ناصر فتورائی
دانشیار، گروه بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
[ 1 ] - تخمین نیروهای عضلات و مفاصل کمری تحت فعالیتهای فیزیکی مختلف با استفاده از یک مدل ترکیبی بهینه‌سازی و الکترومایوگرافی از ستون فقرات
شیوع کمردرد و ناهنجاریهای کمری در جوامع مختلف رو به افزایش است، به علاوه اندازهگیری مستقیم نیروی مربوط به عضلات و مهرههای ستون فقرات بسیار دشوار است. از این‌رو، استفاده از مدلهای بیومکانیکی اسکلتی-عضلانی به عنوان یک ابزار جهت محاسبه و تخمین نیروهای وارده بر ستون فقرات در فعالیتهای مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده است. لذا هدف این پژوهش تخمین نیروهای مذکور به روشهای مختلف به خصوص در فعالیت ...
[ 2 ] - تاثیر بیماری سولکوس بر عملکرد تارهای صوتی به روش محاسباتی برهمکنش سیال و جامد
صحبت کردن انسان، فرآیند بسیار پیچیدهای میباشد که حاصل برهمکنش جریان هوا در طول حنجره و ساختار ارتعاشی تارهای صوتی است. سولکوس، یکی از بیماریهای مرتبط با تارهای صوتی است که در این بیماری، لایه‌هایی از تارهای صوتی وجود نداشته و تارهای صوتی دارای شکاف هستند و درنتیجه اختلالاتی در تولید صوت ایجاد میشود. در این مقاله برای اولین بار، بیماری سولکوس به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیرات بی...
[ 3 ] - تحلیل عددی مدل سه‌بعدی طناب نخاعی در شرایط بیماری سیرنگومیلی با استفاده از روش برهمکنش سیال و جامد
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...
[ 4 ] - مدلسازی عددی پدیدة تنظیم خودکار در شریان کاروتید مشترک انسانی
ﻫﺮ ارﮔﺎن ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﺣﺘﯿﺎﺟﺎت ﻣﺘﺎﺑﻮﻟﯿﮏ (سوختوسازی) و ﻋﻤﻠﮑﺮدی ﺧﻮد ممکن است ﺑﻪ مقادیر متفاوتی از جریان ﺧﻮن ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪ باشد؛ درنتیجه ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر پدیده‌ای ﻣﻬﻢ ﻣﺤﺴﻮب میشود. ﭘﺪﯾﺪة ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺧﻮدﮐﺎر تنش برشی به‌عنوان ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ ذاﺗﯽ ﯾﮏ ارﮔﺎن ﺑﺮای ﺛﺎﺑﺖ نگه‌داشتن شرایط همودینامیک درﻣﻘﺎﺑـﻞ ﺗﻐﯿﯿـﺮات ضربان قلب و فشار پرفیوژن ﺗﻌﺮﯾﻒ میشود؛ ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ ضربان قلب در ﺑﺪن، شریان‌ها ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺮخ ﺟﺮﯾﺎن لازم و برای ثابت ن...
[ 5 ] - ارائه‌‌ی روشی هوشمند به منظور استخراج خودکار پارامترهای موردنیاز در جراحی ستون فقرات با به‌کارگیری ابر نقاط تصاویر توموگرافیک
ناهنجاریهای هندسی ستون فقرات، بطور کلی با دردهای مزمن کمری و گردنی همراه هستند. در این ناهنجاریها، انحنای ستون مهره در فضای سه‌بعدی دستخوش تغییراتی میشود که در بسیاری از موارد ضمن کاهش میزان بازشدگی قفسه سینه، به اختلالات تنفسی و اثرات منفی بر روی سیستم قلبی منجر میشود. برای تصحیح این ناهنجاریها و جلوگیری از پیشرفت آن‌ها در حالت حاد، جراحان از جراحی فیوژن خلفی ستون مهره‌ها استفاده می‌کنند...
[ 6 ] - مدل ساختاری میوکارد غیرفعّال گوسفند
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 ت...
[ 7 ] - اندازهگیری خواص مکانیکی ورید سافینوس انسان با استفاده از آزمایش تورم
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...
[ 8 ] - بررسی عددی تأثیر انعطاف پذیری دیواره دولایه ای متخلخل بر روی جریان فیلتراسیون در جریان ضربانی وغیرنیوتنی خون از یک شریانکاروتیدبا گرفتگی متقارن
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 ...
