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 قلب و عروق
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.
بیومکانیک قلب و عروق
مصیب مبشری؛ منیژه مختاری دیزجی؛ فریده روشنعلی
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 11-23
چکیده
با توجه به حساسیت بازده عملکرد سیستولیک بطن چپ به زاویهی چرخش قلب، در این مطالعه زاویه سه بعدی مسیر حرکت سه بعدی عضله میوکارد با استفاده همزمان از تصاویر دو بعدی از نمای محور کوتاه و نمای محور طولی دیواره بطن چپ برآورد شد. تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی دو بعدی با حداقل رزلوشن زمانی 14 میلی ثانیه از دو نمای محور کوتاه و طولی 19 مرد سالم ...
بیشتر
با توجه به حساسیت بازده عملکرد سیستولیک بطن چپ به زاویهی چرخش قلب، در این مطالعه زاویه سه بعدی مسیر حرکت سه بعدی عضله میوکارد با استفاده همزمان از تصاویر دو بعدی از نمای محور کوتاه و نمای محور طولی دیواره بطن چپ برآورد شد. تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی دو بعدی با حداقل رزلوشن زمانی 14 میلی ثانیه از دو نمای محور کوتاه و طولی 19 مرد سالم ثبت و آنالیز شد. با استفاده از سیگنال الکتروکاردیوگرام هر فرد، تصاویر اکوکاردیوگرافی در دو نمای ثبت شده، همزمان شدند. حرکت دیواره سپتوم بین بطنی در سه سطح بیس، مید و اپکس توسط الگوریتم تطبیق بلوک با پردازش تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی در طول سه سیکل قلبی و از دو نمای ثبت شده برآورد شد. بستگی زوایای دوران برآورد شده از دو نمای محور طولی و محور کوتاه با زاویهی سه بعدی مسیر حرکت در سطوح بیس، مید و اپکس بررسی گردید. زاویه مسیر حرکت سه بعدی قلب و زوایای دو بعدی دوران در دو نمای محور کوتاه و طولی دیواره سپتوم بین بطنی به ترتیب در سگمان بیس 01/3±33/16، 38/3±61/10 و 30/3±11/15 درجه، در سگمان مید 95/4±77/22، 96/2±78/7 و 66/2±72/16 درجه و در سگمان اپکس 81/5±60/14، 48/5±37/10 و 32/3±79/8 درجه برآورد شد. با توجه به حساسیت زاویهی سه بعدی به تغییرات حرکت در هر سه بعد، این زاویه برای بررسی رفتار بیومکانیکی عضله میوکارد پیشنهاد میشود.
بیومکانیک قلب و عروق
سعید بهرامی؛ فرامرز فیروزی
دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 293-303
چکیده
تنش برشی دیواره(WSS) و شاخص برش نوسانی(OSI) از عوامل همودینامیکی هستند که ارتباطی قوی با توسعة پلاکهای آترواسکلروتیک (AS) دارند. WSS در برخی زمانها قادر به بیان گرفتگی عروق نیست؛ در حالیکه OSI تنش برشی را بدون درنظرگرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان میکند. بیشتر شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای ...
بیشتر
تنش برشی دیواره(WSS) و شاخص برش نوسانی(OSI) از عوامل همودینامیکی هستند که ارتباطی قوی با توسعة پلاکهای آترواسکلروتیک (AS) دارند. WSS در برخی زمانها قادر به بیان گرفتگی عروق نیست؛ در حالیکه OSI تنش برشی را بدون درنظرگرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان میکند. بیشتر شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای هندسة دوشاخه شدن کرونر چپ اصلی انجامشده است و تاکنون به بررسی کل درخت کرونر چپ پرداخته نشده است. در این مطالعه، یک مدل سهبعدی کامل از درخت کرونر چپ شامل کرونر چپ اصلی، کرونر نزولی قدامی چپ و انشعابات آن، سیرکمفلکس چپ و انشعابات آن ایجاد شد. اثرات حرکت قلب بر دیوارة عروق کرونر چپ اعمال شد. تجزیه و تحلیل المان محدود از معادلات جریان ناویر استوکس برای جریان ضربانی و رفتار غیرنیوتنی از خون صورت گرفت. توزیع تنشهای برشی و توزیع OSI روی دیوارة عروق، نتایج بهدستآمده از این تحقیق هستند. مقایسة این نتایج با اطلاعات بالینی نشان داد که مناطق با تنش برشی متوسط 1.50 [Pa] و کمتر از آن در حضور OSI بیشتر از 0.3، میتواند مناطق پر خطر در تشکیل پلاکهای AS محسوب شود. بنابراین میتوان پیشبینی کرد که علاوه بر ناحیة انشعاب LCxA-LMCA (که در بسیاری از تحقیقات اعلام شدهاند)، نواحی دیگری در درخت شریانی کرونر چپ ازجمله ناحیة LAD بعد از انشعاب سوم و ناحیة انشعاب LCxA-OM، نواحی با خطر بالا خواهند بود.
