پایان نامه مدلسازی بافت نرم جهت بررسی چگونگی ایجاد زخم بستر با استفاده از روش المان محدود


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

پایان نامه مدلسازی بافت نرم جهت بررسی چگونگی ایجاد زخم بستر با استفاده از روش المان محدود مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۰۳  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه مدلسازی بافت نرم جهت بررسی چگونگی ایجاد زخم بستر با استفاده از روش المان محدود نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

فهرست مطالب

فصل اول – بررسی عوامل ایجاد کننده زخم بستر، روشها و مکانیزم های پیشگیری از آن
۱-۱- مقدمه    ۱
۱-۱-۱- علل زخم های بستر (زخمهای فشاری)   ۲
۱-۲- مراحل پیشرفت زخمهای بستر   ۴
۱-۲-۱- ابزارهای تشخیص زخم بستر   ۵
۱-۳- اثر فشار بر ویژگی های بیو مکانیکی بافت وایجاد زخم بستر    ۶
۱-۴- مقایسه اثر فشار ،اصطکاک و نیروی برشی بر ویژگی های بیومکانیکی بافت    ۷
۱-۵- صدمات بافتی ایجاد شده و اثر آن بر پاسخهای مکانیکی بافت    ۸
۱-۶- شیوه های متداول پیشگیری از زخم بستر    ۱۰
۱-۷- جمع بندی    ۱۳
فصل دوم – مفاهیم اساسی مورد نیاز در بسط روش المان محدود
۲-۱- مقدمه    ۱۴
۲-۲- تنش و تعادل    ۱۴
۲-۳- شرایط مرزی   ۱۶
۲-۴- روابط کرنش – جابجایی   ۱۷
۲-۵- روابط تنش – کرنش   ۱۸
۲-۶-  اثرات دما    ۲۱
۲-۷-جمع بندی   ۲۲
فصل سوم- روش اجزای محدود
۳-۱- مقدمه    ۲۳
۳-۲- المانها    ۲۶
۳-۳- مسائل یک بعدی   ۲۷
۳-۴- مدل سازی المان محدود    ۲۹
۳-۵- نحوه شماره گذاری    ۳۰
۳-۶- کاربردهای المانهای مثلثی با کرنش ثابت در مسائل دوبعدی   ۳۲
۳-۷-  مدل سازی المان محدود   ۳۳
۳-۸- تحلیل تنش در مسائل سه بعدی    ۳۵
۳-۹- ارتباط روش FEM با FDM    ۳۶
۳-۱۰- مزایا ومعایب روشهای اجزاء محدود FEM   ۳۸
۳-۱۱- جمع بندی    ۳۸
فصل چهارم  – تئوری های اساسی و مدل ها جهت تعیین خصوصیات و رفتار بافت نرم
۴-۱- مقدمه    ۴۰
۴-۲- سوابق تحقیقات و مطالعات   ۴۱
۴-۳- اثر نیروهای مکانیکی   ۴۴
۴-۴- توزیع تنش مکانیکی دربافت   ۴۵
۴-۵- معادلات حاکم بر نیروی فشاری، کشش ، برش، تنش وارد بربافت   ۴۶
۴-۶- مدل اولیه FEM برای بافت نرم    ۴۸
۴-۷-  تئوری غیر همسانگردی بافت نرم بیولوژیک     ۵۰
۴-۷-۱-  مدل های یک بعدی    ۵۱
۴-۷-۲-  مدل های محیط پیوسته همسانگرد تقویت شده   ۵۱
۴-۸- تئوری محیط پیوسته نا همسانگرد بافت نرم   ۵۱
۴-۹- تئوری دو فازی اجزا بافتهای نرم درون آب قرار گرفته   ۵۳
۴-۱۰-  تئوری سه فازی اجزای بافت نرم و کاربردهای آن   ۵۴
۴-۱۰-۱- روش حل   ۵۵
۴-۱۱- تئوری تغییر فرمهای بزرگ برای زخمهای فشاری    ۵۹
۴-۱۱-۱- مدل اجزای محدود بر مبنای تئوری تغییر فرمهای بزرگ برای زخمهای فشاری   ۶۰
۴-۱۲-  مدل کره ویسکوبالاستیک  برای بررسی رفتار دینامیکی بافت نرم   ۶۴
۴-۱۳-  تئوری تحلیل بافت نرم به صورت ماده نا همسانگرد ویسکوالاستیسیته شبه خطی
(تئوری QLV) و به کار گیری روش اجزاء محدود با استفاده از تقریب طیف گسسته   ۶۸
۴-۱۳-۱- اجرای روش اجزای محدود   ۶۸
۴-۱۴- نتیجه گیری    ۷۰
۴-۱۵-  نتایج و بحث های نهایی بر روی تئوری های بافت و کاربرد آنها    ۷۱
فصل پنجم – مروری بر نحوه شبیه سازی و نتایج بدست آمده از آن توسط روش FEM در مقالات مختلف
۵-۱- مقدمه    ۷۴
۵-۲- اجرای مدل کامپیوتری    ۷۵
۵-۲-۱- کسب داده های سه بعدی    ۷۵
۵-۲-۲- ویژگی های اینرسی و داده های اینرسی تنه انسان    ۷۶
۵-۲-۳- شرایط مرزی و محیطی و فشار به کاررفته در مدلهای معمول   ۷۶
۵-۲-۴- تجزیه و تحلیل نیروهای وارد بر تنه و تعیین نیروهای مجهول    ۷۷
۵-۲-۵- داده های لازم جهت رمزگشایی نرم افزار    ۷۸
۵-۳- مدلهای مکانیکی FE معمول به کاررفته در مقالات    ۷۹
۵-۴- گسترش مدل FE و مروری بر تاریخچه وکاربرد آن    ۸۰
۵-۵- اعتبار مدلهای FE و هندسی    ۸۲
۵-۶- روش های اعتبار سنجی مدل هندسی سه بعدی (FE )    ۸۳
۵-۷- نتایج حاصل از شبیه سازی ها در مقالات    ۸۴
۵-۸- موارد مهم در شبیه سازی    ۸۴
۵-۹- نتیجه گیری   ۸۵
فصل ششم – جمع بندی و ارائه پیشنهادات
۶-۱- جمع بندی    ۸۷
۶-۲- پیشنهادات    ۸۸
۶-۳- نتایج بررسی روش ها و مکانیزم های پیشگیری    ۸۹
مراجع    ۹۱

 

مراجع

[۱]- Dohyang Lim.Fang Lin . Rolandw. Hendrix, “Evaluation of a New sitting Concept Designed For Prevention of Pressure ulcer on The Buttock using Finite Element Analysis” , Biomedical Central, 2007.

[2] Ericl. Wag nac , Carl Eric Aubin , “ Anew Method to Generate A Patient-Specific Finite Element Model of The Human Buttocks” , Transaction on Biomechanical Engineering IEEE , Vol. 55,No.2,2008.

[3] yiliu, Amye, kerdok, Robert D. Howe, “A Non linear Finite Element Model of soft Tissue Indentation” , International Symposium , Cambridge ,pp.67-76,2004.

[4] Takehito kemuriyama, Junko Nitsuma, Hideo yano, “An Analysis of Skin Temperature Changes under Pressure Loading and Relief by Animal Experiments” , Vol.20 ,IEEE,1998.

[5] Yoshio Tanimoto, Hideo Takechi , Hidekazu Nagahata , and yamamoto ,” The Study of Pressure Distribution In Sitting Position on Cushinos For Patient With SCI” , IEEE,No5,Vol44,1998.

[6] A.P. Yoganathan , “ Advances In Bio engineering” , Asme , 1998.

[7] Mansor.A.Haider & Mark.H.Holmes, “A mathematical Approximation For The Solution of a Static Indentation Test” , journal.Biomechanics. Vol.30,No.7,pp.747-751,1997.

[8] M.A. Puso & J.A.Wesis, “ Finite Element Implementation of Anisotropic Quasi-Linear Viscoelasticity using  Discrete Spectrum Approximation” , journal.Biomechanical Engineering , Vol.120 , pp.62-70 , Feb1998.

[9] J.D. Zhang, A.F.T.Mak & L.D Huang, “A Large Deformation. Biomechanical Model for Pressure ulcers” , journal.Biomechanical Engineering, Vol.119 , pp406-408 , Nov2007.

[10] D.M.Flynn, G.D.Peura , P.Grigge & A.H.Hoffman , “A Finite Element Based Method to Determine The Propertied of Planar Soft Tissue “journal.Biomechanical Engineering ,Vol.120 , pp,202-210 , April1998.

[11] H.Cenk Guler , Necip Bevme & Sheldon Rosimon , “AViscoelastic sphere model for the Representation of Plantar Soft Tissue During Simulations” , journal.Biomeeanical , Vol 31 , pp.847-853 , March 1998.

[12] Wlodzimierz S.erdmann, “ Geometric and Intertial Data of The Tunck In Adult Males, “journal,Biomechanics , Vol.30,No.7, pp.676-688,1997.

[13] P.K.Commean , K.E.smith, Mow.vannier. B.A.Szabo & R.L.Actis, “Finite Element Modeling and Experimental verification of Lower Extremity Shape Change under Load” , journal.Biomechonics , Vol.30 , No.5, pp.531-536,1997.

[14] J.Z.Wu,W.Herzog & M.Epstein, “ Evaluation of The Finite Element Sufware ABAQus for Biomechanical Modeling of Biphasic Tissue” , journal.Biomechanis , Vol.31 , pp 165-169,1998.

[15] W.W.Chow & E.L.odell , “De formation and Stresses in soft Body Tissues of a sitting Person”, journal.Biomechanical Engineering, Vol.100 , pp.79-87 , May 1978.

[16] Van C.Mow , Wilson C.Hayes ,“BASIC ORTHOPEADIC BIOMECHANICS” , Lippincott , 1997.

[17] JG Webster, “Prevention of Pressure Sores”, Bristol Phiadelphia & New york ,1991.

