تعیین موقعیت سوراخ انتهایی میله ی درون استخوانی با استفاده از مدل سازی مکانیکی و داده های تصویری از انحنای میله

میله­گذاری درون استخوانی روشی رایج در درمان شکستگی­های تنه­ی استخوان فمور می باشد. به علت تغییر شکل میله در فرایند جای گذاری درون کانال استخوان، بستن پیچ انتهایی میله برای جراحان چالش برانگیز و زمان­بر است. تغییر شکل میله باعث می­شود که استفاده از فیکسچرهای متصل به میله برای یافتن محل صحیح سوراخ انتهایی، کارآمد نباشد. در مطالعات پیشین برای تعیین موقعیت و راستای سوراخ انتهایی، اغلب تنها هندسه­ی قسمت انتهایی میله مورد توجه قرار گرفته است. هدف پژوهش حاضر بررسی فرضیه ی امکان استفاده ی ترکیبی از روش­های تحلیل مکانیکی میله و داده­های تصویری برای تعیین موقعیت سوراخ انتهایی میله می­باشد. در روش پیشنهادی، رفتار میله با توجه به مشخصات هندسی آن (نسبت طول به قطر بین ۲۵ تا ۵۰) با استفاده از مدل تیر اویلر-برنولی شبیه­سازی شده و الگوی تغییر شکل آن به دست می آید. سپس با انطباق الگوی تغییر شکل بر تصویر میله در صفحه­ی کناری و استفاده از الگوریتم تکراری نزدیک­ترین نقاط، تغییر شکل میله و موقعیت سوراخ انتهایی محاسبه می گردد. به منظور ارزیابی فرضیه ی پژوهش و سنجش دقت محاسبه ی موقعیت سوراخ انتهایی بر اساس روش پیشنهادی، آزمایش روی ۵ نمونه از استخوان فمور جسد انسان صورت پذیرفت و موقعیت پیش بینی شده و واقعی سوراخ انتهایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از تحلیل مکانیکی و داده های تصویری از انحنای میله، موقعیت سوراخ های انتهایی با خطای موثر میانگین ۸۴/۰ میلی متر و خطای حداکثر  ۳/۱ میلی متر محاسبه می گردد. انتظار می رود که با ترکیب روش پیشنهادی با روش های تصویری مبتنی بر شکل سوراخ، بتوان در آینده به خطای کم تر از میلی متر در تعیین موقعیت سوراخ دست یافت.

کلیدواژه ها:

جراحی ارتوپدی ، الگوریتم تکراری نزدیک ترین نقاط ، جراحی به کمک کامپیوتر ، شکستگی فمور