به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

ali esteki

  • Abolfazl Karimiyan Abdar, Ali Esteki, Mohsen Sheikh Hassani*

    The impact of cognitive tasks on human movement is of practical significance; we hereby aim to demonstrate that a significant relationship exists between the dual task’s cognitive demand and the disruption caused in hand movement, with the hope to extend this experiment to subjects with disorders (MS, CP, stroke patients) in future studies. By doing so, we hope to be able to develop a metric for evaluating their disease levels using our method and minimize clinical interventions. While previous research has predominantly focused on lower body activities, this study explores the effect of dual tasks on hand movements in healthy individuals.A simulated finger-to-nose test combined with a standard reverse counting task, featuring four difficulty levels, was conducted. Utilizing SVM and decision tree classifiers, we analyzed various features to discern the impact of cognitive tasks on hand movements, including completed cycles and idle time at markers. Our findings reveal that features such as entropy and kurtosis effectively distinguish between task difficulty levels and hand movement disruption. The classifiers achieved accuracies of 70% and 74% for decision tree and SVM, respectively. We hope extending this research to diseased subjects could potentially provide a more accurate assessment of disease severity through the measurement of hand movements during cognitive tasks, offering a non-clinical alternative for disease evaluation.

    Keywords: Hand Movement Analysis, Cognitive Task, Dual Tasks, Finger To Nose Test
  • علی استکی، بهروز مجیدی*
    هدف از این تحقیق، مطالعه تاثیر شیار دوم در دندانه استاتور بر روی عملکرد دو ساختار متداول روتور به نام های اسپکی و سطحی، برای موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) است. نتایج برای حالت های مختلف بسته بودن شیارها ارایه و مقایسه شده است. سپس با جای گذاری یک سیم پیچ تغذیه شده با جریان مستقیم و یا آهنرباهای مغناطیس دایم درون شیار دندانه های استاتور موتوری که در مراحل قبل بهترین عملکرد را داشته، دو مدل هیبرید BLDC معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج حاکی از آن است که رویکرد بستن شیار به شدت بر روی نوسانات گشتاور موثر است در حالی که گشتاور تولیدی هر دو ساختار تقریبا ثابت مانده است. در خصوص HBLDC، میدان الکترومغناطیسی جانبی که در شیار دندانه استاتور جای گذاری شده عملکرد گشتاوری موتورها را بهبود می بخشد. در همه مراحل این تحقیق از روش اجزای محدود استفاده شده است.
    کلید واژگان: روش اجزا محدود, شیار دوگانه استاتور, ماشین بدون جاروبک جریان مستقیم, مدل هیبرید
    Ali Esteki, Behrooz Majidi *
    The aim of this paper is to investigate the impact of second slot in stator tooth on performance of two commonly used rotor structures, namely Surface-type and Spoke-type, for a brushless direct current (BLDC) motor. The comparative results are reported for different closing slot conditions. Afterwards by inserting a direct current driven winding or permanent magnets (PMs) into the stator tooth slots of best performed model of previous stage, two hybrid-brushless direct current (HBLDC) motors are introduced and studied. The results demonstrated that slot-closing strategy has high impact on torque fluctuations while the torque produced remain almost constant. For HBLDC, the auxiliary Electro-Magnetic field, placed in stator slot, developed torque performance of the motors. The finite element method (FEM) is used in stages of study.
    Keywords: brushless direct current, Double-Slot Stator, Finite Element Method, Surface, Spoke-type, torque
  • Fatemeh Valipour *, Ali Esteki
    Background
    Hand tremor is one of the consequences of MS disease degrading quality of patient’s life. Recently DBS is used as a prominent treatment to reduce this effect. Evaluation of this approach has significant importance because of the prevalence rate of disease.
    Objective
    The purpose of this study was the nonlinear analysis of tremor signal in order to evaluate the quantitative effect of DBS on reducing MS tremor and differentiating between them using pattern recognition algorithms.
    Material and Methods
    In this analytical study, nine features were extracted from the tremor signal. Through statistical analysis, the significance level of each feature was examined. Finally, tremor signals were categorized by SVM, weighted KNN and NN classifiers. The performance of methods was compared with an ROC graph.
    Results
    The results have demonstrated that dominant frequency, maximum amplitude and energy of the first IMF, deviation of the direct path, sample entropy and fuzzy entropy have the potential to create a significant difference between the tremor signals. The classification accuracy rate of tremor signals in three groups for Weighted KNN, NN and SVM with Gaussian and Quadratic kernels resulted in 95.1%, 93.2%, 91.3% and 88.3%, respectively.
    Conclusion
    Generally, nonlinear and nonstationary analyses have a high potential for a quantitative and objective measure of MS tremor. Weighted KNN has shown the best performance of classification with the accuracy of more than 95%. It has been indicated that DBS has a positive influence on reducing the MS tremor. Therefore, DBS can be used in the objective improvement of tremor in MS patients.
    Keywords: Multiple Sclerosis’s Disease, Deep brain stimulation, MS Tremor, Empirical Mode Decomposition, Nonlinear Analysis, Support Vector Machine, Neural Networks, Computer, K-Nearest Neighbor
  • Hoda Niknam, Ali Esteki, Mahyar Salavati, Sedighe Kahrizi
    Background
    Reconstruction surgery is one of the treatment methods after an anterior cruciate ligament (ACL) injury especially in athletes. Reconstructed ACL is associated with altered joint biomechanics, abnormal muscle strength, gait disorder and decreased athletic performance. Abnormal walking pattern has been shown to be one of the functional consequences of ACL reconstruction..
    Objectives
    The aim of this study was to investigate the reliability of kinematic and spatiotemporal gait parameters after ACL reconstruction using Zebris ultrasound movement analysis system..
    Methods
    A sample of convenience including 20 healthy athletes and 20 athletes 4 to 6 months after ACL reconstruction participated. Subjects walked on a treadmill for one minute at preferred, high and low speeds and kinematic and spatio - temporal parameters including stride time, stride length, maximum knee flexion, maximum knee flexion velocity and maximum knee extension velocity are calculated..
    Results
    In the patient group, relative reliability measures for almost all parameters were high at low (ICC: 0.7 - 0.97), preferred and high speeds (ICC: 0.75 - 0.97). This was also true for the control group, were reliability for all parameters was high at low, preferred (ICC: 0.74 - 0.99) and high (ICC: 0.83 - 0.99) speeds, except for stride time of the left leg which showed moderate reliability. Additionally, at high speed, all parameters revealed very high reliability..
    Conclusions
    Zebris movement analysis system is a highly reliable instrument for the measurement of gait parameters at different speeds in healthy athletes and those after ACL reconstruction surgery. This implies its use in the assessment and treatment process of gait deficits in such a clinically important population..
    Keywords: Anterior Cruciate Ligament Reconstruction, Walking, Gait, Reliability, Spatiotemporal Analysis, Kinematic
  • Morteza Darjani*, Ali Esteki, S. Ahmad Hassantash
    Coronary artery bypass graft surgery is a customary therapy for vascular-related diseases, with many thousands of such a surgical modality reported annually. In this surgery, the saphenous vein, internal mammary artery, or radial artery is grafted in order to replace the coronary arteries. Using a device designed in our own laboratory, we primarily sought to find a suitable model representing the mechanical behavior of the human saphenous vein wall and then to assess its mechanical properties. The most important feature of this device is its ability to simulate the physiological conditions that exist inside the human body. We obtained 2 samples the saphenous opening and the medial epicondyle in patients with hypertension. After performing measurements at frequencies near to the heart beat frequency and finding the loss and storage moduli for each frequency, we found that—in the scanned frequency range—the Kelvin model was the best approach to evaluating the viscoelastic behavior of the vessels. Our findings also indicated that the elasticity and damping coefficients could be deemed equal along the length of the saphenous vein. Accordingly, we would advise that heart surgeons not consider the changes in the mechanical properties along the length of the saphenous vein at the time of transplantation. (Iranian Heart Journal 2016; 17(3):27-35