]18[ طیب زاده و سید محمد رجایی – ‹‹ تجزیه و تحلیل مکانیکی زخم بستر ›› – دانشگاه علم و صنعت ایران – دانشکده مهندسی مکانیک – ۱۳۷۸٫

]۱۹[ نام نویسنده : یرگن باته – ترجمه : مهندس فرزاد ولی پور گودرزی – ‹‹ کاربرد روش المانهای محدود در مهندسی ژتوتکنیک ››- نشر دانشگاه امیر کبیر – بهار ۱۳۷۷ .

]۲۰[ لکاوس یورگن باته – ترجمه کریم عابد – ‹‹ روش های عناصر محدود ›› – نشر دانشگاه صنعتی سهند        ( تبریز ) – ۱۳۷۷٫

]۲۱[ دکتر سید ابراهیم افجه ای – ‹‹ مقدمه ای بر روش اجزای محدود ›› – نشر نوپردازان – زمستان ۷۷ .

]۲۲[ امید اربابیان – ‹‹ تحلیل و بررسی علل سوختگی حین جراحی قلب باز ›› – دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد – دانشکده مهندسی پزشکی – سمینار کارشناسی ارشد – ۱۳۸۶٫

 

چکیده :

 

 یکی از مشکلات بشر در زندگی امروزی عدم تحرک کافی و ثابت ماندن بدن در وضعیتهای محدودی می باشد . تماس پیوسته و تحت فشار نقاط محدود از بدن سبب عوارضی از قبیل عدم خونرسانی کافی به بافت و زخم های گسترده و حاد می شود که زخم بستر ( Bed sore ) نامیده می شود. از آنجائیکه فعالیتهای مختلف شغلی از قبیل رانندگی وسایل نقلیه و انواع بیماریها از قبیل ضایعات عصبی افراد زیادی را در معرض مشکل قرار می دهد فعالیتها و مطالعات وسیعی در زمینه این آسیب و جوانب آن صورت گرفته است.معمولا برای بررسی ناحیه صدمه دیده از یک مدل سه بعدی المان محدود[۱] که بر اساس ساختار آن ناحیه با استفاده از تصاویر MRI تهیه       می شود استفاده می گردد. مدل المان محدود با توجه به استناد به مقالات یک نمود هندسی واقعی و گسترده ای از بافت نرم بدن را تهیه می کند همچنین از این مدل می توان برای بررسی واکنش های مکانیکی در بافت های عمیق بهره جست این مدل امکان پیش بینی فشارهای مضر و کشش های نزدیک میانجی های بافت نرم – استخوان را به طور بالقوه فراهم می سازد.  با استفاده از نتایج تئوریها و مدلهای اساسی برای بافت های نرم بدن و نتایج مدل المان محدود می توان تغییر فرم و فشردگی بافتها در نقاط مختلف و چگونگی توزیع تنشها و نقاط دارای تنش بالا و مستعد بروز زخم را پیش بینی کرد. پس به طور کلی مدل المان محدود در آمدی عمده و تلاش متناسب با مهندسی توان بخشی را ارائه می نماید . در این تحقیق زخم بستر از نظر فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته و روشهای مدلسازی عوارض ناشی از آن با استفاده از روشهای المان محدود معرفی می گردند.

۱-۱- مقدمه

اصولاوقتی بدن یک موجود زنده در مدت زمان طولانی بر روی یک تکیه گاه باقی می ماند. تماس پوسته و تحت فشار نقاط محدودی از بدن با تکیه گاه سبب عوارض ناشی از عدم خونرسانی کافی به بافت می گردد.سلولهای نواحی تحت فشار در اثر نرسیدن خون به آنها ،مواد لازم برای سوخت وساز را نمی توانند بدست آورندو مواد دفعی را از محیط پیرامونشان نمی توانند خارج کنندو در نتیجه سریعااز بین می روند زخم هایی در نواحی تحت فشار تشکیل می گردندکه به زخم بستر[۱] معروفند.

این زخمها اغلب زخم های بازی هستند که می توانند در سراسر بافت نرم گسترش یابند ونهایتا به ساختار استخوانی برسند.زخمهای فشاری پاسخ تخریب کننده در بافتهای نرم اطراف نواحی برجسته استخوانی بصورت یک نتیجه از بارگذاری سطح اپی درم پوست در مدت زمان زیادی هستند.

از شرایط مستعد کننده تشکیل زخم بستر ،بیماریهای گردش خون ،در معرض دمای بالا قرار گرفتن بافت ،رطوبت وهمچنین تنش های برشی(یعنی اصطکاک بین پوست وتکیه گاه)که می توانند رگ های خونی را بکشند یا ببندند،می باشند]۱۷[.

به عنوان نمونه بیمارانی که به علت ضایعه عصبی یا ناراحتی جسمی روی تخت ویا صندلی چرخدار در یک حالت ساکن و یا وضعیت و محدود قرار می گیرند،مشکلات ناشی از صندلی وراحتی پشتی در نقاط تماس مداوم بدن با این تجهیزات بصورت عوارض اولیه تا زخمهای گسترش یافته می باشد.

