیز دچار نارسایی شده و به پمپ کمکی بطن راست نیاز بیدا کردهاند. از جمله محدودیتهای فیزولوژیکی برای جریان ریوی، تولید فشار 15-25 میلیمتر جیوه و دبی 5 لیتر بر دقیقه میباشد. شایان ذکر است که تولید فشار بیش از 25 میلیمتر جیوه منجر به ایجاد فشار خون در شریان ریوی و مشکلات متاثر از آن خواهد شد. در این پژوهش یک پمپ قلبی گریز از مرکز با تمرکز روی هندسهی پره برای بطن راست طراحی شده است. این پمپ با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برای سرعتهای دورانی 1500 و 2000 دور در دقیقه و دبیهای 4-6 لیتر بر دقیقه شبیهسازی شده است. پمپ طراحی شده، دبی 5 لیتر بر دقیقه در سرعت دورانی 1500 دور در دقیقه و فشار 23 میلیمتر جیوه را تولید میکند. میزان شاخص خونکافت محاسبه شده با استفاده از روش لاگرانژی برابر با 00413/0 است.