خطر شکستن مهره های ستون فقرات قابل پیش بینی شد

الگوریتم محاسبه مقاومت مهره‌های ستون فقرات برای بررسی کلینیکی در بیماران دچار پوکی استخوان توسط محقق واحد علوم و تحقیقات استخراج شد.

به گزارش واحد علوم و تحقیقات، سجاد نجف‌زاده محقق واحد علوم و تحقیقات گفت: امروزه با پیشرفت جوامع و بالارفتن سطح بهداشت و در نتیجه آن افزایش امید به زندگی مسائلی مانند کیفیت زندگی از اهمیت زیادی برخوردار است.

وی افزود: یکی از مهمترین چالش‌هایی که کیفیت زندگی افراد به خصوص سالمندان را به خطر می‌اندازد شکستگی‌های ناشی از پوکی استخوان بر اثر کاهش میزان چگالی و کیفیت ساختاری بافت‌های استخوانی به خصوص بافت‌های اسفنجی است.

این محقق با اشاره به اینکه پوکی استخوان با افزایش سن پیشرفت کرده و کاهش میزان چگالی استخوانی را دربر دارد، خاطرنشان کرد: بر اساس میانگین نتایج استخراج شده در سال‌های اخیر، کمردرد و ضایعات ستون فقرات سومین علت متداول در جراحی‌های ستون فقرات است که طبق تخمین‌ها تنها حدود ۳۳ درصد افراد دچار شکستگی مهره به کلینیک‌ها مراجعه می‌کنند.

نجف‌زاده با بیان اینکه شکستگی‌های ناشی از فشار در مهره‌های کمر را می‌توان با عمل جراحی درمان کرد، ادامه داد: پروتز مهره‌ها، کیفوپلاستی و ورتبروپلاستی سه روش درمانی با حداقل سطح تهاجم هستند که امکان استفاده از آنها برای شکستگی‌های ناشی از فشار در ستون فقرات، ناحیه قفسه سینه و کمر وجود دارد. این عمل‌های جراحی با استفاده از تزریق سیمان استخوانی به حفرات ایجاد شده در استخوان انجام می‌شوند.

وی گفت: از آنجایی‌که پزشکان در هنگام کیفوپلاستی و ورتبروپلاستی برای مشاهده داخل مهره‌های ستون فقرات برای تزریق سیمان استخوانی به مهره دچار پوکی، نیازمند استفاده از اشعه ایکس هستند به تبع آن در معرض خطرات این اشعه قرار دارند، بر همین اساس ترجیح خود را بر عدم انجام این نوع عمل قرار می‌دهند.

محقق واحد علوم و تحقیقات اضافه کرد: در حال حاضر روش‌هایی برای پیش‌بینی خطر شکست استخوان به خصوص مهره‌های ستون فقرات وجود دارد که از بین آنها می‌توان به جذب سنجی دوگانه اشعه ایکس، برش نگاری کمی کامپیوتری و تصویربرداری تشدید مغناطیسی اشاره کرد.

نجف زاده ادامه داد: برای بررسی چگونگی تخریب و درمان ضایعات ستون فقرات نیاز به شبیه‌سازی فرآیند تخریب است. در این پژوهش که بر روی حیوانات صورت گرفته است ۹ جز حرکتی ستون فقرات کمری از ستون فقرات تازه گوسفند که از لحاظ بافت‌شناسی و خصوصیات مکانیکی با نمونه‌های انسان همخوانی زیادی دارند، تهیه شد.

وی افزود: به کمک تصویربرداری به روش ( QCT ) از مهره‌های ستون فقرات گوسفند و انجام تست‌های بیومکانیکی بر روی این مهره‌ها و همچنین بررسی این نتایج با نتایج حاصل از مدلسازی مهره ستون فقرات گوسفند با روش المان محدود و به کمک نرم افزارهای «میمیکس و آباکوس» الگوریتم محاسبه مقاومت مهره‌های ستون فقرات استخراج شد.

محقق واحد علوم و تحقیقات خاطرنشان کرد: با توجه به تست‌های آزمایشگاهی انجام شده بر روی مهره‌های ستون فقرات و داده‌هایی که از سیستم تصویربرداری QCT به دست آمد به کمک روش المان محدود مدلی ایجاد شد که شامل هندسه دقیق مهره‌ها به همراه خواص مکانیکی نقطه به نقطه آن‌ها بود تا استحکام و آستانه شکست استخوان مهره‌ها تحت بارگذاری تست فشاری بدست آید.

نجف زاده عنوان کرد: در نهایت با توجه به الگوریتم استخراج شده از مدلسازی مبتنی بر روش اجزای محدود و صحه‌گذاری آن با تست‌های آزمایشگاهی می‌توان ارتباط بین آستانه شکست و ساختار استخوان را پیش‌بینی کرده و احتمال وقوع شکست در مهره‌ها را تخمین و از شکست آنها و عمل‌های جراحی سنگین و پرخطر در ستون فقرات جلوگیری کرد تا کمک شایانی در جهت بهبود سلامت برای این بیماران صورت گیرد.

مقالات استخراج شده از پایان‌نامه کارشناسی ارشد سجاد نجف‌زاده دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک واحد علوم و تحقیقات با عنوان «استخراج الگوریتم محاسبه مقاومت مهره‌های ستون فقرات برای بررسی کلینیکی در بیماران دچارپوکی استخوانی مهره‌ها» به راهنمایی محمد نیکخو عضو هیات علمی واحد علوم و تحقیقات که به صورت Oral در کنفرانس بین‌المللی مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر در دانشگاه تهران ارائه و توسط هیئت داوران به عنوان مقاله برتر برگزیده شد.

همچنین از دیگر دستاوردهای این پژوهش می‌توان به ارائه مقاله به صورت Oral در سومین کنفرانس بین‌المللی مهندسی مکانیک و هوافضا و همچنین کسب گواهینامه بین‌المللی Euro از کشور انگلستان و گواهینامه بین‌المللی Wissen از شهر برلین کشور آلمان اشاره کرد.