، جلد ۱۴، شماره ۳، صفحات ۲۵-۴۰
عنوان فارسی شبیه سازی تحریک الکتریکی سلولهای گانگلیون در پروتزهای بینایی
چکیده فارسی مقاله هدف: به منظور ب هکارگیری مناسب و موثر تحریک الکتریکی در ساخت پروتزهای عصبی، لازم است نحوه تأثیر تحریک الکتریکی بر روی عملکرد سیستم عصبی به خوبی شناخته شود. به عنوان گام اول در تحقیق بر روی عوامل موثر در ایجاد تحریک مناسب م یتوان از مد لهای ریاضی و شبیه سازی کامپیوتری استفاده کرد. هدف از پژوهش در این مقاله، شبیه سازی پاسخ سلو لهای گانگلیون که هدف تحریک در پروتز روشبکی های هستند، به تحریک اعمال شده توسط میکروالکترودها می باشد. روش: روش مورد استفاده به این صورت می باشد که فرآیند شبیه سازی تحریک الکتریکی سلول های گانگلیون در دو مرحله انجام شده است.  بخش های تشکیل دهنده آن شبیه سازی شده و در مرحله دوم پتانسیل الکتریکی توزیع شده در اطراف سلول، در طول بخش های تشکیل دهنده سلول محاسبه شده است. در نهایت پاسخ ولتاژ غشاء سلول به تحریک های اعمال شده بررسی شده است. منبع تحریک بصورت یک الکترود نقطه ای در محیط نامحدود و همگن در نظر گرفته شده و برای اعمال جریان تحریک از پالسهای تک فاز و دوفاز استفاده شده است. یافته ها: مدل ارائه شده توانست رفتارهای مورد انتظار در تحریک سلولهای گانگلیون شبکیه را به خوبی تولید نماید. نتایج شبیه سازی در پژوهش حاضر نشان می دهد که استفاده از پالس های تحریک دوفازه در حالتی که فاز اول، کاتدی و دارای عرض کم و دامنه بزرگ، و فاز دوم، آندی و دارای عرض زیاد و دامنه کوچک باشد جهت تحریک مناسب می باشد. نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد که پاسخ های بدست آمده مطابقت بیشتری با مقادیر و نمودارهای حاصل از آزمایشات تجربی نسبت به مدل سازی های پیشین دارد و در صورت توسعه مدل می توان از نتایج حاصل برای پیش بینی اثر تحریک اعمال شده بر روی سلول ها و نیز بهبود روش های تحریک استفاده کرد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مدلسازی، سلول گانگلیون، تحریک خارج سلولی، نرم افزار نورون، پروتز رو شبکیه ای
عنوان انگلیسی Modeling of Electrical Stimulation of Ganglion Cells in Visual Prostheses
چکیده انگلیسی مقاله Objective: In order to properly and effectively perform electrical stimulation in neural prostheses one should understand the effects of stimulation on the operation of the neural system. Method: To come up with proper physical and electrical stimulation parameters, the first step is to perform mathematical modeling and computer simulations. This paper studies the response of ganglion cells to electrical stimulations in an epiretinal visual prosthesis received from a microelectrode array. The excitation process of the electrically stimulated retinal cells is simulated in a two step procedure. In the first step, the target ganglion cell is represented with all its compartments. In the next step, the resulting extracellular potential is calculated along the neural structure, and finally, the voltage response of the cell membrane to the applied stimulation is analyzed. Unlike the models that have previously appeared in the literature, here the morphology of all compartments of the model cell are considered. Moreover, the electrical potential along all of the three-dimensional compartments is calculated for the duration of the stimulation process. The stimulation source is considered as a point electrode in an infinite and homogenous environment. In the simulations both monophasic and biphasic current pulses are used. Results: The results show that the responses are in accordance with the values and diagrams of experimental results of previous literature. Conclusion: The results predicted by the model that is proposed in this work exhibit higher accuracy than the results of other models.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Ganglion Cells, Modeling, Extracellular Stimulation, NEURON Software, Epiretinal Visual Prosthesis
نویسندگان مقاله حمید ابریشمی مقدم | Hamid Abrishami-Moghaddam
Professor, Biomedical Engineering Department, Faculty of Electrical & Computer Engineering, K.N.Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
استاد گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی برق، تهران، ایران.

شبنم نوین | Shabnam Novin
Master of Science, Biomedical Engineering Department, Faculty of Electrical & Computer Engineering, K.N.Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
کارشناس ارشد مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی برق، تهران، ایران.

امیرمسعود سوداگر | Amir M. Sodagar
Assistant Professor, Electronic & Biomedical Engineering Department, Faculty of Electrical & Computer Engineering, K.N.Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
استادیار گروه مهندسی الکترونیک و مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی برق، تهران، ایران.

امین مهنام | Amin Mahnam
Assistant Professor, Biomedical Engineering Department, School of Engineering, University of Isfahan, Isfahan, Iran.
استادیار گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه اصفهان، دانشکده فنی و مهندسی، اصفهان، ایران.

نشانی اینترنتی http://icssjournal.ir/browse.php?a_code=A-10-2-471&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده تخصصی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات