14249

14249

بررسي و تحليل تنش-كرنش سطح تماس پيچ-استخوان در حالت اعمال نيروهاي مختلف دوراني در روش جراحي دوران مستقيم مهره (DVR) به روش تحليل المان محدود

كارشناسي ارشد

بيومكانيك

اسفند ماه 1393

اسفند ماه 1393

دكتر محمد حق پناهي

مكانيك

چكيده اسكليوسيس بيماري پيچيده همراه با انحراف سه بعدي ستون فقرات و در بسياري از موارد دوران مهره اي مي باشد. درمان هنگامي در اين بيماران حاصل مي شود كه ستون مهره ها به حالت طبيعي خود نزديك شود و توسط ميله و پيچ، پايدار شود. معيار اندازه گيري زاويه كوب مي باشد. در بيماران با زاويه كوب بالاتر، نياز به جراحي براي اصلاح مي باشد. تغيير پارامترهاي جراحي و بررسي تاثير آنها بر روي بيماران در طول جراحي، روش اخلاقي نمي باشد.بنابراين براي بررسي اثر اين موارد، نياز به مدل سازي المان محدود ستون فقرات و شبيه سازي مراحل جراحي بيمار مي باشد. در اين پروژه روش جراحي انتخاب شده، دوران مستقيم مهره (DVR) به همراه دوران تك ميله اي مي باشد. 5 بيمار در نظر گرفته شد. با استفاده از تصاوير CT بيماران و پارامترهاي كلينيكي، مدل ستون فقرات اين بيماران با استفاده از 3 نرم افزار ميميكس، كتيا و آباكوس، مدل شد. شبيه سازي فرآيند جراحي در دو مرحله انجام شد.با برنامه نويسي در نرم افزار پايتون و از روش آناليز معكوس، در ابتدا نيرو و گشتاورهاي اعمالي در طول جراحي بدست آمد. سپس با اعمال مجدد نيروها، نقاط ماكزيمم تنش ون-مايسز بدست آمد. ماكزيمم تنش در پيچ كاشته شده در مهره راسي ( كنار راسي) در ريشه رزوه اتفاق افتاده است. در مراحل بعدي با افزايش نيروهاي اصلاحي در دو پروفيل و افزايش دانسيته به 100 درصد، به بررسي اثر اين دو عامل بر دو پارمتر محدود كننده در جراحي، يعني تنش ايجاد شده در ايمپلنت ها و ميزان اصلاح زاويه كوب بدست آمده، پرداخته شد.در تمامي موارد با افزايش دانسيته و نيرو اعمالي، افزايش تنش ماكزيمم مشاهده شده است.ميزان اصلاح دوراني و كرونال ايجاد شده در تمامي بيماران، به جز بيمار 5، به ترتيب در پروفيل B و A(120 % و 150 % )، افزايش و كاهش نشان داده است. اين اثر را مي توان از طريق وجود ديسك هاي تخليه شده با تعداد متفاوت توجيه نمود. با افزايش نيرو از يك مقدار مرزي، سطح تماس استخوان-استخوان در مكان ديسك هاي تخليه شده افزايش مي يابد. درنتيجه بر اصلاح ايجاد شده اثر معكوس دارد. با افزايش دانسيته تغيير قابل توجهي در ميزان اصلاح ديده نشد. اما با افزايش تعداد ديسك هاي تخليه شده و به عبارت ديگر با افزايش سختي ستون فقرات، اثر تعداد ايمپلنت هاي به كار گرفته شده بر اصلاح حاصله، هرچند اندك، افزايش مي يابد. كلمات كليدي: المان محدود، دوران مستقيم مهره (DVR)، دانسيته كاشت پيچ، محاسبه نيروي اعمالي، نيروي استخوان-ايمپلنت