به همین دلیل بررسی این پدیده و جوانب آن برای سلامت جسمی بیماران وتأمین سلامت در مشاغل با تحرک پایین یک ضرورت می باشد و بحث پیرامون این پدیده وچگونگی ساختار تأثیر پذیری بافت نرم ،مدلهای تئوری وعددی اجزای محدود وداده های تجربی وآسیب شناسی بافت نرم از موضوعات مطرح در محافل و کنفرانسهای علمی است.

 

۱-۱-۱- علل زخم های بستر (زخمهای فشاری)

زخم بستر زخمی است که بوسیله فشار بیش از اندازه بر یک بافت ودر مدت نسبتا طولانی ایجاد می شود.

این زخم ها همچنین زخم های فشاری نیز نامیده می شوند.این نام ها اشاره بر این دارد که این زخم ها در اثر درازکشیدن بیمار برای مدت نسبتا طولانی ،در اثر نیروی فشار وزن، در نواحی از بدن بیمار که تحت نیروی فشاری قرار دارد ،ایجاد می شود.

اصطلاح زخم بستر یا زخم فشار ،به این دلیل استفاده می شود که نیروی فشاری یا برشی عامل اصلی بوجود آورنده این نوع زخم می با شد،و تمر کز نیروی فشاری در اثر بستری شدن بیمار ،بر روی بافت ایجاد می گردد.معمولا زخم های بستر نزدیک محلهایی از بدن بوجود می آیند که یک برجستگی استخوانی در نزدیکی پوست دارند.

در بررسی های میدانی که توسط پیترسن (۱۹۷۵) انجام گرفت ،این نتیجه بدست آمد که دو سوم تمام زخمها در اطراف کفل ها و روی برجستگی های استخوانی پیدا شدند.

بررسی ها نشان دادند که ما بیشتر از ۸۰%تمام زخم های بستر در ۵ منطقه واقع می شود ،این مناطق عبارتند از:

ناحیه خاجی [۲]-دنبالچه

ناحیه تروکانتر[۳] بزرگ

ناحیه برجستگی نشیمنگاهی [۴]

ناحیه برجستگی کالکانئوس [۵]

ناحیه مالئوس جانبی [۶]

 

می دانیم که پوست روی استخوان خاجی ،تقریبا بدون لایه ماهیچه ای است .این عامل باعث می شودتنش فشاری افزایش یابد.علاوه براین ، استخوان خاجی که شکل کاملا تیزی دارد ،مانند یک جسم نوک تیز ،باعث    می شود که زخم های بستر در آنجابوجود آید.اغلب اوقات افرادی که به پشت دراز می کشند.

این زخمها روی ناحیه تروکانتر وناحیه مالئوس جانبی در پایشان تشکیل می گردد]۲۲[.

 

1-2- مراحل پیشرفت زخمهای بستر

پیشرفت زخم بستر در بافت به ترتیب زیر می باشد

مرحله اول:اپیدرم[۷] (بشره):یک منطقه قرمز شده مشخص،ممکن است کبود شود ،ولی هیچ شکافی در پوست سالم نیست ،فشار کم توسط انگشت باعث سفید شدن آن می شود.

مرحله دوم: غشاء میانی پوست[۸]: شکافی در سطح پوست ،همراه با آشکار شدن غشاءمیانی پوست وقرمزی در آن ایجاد می شود . حفره هایی ممکن است ظاهرشودو اگر این حفره هادر مراکز حساس بدن باشندبا درد همراه خواهند شد.

مرحله سوم :بافت زیر پوستی[۹]: زخمی مربوط به بافت زیر پوستی ایجاد می شود ،حفره های چرکی ممکن است دیده شود.

کناره های زخم مشخص است وبا آریتمی و سفتی پوست دور آن همراه است.

مرحله چهارم :چربی زیر پوستی[۱۰] : زخم در چربی زیر پوستی زیاد می شود.لخته های خون کوچک و عفونتهایی همراه با بافت چربی تخریب شده بافت ایجاد می شود. در اینجا لایه پوششی فیبری عمیق به طور موقتی پیشرفت زخم را  به طرف پایین مانع می شود.

مرحله پنجم :ماهیچه واستخوان [۱۱] : بافت تخریب شده به لایه پوشش فیبری عمیق نفوذ می کند وسفتی عضلات در این حالت پیشرفت  سریعی دارد .در این حالت مفصلها وحفره های بدن در گیر می شوند .زخمها در این حالت ممکن است با هم ترکیب شوند.

شکل زیر مراحل مختلف تخریب بافت را حین پیشرفت زخم بستر نشان می دهد]۱۷[.

 

 

۱-۲-۱- ابزارهای تشخیص زخم بستر

برای تشخیص زخم بستر معمولا از فاکتور های خطر زا استفاده می شود.بااستفاده از عوامل خطر می توان به عددی رسید که ریسک پیشرفت زخم بستر یک فرد را منعکس می کند .چندین ابزار ارزیابی وآنالیز کلینیکی وجود دارد ]۲۲٫[

چند روش بسیار ساده برای تشخیص زخمهای بستر به شرح زیر می باشند:

 

– فتو پلیسموگرافی [۱۲]و میزان خون رسانی

این روش علاوه بر مزایای خود دارای معایبی است که از آن جمله می توان به ۲ مورد اصلی اشاره کرد:

این روش نمی تواند یک اندازه گیری دقیق را فراهم کند زیرا دارای ردیاب ضعیف است.

