面部形态与颞下颌关节生物力学关系分析三维有限元模型的建立

一、用于分析面形态与颞下颌关节生物力学关系的三维有限元模型的建立（论文文献综述）

姚其卫,刘士宝,于治民,彭洪娟,姜良斌,汲平^[1]（2021）在《双源CT在颞颌关节及下颌骨三维有限元模型建立中的应用》文中指出目的建立深覆牙合的颞下颌关节紊乱病患者的颞下颌关节以及下颌骨的三维有限元模型,以便加载并分析颞下颌关节以及下颌骨的应力分布情况,为临床设计提供生物力学参考。方法通过双源CT扫描联合Mimics软件、Magics软件和有限元分析软件MSC. Marc的方法,无创伤建立活体组织结构的三维有限元模型。结果建立深覆牙合的颞下颌关节紊乱病患者颞下颌关节以及下颌骨的三维有限元模型。结论双源CT扫描联合应用Mimics软件、Magics软件和MSC. Marc软件快速、精确的建立颞下颌关节及下颌骨的三维有限元模型的方法,值得推广应用。

林青^[2]（2021）在《透明矫治器对上颌不同组牙扩弓的三维有限元分析》文中研究说明目的:通过三维有限元法模拟透明矫治器对上颌中后段不同组牙扩弓后受力情况分析,探究上颌中后段扩弓不同组牙移动设计的生物力学机制,为正畸临床透明矫治器进行牙列扩弓步骤设计提供理论基础。方法:选择一名个别正常成年男性志愿者。采用锥形束CT进行扫描,通过Mimics20.0、Geomagic Studio 2013、Hypermesh 14.0等软件建立包含上颌牙齿、牙周膜、牙槽骨和透明矫治器的三维有限元模型,导入Abaqus 2018软件,以非线性接触法模拟佩戴透明矫治器进行不同组牙移动和不同移动量的上颌扩弓,分析上颌牙列初始位移趋势及位移量、牙周膜及牙槽窝的初始应力分布以及矫治器的初始变形趋势的生物力学过程。共10个模型,实验分成ABCD四组,实验分组编号分别为:A1（全牙列76移动0.2mm）B1（半牙列76移动0.1mm）B2（半牙列765移动0.1mm）B3（半牙列7654移动0.1mm）C1（半牙列76移动0.2mm）C2（半牙列765移动0.2mm）C3（半牙列7654移动0.2mm）D1（半牙列76移动0.3mm）D2（半牙列765移动0.3mm）D3（半牙列7654移动0.3mm）。结果:1.使用Mimics、Geomagic Studio、Hypermesh软件可构建具有几何相似性好、高仿真的生物力学有限元模型,该方法简便精确,为接下来的实验奠定基础。2.通过比较全牙列和半牙列模型的牙齿初始移动量及位移趋势,牙周膜及牙槽窝应力云图、矫治器的初始形变趋势,发现全牙列与半牙列总的位移趋势和应力接近一致。3.通过实验计算分析得:（1）相同移动量,不同组牙扩弓方式时:随着组牙的数量增多,中切牙、侧切牙唇倾位移量逐渐增大;组牙的近中端邻牙发生颊倾和压低,近中端前一颗牙齿都腭倾和伸长。（2）不同移动量,相同组牙扩弓方式时:牙齿初始最大位移量随着移动量增大而增大。（3）BCD三大组的牙周膜等效应力集中于颈部和根尖,牙槽骨等效应力集中于颈部和根分叉区,应力分布规律与牙移动规律基本一致,除了B1、C1和D1组。（4）整个透明矫治器均有向脱位趋势,中切牙和侧切牙向下向唇侧旋转脱位趋势,从尖牙到第二磨牙有向下向腭侧的旋转脱位趋势。结论:1.应用透明矫治器上颌扩弓受不同移动量及不同组牙移动设计的影响,其机制值得进一步探究。2.透明矫治器初始有向旋转脱位形变趋势,支抗牙也发生移动,提示在临床上应该注意加强固位和支抗设计。

郑稚榛^[3]（2021）在《微种植钉辅助上颌快速扩弓对颅颌面骨生物力学效果的三维有限元分析》文中研究说明目的本研究旨在通过三维有限元方法分析微种植钉辅助上颌快速扩弓（Miniscrew-assisted Rapid Palatal Expansion,MARPE）装置在定位、固位牙设计、微种植钉水平向间距等情况变化时,对于颅颌面骨的生物力学效果,以期为MARPE的临床治疗设计提供参考。方法本实验采集了一例健康成年男性志愿者的全颅多层螺旋CT图像,并通过Mimics19.0、Geomagic wrap、Hypermesh14.0等软件建立三维有限元模型。在模型建立过程中,颅颌面骨及周围骨缝被画分为0.25-5mm大小单元,并视为连续、均值、各向同性的线弹性体。本实验根据“扩弓器位置、固位牙设计、微种植钉水平向间距”不同进行分组。根据微种植钉与腭中缝之间的距离,实验分为3mm组与6mm两大组;3mm组和6mm组又根据扩弓器所在的前后向位置（上颌第二前磨牙与第一磨牙间、上颌第一磨牙间、上颌第一磨牙与第二磨牙间）分为（3mm组）A、B、C和（6mm组）D、E、F共6个不同定位的扩弓器;每种定位的扩弓器根据固位牙设计方式分为3型,即固位牙为上颌第一前磨牙与第一磨牙（1型）、上颌第一前磨牙、第二前磨牙与第一磨牙（2型）、上颌第一磨牙（3型）。综上所述,实验可分成A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3、E1、E2、E3、F1、F2、F3共18组模型。对不同的模型组的扩弓器两侧以相反方向同时加载0.25mm、4mm的水平向强制位移,观察其对于颅颌面骨周围组织的应力分布与位移趋势。结果（1）三维有限元模型建立:生成4827430个节点、2346562个单元的三维有限元模型,其中包含额骨、鼻骨、颧骨、上颌骨、蝶骨、颚骨、颞骨、枕骨共12块骨骼及其松质骨,腭中缝、颧颌缝、颧颞缝、颧额缝、鼻颌缝、鼻额缝、额颌缝、翼腭缝等共13条骨缝;上下牙列、牙周膜、1.5mm x 13mm微种植钉等,成功建立18组MARPE与颅颌面骨复合体的三维有限元模型;（2）扩弓对于颅颌面骨应力分布:所有实验组中,应力基本集中于颧骨、腭中缝的中后段,前段应力较低。而在额颌缝应力变化不大;（3）不同扩弓器位置应力分布情况:对于位于两侧颧骨间的B组模型,周围骨缝应力分布相对于其他组分布较均匀,双侧颧骨向后上旋转的趋势减小且位移相对较平行;（4）不同固位牙应力分布:在固位牙设计方式分组中,扩弓器1型与2型对于周围组织应力分布相似,除翼腭缝外基本大于扩弓器3型;（5）不同微种植钉水平向间距应力分布情况:根据应力云图结果,最大应力均出现于微种植钉周围,6mm组对于周围骨缝应力基本大于3mm组;3mm组对于腭中缝前部的应力大于6mm组,但在腭中缝后部则相反。结论（1）应用Mimics、Geomagic、Hypermesh、Solid Works等软件,建立具上颌骨周围骨缝、微种植钉辅助上颌快速扩弓装置的颅颌面骨复合体三维有限元模型,具高度生物相似性;同时首度结合扩弓器位置、固位牙设计、微种植钉水平向间距的变化分析其对于颅颌面骨生物力学效果,可为后续微种植钉辅助上颌快速扩弓的生物力学研究提供可靠的基础;（2）扩弓器位置与扩弓效果密切相关。扩弓器置于第一磨牙间可有效抵抗颧骨等阻力结构,实现相对平行的移动,对周围组织的影响最小,较第二前磨牙与第一磨牙间、第一磨牙与第二磨牙间更为合适,提示设置扩弓器时,应同时考虑周围组织结构;（3）固位牙设计影响力的传递。以第一前磨牙与第一磨牙作为固位牙,应根据需求决定增加第二前磨牙与否;单以第一磨牙作为固位牙,力的作用范围最小,但于扩弓器的腭向及其所在位置与其余两种设计作用相近,设计须同时结合扩弓器位置作考量,如扩弓器置于第一磨牙与第二磨牙间,即颧骨之后,则需增加前部的固位牙;（4）MARPE所产生的应力集中于微种植钉周围,微种植钉水平向间距增加,仅有助于腭中缝后部作用,对整体作用下降,不利于腭中缝的扩开;同时对周围组织影响增加,故微种植钉植入于腭中缝旁3mm效果优于6mm。