پردازش تصاویر پزشکی
علی کرمانی؛ احمد آیت الهی؛ سرور مهاجرانی
دوره 8، شماره 4 ، دی 1393، ، صفحه 325-337
چکیده
تصویربرداری اولتراسوند درون رگی یا IVUS روشیبا حداقلتهاجماستکهدر آن با تصویربرداری ازمقطعرگ،اطلاعاتدقیقی از درون آن بدست میآید. پردازشهاییکهرویاینتصاویریاسیگنالهایخامآنهاانجاممیپذیرد،میتواند اطلاعاتوسیعی در اختیار متخصصانوپزشکانقرار داده و برایتشخیصدقیق و اتخاذ شیوهی مناسب درمان کمککند. تفکیک مرزهای بافت موجود ...
بیشتر
تصویربرداری اولتراسوند درون رگی یا IVUS روشیبا حداقلتهاجماستکهدر آن با تصویربرداری ازمقطعرگ،اطلاعاتدقیقی از درون آن بدست میآید. پردازشهاییکهرویاینتصاویریاسیگنالهایخامآنهاانجاممیپذیرد،میتواند اطلاعاتوسیعی در اختیار متخصصانوپزشکانقرار داده و برایتشخیصدقیق و اتخاذ شیوهی مناسب درمان کمککند. تفکیک مرزهای بافت موجود در عروق خونی به عنوان اولین گام در این زمینه، یکیاز چالشهای تحقیقات امروزی است.در این مقاله، روشی جدید برای استخراج مرز بافت ادونتیشیا در تصاویر اولتراسوند داخل رگی پیشنهاد شده است که براساس تکنیک کمینه/بیشینه و مؤلفههای همبند عمل میکند. بدین منظور، ابتدا با تکنیک کمینه/بیشینه بهبود یافته مرز اولیه استخراج شد. سپس، با به کارگیری مؤلفههای همبند در مرزهای اولیه، مرز نهایی با دقت بالا حاصل شد. برای ارزیابی عملکرد این روش، روی مجموعهای از دادگان واقعی آزمایش شد. از معیار مشابهت اندیس جاکارد و فاصله هاسدورف که نشان دهندهی میزان همپوشانی ناحیهی بخش شده به وسیله روش پیشنهادی و تشخیص پزشک است بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده نشان داد که روش پیشنهادی با معیار میانگین اندیس جاکارد 95% و میانگین فاصله هاسدورف 45/0 میلیمتری، مرزهای دقیقتری برای بافت ادونتیشیا نسبت به روشهای موجود بدست میآورد.
بیومکانیک قلب و عروق
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.
بیومکانیک قلب و عروق
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.
پردازش تصاویر پزشکی
پدارم مسائلی؛ حمید بهنام؛ زهرا علیزاده ثانی؛ احمد شالباف
دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 237-254
چکیده
بیماری عروق تغذیهکننده قلب (عروق کرونر) عامل بیش از نیمی از مرگهای ناشی از بیماریهای قلبی و عروقی و بزرگترین بیماری کشنده درجهان است. بدیهی است شناسایی اولیه، روشی عالی برای کنترل بیماری این عروق است که با اندازهگیری و امتیازبندی حرکت عمومی و ناحیهای بطن چپ قلب (عادی،کمحرکت و بیحرکت) تشخیص داده میشود. متداولترین روش ...