    Keywords: Mechanical behavior, Pressure–diameter test, Viscoelastic modeling, Soft tissue, Saphenous vein
  • Zahra Safaeepour *, Ali Esteki, Abdollah Shamloo, Farhad Tabatabai
    Objective
    This paper describes further improvement and preliminarily evaluation of a novel viscoelastic ankle-foot prosthesis prototype. The objective was to control the ankle hysteresis at slow and normal walking speeds.
    Methods
    Inspired by the ankle biomechanics, in which the hysteresis differs based on the gait speeds, a manually damping control mechanism imbedded in the prosthesis for adjusting the ankle damping at slow and normal walking speeds. The prototype was then preliminarily tested on an able-bodied subject wearing an adaptor which simulates the amputee walking. The ankle joint kinetics and kinematics were measured in a gait analysis lab at different walking speeds.
    Results
    The results suggest that the viscoelastic ankle foot prosthesis prototype could provide a smooth normal-like walking for most of the measured gait characteristics in slow and normal speeds.
    Discussion
    Therefore, it is suggested to apply a controllable damping mechanism based on the gait speeds in the design of new prosthetic feet.
    Keywords: Ankle, foot prosthesis, walking speed, ankle damping, viscoelastic
  • Hamideh Esmailpour, Ali Esteki, Afsoun Seddighi
    Background and
    Purpose
    Multiple sclerosis (MS) is a chronic disease that gives rise to a number of unpleasant symptoms that can be difficult to manage by conventional means. There are some aspects of MS-related disability which can be improved by using Deep Brain Stimulation (DBS); particularly movement disorders, such as tremor. The research aim is to study the effect of DBS on MS tremor with a quantitative approach.
    Methods
    Raw tremor data was provided by the Surgical Center for Movement Disorders at the University of British Columbia, Canada. The hand tremor signal was collected on 8 MS subjects and 10 healthy individuals during finger-to-nose test (FNT) by using motion analysis system. Patients executed the FNT with DBS OFF and ON. Nonlinear and statistical features were extracted from tremor spectrum as tremor indexes. Tremor reduction by using DBS was determined by classifying mentioned features into three groups of healthy, DBS ON and DBS OFF.
    Results
    Several dominant peaks were observed in power spectrum of the recorded signals which indicate MS tremor consists of several tremor subtypes due to different sites of demyelinating lesions affecting cerebellum and its output pathways. Results of frequency analysis revealed tremor spectrum dominant frequency in healthy group was significantly greater than for the patients with DBS ON and OFF (p<0.05). Additionally, classification results demonstrated that tremor of 6 patients out of 8 decreased significantly when their DBS was ON.
    Conclusion
    Overall, in 75% of patients with MS who suffered from tremor, thalamic DBS significantly reduced their tremor. In addition, power spectrum dominant frequency has high potential for a quantitative and objective measure of MS tremor.
    Keywords: Deep Brain Stimulation, MS tremor, classification, nonlinear analysis
  • سلمان نظری مقدم، بهنام اخباری، علی استکی، مهیار صلواتی، سهراب کیهانی، افسانه زینال زاده
    زمینه و هدف
    هدف از انجام مطالعه، بررسی تاثیر بار شناختی بر تغییر پذیری مولفه های زمانی- مکانی راه رفتن در افراد با و بدون پارگی رباط متقاطع قدامی با استفاده از رفتار دینامیک خطی می باشد.
    روش بررسی
    مولفه های زمانی- مکانی راه رفتن در 22 فرد دارای پارگی رباط متقاطع قدامی (24.32±3.37)و22 فرد سالم(25.95±4.69) در سه سطح دشواری تکلیف حرکتی(سرعت بالا، سرعت ترجیحی و سرعت پایین) و در دو سطح دشواری تکلیف شناختی (با و بدون آزمون شنیداری استروپ) مورد پردازش قرار گرفت. ضریب تغییرات طول گام، زمان گام، عرض گام به عنوان شاخص های تغییر پذیری مولفه های زمانی- مکانی محاسبه شدند.
    یافته ها
    نتایج این مطالعه نشان داد که اثر خالص دشواری تکلیف حرکتی بر ضریب تغییرات طول گام، زمان گام و عرض گام معنی دار بود. همچنین اثر متقابل سطح سلامتی و دشواری تکلیف شناختی بر ضریب تغییرات عرض گام معنی دار شده است ((P=0/05. اثر متقابل دشواری تکلیف شناختی حرکتی و دشواری تکلیف شناختی نیز بر ضریب تغییرات طول گام، زمان گام و عرض گام معنی دار شده است ((P<0/05. اثر متقابل گروه و دشواری تکلیف شناختی حرکتی و دشواری تکلیف شناختی نیز بر ضریب تغییرات طول گام، زمان گام و عرض گام معنی دار نشده است ((P>0/05.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد هر دو گروه سالم و بیمار در مواجهه با سطوح متفاوت سرعت راه رفتن و تکلیف شناختی رفتار مشابهی داشتند. همچنین نتایج نشان داد که تغییر پذیری عرض گام شاخص حساستری نسبت به تغییر پذیری طول گام و زمان گام جهت تشخیص تقابل گروه در سرعت راه رفتن است. به نظر می رسد مطالعات آینده جهت بررسی ابزار ها و روش های متفاوت دیگر جهت اندازه گیری شاخص های تغییر پذیری ضروری است.
    کلید واژگان: پردازش راه رفتن, پارگی رباط متقاطع قدامی, تکلیف دو گانه, تغییر پذیری
    Salman Nazary, Moghadam, Behnam Akhbari, Ali Esteki, Mahyar Salavati, Sohrab Keyhani, Afsaneh Zeinalzadeh
    Purpose
    The present study aimed to determine the effect of dual-tasking on spatiotemporal characteristics in subjects with and without Anterior Cruciate Ligament Deficiency (ACLD) using linear dynamics.
    Methods
    In this mixed model design study, spatiotemporal parameters were measured in 22 patients with ACLD (25.95±4.69 y) and 22 control subjects (24.32±3.37 y) while they were walking with different levels of gait velocity (high velocity, self-selected velocity, low velocity) in isolation or concurrently with auditory Stroop task. Coefficient of Variation (CV) was used to calculate variability of step length, step time and step width as dependent variables using custommade MATLAB code. Mixed model of analysis of variance and post hoc analyses were used for data analysis.
    Results
    The results showed that interactions of group by gait velocity due to cognitive difficulty were not significant for all mentioned variables (P>0.05). Group Interactions due to cognitive task difficulty were significant only in CV of step width (P=0.05). Interactions of motor task difficulty by cognitive difficulty were significant for CV of step length, step time, and step width in all participants (P<0.05). The main effects of gait velocity in all dependent variables were significant (P<0.05).
    Conclusion
    Results showed that step width variability is a more sensitive measure for detecting interaction of group due to cognitive task difficulty compared to variability of step length and step time. Future studies could test this hypothesis in ACL deficient subjects using different measures.
    Keywords: Gait, Anterior cruciate ligament, Attention, Variability
  • زهرا صفایی پور*، علی استکی، فرهاد طباطبایی قمشه، محمد ابراهیم موسوی
    هدف
    هدف این تحقیق آنالیز نمودار گشتاور زاویه مفصل مچ پا و تعیین مشخصات مفصل مچ در مراحل و سرعت های مختلف راه رفتن برای کاربرد در طراحی پروتزهای مچ و پنجه پا بود.
    روش بررسی
    مطالعه به صورت مقطعی تحلیلی بود و 20 نمونه در دسترس انتخاب شدند. آنالیز راه رفتن در سرعت های مختلف و با دو صفحه نیرو و پنج دوربین انجام شد. براساس نمودار گشتاورزاویه، فاز ایستایی به سه مرحله تقسیم شد. مشخصات مفصل مچ شامل شبه سفتی و کار در این مراحل محاسبه شد. مقایسه میانگین متغیرها در مراحل و سرعت های مختلف راه رفتن با آزمون آنالیز پراکنش سنجش مکرر صورت گرفت و برای برازش مدل خطی به داده ها، از آنالیز رگرسیون خطی استفاده شد.
    یافته ها
    نمودار گشتاور زاویه در سرعت های آهسته تر، در جهت عقربه های ساعت و با افزایش سرعت، خلاف جهت عقربه های ساعت بود. بهترین خط برازش شده به نمودار کار، سرعت راه رفتن 0٫81=2R بود. بین شبه سفتی مفصل مچ در سرعت تند و طبیعی با شبه سفتی در سرعت های کمتر، تفاوت معناداری وجود داشت (0٫001>P).
    نتیجه گیری
    رفتار نمودار گشتاور زاویه در سرعت های آهسته تر نشان دهنده عملکرد غیرفعال و اتلافی در مفصل مچ و با افزایش سرعت، نشان دهنده عملکرد فعال این مفصل بود. براساس نتایج، مشخصات مفصل مچ در سرعت ها و مراحل مختلف راه رفتن تغییر می کند. بنابراین، در سرعت های پایین تر، یک مدل فنر دمپر با اتلاف تنظیم شده توانایی شبیه سازی عملکرد مفصل مچ را دارد؛ گرچه در سرعت های بیشتر، باید برای عناصر فعال، سهمی درنظر گرفت.
    کلید واژگان: پروتز مچ و پنجه, راه رفتن, زاویه مچ پا, شبه سفتی, گشتاور مچ پا
