Μελέτη τεχνικών οστεοσύνθεσης καταγμάτων πυέλου με τη βοήθεια της τεχνικής "Συσχέτιση ψηφιακών εικόνων" (Digital Image Correlation - D.I.C.)

Καρανίκα, Μαρίνα; Γεωργίου, Δήμητρα; Karanika, Marina; Georgiou, Dimitra

dc.contributor.author	Καρανίκα, Μαρίνα	el
dc.contributor.author	Γεωργίου, Δήμητρα	el
dc.contributor.author	Karanika, Marina	en
dc.contributor.author	Georgiou, Dimitra	en
dc.date.accessioned	2016-07-18T10:54:31Z
dc.date.available	2016-07-18T10:54:31Z
dc.date.issued	2016-07-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43150
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12504
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Πύελος	el
dc.subject	Κάταγμα	el
dc.subject	Ψηφιακή συσχέτιση εικόνων	el
dc.subject	Οστεοσύνθεση	el
dc.subject	Πειράματα	el
dc.subject	Pelvis	en
dc.subject	Fracture	el
dc.subject	Digital image correlation	el
dc.subject	Osteosynthesis	el
dc.subject	Experiments	el
dc.title	Μελέτη τεχνικών οστεοσύνθεσης καταγμάτων πυέλου με τη βοήθεια της τεχνικής "Συσχέτιση ψηφιακών εικόνων" (Digital Image Correlation - D.I.C.)	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοϊατρική τεχνολογία και εμβιομηχανική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/889a79cd27f1653c233596d2ccc86569e4e1aae5
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-12
heal.abstract	Τα πυελικά κατάγματα θεωρούνται εκ των πλέον σοβαρών και απασχολούν ιδιαίτερα την κοινότητα των ορθοπεδικών ιατρών διότι συνδέονται πέραν των άλλων και με υψηλή θνησιμότητα. Οι τεχνικές οστεοσύνθεσης εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία και δεν υπάρχει σχετική προτυποποίηση. Από τη σκοπιά της Εμβιομηχανικής η πειραματική αξιολόγηση των τεχνικών οστεοσύνθεσης εμφανίζεται δυσχερής κυρίως λόγω της εξαιρετικά περίπλοκης γεωμετρίας της πυέλου, των ασαφών συνοριακών συνθηκών και των δυσκολιών στη μέτρηση των σχετικών μετατοπίσεων. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται μια πρώτη απόπειρα αντιμετώπισης του τελευταίου προβλήματος με την εφαρμογή της πειραματικής τεχνικής της Συσχέτισης Ψηφιακής Εικόνας (Digital Image Correlation, D.I.C.). Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε ένα πειραματικό πρωτόκολλο το οποίο υλοποιήθηκε στο Εργαστήριο Αντοχής Υλικών (τμήμα Εμβιομηχανικής) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου σε συνεργασία με ορθοπεδικούς ιατρούς του 401 Γενικού Στρατιωτικού Νοσοκομείου Αθηνών οι οποίοι ειδικεύονται στα πυελικά κατάγματτα. Το πειραματικό πρωτόκολλο περιλαμβάνει σειρά από 19 πειράματα με καταγματικές πτωματικές ημιπύελους. Το κάταγμα, το οποίο είχε δημιουργηθεί με τεχνητό τρόπο, ήταν κάταγμα τύπου «Τ». Οι ημιπύελοι είχαν υποβληθεί σε οστεοσύνθεση με πέντε διαφορετικές τεχνικές οι οποίες αποτελούνται από συνδυασμούς απλών και κλειδούμενων πλακών και κοχλιών. Τα πειράματα εκτελέστηκαν στο ηλεκτρομηχανικό πλαίσιο φόρτισης MTS Insight 10kN. Η παρακολούθηση των σχετικών μετατοπίσεων των κατεαγότων έγινε από το σύστημα 3D-D.I.C. της Limess. Τα πειράματα έγιναν υπό “οιονεί στατικές” συνθήκες με έλεγχο της μετατόπισης. Η φόρτιση ασκείται στην κατάλληλα πακτωμένη ημιπύελο μέσω μεταλλικού εμφυτεύματος (προσομοιώματος της κεφαλής μηριαίου οστού) έτσι ώστε το σύστημα να προσομοιώνει τη φόρτιση της πυέλου στην όρθια στάση. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων το φορτίο και τα τρισδιάστατα πεδία μετατοπίσεων μετρήθηκαν και καταγράφηκαν συναρτήσει του χρόνου. Ο στόχος του πρωτοκόλλου ήταν αρχικώς η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της τεχνικής D.I.C. όταν αυτή εφαρμόζεται για τον υπολογισμό τρισδιάστατων πεδίων μετατοπίσεων κατά τη μελέτη δοκιμίων περίπλοκης γεωμετρίας. Εν συνεχεία, έγινε απόπειρα άντλησης δεδομένων τα οποία θα επέτρεπαν την ταξινόμηση των τεχνικών οστεοσύνθεσης ανάλογα με την αποτελεσματικότητά τους, χρησιμοποιώντας ως κριτήριο το σχετικό άνοιγμα μεταξύ των κατεαγότων. Τα αρχικά αποτελέσματα της μελέτης αποδεικνύουν ότι η τεχνική 3DD.I.C. πλεονεκτεί των κλασικών τεχνικών καταγραφής μετατοπίσεων, αφενός μεν διότι επιτρέπει την εκ των υστέρων επιλογή των σημείων μέτρησης (και μάλιστα χωρίς περιορισμό ως προς τον αριθμό) του ανοίγματος του κατάγματος (Fracture Opening Distance, FOD), με εξαιρετική ακρίβεια, αφετέρου δε διότι παρέχει τη δυνατότητα μέτρησης, πέραν του FOD, και της σχετικής ολίσθησης μεταξύ των κατεαγότων (επίσης με ακρίβεια) δεδομένου ότι επιτρέπει την απομόνωση τόσον της στερεάς μετακίνησης όσον και της στερεάς στροφής.	el
