تمت في قسم هندسة الطب الحياتي / كلية الهندسة / جامعة النهرين، وبحضور معالي وزير التعليم العالي والبحث العلمي الأستاذ الدكتور نعيم العبودي المحترم والسيد رئيس جامعة النهرين الأستاذ الدكتور علي الشاوي المحترم والسيد مساعد رئيس الجامعة للشؤون العلمية الأستاذ الدكتورعمر الفاروق المحترم والسيد عميد كلية الهندسة في جامعة النهرين الاستاذ الدكتور أياد مراد طخاخ المحترم مناقشة طالبة الماجستير رفل ثامر إبراهيم، وذلك يوم الأربعاء الموافق ٣ / ٩ / ٢٠٢٥، حول رسالتها الموسومة:

“تصميم إطار شامل متعدد الاستخدام لتثبيت الرأس في المعالجة الشعاعية المجسمة باستخدام جهاز غاما نايف Icon”

A Novel Universal Frame for Multiple Use Head Fixation in Stereotactic Radiosurgery by Gamma Knife Icon

لجنة المناقشة:

• رئيسًا: الأستاذ الدكتور حسنين علي لفتة – جامعة النهرين / كلية الهندسة

• عضوًا: الأستاذ الدكتور غيداء عبد الرحمن خالد– جامعة النهرين / كلية الهندسة

• عضوًا: المدرس الدكتور دنيا تحسين نعمة – جامعة النهرين / كلية الهندسة

إشراف الأطروحة:

• الأستاذ الدكتور أنس قصي هاشم – رئيس قسم هندسة الطب الحياتي / جامعة النهرين

• الأستاذ الدكتور منير خماس فرج– استشاري جراحة الأعصاب / كلية الطب / جامعة بغداد

محتوى الأطروحة:

تهدف هذه الدراسة إلى تصميم إطار مبتكر قابل لإعادة الاستخدام لتثبيت رأس المرضى في جلسات المعالجة الشعاعية باستخدام جهاز Gamma Knife Icon، مع التركيز على الجوانب الهندسية والسريرية التي تضمن الدقة العالية وسلامة وراحة المريض.

شملت الدراسة ما يلي:

• تصميم هندسي باستخدام برنامج SolidWorks للإطار ومكوناته (دعامة الجبهة، مثبّت الخد، آلية الانزلاق والإقفال).

• التصنيع باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بمواد PLA ثم PETG، وتطوير النموذج النهائي من الألمنيوم.

• تحليل ميكانيكي عددي باستخدام برنامج ANSYS لدراسة الإجهادات، الانفعالات، التشوه، ومعامل الأمان.

• اختبار سريري للإطار على 45 مريضًا (15 لكل من: القناع الحراري، إطار PETG، وإطار الألمنيوم)، وتحليل دقة المحاذاة باستخدام CBCT وتقنية HDMM.

• تقييم سريري من الكادر الطبي (أطباء وفنيين) بالإضافة إلى ملاحظات المرضى من ناحية الراحة والثبات.

أبرز النتائج:

• أظهر الإطار كفاءة عالية في تثبيت الرأس، خاصة في الجلسات متعددة الأقسام (multi-session).

• التوافق الكامل مع أنظمة التصوير CBCT وتقنية تتبع الحركة HDMM.

• انخفاض ملحوظ في الحركة لأقل من 0.2 ملم، دون الحاجة إلى إعادة محاذاة.

• استجابة إيجابية من المرضى والفريق الطبي من حيث الراحة وسهولة الاستخدام.

• تكلفة تصنيع منخفضة، مع إمكانية الاستخدام المتكرر.

وقد قُبلت الأطروحة لاستيفائها متطلبات نيل شهادة الماجستير في هندسة الطب الحياتي من جامعة النهرين.

In the Department of Biomedical Engineering / College of Engineering / Al-Nahrain University, and in the presence of His Excellency the Minister of Higher Education and Scientific Research, Prof. Dr. Naeem Al-Aboudi, President of Al-Nahrain University, Prof. Dr. Ali Al-Shawi, Vice President for Scientific Affairs, Prof. Dr. Omar Al-Farouq, and Dean of the College of Engineering, Prof. Dr. Eyad Murad Takhakh, the defense of the master’s student Rafal Thamer Ibrahim was held on Wednesday, 3rd September 2025, for her thesis entitled:

“A Novel Universal Frame for Multiple Use Head Fixation in Stereotactic Radiosurgery by Gamma Knife Icon”

Defense Committee:

• Chairman: Prof. Dr. Hasanein Ali Lafta – Al-Nahrain University / College of Engineering

• Member: Prof. Dr. Ghidaa Abdulrahman Khalid – Al-Nahrain University / College of Engineering

• Member: Lecturer Dr. Donia Tahseen Nima – Al-Nahrain University / College of Engineering

Thesis Supervision:

• Prof. Dr. Anas Qusay Hashim – Head of Biomedical Engineering Department / Al-Nahrain University

• Prof. Dr. Munir Khummas Faraj – Consultant Neurosurgeon / College of Medicine / University of Baghdad

Thesis Content:

The study aims to design an innovative, reusable universal frame for head fixation in stereotactic radiosurgery sessions using the Gamma Knife Icon system, focusing on engineering and clinical aspects that ensure high precision, patient safety, and comfort.

The study included:

• Engineering design of the frame and components (forehead support, cheek stabilizer, sliding and locking mechanism) using SolidWorks.

• Fabrication with 3D printing (PLA, then PETG) followed by the development of a final aluminum prototype.

• Numerical mechanical analysis using ANSYS to evaluate stresses, strains, deformation, and safety factors.

• Clinical testing on 45 patients (15 with thermoplastic mask, 15 with PETG frame, and 15 with aluminum frame) with alignment accuracy assessed using CBCT and HDMM technology.

• Clinical evaluation by medical staff (doctors and technicians), in addition to patient feedback regarding comfort and stability.

Key Findings:

• The frame demonstrated high efficiency in head fixation, particularly in multi-session treatments.

• Full compatibility with CBCT imaging systems and HDMM motion tracking.

• Significant reduction in head movement (<0.2 mm) with no need for re-alignment.

• Positive feedback from both patients and medical staff concerning comfort and ease of use.

• Low manufacturing cost, with the advantage of reusability.

The thesis was accepted as it meets the requirements for the Master’s Degree in Biomedical Engineering at Al-Nahrain University.