    Zahra Safaaeepour *, Ali Esteki, Farhad Tabatabaei Ghomsheh, Mohammad Ebrahim Mousavi
    Objective
    Aim of this study was to analysis the ankle moment-angle relation and its characteristics at different gait speeds and phases for using in prosthetic ankle-foot design.
    Materials and Methods
    This was a cross-sectional analytic study in which 20 participants were chosen with assessable sampling method. Gait analysis at different speeds was performed with two force-plates and five high speed cameras. Ankle characteristics including quasi-stiffness and work were estimated at three periods of stance phase based on moment-angle loop. Mean differences were analyzed with repeated measure ANOVA and regression analysis was performed to fit the linear model to the data.
    Results
    Moment-angle curve was clockwise at slower speeds and turned counter-clockwise while speed increased. The best fitted line to the work-walking speed curve had R2= 0.81. There were significant differences in quasi-stiffness between fast and normal speed and slower speeds (p<0.001).
    Conclusion
    Moment-angle curve displayed ankle passive function in slower speeds and active function in faster speeds. Results showed ankle characteristics varied at different gait phases and speeds. Thus, at slower speeds a spring-damper model with regulable damping would simulate the ankle function. However, at higher speeds the active elements also should be considered.
    Keywords: Walking, Ankle moment, Ankle angle, Ankle, foot prosthesis, Quasi, stiffness
  • افسانه یاوری، مصطفی رستمی*، علی استکی، علی تنباکوساز، مهدی یوسفی آذر
    در سالهای اخیر، مطالعات بیومکانیک بسیاری در مورد پایداری بدن با بکارگیری داده های سینماتیک انجام شده است. بیشتر تحقیقات، بر افراد بیمار با ناتوانایی های تعادلی متمرکز شده؛ تحقیقات بسیار اندکی برای دستیابی به قابلیتهای ورزشکاران به منظور بهبود اجرای حرکات سخت و پیچیده تعادلی انجام شده است. استفاده از روش های ورزشکاران حرفه ای  در تعادل، می تواند اطلاعاتی باارزش را حول فنون تعادل و پارامترهای موثر در ایجاد تعادل به مربیان ارایه کند. در این مطالعه پایداری دینامیک محلی سیستم های اسکلتی- عضلانی، هنگام اجرای حرکات تعادلی ارزیابی شده است. شرکت 8 ورزشکار غیرحرفه ای و 6 ورزشکار حرفه ای تالو در ورزش ووشو، الگوی مسیر حرکت مرکز جرم و تغییرات مرکز فشار حین اجرای حرکت تعادلی برای ارزیابی کمی نوسان های وضعیتی بدن مطالعه شد. حرکت ورزشکاران بر روی صفحه نیرو انجام شد و با استفاده از 6 دوربین تحلیل حرکت، پارامترهای سینماتیک حرکت، در فضای سه بعدی اندازه گیری و ثبت شدند. با استفاده از تیوری پایداری لیاپانف، پایداری حرکت و سطح آمادگی ورزشکاران بررسی، و الگوی صحیح اجرای حرکات تعادلی YSPHتعیین شد. نتایج این پژوهش نشان داد نوسانات شدید مرکز جرم و مرکز فشار بدلیل عدم اتخاذ الگوی حرکتی مناسب و سطح آمادگی، و نیز ترکیب بدنی ورزشکاران در اجرای حرکات تعادلی است(p<0.05).
    کلید واژگان: پایداری وضعیتی, تئوری پایداری لیاپانوف, مرکز جرم, مرکز فشار, ووشو
    Afsaneh Yavari, Mostafa Rostami *, Ali Esteki, Ali Tanbakoosaz, Mehdi Yousefi Azar Khanian
    Most of the recent biomechanical researches have been focused on the stability of people with disabilities and a few researches have been done on the athletes with high balance skill.The methods of elite athletes in keeping the balance can state valuable information about balance strategies and effective parameters on balance. In this study we calculate local dynamical stability of musculoskeletal systems during a hard balance motion. Eight non elite athletes and six elite athletes in Wushu participatedin this study. Kinematic parameters for quantitative assessment of postural fluctuations were recorded by VICON ® Motion Analysis System. Using Lyapunov stability theory, stability and preparation of athletes were evaluated and the best model in performing the balance motion was shown to the coaches. Results from this study showed that motion pattern and preparation of athletes are effective in the displacements of center of mass and center of pressure and finally the stability of athletes.
    Keywords: Wushu, Postural Stability, Lyapunov Exponent Theory, Center of mass, Center of pressure
  • زهرا صفایی پور، علی استکی
    زمینه
    پنجه مصنوعی یکی اجزاء کلیدی پروتز اندام تحتانی محسوب شده و نقش مهمی را در راه رفتن فرد دارای قطع عضو ایفا می کند. توجه به نیاز های فرد دچار قطع عضو منجر به گسترش روزافزون انواعی از این پروتزها با قابلیت ذخیره انرژی شده است. در حالی که مطالعات متعددی به بررسی سینتیکی و سینماتیکی این پروتزها پرداخته اند تحقیقات معدودی در زمینه تعیین خواص مکانیکی این پنجه های پروتزی صورت گرفته است.
    هدف
    هدف از انجام این مطالعه تعیین سفتی پنجه پروتزی فلکس فوت در ناحیه پاشنه و جلوی پنجه و ارائه مدل الاستیک خطی حاکم بر رفتار نیرو- تغییرشکل در این نواحی بود.
    مواد و روش ها
    مطالعه از نوع موردی بوده که در ابتدا راه رفتن یک فرد سالم ارزیابی و حداکثر نیروی برابر با 800 نیوتن جهت بارگذاری پنجه پروتزی تعیین گردید. سپس آزمون مکانیکی نیرو- تغییرشکل با استفاده از ماشین تست کشش بر یک نمونه پنجه پروتزی فلکس فوت در دو ناحیه پاشنه و جلوی پنجه انجام شد. منحنی نیرو- تغییر شکل رسم و مدل خطی به نمودارها برازش شد. شیب منحنی به عنوان سفتی تعریف گردید.
    نتیجه
    مدل خطی با دقت بالایی توانایی تخمین زدن رفتار مکانیکی پنجه را داشت (0.9< R2). سفتی پاشنه برابر با 88.85 و سفتی ناحیه پنجه برابر با 74.54 نیوتن بر میلیمتر بود.
    بحث: نتایج این مطالعه نشان دهنده آن است که مدل خطی به خوبی قابلیت پیش بینی رفتار این نوع پنجه را دارا است. بیشتر بودن سفتی پاشنه نسبت به جلوی پنجه ممکن است نشاندهنده عملکرد ذخیره کنندگی بیشتر در پاشنه نسبت به جلوی پنجه می باشد.
    کلید واژگان: قطع عضو, پنجه پروتزی, سفتی, ذخیره انرژی
    Zahra Safaeepour, Ali Esteki
    Background
    Prosthetic foot is an essential element of lower limb prosthesis، which plays an important role in the amputee gait. There is a growing trend towards development of energy storing prosthetic feet considering the amputee needs during walking. Several researches have focused on kinetics and kinematics of energy storing feet، however little is known about the mechanical properties of these commercial feet.
    Purpose
    Assess the mechanical properties of Flex-foot using its force-deformation curve and a linear elastic model.
    Materials And Method
    This was a case study in which gait of a healthy subject was analysed and maximum force of 800 N was defined as applied load on the prosthetic foot. Load-deformation test was performed on heel and forefoot regions of Flex-foot using a testing machine. A linear elastic behaviour was assumed، and thus the slope of the force-deformation curve was defined as the stiffness.
    Results
    The linear elastic model was found relatively appropriate (R2 > 0. 9). The stiffness in heel and forefoot was found to be 88. 85 and 74. 54 N/mm، respectively.
    Conclusion
    The results of this study show that a linear elastic model could predict mechanical behaviour of this foot adequately. The higher stiffness in heel compared to forefoot is an indicator of greater storing capacity in this region.
    Keywords: Amputation, Prosthetic foot, Stiffness, Energy storing
  • Amir Hosein Kahlaee, Farid Bahrpeyma, Ali Esteki
    Background
    This study aims at analyzing the effect of fatigue and instability on postural control parameters in both healthy people and patients with the chronic nonspecific low-back pain.
    Materials And Methods
    In this non-experimental case-control study, oscillations of center of pressure were statistically analyzed in 16 healthy people and 15 patients with the chronic nonspecific low back pain. The analysis was conducted through two stages: before and after fatigue and under both stable and unstable surfaces.
    Results
    Under the pre-fatigue, stable condition, there was not any difference between the two groups. Both fatigue and unstable surface changed our variables (sway area, range, velocity, frequency and total power of the signal). All the changes in variables were significant in the low-back pain group; while changes in the healthy group only covered the time-domain variables. The effect of instability was higher than that of fatigue.
    Conclusion
    The postural control system for patients with low-back pain before fatigue and under stable condition, revealed sufficient competence to provide postural stability and its function cannot be differentiated from that in healthy people. Meanwhile, different mechanisms were used by these patients to confront stability challenging factors and further neural activity was required to counteract such factors.
    Keywords: Migraine, Helicobacter pylori, Aura
  • زهرا سادات رضاییان، گیتی ترکمان*، علیرضا صباغیان، علی استکی، رویا روانبد، دادپی، مفید
    مقدمه