بیشتر
بیماری عروق تغذیهکننده قلب (عروق کرونر) عامل بیش از نیمی از مرگهای ناشی از بیماریهای قلبی و عروقی و بزرگترین بیماری کشنده درجهان است. بدیهی است شناسایی اولیه، روشی عالی برای کنترل بیماری این عروق است که با اندازهگیری و امتیازبندی حرکت عمومی و ناحیهای بطن چپ قلب (عادی،کمحرکت و بیحرکت) تشخیص داده میشود. متداولترین روش تصویربرداری از قلب به کمک امواج فراصوت است که اکوکاردیوگرافی نامیده میشود. با استفاده از این روش میتوان نمایی دقیق را از دیوارههای قلبی ، دریچهها و ابتدای سرخرگهای بزرگ بدست آورد. به دلیل دوره آموزشی طولانی برای تفسیر این تصاویر، زمانبر بودن و ایجاد خطا در روشهای دستی، نیاز به یک روش تحلیل خودکار بسیار احساس میشود. به منظور دستیابی به این هدف، در این مقاله به محاسبه میدان جابهجایی حرکت قلبی در چرخهای از تصاویر دوبعدی اکوکاردیوگرافی پرداخته شده است. برای انجام این کار فریمی به عنوان مرجع انتخاب شد و سپس تمام تصاویر در یک چرخه با استفاده از معادلهای ریاضی به آن نگاشته شد و با استفاده از آن میدان جابهجایی حرکت قلبی در چرخه تخمین زده شد. ایده اصلی پیدا کردن مدل پارامتری مکانی-زمانی نیمه محلی برای تغییر شکل ایجاد شده در یک چرخه قلبی با تطبیق غیرصلب با استفاده از توابع بی اسپلاین، به عنوان یک مسأله بهینهسازی است که به طور مؤثر تفاوت ناشی از حرکت را با کمینه کردن تفاوت بین فریم جاری و فریم مرجع، تصحیح میکند. دقت تخمین حرکت با استفاده از فاکتور مجموع مربعات تفاضل اندازهگیری شد. از الگوریتم کاهش دهنده گرادیان شیب دار و روش چنددقتی نیز برای بدست آوردن ضرایب در مدل حرکتی استفاده شد. دقت روش مطرح شده با استفاده از یک توالی شبیهسازی شده چرخه قلبی واقع گرایانه با نرم افزار Field IIارزیابی شد. این الگوریتمبرای تحلیل ناحیهای بطن چپ به صورت بالینی به کار برده شد و پارامترهای جابهجایی و مقدار آستانه برای امتیازدهی هر بخش استخراج شد. این الگوریتم تفاوت قابل ملاحظهای را بین بخشی از قلب سالم و قلب دچار بیماری نشان میدهد که نشاندهنده کاربردهای بالینی روش ارائه شده است.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
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.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
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.
بیومکانیک قلب و عروق
مهدی مولائی؛ محمدسعید سعیدی؛ بهار فیروزآبادی
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 279-288
چکیده
به علت نقش اساسی دستگاه گردش خون در بدن و گسترش روزافزون بیماریهای مربوط به آن در کار حاضر سعی شده است تا با استفاده از شبیهسازی عددی یکبعدی، سیستم سرخرگهای اصلی دستگاه گردش خون مدل شود. برای اولین بار در شبیهسازی یکبعدی از روش حجم محدود برای گسستهسازی معادلات ناویراستوکس که با معادله حالت کوپل شده استفاده شده است. در ...
بیشتر
به علت نقش اساسی دستگاه گردش خون در بدن و گسترش روزافزون بیماریهای مربوط به آن در کار حاضر سعی شده است تا با استفاده از شبیهسازی عددی یکبعدی، سیستم سرخرگهای اصلی دستگاه گردش خون مدل شود. برای اولین بار در شبیهسازی یکبعدی از روش حجم محدود برای گسستهسازی معادلات ناویراستوکس که با معادله حالت کوپل شده استفاده شده است. در گسترش شرایط مرزی خروجی از مدلی موسوم به درختچهی شریانی ساختار یافته بهره گرفته شده است و مدل یکبعدی با مدل متمرکز ( لامپ) کوپل شده است. نتایج این حل، با سایر حلهای یکبعدی چون روش مشخصهها اعتبارسنجی شده و نشان داده شده که استفاده از روش حجم محدود نیز میتواند مشخصات جریان خون در سرخرگها را به خوبی نشان دهد. همچنین پروفیلهای فشار و دبی در رگهای اصلی بدن در حالت نرمال به دست آمده و نشان داده شده که با دور شدن از قلب پروفیل فشار تیزتر میشود که با نتایج فیزیولوژیک همخوانی دارد. همچنین نشان داده میشود که با افزایش ضریب الاستیک رگها در بیماری تصلب شریان، فشار سیستولی افزایش و همراه با آن فشار دیاستولی کاهش مییابد. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده این نکته به دست میآید که روش حجم محدود کارایی لازم برای شبیهسازی عددی یکبعدی دستگاه گردش خون را دارا میباشد.
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.
بیومکانیک قلب و عروق
وحید ابوئی؛ فرزاد توحیدخواه؛ وحید رضا نفیسی؛ هانی شریفیان
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 305-311
چکیده
افت فشار خون بیماران دیالیزی در حین فرآیند همودیالیز از شایع ترین مشکلاتی است که امروزه حدود 20 الی 30 درصد از بیماران دیالیزی با آن روبرو هستند. در راستای جلوگیری از این افت فشار، میبایست فشار خون بیمار دیالیزی را در حین فرآیند همودیالیز حتی المقدور به صورت پیوسته و غیرتهاجمی اندازهگیری کرد. اما از آنجائی که این کار عملاً امکان پذیر ...
