تعیین موقعیت سوراخ انتهایی میله‌ی درون‌استخوانی با استفاده از مدل‌سازی مکانیکی و داده‌های تصویری از انحنای میله

میله گذاری درون‌استخوانی روشی رایج در درمان شکستگی های تنه ی استخوان فمور می‌باشد. به علت تغییر شکل میله در فرایند جای‌گذاری درون کانال استخوان، بستن پیچ انتهایی میله برای جراحان چالش برانگیز و زمان بر است. تغییر شکل میله باعث می شود 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 هندسه ی قسمت انتهایی میله مورد توجه قرار گرفته است. هدف پژوهش حاضر بررسی فرضیه‌ی امکان استفاده‌ی ترکیبی از روش های تحلیل مکانیکی میله و داده های تصویری برای تعیین موقعیت سوراخ انتهایی میله می باشد. در روش پیشنهادی، رفتار میله با توجه به مشخصات هندسی آن (نسبت طول به قطر بین 25 تا 50) با استفاده از مدل تیر اویلربرنولی شبیه سازی شده و الگوی تغییر شکل آن به دست می‌آید. سپس با انطباق الگوی تغییر شکل بر تصویر میله در صفحه ی کناری و استفاده از الگوریتم تکراری نزدیک ترین نقاط، تغییر شکل میله و موقعیت سوراخ انتهایی محاسبه می‌گردد. به منظور ارزیابی فرضیه‌ی پژوهش و سنجش دقت محاسبه‌ی موقعیت سوراخ انتهایی بر اساس روش پیشنهادی، آزمایش روی 5 نمونه از استخوان فمور جسد انسان صورت پذیرفت و موقعیت پیش‌بینی شده و واقعی سوراخ انتهایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از تحلیل مکانیکی و داده‌های تصویری از انحنای میله، موقعیت سوراخ‌های انتهایی با خطای موثر میانگین 0.84 میلی‌متر و خطای حداکثر  1.3 میلی‌متر محاسبه می‌گردد. انتظار می‌رود که با ترکیب روش پیشنهادی با روش‌های تصویری مبتنی بر شکل سوراخ، بتوان در آینده به خطای کم‌تر از میلی‌متر در تعیین موقعیت سوراخ دست یافت.