    مدل های حیوانی جایگزین های ارزشمندی برای مطالعه استئوآرتریت در انسان می باشند. یکی از پرکاربردترین روش های بی ثباتی مفصلی و به دنبال آن القای OA، بریدن لیگامنت صلیبی قدامی در زانو است. روش Indentation مدت ها برای بررسی ویژگی های بیومکانیکی بافت در شرایط In situ استفاده می شود. مطالعه حاضر مشخص می نماید چگونه ACLT یک طرفه بر خواص بیومکانیکی غضروف تیبیا هر دو زانوی خرگوش در مقایسه با گروه سالم اثر می گذارد

    مواد و روش ها

    10 سر خرگوش نر بالغ سفید از نژاد Dutch در دو گروه یکسان سازی شده پنج تایی تقسیم شدند (گروه جراحی و گروه سالم). در گروه جراحی، لیگامنت صلیبی قدامی زانوی چپ حیوان با جراحی قطع شد. در کنار ثبت اطلاعات مورفومتری، هیستوپاتولوژی و ضخامت، با استفاده از یک Indenter ناتراوا با سطح تماس مسطح، در تست استرس- ریلاکسیون دو فازه به روش Unconfound روی پلاتوی داخلی استخوان تیبیای پای راست و چپ حیوان انجام گرفت. در تست اصلی، 25 درصد استرین با نرخ ثابت 5/0 میلی متر در دقیقه اعمال شد و سپس به مدت 1000 ثانیه حفظ شد تا غضروف به شرایط تعادلی برسد. سپس تست استرس- ریلاکسون دوم تا رسیدن به شش مگاپاسکال استرس صورت گرفت. با استفاده از داده های استخراج شده، حداکثر نیرو، ضریب الاستیک، نیروی تعادلی و ضریب تعادلی محاسبه گردید. مقایسه داده ها با آزمون Mann–Whitney U صورت گرفت.