بیشتر
افت فشار خون بیماران دیالیزی در حین فرآیند همودیالیز از شایع ترین مشکلاتی است که امروزه حدود 20 الی 30 درصد از بیماران دیالیزی با آن روبرو هستند. در راستای جلوگیری از این افت فشار، میبایست فشار خون بیمار دیالیزی را در حین فرآیند همودیالیز حتی المقدور به صورت پیوسته و غیرتهاجمی اندازهگیری کرد. اما از آنجائی که این کار عملاً امکان پذیر نیست و دستگاههای اندازهگیری غیر تهاجمی و پیوستهی افت فشار خون محدود و بسیار گران قیمت میباشند لذا میبایست با استفاده از پارامترهای مرتبط با افت فشار خون به این مقصود رسید. با توجه به ارتباط تغییرات غلظت خون و ضربان قلب با تغییرات فشار خون بیماران دیالیزی، در این مطالعه به ارائه مدلی پرداختیم که بتواند به وسیلهی تغییرات غلظت خون و ضربان قلب، فشار خون بیمار دیالیزی را پیش بینی نماید تا دیگر نیازی به اندازهگیری مستقیم فشار نباشد. در این راستا با استفاده از دستگاههای اندازهگیری تغییرات غلظت خون، ضربان قلب و فشارخون به ثبت داده های کلینیکی از 14 بیمار دیالیزی و پس از آن با استفاده از داده های کلینیکی به ارائه مدل شبکه عصبی پرداختیم که این مدل توانائی پیشبینی افت فشار خون بیمار دیالیزی با استفاده از اطلاعات ضربان قلب و غلظت نسبی خون را با خطای 8/3 درصد دارا میباشد.
بیومکانیک قلب و عروق
حامد خالصی؛ هانیه نیرومند اسکویی؛ فرزان قالیچی
دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 143-149
چکیده
تنشهای دیواره شریان یکی از عوامل اصلی ایجاد تغییر در سیستم شریانی هم در دوران رشد طبیعی و هم در زمان پیشرفت بیماری های شریانی محسوب می شود. بنابراین تعیین مقدار تنشهای دیواره در مراحل بیولوژیکی و پاتالوژیکی مهم است. از آنجایی که هندسه و ساختمان شریان در پاسخ به تغییر بارگذاری تغییر می کند، به عنوان یک قاعده اصلی می توان گفت که دیواره ...
بیشتر
تنشهای دیواره شریان یکی از عوامل اصلی ایجاد تغییر در سیستم شریانی هم در دوران رشد طبیعی و هم در زمان پیشرفت بیماری های شریانی محسوب می شود. بنابراین تعیین مقدار تنشهای دیواره در مراحل بیولوژیکی و پاتالوژیکی مهم است. از آنجایی که هندسه و ساختمان شریان در پاسخ به تغییر بارگذاری تغییر می کند، به عنوان یک قاعده اصلی می توان گفت که دیواره شریان قابلیت سازگاری با شرایط خارجی را دارد تا در مقابل افزایش تنش مقاومت کند. نتایج تجربی نشان می دهند، سخت شدن آئورت با افزایش سن منجر به افزایش دامنه پالس فشاری می شود. با افزایش فشار خون تنش محیطی دیواره افزایش می یابد. در حالی که بیشترین تنش محیطی در داخلی ترین بخش دیواره شریان اتفاق می افتد و باعث بالا رفتن کرنش محیطی شده که باعث آسیب سلولهای اندوتلیال می شود. بنابراین جراحت سلولهای اندوتلیال فاکتور کلیدی برای از بین رفتن شریان است. مکانیزم بازسازی منجر به کاهش تنش محیطی دیواره برای حفظ کارکرد شریان و کاهش جراحت سلولهای اندوتلیال می شود. این تغییرات منجر به بازسازی آئورت شده که این بازسازی به صورت افزایش قطر داخلی و ضخامت گزارش شده است. هدف از این تحقیق تحلیل تغییر تنشهای محیطی در طی این فرایند است. با به کارگیری روش المان محدود در ساختار دیواره شریان، فرایند بازسازی مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل عددی، فشار نوسانی به عنوان بار دینامیکی و کشش طولی و زاویه باز به عنوان بار استاتیکی به مدل اعمال شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش زاویه باز در پیری باعث افزایش تنش مانده محیطی می شود. این عامل باعث کاهش تنشهای محیطی در بازسازی دینامیکی شده است. همچنین وجود تنش مانده محیطی در افزایش سن باعث افزایش مقدار تنش دیواره خارجی نسبت به داخلی در توزیع تنش محیطی در راستای ضخامت شده است.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
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.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
برهان الحسینی همدانی؛ مهدی نویدبخش؛ حسین احمدی تفتی
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 45-56
چکیده
در این مقاله، خواص مکانیکی عروق انسان به ویژه رفتار عروقی که برای انجام پیوند بایپس قلبی استفاده میشوند؛بررسی شده است.متأسفانه بیش از 30% پیوندهایی که از سافنوس استفاده میکنند، ظرف مدت 10 سال دوباره مسدود میشوند؛ در حالیکه شریان مامری نتایج بهتری را نشان داده است. در این تحقیق به بررسی رفتار الاستومکانیک رگ سافنوس انسان پرداخته ...