این روش نسبت به حرکت بسیار حساس است ]۱۷[.

 

– اندازه گیری اکسیژن خون بافت

برای اندازه گیری از مبدل های غیر تهاجمی برای تعیین تاثیر فشار جزئی اکسیژن در بافت استفاده می شود.از این مبدل ها در سطح پوست استفاده می کنند .با اندازه گیری های انجام شده میزان اکسیژن بافت ،در زیر استخوان خاجی ،trochanter، قسمتهای پهلوی ران ،وبر جستگی های استخوان نشیمنگاهی افزایش یکنواختی داد ومیزان اکسیژن خون بافت با افزایش فشار به کاررفته نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که po2 در برجستگی های استخوان، خیلی پایین تر از دو جای دیگر بدن است.

 

– اندازه گیری های بیو شیمیایی

بررسی تغییرات بیو شیمیایی در بافت پوست در طراحی مراحل مختلف تخریب بافت ،در یک برنامه پیش بینی شده استفاده می شود. ولی چنین بررسی هایی نیاز به میزان خاص عملیات تهاجمی دارد واز نظر کلینیکی قابل قبول نمی باشد.روش دیگری که برای پیش بینی زود هنگام ضایعات زخم فشاری مطرح شده اندازه گیری دما است.

اولا: افزایش دما در یک موضع می تواند به دلایل دیگری مثل ضایعات التهابی باشد نه به دلیل پر خونی بعد از فشار

ثانیا: اندازه گیری دما نیاز به ثبت وکنترل طولانی مدت بوسیله ترموکوپلهای دقیق دارد،لذا کاربرد این روش نیز به علت محدودیت های مذکور کارایی لازم را نخواهد داشت.

 

1-3- اثر فشار بر ویژگی های بیو مکانیکی بافت وایجاد زخم بستر

اعمال فشار طولانی روی پوست عامل مهم پاتو فیزیولوژیک در ایجاد زخم فشاری  است.نتایج آزمایشات نشان می دهند که حساسیت برخی از پارامتر های بیو مکانیکی برای تعیین آسیب های ایجاد شده بیشتر است.این پارامترها عبارتند از :

– حداکثر نیروی تحمل شده توسط بافت (Fmax)

– حداکثر تنش تحملی بافت (نیروی تحمل شده در واحد سطح)

– انرژی جذب شده در بافت (سطح زیر منحنی نیرو –تغییر طول )

– شیب قسمت خطی منحنی نیرو-تغییر طول

اعمال فشار خارجی به بافت سبب انتقال مایع میان بافتی به قسمت های مجاور می شود که در مدت طولانی مدت به دلیل حذف اثر بالشتکی ایجاد تماس مستقیم بین سلولها می­توانند سبب تشکیل زخم فشاری شود.همچنین شروع اعمال فشار بر سطح بافت باعث تغییراتی در ماتریس بافتی نظیر سفتی ،افزایش فشار داخلی ، تمرکز پروتئوگلیکانها، مقاومت نسبت به حرکت مایع و اتساع عروق کوچک خونی می گردد.

در شرایط طبیعی ایجاد زخم فشاری ،معمولا فشار ایجاد شده ناشی از نیروی وزن در سطح تماس نقاط استخوانی با تخت وتشک، ایجاد زخم می کند اما این نکته را نباید از نظر دور داشت که در شرایط طبیعی ، بروز زخم ،روندی تدریجی است که به علت بی حرکتی طولانی مدت فرد بوجود می آید. با آغازاعمال فشار عکس العملهای موضعی و عمومی شروع می شود که شامل ایسکیمی موضعی ،شروع واکنشهای التهابی ،تهاجم سلولهای التهابی ،پارگی یا انسداد مویرگها ونهایتا تخریب سلولی است. زمان اعمال فشار در بررسی های صورت گرفته بسیار حائز اهمیت است زیرا که هر چه زمان اعمال  فشار افزایش یابد تخریب و نکروز بیشتری در بافت بوجود آمده وزخم سریعتر شکل خواهد گرفت.

به این نکته باید توجه نمود که تغییر خصوصیات بیو مکانیکی بافت فقط ناشی از تخریب پوست یا عضله نیست بلکه ایجاد اغتشاشات بوجود آمده به دنبال اعمال نیروی خارجی به بافت (مانع جابه جایی مایعات میان بافتی ،تغییرات شبکه های کلاژنی،تغییر ویسکوزیتی بافت )قطعا رفتار مکانیکی بافت را تحت تأثیر قرار می دهد]۴[.

 

۱-۴- مقایسه اثر فشار ،اصطکاک ونیروی برشی بر ویژگی های بیومکانیکی بافت

اگر چه فشار به عنوان فاکتور اصلی ایجاد کنند ،زخم فشاری همواره مورد توجه محققین بوده است اما نیروی اصطکاک (سایش ) ونیروی برشی نیز از عوامل تسریع کننده زخم هستند که نمی توان نقش آنها را نادیده گرفت.

