طراحی و پیاده سازی دستگاه مکانیاب پیچهای قفلشونده در مجموعه ابزار جایگذاری نیل درون اندامی

امروزه درمان شکستگی ها با استفاده از ابزار آلات و تجهیزات پزشکی مختلف، عملکرد بسیار متفاوتی نسبت به درمان شکستگی در دهه های گذشته در رشته ی ارتوپدی ایجاد کرده است. سامانه نیل درون اندامی، یک سامانه جراحی ارتوپدی برای درمان شکستگی های ساق و ران به صورت بسته می باشد. این سامانه با توجه به دارا بودن میانگین زمان جوش خوردن سریع تر استخوان، میزان عفونت پایین تر، مدت کم بستری در بیمارستان و زمان بازگشت به کار زودتر بیمار، روش ارجح درمانی محسوب می شود. ضعف این سامانه، امکان انحنای نیل در اثر ضربات وارد به آن هنگام ورود به کانال استخوان و در نتیجه خارج شدن سامانه از تنظیم اولیه است. با خارج شدن سامانه از تنظیم اولیه، امکان خطا به هنگام کارگذاری پیچ های قفل شونده انتهای نیل وجود خواهد داشت. به همین منظور در این پروژه سعی شده است که این ضعف با استفاده از یک دستگاه جانبی به عنوان مکان یاب نیل برطرف گردد. در طراحی سامانه دستگاه مکان یاب از تکنولوژی استفاده شده در فلزیاب ها بهره گرفته ایم. جنس نیل های درون اندامی، فولاد زنگ نزن پایه 316ال با رسانایی ms/m 3/1 است که آن ها را جزو دسته فلزات قرار می دهد. فلزیاب ها دارای یک سنسور برای جستجوی فلز و مدارات الکترونیکی برای تشخیص مکان فلز هستند. سنسور دستگاه، یک سیم پیچ است که عنصر فعال در یک مدار اسیلاتور می باشد. با نزدیک شدن سنسور به نیل و تاثیر نیل بر اندوکتانس سنسور، فرکانس نوسان اسیلاتور تغییر خواهد کرد. این تغییر فرکانس در مدارات تشخیص داده می شود و به صورت نمایش در 7-segment و روشن شدن تعدادی led در خروجی نمایان می گردد. هر چقدر تغییر فرکانس بیشتر باشد، اعداد نشان داده شده در 7-segment بزرگ تر خواهند بود و تعداد led بیشتری روشن خواهد شد. در این پروژه ابتدا با استفاده از نرم افزار های موجود، سنسور سامانه مکان یاب شبیه سازی گردیده و تاثیر متقابل نیل بر اندوکتانس سنسور محاسبه و مدارات الکترونیکی برای تشخیص تغییر فرکانس طراحی شده است. سپس مدار به صورت سخت افزاری پیاده سازی شده و نتایج خروجی آن در حضور نیل بررسی گردیده است. در انتها دستگاه به صورت کامل ساخته شده و می تواند در عمل در کنار سامانه نیل درون اندامی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج بیانگر کارآمد بودن سامانه برای تشخیص مکان نیل و در نتیجه مکان پیچ های قفل شونده در انتهای نیل می باشد.