بیشتر
در این مقاله، خواص مکانیکی عروق انسان به ویژه رفتار عروقی که برای انجام پیوند بایپس قلبی استفاده میشوند؛بررسی شده است.متأسفانه بیش از 30% پیوندهایی که از سافنوس استفاده میکنند، ظرف مدت 10 سال دوباره مسدود میشوند؛ در حالیکه شریان مامری نتایج بهتری را نشان داده است. در این تحقیق به بررسی رفتار الاستومکانیک رگ سافنوس انسان پرداخته شده که در عمل بایپس به طور متداول استفاده میشود. رفتار تنش کرنش نمونههای انسانی تهیه شده در این مطالعه پس از آنکه انجام آزمایش بارگذاری سیکلی و کشش یکنواخت، با یک تابع ریاضی مدلسازی شدهاند. نتایج نشان میدهد که استحکام طولی این رگ به طور متوسط دو برابر استحکام عرضی آن است و این در حالی است که کرنش عرضی سافنوس بطور متوسط 74% از کرنش طولی آن بیشتر است. بنابراین مدول الاستیسیته این رگ در راستای طولی بیشتر از مدول آن در راستای عرضی است. با ادامه دادن کشش تا گسیختگی کامل رگ نمونههای طولی پس از استحکام با شیب زیاد تا پارگی کامل پیش میروند و رگ به طور کامل گسیخته میشود، در حالیکه نمونههای عرضی با شیب ملایمتری تا گسیختگی کامل پیش میروند و این مطلب ناشی از جهتگیری فیبرهای کلاژن است.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
حامد خالصی؛ هانیه نیرومند اسکویی؛ فرزان قالیچی
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 67-78
چکیده
محققان بیومکانیک معتقدند که شریانها تحت تأثیر عوامل همودینامیکی و مکانیکی بازسازی میشوند. عوامل بیومکانیکی مانند زاویه باز و کشش طولی میتوانند تأثیر مهمی در این فرایند داشته باشند. در این مطالعه تأثیر زاویه باز و کشش طولی در روند بازسازی در اثر افزایش سن برای شریان آئورت بررسی شده است. برای شبیهسازی عددی از نرمافزار ADINAاستفاده ...
بیشتر
محققان بیومکانیک معتقدند که شریانها تحت تأثیر عوامل همودینامیکی و مکانیکی بازسازی میشوند. عوامل بیومکانیکی مانند زاویه باز و کشش طولی میتوانند تأثیر مهمی در این فرایند داشته باشند. در این مطالعه تأثیر زاویه باز و کشش طولی در روند بازسازی در اثر افزایش سن برای شریان آئورت بررسی شده است. برای شبیهسازی عددی از نرمافزار ADINAاستفاده شده است. در این پژوهش برای اولین بار با بهرهگیری از روش عددی برهمکنش سیال- جامد، تأثیر زاویه باز و کشش طولی در روند بازسازی شریان آئورت شبیهسازی شده است. از تئوری تغییر شکلهای بزرگ برای مدلسازی تغییر شعاع شریان و از رفتار سیال نیوتنی نیز برای خون استفاده شده است. بعلاوه برای بررسی شبیهسازی رفتار گذرا در سیستم شریانی، شکل موجهای فشار و جریان پالسی فیزیولوژیکی بکار گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیهسازی عددی نشان میدهد که زاویه باز بیشترین تأثیر را در توزیع تنش محیطی دارد به طوری که باعث یکنواختتر شدن توزیع تنش محیطی در دیواره میشود. همچنین تغییر زاویه باز در اثر افزایش سن باعث معکوس شدن شیب تغییر تنش محیطی در امتداد ضخامت دیواره شریان میشود. نتایج نشان میدهد کشش طولی بیشترین تأثیر را در توزیع تنش محوری دارد. همچنین، با وجود اینکه کشش طولی با افزایش سن کاهش مییابد ولی سطح تنش محوری در شریان بازسازی شده افزایش مییابد. نتایج حاصل از توزیع تنش برشی کاهش چشمگیری را در مقادیر بیشینه، کمینه و دامنة تنش برشی ناشی از سیال در شریان مسن نشان میدهد که بیانگر کاهش آسیب وارده به سلولهای اندوتلیال است.