    یافته ها

    تمام نمونه ها در گروه جراحی در مورفومتری Grade II را کسب نمودند، در حالی که گروه سالم با Grade I دارای مشخصات طبیعی بود. در گروه جراحی تنها در تیبیای چپ درجاتی از تخریب و تحلیل غضروف مفصلی مشاهده شد (به طور متوسط 89/0 ± 40/3 و 45/0 ± 80/1 به ترتیب برای مقیاس منکین و مقیاس OARSI). ضخامت غضروف در سمت راست و چپ در هیچ کدام از گروه ها تفاوت معنی داری با یکدیگر نداشت. ویژگی های بیومکانیکی تیبیای راست دو گروه مانند یکدیگر بود. ولی در سمت چپ، این ویژگی ها افت معنی داری در گروه جراحی نشان دادند (05/0 = P به جزء در مورد ضریب تعادلی که تغییرات آن با 53/0 = P نزدیک به سطح معنی داری بود). بر خلاف گروه جراحی، در گروه سالم ویژگی های مکانیکی تیبیای چپ همواره به طور معنی داری بیش از سمت راست بود (50/0 = P).

    نتیجه گیری

    تفاوت ویژگی های بیومکانیک غضروف در تیبیای حیوان جراحی شده و تیبیای حیوان سالم تقریبا با آن چه در مدل ACLT در سگ، مدل Menisectomy در خرگوش و غضروف مبتلا به استئوآرتریت در انسان مشاهده شده است، همخوانی دارد. تغییرات گزارش شده در این مقاله می تواند مدرک مضاعفی باشد دال بر این که این مدل حیوانی تغییرات خاص ناشی از استئوآرتریت را به خوبی نشان می دهد.

    کلید واژگان: غضروف مفصل, بیومکانیک, قطع لیگامنت صلیبی قدامی, خرگوش
    Zahra Sadat Rezaeian, Giti Torkaman, Alireza Sabbaghian, Ali Esteki, Roya Ravanbod, Masumeh Dadpey
    Introduction

    The anterior cruciate ligament (ACL) is one of the most important factors in knee stability and motion control so that its injuries result in serious movement problems for patients. The present study clarifies the effect of unilateral ACLT on histological and biomechanical properties of articular cartilage of rabbit knee.

    Materials And Methods

    Ten skeletally mature Dutch white male rabbits were divided into 2 groups. In the surgery group, left anterior cruciate ligament was completely transected through midshaft. Histopathological properties, biomechanical charachteristics and thickness of femoral and tibial articular cartilage in left knee measured at 62nd day post surgery. Normal group underwent no intervention in the same period. Biomechanical characteristics of tibial medial plateau and femoral medial condyle studied by means of the ex vivo biphasic stress–relaxation test. Maximal force, elastic modulus, equilibrium force and aggregate modulus were extracted from these data. Data were statistically analyzed via Mann-Whitney U test. To avoid error in histological sample reading, histological study performed on tibial lateral plateau and femoral lateral condyle.

    Results

    In ACLT group, both femoral and tibial cartilages deteriorated. In comparison to normal group, cartilage thickness in ACLT group decreased significantly only in femoral medial condyle (P = 0.009). All biomechanical parameters of femoral condyle were significantly less than normal group (P < 0.05). The only exception was aggregate modulus that was almost the same in both groups. Biomechanical properties of tibial plateau were not statistically different between the two groups.

    Conclusion

    Although the structural deterioration of articular cartilage in femoral condyle was less severe than tibial plateau within the first 9 weeks following complete ACLT, functional deterioration was significant only in femoral condyle. However, tibial plateau saved its biomechanical charachtristics despite significant degeneration. The biomechanical and histological alteration of the rabbit articular cartilage described in present study provides further evidence that this small animal model exhibits changes identical to secondary osteoarthritis.

    Keywords: Anterior cruciate ligamnet transaction, Articular cartilage, Biomechanics, Secondary osteoarthritis, Rabbit
  • عباس سلطانی صومعه، فرید بحر پیما *، علی استکی، بیژن فروغ، حمید میرزایی، حامد قماشچی، ساناز رجبعلی
    زمینه و اهداف

    اختلالات تعادل ایستائی در بیماران همی پلژی بعد از سکته مغزی شایع است. یک روش برای درمان این اختلالات استفاده از بیوفیدبک بینائی هنگام انجام تمرینات تعادلی است. هدف این تحقیق بررسی اثرات استفاده از بیوفیدبک بینائی همراه با درمانهای مرسوم فیزیوتراپی روی تعادل استاتیک بیماران همی پلژی بعد از سکته بود.

    روش بررسی

    این مطالعه کارآزمائی بالینی با شرکت 32 بیمار همی پلژی ثانویه به سکته مغزی با دامنه سنی 74- 34 سال (21 مرد، 11 زن) صورت گرفت که بصورت تصادفی به دو گروه آزمون و کنترل دسته بندی شدند. این دو گروه از لحاظ سن، قد و وزن یکسان بودند. بیماران قبل از درمان، 6 و 12 جلسه بعد از درمان فیزیوتراپی با استفاده از پوسچروگراف (دامنه نوسان) و دو ترازوی دیجیتال (میزان قرینگی) مورد ارزیابی قرار گرفتند. گروه آزمون، درمان فیزیوتراپی مرسوم همراه با بیوفیدبک بینائی از طریق سیستم تعادل بیودکس را دریافت کرد در حالیکه گروه کنترل تحت درمان فیزیوتراپی مرسوم بدون دریافت بیوفیدبک قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج مطالعه بهبودی قابل ملاحظه ای را در معیارهای تعادل استاتیک در بیماران گروه آزمون را نشان داد. در این گروه بعد از درمان، میزان وزن اندازی روی پای درگیر افزایش (008/0 = P) و دامنه نوسان پوسچرال با چشمان بسته کاهش (03/0 = P) پیدا کرد.

    نتیجه گیری

    این مطالعه نشان داد بیوفیدبک بینایی همراه با فیزیوتراپی مرسوم قادر به بهبود حس عمقی و کاهش اثرات فراموشی نیمی از بدن در بیماران سکته مغزی است. بهبود حس عمقی باعث بهبود قرینگی و کاهش نوسان و در نتیجه باعث افزایش تعادل استاتیک در بیماران سکته مغزی می شود.

    کلید واژگان: بیوفیدبک بینایی, تعادل, همی پلژی, قرینگی, نوسان پوسچرال
    Abbas Soltani Someeh, Farid Bahrpeyma, Ali Esteki, Bijan Phorough, Hamid Mirzaie, Hamed Ghomashchi, Sanaz Rajabali
    Background And Objectives

    Standing balance deficits are common in hemiplegic patients after stroke. One method to treat these deficits is to provide the patient with visual feedback while balance activities are performed. The purpose of this research was to investigate the effects of using visual biofeedback with conventional physical therapy on static postural stability following stroke.

    Materials And Methods

    This randomized clinical trial included 32 patients (11 females and 21 males) with hemiplegia secondary to stroke. These patients were randomly assigned in two groups; control and experimental groups. These groups were matched for age, weight and height. Patients were tested using Equitest (amplitude of postural sway) and two digital weight scales (symmetry) before, 6 sessions and 12 sessions after physical therapy intervention. The trained group received visual biofeedback from Biodex Balance System combined with conventional physical therapy whereas the control group performed conventional physical therapy without biofeedback.

