مهندسی پزشکی زیستی
سال:1386 | دوره:1 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

در این تحقیق، نحوه تمرکز امواج فرا صوتی به منظور گرما درمانی بافت های سرطانی مورد مطالعه قرار گرفته و عمل تراگردانی به منظور تمرکز امواج توسط سلول های پیزوالکتریک در کانون سرطان معرفی شده است. با محاسبه میزان انرژی متمرکز شده توسط حل عددی معادله فشار آکوستیک به وسیله انتگرال ریلی، مناسب ترین آرایش فضایی برای تمرکز انرژی ارایه می شود. برای کنترل مسیر درمان از طریق حل عددی معادله بیو- هیت نحوه توزیع فضایی انرژی گرمایی در ناحیه مورد درمان مورد توجه قرار گرفته و با انتخاب سرطان دهانه رحم به عنوان نمونه، نتایج حاصل از شبیه سازی تمرکز امواج فرا صوتی ارایه شده است.

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.

اخیرا مطالعاتی در زمینه توسعه روش های جدید برای افزایش چسبندگی باکتریایی روی سطوح پلیمری وجود دارد که در کاربرد های بیولوژیکی از جمله بیوسنسور های پایه سلولی استفاده می شوند. در این مطالعه، سطح فیلم پلی اتیلن ترفتالات (PET) در معرض نور لیزر های اکسایمر کریپتون فلوئوراید (KrF) و دی اکسید کربن (CO2) ضربه ای قرار گرفت و رفتار چسبندگی باکتری اشرشیاکلی (E-coli K-12) روی سطوح پرتو دهی شده در شرایط آزمایشگاهی (in virto) بررسی شد. تغییرات خواص سطح PET حاصل از پرتو دهی لیزر، توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) و اندازه گیری زاویه تماس مشخص شد. نتایج نشان داد که آمایش لیزری باعث تغییر مورفولوژی و همچنین آبدوستی سطح PET می شود. تعداد باکتری های E-coil K-12 که به سطح PET چسبیده بودند به طور کمی توسط رنگ آمیزی فلورسنت، مشاهدات میکروسکوپی و شمارش از طریق نرم افزار Image Proplus بررسی شد. نتایج نشان داد که تعداد باکتری های E-coil K-12 چسبیده به سطوح پرتو دهی شده با لیزر های کریپتون فلورئورید و دی اکسید کربن در مقایسه با سطوح اصلاح نشده افزایش یافت.

در این تحقیق، پارامتر های یک مدل غیر خطی از سیستم همودینامیک معروف به مدل بالون به منظور تحلیل تصاویر تصویر برداری عملکردی تشدید مغناطیسی (fMRI) مورد شناسایی و ارزیابی قرار گرفته است. برای تخمین پارامتر های این مدل از دو روش استفاده شد. در این روش ها ابتدا واکسل هایی که سری های زمانی آنها حاوی فعالیت عصبی (ایجاد شده در اثر تحریک) هستند، شناسایی می گردد. سپس برای سری زمانی هر واکسل، پارامتر های مدل بالون یک بار با استفاده از روش «تندترین شیب» و یک بار با استفاده از الگوریتم ژنتیک تخمین زده می شوند. روش های پیشنهادی فوق روی داده های واقعی تصویربرداری عملکردی تشدید مغناطیسی به کار گرفته شد و شناسایی سیستم غیرخطی بالون برای واکسل های مختلف مغز توسط آنها انجام گرفت. دقت این شناسایی ها با مقایسه خروجی مدل حاصل و سری زمانی هر واکسل (داده واقعی) نشان داده شد. همچنین نتایج تخمین پارامتر با روش های پیشنهادی و نتایج حاصل از شناسایی سیستم به وسیله کرنل های ولترا که در سایر تحقیقات انجام شده است، کاملا سازگار بود. از این رو روش های پیشنهادی با احتراز از پیچیدگی های تحلیل نظری و با سرعت قابل قبول (به ویژه روش تندترین شیب) می توانند شناسایی سیستم را با بکارگیری روش های عددی انجام دهند.

