بررسی و تحلیل پارامترهای موثر بر فرآیند سوراخکاری استخوان مبتنی بر روش تاگوچی

یکی از مهم‌ترین، حساس‌ترین و پر کاربرد ترین فرآیند های ماشین‌کاری در حوزه جراحی‌ها و مهندسی پزشکی، فرآیند سوراخکاری استخوان می‌باشد. سوراخکاری استخوان کاربرد عمده ای در جراحی‌های ارتوپدی، درمان شکستگی‌ها و نمونه برداری‌های استخوانی و همچنین دندان‌پزشکی دارد. مهم‌ترین عارضه‌ای که ممکن است در عمل جراحی براده برداری از استخوان ایجاد شود، بالا رفتن دما از محدوده مجاز و ایجاد نکروز حرارتی در بافت استخوان می باشد. بطور کلی اگر دمای فرآیند سوراخکاری اسخوان بیشتر از c°٤٧ شود، نکروز حرارتی اتفاق می‌افتد. در صورت وقوع نکروز حرارتی، تثبیت استخوان به خوبی انجام نمی‌گیرد. در سال‌های اخیر محققان به دلیل عدم استفاده از روش‌های بهینه‌سازی کارآمد و نیز عدم در نظرگرفتن تمامی پارامترهای موثر بر فرآیند سوراخکاری استخوان به نتایج قابل قبولی در این زمینه دست نیافتند. همچنین دستیابی به بهترین پارامترهای موثر جهت جلوگیری از بروز نکروز حرارتی نیز میسر نگردید. لذا در این مقاله، جهت جلوگیری از این موضوع، ضمن طراحی دقیق آزمایش‌ها، یک روش نسبتا دقیق به عنوان راهکاری جهت کنترل دما و نیروی محوری به‌منظور بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر فرآیند سوراخکاری استخوان و بهبود فرآیند سوراخکاری استخوان ارائه شده است که در این مقاله، از روش بهینه‌سازی تاگوچی بدین منظور استفاده شده است و این روش درمقایسه با سایر روش های بهینه‌سازی، درمدت زمان کوتاه‌تری فرآیند بهینه سازی را با دقت بسیار بالایی انجام می‌دهد.همچنین به منظور ارزیابی نتایج به دست آمده، نتایج حاصل از بهینه سازی صورت گرفته روی استخوان کورتیکال گاو آزمایش شده است. نتایج به دست آمده از بهینه سازی صورت گرفته نشان می دهد که این روش در بهبود فرایند سوراخکاری استخوان کاملا موثر بوده است.

investigating and analyzing parameters affecting the bone drilling process using the taguchi method.

the bone drilling process is a crucial and widely used machining technique in the field of surgery and medical engineering. it is particularly prominent in orthopedic surgery, fracture treatment, bone sampling, and dentistry. the most important complication that may occur in bone removal surgery is the increase in temperature from the permissible range and causing thermal necrosis in the bone tissue. in general, if the temperature of the bone piercing process exceeds 47°c, thermal necrosis occurs. in case of thermal necrosis, bone fixation is not done well. in recent years, researchers did not achieve acceptable results in this field due to the lack of efficient optimization methods and the failure to consider all parameters affecting the bone drilling process. also, it was not possible to achieve the best effective parameters to prevent thermal necrosis. therefore, in this article, in order to prevent this issue, along with the precise design of the experiments, a relatively accurate method has been presented as a solution to control the temperature and axial force in order to optimize the effective parameters on the bone drilling process and improve the bone drilling process. in this article, the taguchi optimization method is used for this purpose, and this method performs the optimization process with high accuracy in a shorter period of time compared to other optimization methods.