崔颖秋,张娜,周思茵,张云燕,赵树蕃,毛喆^[4]（2021）在《双侧下颌骨牵引成骨术不同牵引方向对颞下颌关节影响的三维有限元分析》文中进行了进一步梳理目的确定行双侧下颌骨牵引成骨术（MDO）时对颞下颌关节影响最小的牵引力方向。方法 （1）利用锥形束CT获取1例15岁男性健康志愿者的颌面部DICOM格式数据,采用Mimics 10.01、Geomagic studio 12.0、Workbench 16.2软件建立颞下颌关节三维有限元模型,并对模型的有效性进行验证。（2）在验证后的三维有限元模型上模拟进行MDO,荷载6种不同方向的牵引力:沿髁突中点至下颌颏点连线,平行于颌骨体部表面;沿髁突中点至下颌颏点连线,平行于矢状面;沿下颌体方向,平行于颌骨体部表面;沿下颌体方向且平行于矢状面;沿下颌升支方向且平行于颌骨表面;沿下颌升支方向且平行于矢状面。牵引力大小均设定为100 N。（3）测量不同方向牵引力对关节盘应力、截骨面位移、颞骨应力、髁突压力的影响。结果 （1）在关节盘最薄区域,关节盘上、下表面所受应力最小的牵引力方向为"沿下颌体方向,平行于颌骨体部表面"。（2）在相同大小牵引力作用下,各截骨面沿牵引方向位移差距不大,效果基本一致。（3）施以"沿下颌体方向,平行于颌骨体部表面"与"沿下颌体方向且平行于矢状面"2个方向的牵引力时,颞骨的应力（0.424 16、0.466 97 MPa）小于其他4种情况（0.643 87～0.981 17 MPa）,且这2种牵引力均为沿下颌体方向,力分解之后对髁突的压力（59.712、60.470 N）亦小于其他4种情况（80.098～99.769 N）。结论采用DICOM数据建模法可以获得满意的颞下颌关节三维有限元模型。"沿下颌体方向,平行于颌骨体部表面"及"沿下颌体方向且平行于矢状面"方向的牵引力对颞下颌关节影响最小。在设计MDO牵引方向时,除要考虑手术对颌骨和上呼吸道形态的影响之外,还应权衡牵引力方向对颞下颌关节的影响,以保证行MDO时对颞下颌关节影响最小。

庞亚倩^[5]（2021）在《不同部位骨吸收的下颌骨囊性病变有限元建模及相关生物力学分析》文中提出目的:对下颌骨不同病变部位的囊性病变三维有限元模型行生物力学分析,为临床制定手术方案提供参考依据。方法:选用牙颌系统正常的健康成年女性志愿者,以螺旋CT扫描数据为基础,结合Mimics、Geomagic Studio等软件,经过表面处理、体网格化,对材料进行赋值后,构建出下颌骨正中联合部及下颌体部囊性病变三维有限元模型,分析在一定约束及载荷条件下应力集中区Von Mises应力值接近颌骨屈服强度时囊肿大小及剩余骨厚度情况。结果:1、成功建立了下颌骨正中联合部、下颌体部囊性病变三维有限元模型。2、对于下颌骨正中联合部囊性病变三维有限元模型而言,当应力集中区Von Mises应力值接近于颌骨屈服强度时,最大应力值达到81.205 MPa;当下颌体部囊性病变三维有限元模型应力集中区Von Mises应力值接近于颌骨屈服强度时,最大应力值达到77.295Mpa。3、当模型应力集中区Von Mises应力值接近于颌骨屈服强度时,正中联合部囊性病变大小测量结果为38.18mm×9.53mm×23.49mm,下颌体部囊性病变大小测量结果为37.63mm×11.32mm×21.45mm。4、正中联合部囊性病变区内、外侧及下颌骨下缘剩余骨厚度测量结果为1.33mm、0.66mm、1.69mm;下颌体部囊性病变区内、外侧及下颌骨下缘剩余骨厚度测量结果为:0.76mm、1.52mm、1.04mm。结论:剩余骨厚度是影响囊性病变刮治术后病理性骨折的重要因素,当正中联合部骨厚度阈值低至1.33mm、0.66mm、1.69mm,下颌体部病变区内、外侧及下颌骨下缘骨厚度阈值低至0.76mm、1.52mm、1.04mm时,从生物力学角度考虑颌骨强度因皮质骨大范围吸收而显着降低,直接行刮治术引起下颌骨病理性骨折的风险较大,因此,此界值可为临床制定Ⅰ期开窗减压治疗联合Ⅱ期刮治术式的提供一定的参考依据。

张浩铭^[6]（2021）在《单侧颞下颌关节盘锚固定术有限元模拟建模及关节区生物力学分析》文中提出目的:通过模拟建立单侧颞下颌关节盘不可复性前移位模型和颞下颌关节盘锚固定术治疗后模型,用有限元法探究单侧颞下颌关节盘锚固定术对双侧关节生物力学环境的影响。研究方法:在2018年12月-2020年6月于我院口腔颌面外科门诊就医的颞下颌关节病及相关疾病的患者中,根据纳入及排除的标准,最终选取满足条件的50例患者,其中包括男性17例,女性33例,年龄在12～42岁之间,平均年龄（22.65±7.71）岁;另有一名健康的志愿者。采用医学有限元软件,比较模拟建立的单侧颞下颌关节盘不可复性前移位的模型,和颞下颌关节盘松解复位锚固定术治疗后的模型,从生物力学角度,分析不同模型关节盘和髁突的变化。结果:在术前模型中,病理性关节盘的最大应力位于外侧中间区,关节盘下界面的最大接触应力和接触面积均大于上界面;健侧关节的最大接触应力发生分别位于髁突前斜面与关节盘中间区下表面之间,以及关节盘中间区上表面与关节结节后斜面之间。对比术前术后模型的关节盘应力,术前模型在健侧关节盘计算出的最大冯米塞斯应力为0.265Mpa,患侧关节盘计算出的最大冯米塞斯应力为0.568Mpa。在术后模型中,健侧关节盘计算出的最大冯米塞斯应力为0.146Mpa,患侧关节盘计算出的最大冯米塞斯应力为0.294Mpa。就健侧关节盘而言,术后模型与术前模型相比,最大Von-Mises应力减小了44.90%;而患侧减小了48.24%。术前模型中,健侧髁突骨质计算得最大应力为0.438Mpa,患侧髁突骨质经计算得出最大应力为0.764Mpa;术后模型中,健侧髁突骨质所受应力计算得出0.365Mpa,患侧髁突骨质最大应力经计算可达0.621Mpa。对比术前术后模型的髁突受力,患侧髁突受力术后模型比术前模型,应力减小18.72%;健侧减小16.67%。结论:（1）单侧颞下颌关节盘处于不可复性前移位时,病人的关节盘和髁突的骨骼均处于受力失调状态。（2）单侧颞下颌关节盘不可复性前移位可使对侧自然关节的关节盘和髁突处于负载增大状态。（3）术前术后模型的对比表明,单侧关节盘锚固定术使双侧关节的关节盘的负荷增大状态和髁突上部负荷加重状态明显改善,提示锚固定术能够有效地治疗单侧颞下颌关节盘不可复性前移位。

许凡宇^[7]（2020）在《舌侧矫治Ⅱ类牵引对颞下颌关节影响的动态三维有限元研究》文中进行了进一步梳理目的:通过建立“牙列-颌面部骨骼-颞下颌关节-舌侧矫治器”动态三维有限元模型,研究不同方式的Ⅱ类牵引对颞下颌关节的受力影响,探究对颞下颌关节损伤较小的Ⅱ类牵引使用方式,为临床合理应用舌侧矫治Ⅱ类牵引,降低颞下颌关节相关疾病的危险性提供理论基础和科学依据。方法:本实验分为两个部分。1.建立“牙列-颌面部骨骼-颞下颌关节-舌侧矫治器”动态三维有限元模型。2.模拟临床实际情况在模型上进行颌间牵引。工况一:Ⅱ类长牵引;工况二:Ⅱ类短牵引。通过对每个工况施加三种不同力量的Ⅱ类牵引（K=0.06N/mm,K=0.08N/mm,K=0.20N/mm）,并截取开口过程中的5个步态（开口度5mm,10mm,15mm,20mm,25mm）,观察不同状态下颞下颌关节区的接触应力和下颌骨的等效应力情况,分析实验结果,获得相关优化结论。结果:1.建立了“牙列-颌面部骨骼-颞下颌关节-舌侧矫治器”动态三维有限元模型,该模型生物仿真性较好,驱动方法科学,可用于载荷及应力分析。2.下颌骨等效应力分析:所有工况的下颌骨等效应力集中点均为髁突颈部和颏孔区。3.颞下颌关节区接触应力分析:随着张口度增大接触应力不呈线性增加,变化规律不明显;Ⅱ类短牵引组接触应力值均略大于Ⅱ类长牵引组;K值越大的组颞下颌关节区接触应力越大。结论:结论:1.本研究成功构建了“牙列-颌面部骨骼-颞下颌关节-舌侧矫治器”动态三维有限元模型,该模型可更精确地进行相关生物力学研究。2.舌侧矫治Ⅱ类牵引会在颞下颌关节区域产生较大应力。3.Ⅱ类牵引作用下颞下颌关节区接触应力在张口过程中变化较为复杂,外部牵引力不是其唯一影响因素。4.舌侧矫治Ⅱ类短牵引和长牵引对颞下颌关节区域影响相似,长牵引是相对更加安全的牵引方式。5.临床舌侧矫治Ⅱ类牵引应使用弹性系数较小的皮圈,以便于更好地保护颞下颌关节。

