بررسی سفتی استخوان ران انسان در جهت های متفاوت بارگذاری و ارتباط سفتی با نیروی شکست

پاسخ مکانیکی استخوان ران در حالت های مختلف بارگذاری از جمله مسائل بالینی پراهمیت در ارتوپدی می باشد. برای پیش گیری از شکست استخوان ران، تشخیص جهت هایی که در آن استخوان دارای سفتی کم می باشد و احتمال شکست بیشتری دارد، بسیار کمک کننده است . روش اجزا محدود قادر به پیش بینی تغییر شکل و محاسبه ی سفتی ۱ استخوان است . در این تحقیق از تحلیل خطی اجزا محدود مبتنی بر دادههای برش نگاری کمی رایانه ای برای پیش بینی سفتی استخوان ران استفاده شده است . همچنین به پیش بینی نیروی شکست با استفاده از سفتی محاسبه شده در تحلیل خطی اجزا محدود پرداخته شده است .در این پژوهش ، از نه نمونه ی استخوان ران تازه و منجمد انسان تصاوبر برش نگاری کمی رایانه ای تهیه شده و سپس مدل سه بعدی ساخته شده است . هرکدام از نمونه ها به وسیله ی دستگاه تست فشار، تا لحظه ی شکست تحت بارگذاری قرار گرفته اند. با اختصاص خواص مکانیکی غیر همگن به صورت نقطه ای به مدل سه بعدی ، تحلیل خطی اجزا محدود برای هرکدام از مدلها انجام شده است .سفتی حاصل شده از تحلیل خطی اجزا محدود تطابق بسیار خوبی با نتایج تست مکانیکی دارد (شیب ۰۲۸۲/۱ و هم بستگی ۹۷۹۸/۰). نتایج بدست آمده از تحلیل نمونه ها در جهت های مختلف بارگذاری نشان می دهد که با فاصله گرفتن جهت بارگذاری از مرکز سر استخوان ران به دو سمت خلفی ۲ و قدامی ۳، سفتی کاهش ، و با تغییر جهت بارگذاری بر روی سر استخوان ران از سمت جانبی ۴ به سمت میانی ۵، سفتی افزایش پیدا می کند. همچنین رابطه ی ارائه شده برای پیش بینی نیروی شکست با استفاده از سفتی نتایج قابل قبولی را در پی دارد (هم بستگی ۸۰۵۱/۰). با توجه به رابطه ی خطی سفتی با نیروی شکست ، استخوان ران تحت بارگذاری در جهت های جانبی -خلفی و جانبی -قدامی احتمال شکست بیشتری را دارد.

کلیدواژه ها:

آنالیز اجزا محدود ، استخوان ران ، برش نگاری کمی رایانه ای ، سفتی استخوان