پیش بینی غیر تهاجمی مقاومت تنه مهره انسان در برابر شکستگیهای فضاری به کمک روش المان محدود مبتنی بر داده های سیستم QCT

نظر به اهمیت نقش شکستگی های فشاری تنه مهره انسان (VCF) در افزایش مرگ و میر و کاهش کیفیت زندگی بیماران و به منظور کاهش عوارض برخی مداخلات پزشکی همچون جراحی، مطالعات بسیاری توسط پژوهشگران مختلف در زمینه پیش بینی غیرتهاجمی استحکام (Strength) مهره ها صورت گرفته است که عمدتا بر پایه تعیین تراکم متوسط کل استخوان (bmd) استوار می باشد. از آنجا که در روشهای بکار رفته، تفاوت هندسه و توزیع غیر یکنواخت تراکم استخوان و ویژگی های مکانیکی استخوانها در افراد مختلف نادیده گرفته می شود، لذا پیش بینی دقیق وقوع شکست امکان پذیر نخواهد بود. در این پژوهش با بکارگیری روش المان محدود مبتنی بر داده های سیستم qct سعی شد تا بصورتی کاملا غیرتهاجمی و با دقتی بالاتر، استحکام نمونه ها استخراج گردد. برای این منظور، ابتدا سه عدد مهره پشتی از سه جسد مذکر با مسانگین سن 42 سال تهیه و پس از آماده سازی، در داخل فنتوم آب قرار گرفت. پس از تصویربرداری نمونه ها، با استفاده از دانسیته های مرجع موجود در فنتوم استاندارد QCT، هندسه دقیق و ویژگی های مکانیکی تک تک وکسلهای تصویر، استخراج و مدل سه بعدی و المان محدود نمونه ها تولید و با در نظر گرفتن رفتار مادی الاستیک خطی - پلاستیک خطی، استحکام فشاری نمونه ها به کمک روش تحلیل المان محدود غیرخطی محاسبه گردید. در ادامه تحقیق، با اعمال فشار تک محوری بر روی نمونه های مذکور، استحکام فشاری نمونه ها بصورت تجربی نیز اندازه گیری گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که روش المان محدود غیرخطی مبتنی بر داده های سیستم QCT با در نظر گرفتن مدل ماده الاستیک خطی - پلاستیک خطی قادر است استحکام فشاری تجربی تنه مهره را ب دقت بالایی QCT پیش بینی کند.

کلیدواژه ها:

برش نگاری کامپیوتری کمی ، تحلیل المان محدود ، استحکام تنه مهره ، شکستگی های فشاری تنه مهره