بررسی تأثیرات ورتبروپلاستی بر مقاومت تنه مهره انسان به روش برش نگاری کامپیوتری کمی و تحلیل المان محدود

امروزه استفاده از تکنیک ورتبروپلاستی در درمان شکستگی های فشاری تنه مهره انسان رو به افزایش است، ورتبروپلاستی یک روش درمانی غیر جراحی بوده که توسط متخصصین مربوطه و به کمک دستگاه های پیشرفته رادیوگرافی انجام میشود. در این روش مهره ضایعه دار با تزریق نوعی سیمان استخوانی از نوع پلی متیل متا آکریلیت (pmma) به درون آن ترمیم می گردد. در حال حاضر اطلاعاتی در مورد میزان تأثیر ورتبروپلاستی بر استحکام فشاری تنه مهره بصورت کمی در دست نمی باشد. از سوی دیگر استفاده از روش المان محدود مبتنی بر داده های سیستم برش نگاری کامپیوتری کمی برای پیش بینی استحکام فشاری مهره های سالم نتایج رضایت بخشی داشته است. از ویژگی های این روش، تولید مدل هائی از نمونه های اسکن شده می باشد که از لحاظ هندسی و ویژگی های مکانیکی انطباق مطلوبی با نمونه های واقعی داشته و امکان بررسی رفتار بیومکانیکی آنها را در شرایط مرزی متنوع به صورتی کاملاً غیرتهاجمی فراهم می سازد. پیش بینی غیرتهاجمی تأثیرات ورتبروپلاستی بر مقاومت فشاری تنه مهره در بیماران درگیر با تومورهای استخوانی ارزش کلینیکی بالائی دارد زیرا این امکان را برای پزشکان فراهم می سازد تا از روش های مناسبی جهت درمان و رفع عوارض جانبی این گونه شکستگی ها استفاده کنند. لذا هدف اصلی از انجام این مطالعه، بررسی تأثیر ورتبروپلاستی بر مقاومت فشاری تنه مهره با استفاده از روش المان محدود (fem) مبتنی بر داده های بدست آمده از سیستم برش نگاری کامپیوتری کمی (qct) می باشد. در این مطالعه از یازده مهره پشتی- کمری خارج شده از سه جسد مرد با میانگین سنی 42 سال استفاده شد. در ابتدا سه عدد از نمونه ها توسط سیستمqct اسکن شده و سپس تکنیک پردازش تصویر بر روی هر یک از مقاطع تصویر اعمال شد و مدل المان محدود مبتنی بر وکسلهای آنها برای تحلیل های خطی و غیر خطی ایجاد گردید سپس با استفاده از معیار کرنش معادل مناطق مستعد جوانه زنی آسیب و والگوهای آن پیش بینی گردیدند. در ادامه جهت تعیین اعتبار تحلیل های حاصله، نمونه ها به روش تجربی تحت بارگذاری فشاری قرار گرفتند و منحنی های نیرو-جابجایی هر یک از آنها به طور جداگانه بدست آمد و سپس جهت مقایسه و بررسی الگوهای آسیب دیدگی با نتایج تحلیل المان محدود از نمونه ها تصاویر رادیوگرافیک تهیه گردید. به منظور ایجاد حفراتی شبیه ضایعات استئولیتیک در باقی نمونه ها از دستگاه cnc استفاده شد و مراحل ایجاد مدلها و تحلیل آنها همانند نمونه های سالم انجام گردید. در انتها حفرات مهره های ضایعه دار به وسیله ورتبروپلاستی پر گردیده و میزان استحکام فشاری و الگوهای آسیب دیدگی آن ها توسط روش المان محدود مبتنی بر داده های qct محاسبه و بین استحکام پیش بینی شده و مقادیر تجربی آنها همبستگی بالایی مشاهده شد.