در این تحقیق، سنتز تکرارپذیر کلسیم فسفات آمورف کربناتی از طریق استفاده از محلول های حاوی کلسیم و فسفات با غلظت پایین، دمای پایین، pH بالا و خشک کردن به شیوه انجمادی انجام شده است. مابین میزان کربنات به کار رفته در محلول سنتز و کربنات موجود در محصول آمورف یک رابطه غیرخطی وجود داشت. با افزودن مقادیر مختلف کربنات به محلول سنتز، تهیه انواع کلسیم فسفات آمورف کربناتی با مقدار کربنات و نسبت Ca/P متفاوت، مشابه فاز معدنی استخوان، امکان پذیر خواهد بود به طوری که با افزایش مقدار کربنات ورودی به محلول سنتز، نسبت Ca/P رسوب افزایش می یابد. آب باقیمانده در رسوب آمورف خشک شده به روش انجمادی را می توان توسط عملیات حرارتی در دمای بالا خارج کرد بدون آنکه رسوب، ویژگی آمورف بودن خود را از دست دهد. بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیز عنصری کربن و آنالیز حرارتی، خروج کربنات در محدود دمایی 500-1150°C اتفاق می افتد. انحلال کلسیم فسفات آمورف کربناتی در محیط شبیه سازی شده سلول های جذب استخوان (pH 4.4-5.5) به میزان کربنات و آب باقیمانده وابسته است. در مقادیر بالای کربنات موجود در محصول، میزان انحلال توسط مقدار کربنات کنترل می شود در حالی که در مقادیر کم، حضور آب باقیمانده اثر بیشتری بر میزان انحلال خواهد داشت. سینتیک انحلال کلسیم فسفات های آمورف کربناتی در هر دو حالت«خشک شده به صورت انجمادی» و «عملیات حرارتی شده» در شرایط جذب استخوان توسط نفوذ از لایه محصول کنترل می شود. تشکیل یک نوع کلسیم فسفات آمورف و/ یا دی کلسیم فسفات دی هیدرات به عنوان لایه محصول از جذب کامل کلسیم فسفات آمورف کربناتی جلوگیری می کند.

در این تحقیق، با استخراج خواص پدیده های آشوبگون و بررسی سه دسته سیگنال قلبی شامل سیگنال های طبیعی، تاکیکاردی بطنی و فیبریلاسیون بطنی مشاهده شد که این خواص به صورت مشخصی در سیگنال فیبریلاسیون بطنی وجود دارند. از یک شبکه عصبی پس انتشار خطا برای جدا سازی سیگنال فیبریلاسیون بطنی نسبت به دو نوع دیگر سیگنال قلبی استفاده گردید. شبکه در دو حوزه زمان و فرکانس تحت آموزش قرار گرفته و نتایج نشان داد که در حالت عادی، استفاده از سیگنال های زمانی در مقایسه با طیف فرکانسی از قابلیت اعتماد بالایی برخوردار نیست. بر اساس یک ایده نو و با استفاده از تکنیک «داده های جایگزین» که در فرآیند های آشوبگون به کار می رود، بهبود چشمگیری در کارآیی شبکه در حوزه زمان به دست آمد. همچنین شبیه سازی ها نشان داد که دینامیک آشوبگون تولید کننده سیگنال فیبریلاسیون بطنی، یک دینامیک متغیر با زمان است.

زردی یکی از بیماری های شایع دوران نوزادی است. این بیماری در اکثر موارد خطر جدی نداشته و عموما با فتوتراپی و یا در موارد وخیم تر با تعویض خون بهبود می یابد. لکن در شرایط خاص، مقادیر بالای بیلیروبین سرم از سد خونی- مغزی می تواند عبور کند تا متعاقبا موجب آسیب عصبی، از دست دادن شنوایی و حتی تشنج و مرگ خواهد شد. مدلسازی بیماری در زمینه تشخیص و یا پیش بینی به صورت مجزا و یا توام، مقوله ای است که در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این مقاله، ضمن مروری بر مدل های ارایه شده قبلی در رابطه با زردی نوزاد، بر اساس داده های جمع آوری شده از نوزادان داخل کشور، مدل هایی جهت تشخیص نوع بیماری و همچنین پیش بینی ابتلا به زردی برای اولین بار ارایه گردیده است. همچنین، طرح درمان آن در ایران در قالب جدولی تدوین شده است. در این مدلسازی از شبکه های عصبی جلوسو سه لایه استفاده شده است. از نتایج این مدلسازی می توان در جهت کاهش هزینه های اضافی درمان و جلوگیری از صدمات احتمالی به نوزاد بهره گرفت.