[ 9 ] - مطالعة آزمایشگاهی عوامل مؤثر برحرکت دودی‌شکل میزنای در مجرای بیولوژیک
جریان پریستالتیک یا دودی‌شکل یکی از مهمترین مکانیسم‌های انتقال سیال است. این جریان علاوه بر کاربردهای متنوع در مهندسی، مکانیسم بسیار مهم انتقال سیال در بسیاری از اندام‌های بیولوژیک به خصوص در دستگاه گوارش و دفع ادرار محسوب میشود. در این مقاله، انتقال بولاس ادرار در میزنای با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز حرکات دودی‌شکل بررسی شده است. از ویژگی‌های این دستگاه می‌توان به قابلیت برر...
[ 10 ] - بررسی عددی اثر نفوذپذیری دیواره بر پارامترهای همودینامیک در جریان ضربانی خون از یک شریان کاروتید گرفته شده با دیواره دو لایه‌ای انعطاف‌پذیر
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 ...
[ 11 ] - استخراج پارامترهای خواص مکانیکی عروق مغزی انسان با استفاده از آزمون کشش دومحوری
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 دوا...
[ 12 ] - اندازه گیری تجربی و شبیه سازی عددی راستای ستون مهره هنگام وضعیت خواب به پهلو و تعیین مقدار بهینه سفتی لازم برای هر جز تشک برای مردان
هدف این مطالعه در دو بخش ، بررسی عملکرد یک نوع جدید تشک با چیدمان سفارشی است . در مرحله اول راستای ستون مهره های مردان بر روی سطح سفت، نرم و تشک سفارشی چیدمان شده، استخراج و مورد مقایسه قرار گرفته است. در ابتدا پس از اخذ داده های ابعاد سنجی، از 25 داوطلب مرد خواسته شد تا بر روی سطوح مذکور بر اساس پروتکل از پیش تعیین شده ای، در وضعیت خواب به پهلو قرار گیرند. سپس مختصات مکانی نشانگرهای نصب ش...
[ 13 ] - بررسی تأثیر حرکت دیوارة قلب بر دبی جریان ضربانی در شریان الاستیک کرونری
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...
[ 14 ] - مدلسازی اثر میدان مغناطیسی بر مسیر جت نانوفیبرهای تولیدی در روش الکتروریسی به منظور ساخت بهینه داربست های مهندسی بافت
در این مطالعه سازوکاری برای کنترل مسیر حرکت جت نانوفیبرهای تولید شده در روش الکتروریسی به کمک میدان مغناطیسی ارائه و مدلسازی می گردد. در ابتدا مسیر جت با کمک تعدادی قطعه ویسکوالاستیک مدلسازی شد. با در نظر گرفتن نیروهای حاکم بر این سیستم و معادله تعادل اندازه حرکت و ویسکوالاستیک ماکسول مسیر حرکت سیال با کمک نرم افزار MATLAB با روش عددی رونگ کوتا مدل شد. پس از اطمینان از صحت عملکرد سیستم، رفتار آ...
[ 15 ] - تحلیل عددی انسداد کامل شریان کاروتید معمولی انسان در اثر پدیده ترومبوآمبولی شریانی با ارائه یک مدل اجزای محدود تماسی
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...
[ 16 ] - تحلیل عددی پارامترهای موثر بر جریان در یک مدل کامل میزنای با حرکت دودی شکل
جریان بازگشتی (رفلاکس) مثانه به میزنای یکی از عوامل شایع پدید آورنده بیماری های پیلونفریت و سیستیت است. اتساع میزنای، لگنچه کلیوی و کالیس ها به طور معمول در اثر رفلاکس مشاهده می شود. در این مقاله به منظور بررسی پدیده مذکور، یک مدل متقارن محوری معرفی شده است. برای مدلسازی انقباض میزنای از یک جسم صلب که با جدار خارجی میزنای برخورد دارد، استفاده شده است. معادلات اجزای محدود برای سیال و جامد با است...
[ 17 ] - تحلیل جریان و انتقال حرارت در ویسکومتر همورئولوژیکی با استفاده از شبیه سازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی
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 نیوت...
[ 18 ] - شبیه سازی جریان خون در وسیله کمکی بطن چپ از نوع کیسه ای با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی
در زندگی صنعتی امروز، تقاضا برای پیوند قلب رو به افزایش است. به همین دلیل نیاز به وسایل کمکی کاشتنی در بدن به منظور استفاده طولانی مدت بیشتر شده است. یکی از جدیدترین این وسایل، از نوع کسیه ای آن است که قابلیت کاشتن در بدن را داشته و مولد جریان ضربانی می باشد. در تحقیق حاضر، سه مدل مختلف از وسیله کمکی بطن چپ قلب از نوع کیسه ای به صورت عددی تحلیل شده است. در مدل 1، حرکت دیواره متحرک وسیله کمکی به...