    Results

    Significant improvements in static stroke balance measurements were found in trained group. In trained group, symmetry of weight bearing was increased (P = 0.008) and postural sway was decreased (P = 0.03).

    Conclusion

    This study revealed that visual biofeedback training with conventional physical therapy improved proprioception and decreased hemineglect effects in stroke patients. Improved proprioception resulted in symmetry and decreased sway, subsequently increased static balance in stroke patients.

  • حامد قماشچی*، علی استکی، علی مطیع نصرآبادی، فریدون نوشیروان راحت آباد
    در این مطالعه از یک مدل ساده آونگ واژگون با کنترل کننده تناسبی-انتگرال گیر- مشتق گیر دارای بازخورد تاخیری برای مدلسازی سیستم کنترل وضعیت و شبیه سازی الگوهای نوسان های وضعیتی بهره گرفته شده است. هدف این بوده تا به جای استفاده از شاخص های متداول ارزیابی نوسان های وضعیتی که عمدتا تعاریفی کیفی از سیستم کنترل وضعیت ارایه می دهند، با بهره گیری از این مدل بتوان به اطلاعاتی درباره نحوه عملکرد سیستم کنترل وضعیت دست یافت. با استفاده از اطلاعات و یافته های تجربی و به کارگیری الگوریتم ژنتیک، ضرایب مدل به گونه ای تعیین شدند که نتایجی مشابه با نتایج شاخص های مرسوم ارزیابی نوسان های وضعیتی سیستم های کنترل وضعیت طبیعی و تغییریافته ایجاد کنند. ضرایب به کار گرفته شده در مدل و کنترل کننده، تعابیر معناداری منطبق بر ذات سیستم کنترل وضعیت می یابند که زوال این سیستم به واسطه ضایعات عصبی-عضلانی، آنها را هدف قرار می دهد. نتایج این مطالعه نشان دادند که اگرچه مدل های ساده سیستم کنترل وضعیت قادر به بیان پیچیدگی های سیستم کنترل وضعیت و تعامل بین اجزاء سیستم نیستند ولی می توانند به درک بهتر نحوه عملکرد سیستم کنترل وضعیت، ویژگی های کلی آن و نحوه تغییرات آنها کمک کنند.
    کلید واژگان: مدلسازی, سیستمکنترل وضعیت, الگوریتم ژنتیک, ضایعات عصبی عضلانی, الگوهای نوسان های وضعیتی
    Hamed Ghomashchi *, Ali Esteki, Ali Motie Nasrabadi, Fereydoun Nowshiravan Rahatabad
    In this study a simple inverted pendulum model with PID controller and delayed feedback is used to model standing-still postural control system for the purpose of achieving useful information about its underlying control structure. Using the Genetic algorithm and an experimental study results, the model and the controller parameters were estimated in a way that the model mimics real experimental sway patterns. The controller parameters found meaningful interpretations and it is shown that degeneration of postural control system affects the values of the parameters. Our findings indicate that although the simple models are not able to describe complexities of postural control system and interactions between its components, they can help us to improve our understanding of postural control system, its performance, its features and the way that the features change.
    Keywords: Modeling, Postural control system, genetic algorithm, Neuromuscular impairments, Postural sway patterns
  • Reza Salehi, Ismaeil Ebrahimi, Takamjani, Ali Esteki, Nader Maroufi, Mohammad Parnianpour
    Background

    Postural instability has been identified as a potential precursor of falls in elderly subjects. Postural stability in quiet stance is commonly assessed with center of pressure (COP) measures. The purpose of this study was to determine testretest reliability and minimal detectable change (MDC) for the center of pressure (COP) measures in the elderly subjects.

    Methods

    Eighteen healthy elderly people over the age of 60 years participated in this study. For each subject the COP was recorded during quiet upright stance on different levels of postural difficulty (eyes open versus eyes closed, firm surface versus foam surface) and lean condition (forward and backward). All measurements were done on two sessions with 7 days interval. These indices: mean velocity, standard deviation of amplitude, standard deviation of velocity, phase plane parameter and area (95% confidence ellipse). Intraclass correlation coefficient (ICC), standard error of measurement (SEM) and coefficient of variation (CV) were used to quantify testretest reliability. The MDC for each measure was calculated to quantify intervention effects.

    Results

    In general, test-retest reliability of COP measures in the elder subjects was increased whenever postural difficulty of task increased in quiet standing. In standing conditions, mean velocity and phase plane parameter were the most sensitive and the most reliable measures. The lean range was the most sensitive and the most reliable measure, in the lean conditions.

    Conclusion

    Center of pressure measures in the quiet standing especially in difficult postural conditions demonstrated high sensitivity in the older subjects. These results may be useful in quantification and assessment of balance performance and treatment efficacy.