مشخص شده است که سایش سبب می شود حفرات پر از مایع در پوست تشکیل شود و اگر نیروی اصطکاک بزرگ باشد امکان تشکیل حفرات در چند دقیقه نیز وجود خواهد داشت.

نکته حائز اهمیت دیگر در مورد پارامتر های بیومکانیکی اینست که روند تغییرات ضرایب حداکثر نیروی تحملی توسط بافتKf))و تنش (Ks)در دو گروه نیروی اصطکاک و برشی مشابه ومخالف گروه اعمال فشار می باشد.

در بافتهایی که نیروی برشی بر آنها اعمال شده است :

-حداکثر نیروی تحمل شده (Fmax)کمتر از دو گروه فشار واصطکاک است ،

-تنش کمتر از گروه فشار ،

– وشیب قسمت خطی منحنی نیرو –تغییر طول کمتر از دو گروه فشار واصطکاک است.

و بالاخره مشخص می شود که نیروی برشی آسیب های جدیتری را در بافت ایجاد خواهد نمود. وجود مولفه افقی در حین اعمال نیروهای اصطکاک وبرشی در مجموع سبب آسیب ونکروز بافت خواهد شد. افزایش دمای پوست نیز سبب می شود تاولها زود تر تشکیل شوند .نیروی اصطکاک روی پوست بستگی به مقدار رطوبت نیز دارد.رطوبت در سطح پوست نیروی اصطکاک را افزایش می دهد به همین دلیل است که در افراد ضایعه نخاعی که کنترل ارادی ادرار و مدفوع وجود ندارد ،خطر ایجاد زخم جدیتر است.

دینسوال پس از تکمیل مطالعات بافتی بیان نمود که اصطکاک به طور مکانیکی سبب از بین رفتن لایه شاخی و جدا شدن اپیدرم ازدرم در روی سلولهای بازال می شود. گاتمن بیان کرد که نیروی برش فاکتور مهمی در ایجاد زخم فشاری است .از نظر او نیروی برشی خطرناک تر از نیروی عمودی است .زیرا منطقه بزرگتری را از تغذیه خونی محروم می کند. گلدیستن نیز در بررسی خود نشان داد که با افزایش میزان نیروی برشی ،زخم های شدیدتری ایجاد می شود ]۴[.

 

1-5- صدمات بافتی ایجاد شده و اثر آن بر پاسخهای مکانیکی بافت

پوست از دو لایه اصلی اپیدرم و درم تشکیل شده است که با واسطه ساختمان واسط (اتصال درمال، اپیدرمال ) به هم متصل شده اند .عمل تجدید اپیدرم که از غشاء پایه در محل اتصال درم واپیدرم منشأ می گیرد ،برای حفظ تحمل مکانیکی آن می باشد .وقتی سلول ها از قاعده به سطح اپیدرم مهاجرت می کنند، پدیده کراتینه شدن اتفاق می افتد .چسبندگی سلول ها بواسطه دسموزومها سبب ایجاد قدرت مکانیکی اپیدرم می شود .

درم نیز همبند پوست است که ساختمان قدرتی ومحل ذخیره آب است و با اپیدرم واکنش نشان می دهد.

دستجات فیبر های کلاژنی بصورت تصادفی جهت گیری شده اند وقادر به تحمل تنش وارده در قسمت الاستیک منحنی تنش –کرنش (قسمت ابتدایی منحنی که  رفتار الاستیک دارد)نیستند. فیبرها به تدریج در جهت تنش وارده تنظیم می شوند وسفت شدن کلاژن ها از ایجاد کرنش زیاد جلوگیری می کند .پس الاستین و شبکه های کلاژنی مسئول بروز رفتار مکانیکی پوست هستند . الاستین مسئول حفظ سلامت مکانیکی بافت پوست در لود های پایین کلاژن فیبر اصلی تحمل کننده تنش در پوست است .ومسئول رفتار مکانیکی در تنش های بالا است.

اعمال فشار در زمانهای کوتاه مدت آسیب به پوست وارد نمی کند البته صدماتی وارد می کند اما آنها برگشت پذیرند وبین شکست ،تخریب وترمیم تعادل وجود دارد .اگر فشار یا زمان اعمال فشار از حد معینی بالاتر رود ،روندهای متابولیک غالب خواهند شد ودر نتیجه شکست بافتی اتفاق می افتد . هر چه زمان اعمال نیرو بیشتر شود پاسخ های التهابی نیز افزایش خواهد یافت. این رفتار را می توان در بافت هایی که نیروی اصطکاک و برشی بر آنها وارد شده بود شدیدتر دید. مولفه افقی نیرو نیز در دو حالت اصطکاک وبرشی سبب سایش ایندنتور بر سطح پوست و لایه های زیرین نسبت به هم شده است و سفتی لایه شاخی اپیدرم را کاهش می دهد. علی رغم اینکه در مقالات نقش اصطکاک را در زخمهای فشاری بیشتر ایجاد آسیب های مکانیکی می دانند ولی اصطکاک در پارگی مویرگها وبروز علائم ایسکیمی  در بافت نیز موثر است .

