Iranian Journal of Breast Diseases

fa شبیه سازی سیستم پمپ تخلیه لنف Simulation of Lymph Drainage Pump System بیماریهای پستان Breast Diseases پژوهشي Research شبیه سازی سیستم پمپ تخلیه لنف شیرین خلیلی: گروه مهندسی پزشکی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران سوزان قلعه باغی*: گروه مهندسی پزشکی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران شهپرحقیقت: گروه پژوهشی کیفیت زندگی در سرطان، مرکز تحقیقات سرطان پستان جهاد دانشگاهی، پژوهشکده معتمد جهاد دانشگاهی، تهران، ایران چکیده مقدمه: دستگاه لنفاوی که بخشی از دستگاه ایمنی به حساب می‌آید، مایع شفافی به نام لنف را از بافت&rlm;ها، در مسیر یک طرفه به سمت سیستم گردش خون منتقل می‌کند. اگر بنابه دلایل مختلف سیستم لنفی قادر به خارج کردن مایع لنف از موضع نباشد، مایع میان‌بافتی در بافت تجمع می‌یابد که به آن لنف ادم می‌گویند. روش‌های متعددی جهت کنترل لنف ادم پیشنهاد می‌شود امّا این روش‌ها، درمانی کامل را به وجود نمی‌آورد و بازگشت ادم را در بافت رفع نمی‌کنند .هدف از این پژوهش شبیه‌سازی سیستم پمپ تخلیه لنف است که این شبیه‌سازی در دو نرم‌افزار مهندسی تهیّه و تست شده است. روش بررسی: در این پژوهش یک سیستم پمپ تخلیه لنف، در «نرم‌افزار پرتئوس» برنامه‌ریزی و شماتیک ریزپردازنده‌های آن مشخص و یک سرعت ثابت برای آن در نظر گرفته شد و همچنین در «نرم‌افزار متلب» سرعت موتورDC  تحریک جداگانه، با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی برای شرایط خاص حجم و فشار کنترل شد. اطلاعات بیولوژیکی این پژوهش از کلینیک لنف ادم موسسه فیزیوتراپی سیدخندان گرفته شد و اطلاعات مایع لنف در بدن هر بیمار استخراج و مورد محاسبات مهندسی قرار گرفت. یافته&rlm;ها: اثر تغییرات فشار، حجم، سرعت و ارتفاع به‌منظور بدست آوردن سرعت ثابت برای ایجاد فشار ثابت محاسبه شد و سیستم به گونه ای تحلیل و طراحی شد که در آن به خاطر اعمال تغییرات دمایی خروجی سامانه نیز تغییر کند. از نتایج خروجی موتور پمپ در نرمافزار، بر اساس نتایج تخمین زده‌شده توسط شبکه عصبی نمودار رگرسیون با ضریب  برابر یک(R=1) نتیجه شد که بیانگر این است که شبکه عصبی تخمین مناسبی داشته است. نتیجه&rlm;گیری: در این پژوهش با در نظر گرفتن مقادیر ارتفاع و حجم و فشارهای مایع لنف، اطلاعات بیولوژیکی سیستم تخلیه لنف طبیعی و با استفاده از جعبه ابزار شبکه&rlm;های عصبی، ایده ایجاد سیستم پمپ مصنوعی را از مرحله مفاهیم علمی و محاسبات ریاضیاتی به مرحله شبیه سازی کامپیوتری رساندیم. مسلما در صورت امکان طراحی چنین سیستمی لازم است امکان بیولوژیکی بهره&rlm;برداری از آن و مزایا و معایب آن مورد بررسی&rlm;های دقیق پژوهش&rlm;های پزشکی و بالینی قرار گیرد. Simulation of Lymph Drainage Pump System Khalili Shirin: Medical Engineering Department, Islamic Azad University, South Tehran Branch, Tehran, Iran Ghalehbaghi Suzan: Medical Engineering Department, Islamic Azad University, South Tehran Branch, Tehran, Iran Haghighat Shahpar: Cancer Quality of Life Department, Breast Cancer Research Center, Motamed Cancer Institute, ACECR, Tehran, Iran Corresponding Author: Suzan Ghalehbaghi, suzanmanag@yahoo.com                                                             Abstract                         Introduction: Lymphatic system, as a part of body immunesystem, is comprised of tissuesand vessels conducting unidirectionallya clear liquid called lymph fluid from interstitial matrix to the blood circulation. If the lymphatic system fails to drain out the lymph fluid it will be accumulated in the matrix causing an inflammation called “Lymphatic Edema”. There exist various methods to control the edema, yet none has provided a thorough treatment to subside the inflammation. This paper aims to propose a new computerized method by simulating the lymph drainage pump system while utilizing two computerized engineering software. Methods: In the first software (called proteus) a lymph drainage pump system is programed with proper schematic chips design and a constant speed for the pump. In the second software (Matlab) a stimulating DC motor was used to control an artificial neurological network for particular volume and pressure of lymph fluid. Biological data for this research were collected from a lymph edema clinic in Tehran (seyed khandan physiotherapy institute).Each individual patient’s data is retrieved and calculated by the software. Results: The lymph fluid effects due to pressure, volume, speed and height changes were figured in to determine a constant speed and pressure for the motor. Also the simulation system was designed to function with the external varying temperature as a variable input. Based on the simulated motor pump output, the estimated results by neurological network and application of the regression method the study has resulted in a coefficient R=1.This result indicates that the neurological network has possessed the proper estimation. Conclusion: considering the heights ,volumes and pressures of lymph fluids along with the natural lymph drainage system while utilizing neurological network package we may claim that we have surpassed the transition for artificial drainage pump design from the scientific concept and mathematical stage to that of simulation criteria. Once this system is undergone practical design process, further theoretical and clinical researches are required to make the system engineering feasible for ensuing biological applications. سیستم لنفاوی, پمپ تخلیه لنف, شبیه سازی پمپ لنفاوی, لنف ادم, سرطان پستان Lymphatic System, Lymph Drainage Pump, Lymph Pump Simulation, Lymph Edema, Breast Cancer. 37 49 http://ijbd.ir/browse.php?a_code=A-10-457-3&slc_lang=fa&sid=1 Shirin Khalili شیرین خلیلی 00031947532846002867 00031947532846002867 No Medical Engineering Department, Islamic Azad University, South Tehran Branch Suzan Ghalehbaghi سوزان قلعه باغی suzanmanag@yahoo.com 00031947532846002868 00031947532846002868 Yes Medical Engineering Department, Islamic Azad University, South Tehran Branch Shahpar Haghighat شهپر حقیقت 00031947532846002869 00031947532846002869 No Cancer Quality of Life Department, Breast Cancer Research Center, Motamed Cancer Institute, ACECR