مدل سازی ریاضی و تحلیل حساسیت پارامترهای موثر بر دمای فرآیند سوراخ کاری استخوان کورتیکال به کمک نوسان های فراصوتی

استفاده از نوسان های فراصوتی برای کاهش دما در سوراخ کاری استخوان یکی از مهم ترین فرآیندهای نوین است که مورد توجه محققین حوزه جراحی استخوان قرار گرفته است. لذا بررسی رفتار دما در فرآیند سوراخ کاری استخوان به کمک نوسان های فراصوتی و پیش بینی رفتار دما نقش مهمی در بهبود استفاده از این روش در عمل های جراحی ارتوپدی دارد. در این پژوهش با استفاده از روش سطح پاسخ و تحلیل آماری اثر پارامترهای فرآیند روی تغییرات دما مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل آماری برای بررسی اثر هر یک از متغیرهای ورودی شامل سرعت دورانی ابزار، سرعت پیشروی ابزار، دامنه نوسان فراصوتی و برهم کنش آنها روی دما انجام شده است. همچنین با استفاده از روش آماری حساسیت سوبل مقدار تاثیر و حساسیت هر یک از متغیرهای ورودی روی دما مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از نوسان های فراصوتی باعث کاهش دما می شود و سرعت دورانی (48%)، دامنه نوسان (33%) و سرعت پیشروی (19%) به ترتیب بیشترین اثر را بر دمای فرآیند سوراخ کاری به کمک نوسان های فراصوتی داشته اند. استفاده از نوسان های فراصوتی می تواند باعث کاهش وابستگی دمای فرآیند به سرعت پیشروی شده و در نتیجه امکان انجام جراحی در زمان کوتاه تری را ممکن می سازد. کمینه مقدار دما (حدود C°37) در سرعت دورانی 500دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 20میلی متر بر دقیقه و دامنه نوسان 15میکرومتر حاصل شده است.