  • حامد قماشچی، علی استکی*، علی مطیع نصرآبادی
    در این مطالعه ضمن بررسی نوسان های پوسچرال یک فرد جوان سالم و یک بیمار همی پلژی حین ایستادن کامل با استفاده از سری های زمانی نوسان های مرکز فشار به روش تک آزمودنی، سعی شد سلامت سیستم کنترل پوسچر با استفاده از معیارهای دینامیکی غیرخطی ارزیابی گردد. پیچیدگی، ابعاد و پایداری سیستم دینامیکی حاکم بر کنترل پوسچر با استفاده از شاخص های زمان وقوع اولین مینیمم موضعی تابع اطلاعات متقابل، بعد همبستگی و بزرگترین نمای لیاپانوف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر بالاتر بودن تاخیر زمانی سری های زمانی نوسان های مرکز فشار (افزایش قطعیت) و پایین تر بودن بعد همبستگی (کاهش درجات آزادی فعال) و پایین تر بودن بزرگترین نمای لیاپانوف (افزایش پایداری موضعی) در بیمار همی پلژی نسبت به فرد سالم است. این معیارها علاوه بر اینکه می توانند به عنوان معیارهای پاتولوژیک برای تشخیص بیماران از افراد سالم به کار گرفته شوند، دریچه های جدیدی را برای کشف دینامیک حاکم بر سیستم کنترل پوسچر می گشایند.
    کلید واژگان: کنترل پوسچر, نوسان های مرکز فشار, دینامیک غیرخطی, سکته مغزی, تحلیل تک آزمودنی
    Hamed Ghomashchi, Ali Esteki *, Ali Motie Nasrabadi
    In this study, the underlying dynamics of postural control system during quiet standing were investigated. Single-subject (SS) analysis was used as the statistical technique to compare the results. Center of pressure (COP) trajectories of 21 trials of a standing healthy subject and 24 trials of a cerebrovascular attacked (CVA) patient were considered in our analysis. Complexity, dimensionality and stability of postural balance control system were evaluated using the first local minimum of auto mutual information (AMI) function, correlation dimension (Dc) and largest lyapunov exponent (LLE), respectively. The results indicated higher time delays (higher determinism), lower correlation dimension (lower active dynamical degrees of freedom) and lower LLE (increase of local stability) in the postural steadiness time series of the CVA patient in compare with the normal subject. The results showed that these measures not only can be used as pathologic measures to distinguish healthy subjects from CVA patient but also provide us new openings to disclose the postural control mechanism during a quiet standing.
    Keywords: Postural control, Center of pressure fluctuations, Nonlinear dynamics, Stroke, Single subject analysis
  • میثم یثربی، علی استکی، علی اکبر شرفی، گیتی ترکمان، آزاده شادمهر
    سابقه و هدف
    با توجه به تحقیقات انجام شده چنین به نظر می رسد که عامل زمان در ترمیم بافت استخوانی تخریب شده به روش استئوتومی در شرایط In Vivo حیوانی، موثر بوده است. هدف از این مطالعه تجربی، بررسی خصوصیات مکانیکی و رادیوگرافی قسمت میانی تنه استخوان درشت نی سوراخ شده خرگوش، در طی روند ترمیم می باشد.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق از 12 خرگوش سفید نر بالغ با نژاد نیوزیلندی استفاده شد. ابتدا با استفاده از مته های مخصوص ایمپلانت دندانی، سوراخی به قطر 2 میلی متر در قسمت میانی تنه استخوان درشت نی راست هر یک از خرگوش ها، ایجاد شد. استخوان درشت نی پای چپ حیوانات به عنوان پای کنترل انتخاب گردید. رادیوگرافی از هر دو پای راست و چپ در زمان های مختلف (بلافاصله، دو، چهار و شش هفته) بعد از جراحی انجام گرفت. سپس تراکم رادیوگرافی در سه ناحیه داخلی، میانی و خارجی سوراخ ایجاد شده، اندازه گیری شد. هر دو هفته یک بار بعد از جراحی، 4 سر از خرگوش ها کشته شدند. پس از خارج کردن استخوان درشت نی راست و چپ آنها، شاخص های مکانیکی سفتی، بار نهایی و جا به جایی در بار نهایی استخوان نیز اندازه گیری شد.
    نتایج
    نتایج نشان داد که در طی ترمیم استخوان، تراکم رادیوگرافی نواحی داخلی و خارجی سوراخ ایجاد شده در قسمت میانی تنه استخوان درشت نی راست در مقایسه با همان نواحی در پای کنترل دارای اختلاف معنی دار بود (p<0.05) و بعد از گذشت شش هفته به مقدار تراکم پای کنترل نزدیک شد (p<0.05). همچنین تراکم رادیوگرافی ناحیه میانی سوراخ ایجاد شده در پای راست، در مقایسه با همان ناحیه در پای کنترل، دارای اختلاف معنی دار بود (p<0.05) و بعد از گذشت چهار هفته به مقدار تراکم پای کنترل رسید (p>0.05). شاخص های سفتی، بار نهایی و جا به جایی در بار نهایی پای جراحی شده، در مقایسه با پای کنترل اختلاف معنی داری نداشت (p>0.05).
    نتیجه گیری
    این مطالعه نشان داد ترمیم استخوان اسفنجی سریع تر از استخوان متراکم صورت می پذیرد. همچنین شاخص تراکم رادیوگرافی نسبت به شاخص های مکانیکی، روند ترمیم را با اختلاف معنی دارتری نشان می دهد.
    کلید واژگان: استخوان درشت نی, روند ترمیم, خواص مکانیکی, تراکم و خرگوش
    Meysam Yasrebi *, Ali Esteki, Ali Akbar Sharafi, Giti Torkaman, Azade Shadmehr
    Background
    In this experimental study, the radiographic and biomechanical characteristics of osteoperforated rabbit tibia during bone repair period were investigated.
    Materials And Methods
    Using dental drills, 2 mm holes were drilled at the mid-shaft of right tibia in 12 New Zealand white rabbits. The left tibia was intact and selected as the control. X-rays of the left and right tibias were taken right after surgery and then every two weeks up to six weeks. Radiographic densities of the medial, central and lateral sites of the holes were measured. Every two weeks from the surgery, four of the animals were sacrificed. Tibias were removed and ultimate loads, elongations at ultimate loads, and stiffness of both right and left bones were measured.
    Results
    Results revealed that during repair process, radiographic density of the test leg at lateral and medial sites, in contrast to the control, changed significantly (p<0.05) and reached the controls’ levels after six weeks (p>0.05). Radiographic density in the medial site of right tibia was significantly different (p<0.05) from the same site in the control leg. But, it approached the same density as that of the control leg after four weeks (p>0.05). Ultimate load, elongation at ultimate load, and stiffness were not significantly different from those of the control leg (p>0.05).
    Conclusion
    Cancellus bone repairs faster than compact bone. Radiographic density characteristic was more sensitive to repair compared to mechanical characteristics.
  • علی استکی
    هدف
    مفصل انتهایی شست دست مددجویان کوادری پلژی که از تحریک الکتریکی عضلات جهت بازیابی حرکت انگشتان استفاده می نماید، هنگام عمل گیرش جانبی دچار خمش بیش از اندازه و در نتیجه گیرش ناموفق می گردد. در فعالیتهای روزمره این نوع گیرش جهت گرفتن و جابجا کردن برخی از اجسام کاربرد فراوانی دارد، لذا لازم است برای این دسته از مددجویان این امکان حرکتی بازیابی گردد. فعلا مشکل فوق توسط تثبیت بند انتهایی شست در امتداد بند میانی رفع می گردد که نیاز به عمل جراحی داشته و منجر به از دست دادن یک درجه آزادی می شود. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی رایانه ای یک مدل استاتیکی از دست، زاویه و نیروی گیرش در روش متداول و روش های پیشنهادی جایگزین محاسبه و مقایسه گردید.
    روش بررسی
    در مدل ارایه شده، انگشتان، کف دست و جسم مورد گیرش به صورت صلب، ثابت و عمود بر صفحه افق و شست به شکل زنجیره ای از سه جسم صلب که توسط یک مفصل دو درجه آزادی به دست و دو مفصل یک درجه آزادی به یکدیگر متصل شده اند در نظر گرفته شد. به هر مفصل گشتاور مقاومتی، گشتاور فعال عضلات و گشتاور حاصل از نیروی خارجی بر بند انتهایی شست اعمال گردید. عضلات فلکسور بلند شست (FPL: Flexor Pollicis Longus)، اکستانسور بلند شست (EPL: Extensor Pollicis Longus)، جمع کننده شست (ADP: Adductor Pollicis) و دور کننده شست (APB: Abductor Pollicis Brevis) در مدل بکار رفته و شش روش متفاوت مورد بررسی قرار گرفت: تحریک فلسکور بلند شست و فیوز کردن مفصل انتهایی شست 1) در زاویه صفر (روش متداول)، 2) در زاویه 15 و 3) در زاویه سی درجه؛ 4) تحریک فلکسور بلند شست، 5) تحریک همزمان فلکسور بلند شست و EPL و 6) تحریک همزمان فلکسور بلند شست، ADP و APB بدون فیوز نمودن مفصل.
    یافته ها
    مقایسه مابین نتایج تجربی دیگران و نتایج حاصل از مدل موید اعتبار مدل است. یافته ها آشکار نمود استفاده از عضله فلکسور بلند شست بدون فیوز نمودن مفصل انتهایی شست موجب گیرش جانبی نامناسب با نوک شست می گردد. و فیوز نمودن مفصل در امتداد بند میانی، بدون ایجاد تغییر محسوسی در نیروی گیرش، زاویه گیرش را به شکل موثری بهبود می بخشد. اگر چه اضافه نمودن زاویه فیوز موجب افزایش ناچیز نیروی گیرش می شود، زاویه گیرش به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و حالت گیرش را نامناسی می نماید. لذا نتایج مدل موید اثربخشی روش متداول است. نتایج نشان می دهد میزان گشتاور خمشی خلفی اکستانسور بلند شست نمی تواند بر گشتاور خمشی قدامی فلکسور بلند شست غلبه نموده و تغییر قابل توجهی در حالت گیرش ایجاد نماید، لذا بنظر می رسد این راه حل پیشنهادی موفقیت آمیز نباشد. لکن در روش آخر، بدون نیاز به فیوز کردن مفصل، حالت گیرش تقریبا مشابه روش متداول بوده و نیروی گیرش 60 درصد بیشتر از نیروی گیرش در روش متداول می باشد.
    نتیجه گیری
    در استفاده از تحریک الکتریکی عضلات می توان عمل گیرش جانبی شست را بدون عمل جراحی و با استفاده از تحریک الکتریکی هم زمان عضلات فلکسور بلند شست، جمع کننده شست و دور کننده شست بازیابی نمود.
    کلید واژگان: تحریک الکتریکی, مدل ریاضی, شست, گیرش جانبی, کوادری پلژی
    Ali Esteki
    Objective
    In some applications of functional neuromuscular stimulation (FNS), the distal joint of the thumb (IP) in quadriplegic patients is sometimes surgically fused at zero degrees and the FPL is stimulated. This prevents hyperextension and extreme flexion of the IP joint during lateral pinch. However, IP joint fusion removes one degree of freedom from the thumb and may reduce the grip force. An alternative approach, preferably without surgical alterations, using sufficient electrical stimulation of selected muscles was investigated. A 3D model of prehensile lateral pinch was developed. Computer simulation of the model was used to find an approach providing the appropriate posture and adequate lateral grip force for quadriplegic patients using FNS.
    Materials and Methods
    The model consists of a multi-rigid-body system connected by one or two degree(s) of freedom joints acted upon by passive resistive moments, active muscle moments and moments of external contact forces. Passive resistive moments were measured at each joint, active muscle moments were computed using a simple muscle model, and moments of external force were computed based on a force-displacement relationship for finger pads. In addition to the current strategy, two possible alternatives were studied: increasing the fused joint angle and activation of multiple muscles without joint fusion. Normal component of the grip force and its angle with respect to the horizontal plane were computed and compared for the studied cases.
    Results
    Results showed, by using the current FNS strategy, a convenient posture and a grip force of 10.1 (N) are achieved which is comparable to what is measured experimentally and introduced in the literature. Increasing the joint fusion angle from 0 to 15 and 30 degrees in parallel with the activation of FPL increased the grip force from 10.1 to 10.7 and 11.2 (N), respectively, but resulted in inconvenient posture. Among all different combinations of the muscles with no joint fusion, only synchronous activation of ADP, APB, and FPL resulted in a convenient posture and a higher grip force of 16.6 (N).
    Conclusion
    An alternative approach stimulating a combination of the named muscles without any need for surgical alterations might exist.
    Keywords: Electrical stimulation, Mathematical model, Thumb, Lateral pinch
  • علی استکی*