[ 19 ] - شبیهسازی پدیده ترومبوآمبولی در دوشاخگی شریان کاروتید با استفاده از روش برهمکنش سیال و جامد: نقش زاویه دوشاخگی بر همودینامیک شریان
با وجود اهمیت زیادی که پدیده ترومبوآمبولیسم به عنوان عامل اصلی سکته مغزی دارد تاکنون اطلاعات اندکی در مورد عوامل همودینامیکی‌ای که در مسیر حرکت آن موثر هستند به‌دست آمده است راستای. در بررسی اثر آمبولی در انسداد و یا انتقال آمبولی، در تحقیق حاضر یک مدل عددی ارائه شده که در آن حرکت یک توده لخته خون با هندسه ایده‌آل کروی در دوشاخگی شریان کاروتید انسان بررسی شده است. زاویه دوشاخگی به عنوان یک متغی...
[ 20 ] - Mechanical behavior measurement of the sheep small intestine using experimental tests
Background: There is no consistent data on the mechanical properties of sheep intestine. OBJECTIVES: We performed a series of biaxial strain measurement experiments and extracted the constitutive model to describe the mechanical characteristics of the sheep intestinal tissue. METHODS: Eleven specimens were obtained freshly from sacrificed sheep and the planar biaxial tests were performed on th...
[ 21 ] - تاثیر بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای رباط متقاطع جلویی روی تنش فشاری منیسک‌ها (یک مطالعه محاسباتی)
پیش‌زمینه: پارگی رباط متقاطع جلویی از رایج‌ترین آسیب‌های زانو در ورزشکاران است. برای جبران عملکرد زانو پس از پارگی، عمل بازسازی رباط انجام میشود. این تحقیق تأثیر بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای رباط متقاطع جلویی روی تنش فشاری منیسک‌ها را بررسی نمود. مواد و روش‌ها: در این مطالعه ۴ حالت سالم، فاقد رباط متقاطع جلویی، بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای رباط شبیهسازی شدند. ابتدا مدل ابر ن ق اط بافتها ...
[ 22 ] - بررسی عددی انتقال توده ادرار در میزنای با استفاده از مدل ریاضی مبتنی بر داده های مورفومتریک کلینیکی در حین سازوکار دودی شکل
سابقه و هدف: یکی از مهم ترین بیماری های دستگاه دفع ادرار، رفلاکس جریان ادرار در میزنای است. رفلاکس می تواند باعث انتقال باکتری ها و مواد سمی از مثانه به لگنچه های کلیوی و سپس به کلیه ها و باعث تخریب کلیه و انتشار عفونت در بدن شود. تحلیل مهندسی سازوکار دودی شکل در میزنای می تواند نقش بسزایی در شناخت این عارضه داشته باشد و راهکارهایی برای برطرف کردن این مشکل، از جمله طراحی ابزارها...
[ 23 ] - تعیین رفتار غیر خطی دیواره میزنای انسان با استفاده از آزمون های تجربی کشش تک و دومحوری
زمینه و هدف : خواص مکانیکی میزنای تحت بیماریهای مختلف تغییر پیدا میکند. بنابراین داشتن خواص میزنای سالم جهت تشخیص ناهنجاریهای بافتی ضروری است. تغییرات تنش دیواره میزنای میتواند منجر به برخی ناهنجاریها از جمله ریفلاکس باشد. تحلیل عددی جریان در میزنای میتواند نقش بهسزایی در شناخت این عارضه داشته باشد. روش بررسی: برای این منظور داشتن یک مدل بنیادی که پاسخ مکانیکی دیواره میزنای را تحت بار...
[ 24 ] - Measuring the Nitroglycerine-Induced Vasodilation in Carotid Arteries
Introduction: Nitroglycerin is a fast-acting drug that rapidly dilates coronary arteries and thus increases blood flow to these vessels, and increases the blood flow through the lateral vessels to low blood areas. It also reduces both end diastolic pressure and volume of the left ventricular. However, the effect of nitroglycerin on the circulation hemodynamic is not known. Caro...
[ 25 ] - شبیهسازی عددی لایه‌مرزی غلظت لیپوپروتئین‌های کم‌چگال در یک شریان مستقیم و بررسی اثرات تنش برشی
لیپوپروتئین‌های کم‌چگال (ال دی ال)، که به عنوان کلسترول بد شناخته می‌شوند، عامل اصلی شکل‌گیری عارضه تصلب شرایین به حساب می‌آیند. تجمع غیرطبیعی ال دی ال در دیواره شریان و در نتیجه تشکیل اکسید ال دی ال میتواند منجر به تصلب شریان گردد. از این‌رو در تحقیق حاضر، لایه‌مرزی غلظت ال دی ال در مجرای شریانی مستقیم به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، بقای مومنتوم و ا...
نویسندگان همکار