بیومکانیک قلب و عروق
احمد رمضانی سعادت آبادی؛ مجید احمدلوی داراب؛ فرزان قالیچی؛ عطااله کامیابی
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 65-72
چکیده
در این تحقیق رژیم جریان خون در ناحیه انشعاب بای پس آئورت- کرونری بر روی شریان کرونری چپ پائین رونده (LAD) با فرض سه بعدی و پالسی بودن جریان خون؛ نیوتنی و هموژن بودن خون؛ صلب بودن جداره های کرونری و عدم تحرک فضایی این شریان در حضور یک گرفتگی متقارن %50 در بالادست ناحیه انشعاب در کرونری به ازای زوایای پیوندی 20º،30º و 40º با ...
بیشتر
در این تحقیق رژیم جریان خون در ناحیه انشعاب بای پس آئورت- کرونری بر روی شریان کرونری چپ پائین رونده (LAD) با فرض سه بعدی و پالسی بودن جریان خون؛ نیوتنی و هموژن بودن خون؛ صلب بودن جداره های کرونری و عدم تحرک فضایی این شریان در حضور یک گرفتگی متقارن %50 در بالادست ناحیه انشعاب در کرونری به ازای زوایای پیوندی 20º،30º و 40º با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. یکی از ویژگی های بارز این تحقیق استفاده از پالس های جریان خون آئورت آوران و شریان کرونری به ترتیب در ورودی های پیوند و شریان کرونری است که تاکنون در تحقیقات انجام شده از این شرایط مرزی استفاده نشده است. همچنین شبیه سازی جریان در حضور گرفتگی نیز از ویژگی های دیگر این پژوهش به شمار می رود. از جمله نتایج مهم این مقاله، می توان به بروز جریان های گردشی به ازای زوایای مختلف پیوند، بروز جریان های ثانویه و افزایش شدت آنها به ویژه در فازهای ناپایدار پالس های کرونری و آئورت آوران اشاره کرد. بروز جریان های حلزونی دو هسته ای و افزایش شدت آنها با زیاد شدن زاویه پیوندی و افزایش نرخ تغییرات مکانی در مقادیر تنش های برشی اعمال شده بر جداره های کرونری با افزایش زاویه پیوند از جمله نتایج مهم این مطالعه است. در نهایت با توجه به فرضیات اعمال شده زوایای مطلوب پیوندی بین 20º تا 30º مهمترین پیشنهاد ارائه شده در این تحقیق نظری است.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
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.
بیومکانیک قلب و عروق
منصور علیزاده؛ ایمان محبی نژاد
دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 317-324
چکیده
تعیین خواص مکانیکی رگ اهمیت زیادی برای تولید استنت و به طور کلی ایمپلنت های قلب و عروق دارد. در این مطالعه خواص مکانیکی بخشی از رگ فرود آینده کروناری مورد بررسی قرار گرفته است که در ابعاد مشخص بوده و لایه های آن از هم جدا شده بودند و به وسیله هولتز اپفل تحت آزمایش کشش قرار گرفته بود. تئوری هایپرالاستیک اگدن در مورد این اطلاعات آزمایشگاهی ...
بیشتر
تعیین خواص مکانیکی رگ اهمیت زیادی برای تولید استنت و به طور کلی ایمپلنت های قلب و عروق دارد. در این مطالعه خواص مکانیکی بخشی از رگ فرود آینده کروناری مورد بررسی قرار گرفته است که در ابعاد مشخص بوده و لایه های آن از هم جدا شده بودند و به وسیله هولتز اپفل تحت آزمایش کشش قرار گرفته بود. تئوری هایپرالاستیک اگدن در مورد این اطلاعات آزمایشگاهی اجرا شد، این تکه رگ به صورت ریاضی مدل شد و پارامترهای مربوط بهینه شده اند. نتایج حاصل نشان دادند که تئوری اگدن، با اعمال بر اطلاعات آزمایشگاهی یکسان در مقایسه با تئوری مورد استفاده به وسیله هولتزاپفل همپوشانی خوبی داشته و خطای قابل قبولی دارند.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
هانیه نیرومند اسکویی؛ فرزان قالیچی؛ محمد تفضلی شادپور
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 1-8
چکیده
این تحقیق به نحوه تغییر بارهای مکانیکی و ساختار با افزایش سن در نمونه ای از شریان های عضلانی پرداخته است. بر اساس داده های تجربی گرداوری شده شریان براکیال به عنوان شریان عضلانی شبیه سازی شده است. با در نظر گرفتن اندرکنش سیال-جامد، از نرم افزار آدینا 1.8 برای حل عددی برای حل معادلات سیال و جامد استفاده شده است. به منظور بررسی همزمان ...