    میزان دقیق تاثیر عضلات دست بر زوایای انگشتان به واسطه پیچیدگی سیستم حرکتی دست انسان روشن نیست. این امر جهت بازیابی عملکرد حرکتی از دست رفته با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی ضروری است. در این مطالعه، با استفاده از یک مدل سه بعدی از شست و انگشت اشاره، میزان تاثیر سطح تحریک هر یک از عضلات موثر خارجی و داخلی دست انسان بر موقعیت هر یک از مفاصل آن به صورت کمی بررسی گردید. کف دست، شست و انگشت اشاره به عنوان یک زنجیره از اجسام صلب که توسط مفاصل با یک یا دو درجه آزادی چرخشی به یکدیگر متصل هستند مدل شد. به هر مفصل، گشتاور حاصل از نیروی عضله و گشتاور غیرفعال مفصل اعمال گردید. معادلات تعادل استاتیکی مفاصل بر اساس سطح تحریک هر عضله از صفر تا صد در صد با استفاده از روش مکانیک مستقیم به صورت عددی حل شدند که در آن، موقعیت هر مفصل به عنوان تابعی از میزان تحریک هر عضله محاسبه گردید. نتایج نشان داد در مفصل متصل کننده انگشت اشاره به دست، اثر فلکسیونی عضلات خارجی تقریبا دو برابر اثر عضلات داخلی است و هر یک از عضلات سیستم اکستنسور به تنهایی قوی تر از عضلات فلکسور خارجی هستند. در مفصل های دیستال انگشت اشاره، عضلات داخلی به عنوان اکستنسورهای ضعیفی عمل می نمایند. در مفصل متصل کننده شست به دست، عضلات اکستنسور قوی تر از عضلات فلکسور و اثر فلکسوری عضلات اداکتور می باشند و عضلات ابداکتور و موثرتر از عضلات اداکتور هستند. عضلات فلکسور در مفاصل دیستال شست هم پایه عضلات اکستنسور عمل مینمایند. در افرادی که از تحریک الکتریکی عضلات جهت بازیابی حرکت دست استفاده می کنند، مناسب ترین و حداقل عضلات لازم برای ایجاد زوایای مورد نظر و نیز جهت گرفتن و اعمال نیرو به اجسام تعیین گردید.

    کلید واژگان: مدلسازی, شبیه سازی, تحریک الکتریکی عملکردی, انگشت اشاره, شست
    Ali Esteki

    Computer simulation of a three dimensional model of the thumb and index finger was used to perform a sensitivity analysis of each joint position to individual muscle activation level. The results were used to study the effect of each muscle on hand posture and select specific muscles to get a desired posture of the hand to assist the implementation of FNS systems. The hand was treated as a multi-body system including rigid segments connected by joints. Each joint was subjected to a total moment including muscle active and joint passive components. The forward approach, in which the equilibrium equations are solved for joint positions as a function of muscle moments, was used. The results showed that at the base joint of the index finger, flexion effect of the extrinsic flexor muscles was about two times of that of the intrinsic muscles. It was also shown that each muscle of the extensor system is individually more effective than the extrinsic flexor muscles. At the more distal joints, intrinsic muscles acted as feeble extensors. At the base joint of the thumb, extensor muscles were much more powerful than the flexor and flexor effect of adductor muscles. Also, abductor muscles were much more effective than the adductors. It was revealed that flexor muscles of the more distal joints are as strong as the extensor muscles. The conclusions are that: the minimum required muscles for appropriate positioning of the hand and for grasp and applying force to objects are limited.

    Keywords: Modelling, Simulation, sensitivity analysis, Functional electrical stimulation, Thumb, Index Finger
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال