بررسی و بهینه سازی پارامترهای موثر در رفتار نیرو در فرایند سوراخ کاری استخوان کورتیکال به روش سطح پاسخ

فرایند سوراخ کاری استخوان مهمترین فرایند در اعمال جراحی ارتوپدی و درمان شکستگی هاست و همچنین در دندانپزشکی و نمونه برداری از استخوان کاربرد فراوانی دارد و به جهت پیچیدگی ماده تحت فرایند ماشین کاری و حساسیت فرایند، یکی از مهمترین، حساس ترین و پرکاربرد ترین فرایندهای مکانیکی درحوزه مهندسی پزشکی است. با استفاده از ربات های جراحی در سوراخ کاری استخوان و استفاده از دریل های اتوماتیک می توان اعمال جراحی ارتوپدی را بهبود بخشید. در انجام فرایند سوراخ کاری استخوان، اعمال نیروی بیش از حد به استخوان سبب ایجاد شکست و ترک خوردگی و ایجاد آسیب جدی در استخوان می شود. و همچنین این امکان وجود دارد که مته جراحی در داخل بافت دچار شکستگی گردد. در این مقاله یک مدل ریاضی رگرسیون خطی مرتبه دوم به منظور پیش بینی رفتار نیروی فرایند در حین عمل سوراخ کاری استخوان برحسب سرعت دوران ابزار، نرخ پیشروی، قطر ابزار و برهم کنش های موثر آنها ارائه شده است. این مدل می تواند با دقت مناسب نیروی محوری اعمالی به بافت استخوان را در بازه آزمایش ها پیش بینی نماید. همچنین با طراحی آزمایش ها و مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای موثر در فرایند سوراخ کاری استخوان به روش سطح پاسخ، بهینه ی مقدار سرعت دوران ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار به منظور دستیابی به کمترین  مقدار نیرو ایجاد شده در حین سوراخ کاری استخوان و عدم آسیب به بافت آن، ارائه گردیده است. نتایج به دست آمده بدین صورت است که هرچه قطر مته مورد استفاده کوچکتر باشد و سرعت دورانی ابزار بیشتر گردد و در فرایند سوراخ کاری از نرخ پیشروی کمتری استفاده شود، نیروی محوری وارده بر بافت استخوان کمتر خواهد بود.