تعيين موقعيت سوراخ انتهايي ميله‌ي درون‌استخواني با استفاده از مدل‌سازي مكانيكي و داده‌هاي تصويري از انحناي ميله

ميله­ گذاري درون‌ استخواني روشي رايج در درمان شكستگي­هاي تنه­ي استخوان فمور مي‌باشد. به علت تغيير شكل ميله در فرايند جاي‌گذاري درون كانال استخوان، بستن پيچ انتهايي ميله براي جراحان چالش برانگيز و زمان­بر است. تغيير شكل ميله باعث مي­شود كه استفاده از فيكسچرهاي متصل به ميله براي يافتن محل صحيح سوراخ انتهايي، كارآمد نباشد. در مطالعات پيشين براي تعيين موقعيت و راستاي سوراخ انتهايي، اغلب تنها هندسه­ي قسمت انتهايي ميله مورد توجه قرار گرفته است. هدف پژوهش حاضر بررسي فرضيه‌ي امكان استفاده‌ي تركيبي از روش­هاي تحليل مكانيكي ميله و داده­هاي تصويري براي تعيين موقعيت سوراخ انتهايي ميله مي­باشد. در روش پيشنهادي، رفتار ميله با توجه به مشخصات هندسي آن (نسبت طول به قطر بين 25 تا 50) با استفاده از مدل تير اويلر-برنولي شبيه­سازي شده و الگوي تغيير شكل آن به دست مي‌آيد. سپس با انطباق الگوي تغيير شكل بر تصوير ميله در صفحه­ي كناري و استفاده از الگوريتم تكراري نزديك­ترين نقاط، تغيير شكل ميله و موقعيت سوراخ انتهايي محاسبه مي‌گردد. به منظور ارزيابي فرضيه‌ي پژوهش و سنجش دقت محاسبه‌ي موقعيت سوراخ انتهايي بر اساس روش پيشنهادي، آزمايش روي 5 نمونه از استخوان فمور جسد انسان صورت پذيرفت و موقعيت پيش‌بيني شده و واقعي سوراخ انتهايي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با استفاده از تحليل مكانيكي و داده‌هاي تصويري از انحناي ميله، موقعيت سوراخ‌هاي انتهايي با خطاي موثر ميانگين 84/0 ميلي‌متر و خطاي حداكثر 3/1 ميلي‌متر محاسبه مي‌گردد. انتظار مي‌رود كه با تركيب روش پيشنهادي با روش‌هاي تصويري مبتني بر شكل سوراخ، بتوان در آينده به خطاي كم‌تر از ميلي‌متر در تعيين موقعيت سوراخ دست يافت.