پیش بینی محل شکستگی استخوان ران با استفاده از تحلیل المان محدود مدل حاصل از تصاویر دستگاه سنجش تراکم استخوان

Abstract

شکستگی‌ استخوانی ناشی از پوکی استخوان، یکی از مشکلات اصلی سلامت عمومی است به همین دلیل، این موضوع به یک هدف بسیار مهم برای پزشکان و محققان زیست پزشکی تبدیل گردیده است. در همین راستا هدف اصلی از این مطالعه، پیش‌بینی محل شکستگی استخوان ران تحت شرایط بارگذاری مختلف می‌باشد. امروزه استفاده از دستگاه‌های سنجش تراکم استخوان در کلینیک‌ها برای ارزیابی و پیش‌بینی پوکی استخوان گسترش‌یافته است. از این‌رو در این پژوهش تحلیل‌های المان محدود با به‌کارگیری مدل‌هایی بر مبنای تصاویر و گزارش دستگاه جذب-سنجی دوگانه اشعه ایکس برای پیش‌بینی الگوی شکستگی انجام گردیده است. مدل‌های المان محدود در ابتدا بر مبنای تراکم مواد معدنی گزارش‌شده در چهار ناحیه‌ مشخص شامل گردن، تروکانتر بزرگ، تروکانتر میانی و کل استخوان ران مدل تهیه شد. پس‌ از آن به ‌منظور بهبود دقت پیش‌بینی‌های انجام‌شده، نقشه‌ تراکم مواد معدنی استخوانی به ‌صورت پیکسل به پیکسل با توجه به داده‌های خام دستگاه سنجش تراکم استخوان هولوژیک استخراج گردید. تحلیل‌های خطی المان محدود با استفاده از معیار حداکثر فاکتور خطر تعریف‌شده براساس نرخ چگالی انرژی کرنشی به چگالی انرژی کرنشی نهایی انجام شد و بدین ترتیب محل المان‌های بحرانی به ‌عنوان محل شکستگی استخوان ران مشخص گردید. نتایج به‌-دست‌آمده حاکی از آن است که استفاده از توزیع غیر همگن تراکم مواد معدنی استخوانی در تحلیل المان محدود مدل‌های دو بعدی مبتنی بر روش جذب‌سنجی دوگانه اشعه ایکس می‌تواند به‌ عنوان یک ابزار کارآمد جهت پیش‌بینی محل بروز شکستگی استخوان محسوب گردد.