اوزبرگ این نظریه را تائید کرد که اعمال فشار بر پوست چون خصوصیات بیومکانیکی آنرا تغییر می دهد می تواند سبب ظهور زخم فشاری گردد. در مجموع مشخص شد که اعمال نیروی های مکانیکی در سطح پوست ،آسیب های بافتی را بوجود می آورد .آسیب های ایجاد شده متناسب با زمان اعمال نیروست. وافزایش زمان موجب بروز ضایعات ایسکمیک ونکروز بافتی شده که بیشترین نکروز در عضله اتفاق می افتد زیرا عضله نسبت به ایسکیمی بسیار حساس تر از پوست است .

نهایتا اینکه اعمال نیرو بر بافت اگر چه نکروز شدیدی در درم و اپیدرم ایجاد نکرده اما احتمالا تغییراتی در سازمان بندی فیبرها ،سلولها وبه خصوص ماده زمینه بوجود آورده است که مجموع این عوامل همراه با صدمات بافتی دیگر ،رفتار مکانیکی بافت را تغییر داده است . قطعا افزایش زمان اعمال نیرو وافزایش قابل توجه مقدار نیرو می تواند آسیب های شدیدتری در پوست ،عضله وبافت های همبند ایجاد نماید. نکته مهم اینکه در مطالعات اصولی و بنیادین در مورد زخم بستر نباید تنها به اندازه گیری تحمل بافت در برابر کشش اکتفا کرد ،بلکه بهتر است مطاله بافت نیز انجام شود تا نتایج کاملتری بدست آید. برای پیشگیری از زخم باید وقوع زخم پیش بینی شود تا قبل از شدت یافتن آن ومشخص شدن در سطح پوست بتوان بیمار را تحت مراقبت قرار داد و با روشهای مناسب از پیشروی زخم جلوگیری نمود .

 

به همین منظور روشهای زیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است :

-اندازه گیری دمای پوست

در این روش تغییرات دمای پوست بعنوان انعکاسی از جریان خون ناحیه فرض شده که می تواند میزان ایسکیمی یا پر خونی را نشان دهد]۴[.

-اندازه گیری مستقیم جریان خون

در این مورد محققین سعی کرده اند جریان خون ،ناحیه تحت فشار را با استفاده از جریان سنج لیزری ،طیف سنجی و کاربرد مواد نشان داد، تعیین کنند. این روشها محدودیت هایی دارد که امکان کاربرد آنها را غیر ممکن می سازد . مانند :نیاز به سیستمهای پیشرفته که علاوه بر هزینه تهیه آن امکان کاربرد در همه شرایط نیز فراهم نمی باشد ومحدودیت در استفاده از مواد نشان داد هم از نظر روش کار وهم از نظر همکاری بیماران بستری.

– اندازه گیری مستقیم برخی از پارامتر های خونی و یا محاسبه ترشح آن در عروق  با توجه به عملی بودن این روش می توان از این روش استفاده نمود .از روی پارامترهای خونی می توان فاکتورهای اصطکاک ونیروی برشی را مورد بررسی قرار داد.

 

۱-۶- شیوه های متداول پیشگیری از زخم بستر

روش های متداول پیشگیری در مراکز درمانی بر پایه به حداقل رساندن عوامل خارجی فشار ،اصطکاک ،رطوبت وعوامل داخلی از قبیل کنترل تغذیه ،سلامتی وبهداشت استوار است .در این راستا شیوه های ابداعی در رابطه با این عارضه عموما مکانیزم هایی هستند که به توزیع یکنواخت فشار در بدن کمک می کنند . که این شیوه ها عموما بر مبنای توزیع فشار بر روی تعداد نقاط بیشتر از بدن (مانند مکانیزم تشک فوم جاهای خالی )و یا با تعویض نقاط تحت فشار (مانند مکانیزم تشک فشار متناوب ) طراحی می شوند .

در کنار عامل فشار ،در هر یک از روشهای ابداعی جهت کاهش سایر عوامل موثر در ایجاد عارضه تلاش می گردد.همچنین مطالعاتی بر روی زاویه بهینه تکیه­گاه ها از جمله تخت وصندلی برای کاهش عامل نیروی برشی انجام گردیده است .که به نسبت زاویه ای بین زاویه راحتی پشتی و زاویه صندلی بدست می آید که برای صندلی ها یک رابطه خطی و برای تخت ها یک رابطه سهمی بین این زوایا بدست آمده است. روشهایی که در مراکز درمانی برای پیشگیری و بهبود زخم بستر به کار می روند ،بر  مبنای عوامل خارجی وداخلی موثر در ایجاد وپیشرفت این عارضه یعنی فشار ،نیروی برشی ،اصطکاک ورطوبت وهمچنین عوامل داخلی از قبیل تغذیه ،فعالیت وتحرک و … می باشند]۱۸[.