黄君杰^[8]（2020）在《人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的三维有限元仿真模拟研究》文中进行了进一步梳理人颞下颌关节区易遭受损伤。尤其在现代社会,虽然和平年代来自战争的威胁越来越少,但由于社会的不断进步,我们人类在日常生活中难免接触到一些无法避免的灾害。其中交通事故尤为常见,由撞击造成的外伤都是发生在瞬间且很少能够提前预知,因此发生撞击的时候,人们无法取得自我保护的措施。颞下颌关节位于特殊位置,且其在受到外力作用下容易受到损伤。例如,摔倒或者受到撞击都会对颞下颌关节造成较大的损伤,因此在生活中,当人类遭遇交通事故等灾害时,其颞下颌关节受到撞击损伤的几率较大,且其所处部位容易引发其他多部位受到联合损伤。因此,在临床中,医生如何充分了解颞下颌关节在受到外力撞击时的损伤机制、损伤特点以及预防和救治要点已显得至关重要。有限元法（The Finite Element Method,FEM）经历这么多年的持续发展,已经在生物力学领域展现了其愈来愈重要的位置。有限元是基于计算机系统,利用数值计算分析一些工程力学问题。在生物力学领域,其优势主要是可以通过将研究对象一步步地细化,最终实现精确模拟人体结构的各个复杂部位。因此该方法能够将人体各部位简化成一个数量有限、具备简单形状的几何单元。这样对人体复杂结构的研究就可以简化成对各个简化单元的研究。在过去的几十年间,有限元方法已在口腔医学、骨科、康复科等领域得到迅速发展,尤其随着计算机技术的愈发成熟,各类有限元分析软件的开发及优化已经让仿真计算结果越来越接近实际情况。本课题组在利用有限元仿真模拟研究生物力学方面已经积攒大量的实践经验,尤其是各类型颌面部损伤,我们同时利用动物实验等方法对仿真结果也进行了验证,并得到积极的反馈。在研究颞下颌关节受到外力撞击引发的损伤等问题时,有限元法具有可操控性、可重复性等优势。而且仿真实验通过对不同撞击工况进行模拟从而得到其损伤机制,这样可以保证实验的安全性。因此,本论文工作在课题组前期工作基础上拟通过建立人颅颌面部三维有限元模型,并模拟颏部、下颌骨体、下颌角撞击情况下,分析下颌骨、髁突、关节盘以及咬肌等关键部位的受力分布,从而了解其损伤情况。本论文的研究结果为外科医生了解颞下颌关节在遭受不同撞击时,其骨骼肌肉系统可能受到的损伤提供理论依据。方法:1.首先联系具有代表性的中国汉族成年男性作为志愿者,通过计算机扫描（Computed tomography,CT）及（Magnetic resonance,MRI）获取志愿者的头部CT及MRI图像数据。然后通过MIMICS软件分离出属于下颌骨的骨组织以及肌肉组织像素,获得下颌骨三维标准模版库（Standard Template Library,STL）几何模型,进一步通过Geomagic Studio软件进行曲线曲面的非均匀有理B样条（Non-uniform rational B-spline for curved surfaces,NURBS）曲面拟合,最终得到TMJ系统的三维几何实体。最后利用Hypermesh软件对TMJ系统进行网格划分,完成三维模型的构建。2.通过LS-Pre Post进行有限元后处理,获得下颌骨、关节盘、颞下颌关节窝、咬肌等组织的Von Mises应力云图和下颌骨骨折动态图。结果:1.通过采集的人颌面部CT、MRI数据,完成TMJ各结构三维数字图像重建以及面网格模型处理。2.成功建立了人下颌骨撞击伤三维有限元模型,包含了材料参数、TMJ系统各结构之间的相互作用、边界条件等参数设置。3.在本研究模型中,下颌骨正中处受撞击后,率先骨折的部位为右侧髁突颈部,随后左侧髁突颈部和碰撞点陆续骨折;下颌骨体受撞击后,率先骨折的部位为碰撞对侧髁突颈部,随后碰撞侧髁突颈部和碰撞点陆续骨折;下颌角受撞击后,率先骨折的部位为碰撞侧髁突颈部,随后碰撞对侧髁突颈部和碰撞点陆续骨折。下颌骨受撞击后易致伤骨折部位主要是两侧髁突颈部以及受撞击处,但存在下颌骨多处骨折时,不同撞击部位所引起的骨折发生点先后次序并不相同。4.下颌骨受撞击能量不同,引发骨折情况存在差异。撞击下颌骨正中处时,产生一处或三处骨折的临界速度在2.788.33m/s之间。撞击下颌骨体或下颌角时,产生一处骨折的临界速度在2.788.33m/s之间;产生两处或三处骨折的临界速度在8.339.72m/s之间。5.下颌骨的应力云图显示尽管高应力区较易出现在髁突颈部,但由于关节盘、关节囊等特殊结构的存在,两侧髁突的外表面一直处于一个较低的应力水平,同时对来自髁突颈部的高应力起到了很好的缓冲,从而使得关节盘两侧骨组织上的应力分布出现了“断层”,传递到关节窝及颅底部的应力明显低于下颌骨髁突颈部的应力,从而避免了对颅脑的损伤。应力强度超过关节盘等软组织最大形变性能时,关节盘缓冲作用削弱,关节窝应力水平较高,此时发生关节盘挫伤、穿孔以及颅底损伤的可能性会增加。6.咬肌受力产生形变,并将载荷传递到下颌骨上。在相对较低速撞击下,本实验各组中并未产生撕裂现象,只是存在较大变形,受到的损伤主要为挫伤。结论:1.成功建立TMJ系统撞击伤生物力学有限元模型,完成下颌骨在不同部位不同速度撞击下的力学响应分析,关于下颌骨的骨折规律基本符合基础实验和临床现象。2.在应力由髁突向颞下颌关节窝传递的过程中,出现了“阶梯式”下降,这对颅骨和颅脑具有一定的保护作用。在下颌骨受冲击时,关节盘在TMJ系统中扮演着良好的缓冲角色。诊治过程需重视关节盘挫伤、穿孔以及颅底损伤的检查。3.本研究在模拟TMJ和骨组织生物力学响应的同时,对肌肉组织的力学响应也作了初步探索,可用于更细节更准确的损伤预测,并且指导临床防护。在下颌角受到撞击时,咬肌能起到较好的缓冲作用,使骨组织受到的应力有所下降,从而能在一定程度上减缓受到伤害的程度。在某一特定的撞击速度范围内,咬肌等软组织的损伤程度与撞击速度呈正相关。