بیشتر
این تحقیق به نحوه تغییر بارهای مکانیکی و ساختار با افزایش سن در نمونه ای از شریان های عضلانی پرداخته است. بر اساس داده های تجربی گرداوری شده شریان براکیال به عنوان شریان عضلانی شبیه سازی شده است. با در نظر گرفتن اندرکنش سیال-جامد، از نرم افزار آدینا 1.8 برای حل عددی برای حل معادلات سیال و جامد استفاده شده است. به منظور بررسی همزمان تاثیر تنش محیطی و تنش برشی در بازسازی، موج های فشار و جریان نوسانی به عنوان شرایط مرزی انتخاب شده اند. بررسی سه الگوی بازسازی در شریان براکیال نشان داد روش آتروفیک داخلی با تغییرات کم نتایج بهتری در مقابل حفظ محدوده تنش محیطی دیواره در پی داشته و می توان آن را روش بهینه برای بازسازی شریان براکیال در نظر گرفت.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
افسانه مجری؛ محمد تفضلی شادپور؛ احسان بخشی تفتی
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 9-20
چکیده
گرفتگی های شریانی و بیماری های قلبی- عروقی ناشی از آن مانند تصلب شرائین، از دلایل عمده مرگ و میر در دنیاست. در این مقاله، با استفاده از یک مدل غیرخطی سه بعدی از شریان کاروتید دارای گرفتگی نامتقارن و با در نظر گرفتن تعامل میان جامد و سیال (FSI)، جریان خون در این شرایط مدلسازی شد. برای انجام دادن شبیه سازی از نرم افزار انسیس بهره گرفته ...
بیشتر
گرفتگی های شریانی و بیماری های قلبی- عروقی ناشی از آن مانند تصلب شرائین، از دلایل عمده مرگ و میر در دنیاست. در این مقاله، با استفاده از یک مدل غیرخطی سه بعدی از شریان کاروتید دارای گرفتگی نامتقارن و با در نظر گرفتن تعامل میان جامد و سیال (FSI)، جریان خون در این شرایط مدلسازی شد. برای انجام دادن شبیه سازی از نرم افزار انسیس بهره گرفته شد. با توجه به بررسی های انجام گرفته این نرم افزار از توانایی مناسبی در تحلیل مسائل FSIبرخوردار نیست. بنابراین با استفاده از کدنویسی در محیط ماکروی نرم افزار، دسترسی به الگوریتم حل مساله FSI از طریق روش کوپلینگ ضعیف میسر شد. تغییرات قابل توجه فشارخون بصورت موضعی و افت شدید فشار و در نتیجه ایجاد تنش فشاری در پایین دست گرفتگی، پروفیل متغیر تنش برشی در منطقه گرفتگی و تغییرات قابل توجه آن پس از گرفتگی، تغییرات قابل توجه پروفیل سرعت و ازدیاد قابل توجه جریان های برگشتی در اثر افزایش میزان خروج از مرکز پلاک، از جمله نتایج به دست آمده در پژوهش حاضر است. نتایج به دست آمده در ارزیابی وخامت بیماری، امکان پیشروی بیماری و پیش بینی محل های مستعد برای شکست پلاک آتروسکلروتیک استفاده می گردد.
پردازش تصاویر پزشکی
جمال اسماعیل پور؛ ستار میرزاکوچکی؛ جلیل سیف علی هرسینی؛ عبدالرحیم کدخدا محمدی
دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 167-176
چکیده
در این مقاله کارکرد شبکه عصبی کوانتیزه کننده برداری (LVQ) در طبقه بندی شش نوع سیگنال الکتروکاردیوگرام (ECG) با استفاده از ویژگی های استخراج شده به وسیله تبدیل ویولت مرتبه شش خانواده دابیچی بررسی شده است. شش سیگنال مورد نظر عبارت اند از: ECG نرمال و ECG مربوط به اختلالات بلوک شاخه چپ دسته دهلیزی بطنی، بلوک شاخه راست دسته ...
بیشتر
در این مقاله کارکرد شبکه عصبی کوانتیزه کننده برداری (LVQ) در طبقه بندی شش نوع سیگنال الکتروکاردیوگرام (ECG) با استفاده از ویژگی های استخراج شده به وسیله تبدیل ویولت مرتبه شش خانواده دابیچی بررسی شده است. شش سیگنال مورد نظر عبارت اند از: ECG نرمال و ECG مربوط به اختلالات بلوک شاخه چپ دسته دهلیزی بطنی، بلوک شاخه راست دسته دهلیزی بطنی، انقباض زودرس بطنی، ضربانات کند، و ترکیب ضربانات نرمال با آرام. داده های به کار رفته، داده های MIT/BIH اند. ابتدا با استفاده از فایل های تفسیر، الگوهای مربوط به شش نوع سیگنالECG جدا شده است. سپس به منظور استخراج هر چه بهتر ویژگی ها، الگوها فیلتر و مقیاس بندی شده اند. آنگاه انرژی پنج سیگنال جزییات دوم تا ششم حاصل از اعمال تبدیل ویولت تا شش سطح به عنوان ویژگی های استخراج شده از الگوها، برای آموزش و امتحان شبکه LVQ به کار رفته است. از هر دسته، 500 الگو برای آموزش شبکه و 100 الگو برای امتحان آن به کار رفته است. نتایج به دست آمده بیانگر دقت %93.1 برای شش دسته، و بالای %94.3 برای کمتر از شش دسته (2 تا 5 دسته) است. در ادامه میزان تفاوت و تشابه سیگنال های ECG از منظر ویژگی های به کار رفته بررسی شده است. سرانجام این روش از نظر دقت با چند روش دیگر طبقه بندی کننده اختلالات قلبی مقایسه شده است.