heal.abstract	Pelvic fractures are classified among the most dangerous ones since they are related to high mortality. The respective osteosynthesis techniques are not standardized and a great variety of approaches can be found in literature. From the biomechanical point of view the experimental assessment of these techniques is a challenging task due to the extremely complex geometry of the pelvis, the difficulties in reproducing the actual boundary and loading conditions and also the difficulties in measuring the relative displacements. In the present diploma thesis, an attempt is described to address the above problem by applying the Digital Image Correlation (D.I.C.) technique. In this direction an experimental protocol was designed and took place in the Laboratory of Testing and Materials (Biomechanical Department) of the Mechanical Faculty of the National Technical University of Athens (N.T.U.A.) in collaboration with orthopaedics doctors from the 401st general military hospital, who are specialized in pelvic fractures. This protocol included nineteen tests with cadaveric semi-pelvises. The semi-pelvises were artificially fractured. The fractures simulated the most dangerous ones, usually denoted as T-type fracture. Five different osteosynthesis techniques were used to fixate the fractured pelvises consisting of various combinations of simple and locking plates and free fixation screws. The tests were implemented with the aid of an MTS Insight electromechanical loading frame. A 3D-D.I.C. system by Limess was used to measure the relative displacements of the three parts of the fixated pelvis. The experiments were implemented under quasi-static loading conditions and displacement-control mode. The fixated semi pelvis was properly constrained using a proper clamp with three degrees of freedom permitting proper orientation of the loading axis that simulated loading for upright standing position. The load was transferred to the pelvis with the aid of a metallic implant which simulates the femoral head. During the test the load and the respective 3D-displacement fields were measured and recorded as functions of time. The target of the protocol was two-folded: Assess the efficiency of D.I.C. in measuring three dimensional displacement fields for complicated geometries and on the other hand to classify the osteosynthesis techniques considered according to their efficiency, using as criterion the behavior of the gap across the various fracture lines. Preliminary results indicate that 3D-D.I.C. is advantageous against classical techniques since it allows “post-mortem” choice of critical points (without limit as to their number) for the estimation of the opening of the fracture (Fracture Opening Distance, F.O.D.), with very high accuracy. Moreover it enables measurement of the relative sliding between the three parts of the fractured pelvis as it allows isolation of rigid body displacement and rotation.	en
heal.advisorName	Κουρκουλής, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Περρέα, Δέσποινα	el
heal.committeeMemberName	Κεφαλάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Κουρκουλής, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Μηχανικής. Εργαστήριο Αντοχής Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	400 σ.
heal.fullTextAvailability	true