迟敬文^[9]（2020）在《无托槽隐形矫治技术不同附件远移上颌磨牙的三维有限元分析》文中研究指明目的:通过应用三维建模软件建立上颌骨、上颌牙列、牙周膜及无托槽隐形矫治器的三维有限元模型,模拟在无托槽隐形矫治技术中使用不同附件（无附件、水平矩形附件、垂直矩形附件、优化控根附件）远移磨牙时,牙齿位移趋势及牙周膜应力分布的变化,探讨远移磨牙时无托槽隐形矫治技术中不同附件的作用机制,以期为隐形矫治技术的临床应用提供技术参考。方法:通过选取一名个别正常志愿者进行锥形束CT（Cone Beam Computerized Tomography,CBCT）扫描,获得DICOM格式图像,应用Mimics将图像进行三维重建,初步得到上颌骨及上颌牙列的点云结构模型,保存为stl格式,将所得点云模型导入Geomagic中进行后处理,分别得到上颌骨、上颌牙列、牙周膜及隐形矫治器的三维实体模型,通过应用工程软件SolidWorks,在上颌第二磨牙颊侧进行三种不同附件进行设计制作,得到附件的三维实体模型。之后在SolidWorks中进行模型装配,将得到的整体模型根据附件的不同分为四组:模型A-无附件;模型B-传统水平矩形附件;模型C-传统垂直矩形附件;模型D-优化控根附件。在两个中切牙的近中相交处设定坐标系,其中X轴代表水平向,Y轴代表矢状向,Z轴代表垂直向。三维坐标系以咬合平面为基础:X-Y（横切面）、X-Z（前后切面）、Z-Y（垂直面）,X、Y和Z的正值分别代表了腭向、远中向和向的位移。记录位移测量标志点:第二磨牙牙冠的近中颊尖点和近中腭尖代表冠方的位移,根方的近中颊根点和腭根点代表根方的位移;第一磨牙的近中颊尖点代表其冠方的位移,根方的近中颊根点代表其根方的位移;前磨牙和尖牙的颊尖点代表了其冠方的位移,根尖点代表了其根方的位移;侧切牙及中切牙的切缘中点代表其冠方的位移,根尖带代表了其根方的位移。对四组模型进行约束定义、材料属性设定及网格划分后,模拟无托槽矫治器推磨牙向远中移动0.15mm时,观察牙周膜的应力分布及牙齿的位移趋势的变化。结果:1.在水平向上,四组模型中第二磨牙均表现出冠部颊向移动、根部腭向移动的倾斜趋势。冠部位移和根部位移的最大位移量均位于C组,最小位移量位于A组;在矢状向上,D组的冠部和根部位移量为四组最小,C组的冠部位移量最大,但颊侧冠部位移量要远大于腭侧冠部位移量,表示在施加载荷后,C组的第二磨牙发生了近远中向的扭转移动趋势;在垂直向上,最大位移值位于C组的近中颊尖和近中颊侧根尖,最小位移值位于D组的近中腭尖和近中腭侧根尖。2.通过对整体的初始位移趋势观察得出,四组模型的第二磨牙均表现出远中倾斜移动的位移趋势,其中模型A和模型B的第二磨牙的最小位移值（位移旋转中心）位于根分叉处,但位移最大值模型B比模型A大;模型C中第二磨牙的最小位移值位于腭根的根中三分之一处,在模型D中,第二磨牙的最小位移值位于根上三分之一处。3.支抗牙均表现出向近中移动的位移趋势。与其他组相比,模型C中支抗牙的初始位移值最大。4.对第二磨牙的牙周膜应力分布的比较表明,模型B和D比模型A和C更均匀,其中模型D的应力分布最为均匀。结论:不同附件对于牙齿移动的影响是不同的,四组模型中的第二磨牙均表现为冠向远中根向近中的顺时针倾斜移动趋势,优化控根附件组对于牙根的控制相对于传统矩形附件更好;传统垂直矩形附件组的第二磨牙的位移趋势为腭侧扭转倾斜移动;传统水平矩形附件组较无附件组的磨牙移动效率更高。