بیومکانیک قلب و عروق
مهدی معرفت؛ اصغر خوشکارشلمانی؛ منیژه مختاری دیزجی
دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 95-104
چکیده
مدل سازی جریان خون و جداره شریان در شریان های بزرگ از جمله شریان کاروتید و استفاده از اندازه گیری های التراسونیک، امکان ارزیابی بالینی غیرتهاجمی متغیرهای همودینامیکی را فراهم می سازد. برای دستیابی به این هدف مدل غیر خطی ریاضی برای جریان پالسی شریان با استفاده از تئوری تقریبی «جریان موضعی» پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهادی، با ...
بیشتر
مدل سازی جریان خون و جداره شریان در شریان های بزرگ از جمله شریان کاروتید و استفاده از اندازه گیری های التراسونیک، امکان ارزیابی بالینی غیرتهاجمی متغیرهای همودینامیکی را فراهم می سازد. برای دستیابی به این هدف مدل غیر خطی ریاضی برای جریان پالسی شریان با استفاده از تئوری تقریبی «جریان موضعی» پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهادی، با اندازه گیری شعاع لحظه ای و سرعت خون در خط مرکزی شریان می توان پروفیل سرعت جریان خون، گرادیان فشار و ضریب الاستیسیته را محاسبه کرد. در این تحقیق، یک مدل ریاضی گرادیان فشار، در یک رگ الاستیک باریک شونده، با استفاده از سرعت خط مرکزی جریان خون ارایه شده است که با استفاده از یک حل کننده معادلات ناویر- استوکس تراکم ناپذیر برای سیال نیوتنی، با مدل الاستیک یا ویسکوالاستیک پیوست شده و حل شده اند. نتایج مدل سازی و شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از داده های داپلر التراسوند، می توان الاستیسیته شریان را برآورد کرد. توافق خوبی میان نتایج مدل و اندازه گیری های تجربی، مشاهده شد. اجرای روش حاضر به صورت بالینی نسبتا ساده بود و با استفاده از متغیرهای قابل اندازه گیری در تصاویر حاصل از سیستم های داپلر اولتراسوند، می توان تغییرات موضعی شریان را به خوبی ارزیابی کرد.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
فرزان قالیچی؛ مجید احمدلوی داراب؛ احمد رمضانی سعادت آبادی
دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 111-117
چکیده
در این مطالعه به منظور بررسی رژیم جریان خون در ناحیه انشعاب بای پس، شبیه سازی عددی جریان سه بعدی و پالسی خون با استفاده از نرم افزار فلوئنت 2, 3, 5 برای %50 گرفتگی انجام شد. فرض نیوتنی و همگن بودن خون و همچنین صلب بودن جداره عروق از جمله فرضیات اساسی در این تحقیق به شمار می روند. در این مطالعه رژیم های جریان خون در دو نوع بای پس آئورت- ...
بیشتر
در این مطالعه به منظور بررسی رژیم جریان خون در ناحیه انشعاب بای پس، شبیه سازی عددی جریان سه بعدی و پالسی خون با استفاده از نرم افزار فلوئنت 2, 3, 5 برای %50 گرفتگی انجام شد. فرض نیوتنی و همگن بودن خون و همچنین صلب بودن جداره عروق از جمله فرضیات اساسی در این تحقیق به شمار می روند. در این مطالعه رژیم های جریان خون در دو نوع بای پس آئورت- کرونری و کرونری- کرونری با یکدیگر مقایسه شدند. مشاهده نشدن جریان های ثانویه در بای پس کرونری- کرونری در زوایای مختلف پیوندی بر خلاف بای پس آئورت- کرونری، مشاهده برگشت کامل جریان، سه بار در طول یک موج کرونری در بای پس کرونری- کرونری و مشاهده نشدن این پدیده در بای پس آئورت- کرونری از مهمترین نتایج حاصل از این مطالعه به شمار می روند. همچنین بالا بودن نرخ نوسانات زمانی و مکانی تنش برشی در بای پس آئورت- کرونری نسبت به بای پس کرونری- کرونری و پایین بودن مقادیر تنش برشی اعمال شده بر جداره عروق در بای پس کرونری- کرونری نسبت به بای پس آئورت- کرونری نیز از دیگر نتایج مهم به دست آمده است.