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　正常人下颌骨的三维有限元模型的      

发表时间：2007-1-8 17:25:00

更多保健方面的文章请到中国保健网>>     关键词： 下颌骨；三维；有限元法 　　【摘要】 目的：建立正常人下颌骨三维有限元模型，为以后的生物力学研究和分析奠定基础。方法：利用螺旋ct三维影像重建技术与三维有限元方法结合建立人下颌骨有限元模型。结果：获得良好的下颌骨三维有限元模型，并可模拟不同工作状况模型各部分的力学改变。结论：利用螺旋ct三维影像重建技术与三维有限元方法结合，建立正常人下颌骨三维有限元模型是切实可行的。 　　完整全面地认识tmj的受力状况，了解髁状突在下颌承受机械负荷中所发挥的作用，是掌握颞下颌关节紊乱病(temporomandibular joint disorders,tmd)发病和治疗机制的前提。然而，由于研究方法和手段的限制，对颞下颌关节(temporomandibular joint, tmj)生物力学行为的认识一直未取得令人满意的成果。随着有限元理论分析方法在这一领域的应用，对tmj的应力分布及变化规律有了初步的认识。本研究目的在于利用螺旋ct维影像重建技术与三维有限元技术方法结合，建立正常人下颌骨三维有限元模型，为以后的生物力学研究和分析奠定基础。 　　1 材料和方法 　　选择牙列完整，咬合关系正常，无咬合障碍，后牙为中性，无任何tmd症状和体征的健康成年女性志愿者一例。 　　1.1 tmj螺旋ct扫描和三维影像重建 　　采用philip tomoscan sr 7000型ct扫描机及easy vision ct/mr r2工作站进行tmj和下颌骨螺旋ct扫描及三维图像重建和显示。螺旋ct扫描参数为螺旋层厚3mm，床进速度3mm/s，从髁状突到颏部连续横断扫描36层，重建薄层厚度1.5mm，选择骨组织窗观察断层和重建时的下颌骨。 　　1.2 下颌骨三维有限元模型的建立 　　选用mtv-1801cb(ccd camera, mintron)摄像机，图像监视器和ca-p530伪彩色图像采集卡处理ct断层图片，分离出下颌骨，将ct扫描图像转化成计算机数字图像，再经自编程序转换为auto-cad 格式文件和真实坐标，借助supper sap前处理程序软件自动读取图像边界，并进行网格划分，以建立下颌骨三维有限元模型。 　　本研究分别考虑皮质骨和松质骨的材料特性，选取下颌骨外层单元作为皮质内弹性模量为1.37×104mpa,泊松比为0.30，选取下颌骨的内层单元为松质骨，弹性模量为7.93×103mpa，泊松比为0.30[1]。假设模型中各材料和组织为连续、均质、各向同性的线弹性材料。 　　关于咀嚼肌的确定，本研究选择与闭口及咬合运动有关的左右侧各四组共十六块肌肉：咬肌（深层和浅层），翼内肌，颞肌（分为前，中，后束），翼外肌（分为上，下头）。将这些肌肉用只受拉不受压的杆单元来模拟，与下颌骨连接。各肌肉起止点坐标及横截面积参考faulkner等[2]和osborn 等[3]的研究结果，如表1所示。肌肉弹性模量为8.2mpa,泊松比为0.40[4]。 表1　各咀嚼肌起止点坐标及横截面面积 咀嚼肌 起点坐标（cm） 止点坐标（cm） 横截面面积（cm） x y z x y z 嚼肌浅层前 +/-4.66 6.13 0.00 +/-6.11 5.312 5.00 1.03 后 +/-4.52 7.63 0.00 +/-7.21 6.71 5.90 0.96 嚼肌深层前 +/-4.60 6.96 2.00 +/-7.21 7.21 5.90 0.74 后 4.88 8.00 2.00 +/-6.91 8.41 6.20 0.67 翼内肌前束 4.19 7.03 0.00 +/-2.61 6.31 2.80 0.59 后束 4.59 8.26 0.80 +/-2.21 7.31 3.90 1.33 翼外肌上头 +/-4.79 9.65 5.20 +/-2.91 7.71 6.10 0.89 中头 +/-5.00 9.33 5.20 +/-2.61 7.61 5.30 0.96 下头 +/-5.63 9.71 5.20 +/-2.50 7.31 4.30 1.03 颞肌中束 +/-4.74 5.69 4.80 +/-5.21 7.01 9.80 2.00 前束 +/-5.07 6.56 5.20 +/-6.51 10.21 10.60 1.26 后束 +/-4.69 6.11 5.20 +/-6.01 12.61 9.20 1.18 注：表中x轴坐标的＋表示左侧咀嚼肌，－表示右侧咀嚼肌本新闻共3页,当前在第1页123

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