مشخصات پژوهش

عنوان	پیاده سازی دیجیتالی معادلات دیفرانسیلی سلول های بیولوژیک
نوع پژوهش	پایان نامه‌
کلیدواژه‌ها	، پیاده سازی دیجیتالی ، سلول های بتا پانکراس، سلول بیولوژیک، هزینه سخت افزاریFPGA
چکیده	پانکراس(لوزالمعده) یک اندام غده ای است که بخشی از دستگاه گوارشی محسوب می شود. پانکراس نقش مهمی در هضم و کنترل گلوکز دارد و انسولین و سایر آنزیم ها و هورمون های مهم بدن را تولید کرده و به تجزیه و تحلیل مواد غذایی کمک میکند. پانکراس دارای عملکرد از نوع غدد درون ریز است زیرا آنزیم های گوارشی را مستقیما در جریان خون آزاد می کند. علاوه بر آن عملکردی اگزوکرین یا برون ریز دارد که آنزیم های گوارشی را به مجاری داخلی انتقال می دهد. سلول های بتا(β cell ) نوعی از سلول ها هستند که در پانکراس هستند. این سلول ها در مناطقی بنام جزایر لانگرهانس حضور دارند و بین 65 تا 80 درصد این ناحیه را تشکیل داده اند. جزایر لانگرهانس از 1 تا 2 درصد حجم پانکراس را تشکیل داده و بیش از یک میلیون از این جزایر در بدن فرد بالغ وجود دارد. وظیفه اصلی سلول های بتا ترشح انسولین است. در دیابت نوع 1، تخریب سلول های بتا در پانکراس منجر به نقص تولید انسولین می شود و دیابت نوع 2 در نهایت منجر به تخریب سلول های بتای پانکراس و نقص کامل تولید انسولین شود. در واقع در پاسخ به سلول های گلوکز سلول های بتا(β cell ) انسولین ترشح می کند که باعث افزایش استفاده یا جذب گلوکز در بافت های هدف مانند عضله، کبد و بافت چربی می شود. هنگامی که سطح گلوکز خون کاهش می یابد، ترشح انسولین متوقف می شود و بافت ها به جای آن شروع به استفاده از ذخایر انرژی خود می کنند. قطع این سیستم کنترل منجر به دیابت می شود، بیماری که در صورت عدم کنترل می تواند منجر به نارسایی کلیه، بیماری قلبی و مرگ شود. عملکرد بخش های مختلف پانکراس را می توان توسط یکسری معادلات دیفرانسیل غیر خطی توصیف کرد که برای پیاده سازی دیجیتالی این مدل ها بخاطر غیر خطی بودن معادلات هزینه پیاده سازی بالا است که در نهایت منجر به کاهش سرعت عملیاتی آن می شود. در این پایان نامه ما قصد داریم با تقریب های خطی برای این معادلات غیر خطی، هزینه و توان و منابع مصرفی روی برد FPGA را کاهش دهیم. قبلاً این تغییرات برای سلول های عصبی انجام گرفته است [1-9]. در این پایان نامه، مدل phantum β cell مورد تجزیه تحلیل و بررسی قرار می گیرد. سعی می شود با تقریب مناسب، معادلات غیر خطی مدل اصلی توسط معادلات خطی پیشنهادی بهبود یابد که بتوان رفتار مدل اصلی را با دقت قابل قبولی بازتولید نمود و بتوان با ماژول های سا
پژوهشگران	علی نادری (استاد راهنمای اول)، فاطمه ملکی (استاد مشاور)، سعید دارابی (دانشجو)