۱-عامل فشار:

از آنجائیکه فشار یکی از مهمترین عوامل در ایجاد زخم بستر می با شد ،پس میزان ومدت آن در شکل گیری زخم بستر بسیار حائز اهمیت است ،در بررسی های تئوری تجربی وروشهای اجزاءمحدود نقاط شایع برای وقوع زخم بستر مشخص شده اند که در شکل زیر نمایش داده شده است.

 

این نواحی مشخص شده ،مکانهایی هستند که تحت فشار مداوم برجستگی های استخوانی روی پوست قرار دارند .روشهای  مرسوم برای کم کردن تأثیر این عامل در ایجاد زخم بستر ،تغییر وضعییت بیمار در فواصل زمانی کمتر از ۲ ساعت ،استفاده از ابزار تقلیل فشار مانند تشکچه های مخصوص و پوست طبی می باشد]۱۸٫[

۲-عامل نیروی برشی :

نیروی برشی در پیشرفت و گسترش زخم بستر ایجاد شده عامل بسیار مهمی می باشد.وقتی که بیمار روی تخت بلغزد مثلا در حالیکه سر تخت بالا می آید ،بدن به سمت پایین سر می خورد که علاوه بر نیروی فشاری سبب ایجاد نیروی برشی می شود .که این عامل باعث می شود عروقی که مسیرشان از بافت زیر پوستی است گوشه دار شده باعث ایجاد لخته و نهایتا مرگ بافتی خواهد شد.

روشهای متداول برای کاهش تأثیراین عامل، خودداری از بلند کردن سر تخت وهمچنین ممانعت از نشستن بصورت خمیده ،جلوگیری از سر خوردن بیمار به طرف پایین با استفاده از یک جاپای مناسب و یا بلند کردن پاها جهت ایجاد کشش معکوس می باشند]۱۸[.

۳- عامل اصطکاک:

این عامل در تشدید زخم بستر موثر می باشد .بدین صورت که با بر داشته شدن لایه استرافوم کورنیوم (خارجی ترین لایه پوست)سبب شدت یافتن عارضه می گردد.که اصطکاک می تواند در اثر حرکت پوست بیمار روی تخت و یا هر تکیه گاهی که در آن قرار گرفته است ایجاد گردد.

روش متداول برای کاهش تأثیر این عامل ،تغییر وضعییت بیمار با استفاده از DRAW-SHEET می باشد .همچنین در بیمارانی که دچار سفتی اندام (اسپاسم) ،فلج یا لغزش می باشند با در نظر گرفتن وکنترل عوارض جانبی می توان از داروهای خواب آور وضد انقباض استفاده نمود]۱۸[.

۴-عامل رطوبت :

مرطوب شدن پوست در اثر تماس مداوم با رطوبت می تواند تجزیه بافتی را تشدید نماید وسبب حاد شدن زخم های موجود و در نتیجه تاخیر در بهبودی بیمار شود.رطوبت در اثر تعریق ویا عدم کنترل ادرار یا مدفوع حاصل می گردد.روش های متداول برای کاهش تأثیر این عامل ،تغییر وعاری از رطوبت نگه داشتن پوست و همچنین معاینه روزانه از جهت بروز علائم اولیه تجزیه بافتی می باشند. عملیات مناسب بهداشتی جهت بیماران  بی اختیار به منظور کاهش خطر ابتلا به عفونت ثانویه نیز از اهمیت ویژه ای بر خوردار است]۱۸[.

۵-عوامل داخلی:

این عوامل که مهمترین آنها تغذیه وفعالیت وتحرک و وضعیت، روحی بیماران می باشد.باید توسط مشاورین و متخصصین مربوطه در آن مراکز درمانی کنترل شود زیرا تغذیه ضعیف فعالیت وتحرک کم و وضعیت روحی از جمله عواملی هستند که در ایجاد زخم بستر موثر هستند.

بنابر این در یک طرح جامع باید با در نظر گرفتن ابعاد مختلف مراقبت از بیمارانی که در معرض ابتلاءبه زخم بستر هستند.کلیه مسائل روانی –اجتماعی ،تحرک،وضعیت دماغی،رفع ادرار ،تغذیه را جدا از عوامل خارجی در بر داشته باشد. تیم مسئول باید شامل پزشک ،پرستار ،کمک پرستار ،پرستار توانبخش،مشاور امور تغذیه ،فیزیکال تراپیست ،کار درمان ومتخصص مراقبت از زخمها باشد تا پیشگیری از ایجاد زخم بستر یا جلوگیری از پیشرفت وتسریع بهبودی آن به خوبی انجام پذیرد]۱۸[.

 

1-7- جمع بندی

[۱] _ Bed sore or decubital ulcer

[2] sacrum

[3] Trochanter

[4] Ischial  tuberosity

[5] Calcaneus

[6] Lateral malleolus

[7] epidermis

[8] dermis

[9] Subcutaneous tissue

[10] Subcutaneous fat

[11] Muscle and bone

[12] photoplethysmo graphy

 

90,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی:
برچسب ها : , , , , , , , , , , ,
برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    شنبه, ۲۰ آذر , ۱۳۹۵

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.