胡蓉^[10]（2020）在《隐形矫治中颌间牵引力对颞下颌关节开口运动应力分布影响的动态生物力学研究》文中研究说明目的:本实验通过建立包含颞下颌关节、上下颌牙列、无托槽隐形矫治器、上下颌骨的生物力学仿真模型,研究在下颌功能性开口运动过程中无托槽隐形矫治器厚度以及不同的颌间牵引力对颞下颌关节应力分布的影响,为正畸治疗中选择合理的牵引力值提供一定参考。方法:以志愿者头颅多层螺旋CT数据为建模基础,运用Mimics 17.0、Geomagic Studio、Abaqus6.14等软件构建牙列、颌骨、颞下颌关节以及无托槽隐形矫治器的三维有限元模型。模拟下颌功能性开口运动,分别对佩戴隐形矫治器组（A组）和不佩戴隐形矫治器组（B组）加载II类颌间牵引,力值为0.06N/mm,0.08 N/mm,0.20 N/mm,求解计算颞下颌关节接触应力分布情况。结果:本研究成功构建了“上下颌骨-颞下颌关节-上下颌牙列-隐形矫治器”三维有限元模型,分别模拟佩戴厚度为0.75mm的隐形矫治器（A组）以及不佩戴隐形矫治器（B组）。A组:加载II类牵引力与未加载II类牵引力的结果对比可知,加载II类牵引后颞下颌关节接触应力变大,接触应力随着牵引力值的增大而增大;相同牵引力下,开口度为5mm时,接触应力显着大于其他开口状态。B组的结果与A组结果之间差异较小。结论:本研究构建的生物力学仿真模型与实际相符,可为下颌功能状态进行颞下颌关节的生物力学研究奠定基础。加载同一力值的颌间牵引力,颞下颌关节应力分布受开口度影响,在开口初应力最大;相同开口度时,力值小的II类牵引对颞下颌关节应力分布影响较小。下颌开口过程中是否佩戴矫治器对颞下颌关节区应力分布无影响。

二、用于分析面形态与颞下颌关节生物力学关系的三维有限元模型的建立（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、用于分析面形态与颞下颌关节生物力学关系的三维有限元模型的建立（论文提纲范文）

（1）双源CT在颞颌关节及下颌骨三维有限元模型建立中的应用（论文提纲范文）

（2）透明矫治器对上颌不同组牙扩弓的三维有限元分析（论文提纲范文）

（3）微种植钉辅助上颌快速扩弓对颅颌面骨生物力学效果的三维有限元分析（论文提纲范文）

（5）不同部位骨吸收的下颌骨囊性病变有限元建模及相关生物力学分析（论文提纲范文）

（6）单侧颞下颌关节盘锚固定术有限元模拟建模及关节区生物力学分析（论文提纲范文）

（7）舌侧矫治Ⅱ类牵引对颞下颌关节影响的动态三维有限元研究（论文提纲范文）

（8）人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的三维有限元仿真模拟研究（论文提纲范文）

（9）无托槽隐形矫治技术不同附件远移上颌磨牙的三维有限元分析（论文提纲范文）

（10）隐形矫治中颌间牵引力对颞下颌关节开口运动应力分布影响的动态生物力学研究（论文提纲范文）

四、用于分析面形态与颞下颌关节生物力学关系的三维有限元模型的建立（论文参考文献）

• [1]双源CT在颞颌关节及下颌骨三维有限元模型建立中的应用[J]. 姚其卫,刘士宝,于治民,彭洪娟,姜良斌,汲平. 医学影像学杂志, 2021(10)
• [2]透明矫治器对上颌不同组牙扩弓的三维有限元分析[D]. 林青. 福建医科大学, 2021(02)
• [3]微种植钉辅助上颌快速扩弓对颅颌面骨生物力学效果的三维有限元分析[D]. 郑稚榛. 福建医科大学, 2021(02)
• [4]双侧下颌骨牵引成骨术不同牵引方向对颞下颌关节影响的三维有限元分析[J]. 崔颖秋,张娜,周思茵,张云燕,赵树蕃,毛喆. 中华整形外科杂志, 2021(05)
• [5]不同部位骨吸收的下颌骨囊性病变有限元建模及相关生物力学分析[D]. 庞亚倩. 蚌埠医学院, 2021(01)
• [6]单侧颞下颌关节盘锚固定术有限元模拟建模及关节区生物力学分析[D]. 张浩铭. 中国医科大学, 2021(02)
• [7]舌侧矫治Ⅱ类牵引对颞下颌关节影响的动态三维有限元研究[D]. 许凡宇. 山西医科大学, 2020
• [8]人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的三维有限元仿真模拟研究[D]. 黄君杰. 中国人民解放军陆军军医大学, 2020
• [9]无托槽隐形矫治技术不同附件远移上颌磨牙的三维有限元分析[D]. 迟敬文. 青岛大学, 2020(01)
• [10]隐形矫治中颌间牵引力对颞下颌关节开口运动应力分布影响的动态生物力学研究[D]. 胡蓉. 山西医科大学, 2020(12)

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