針對下頜后縮病例的下頜骨及下牙列的三維有限元模型的建立.pdf

1、目的:探討一種利用螺旋CT以逆向工程法在計算機上建立應(yīng)用于功能矯治器的下頜后縮病例的下頜骨及下牙列和頜下頜關(guān)節(jié)的有限元模型的方法。
　　 材料和方法:采選取一例發(fā)育高峰期的正畸患者,全身發(fā)育正常,下頜后縮,恒牙早期,牙列完整,牙弓形態(tài)基本對稱,雙側(cè)第一磨牙為中性偏遠中關(guān)系,CVSⅡ～Ⅲ期,Wits值為5mm。使用荷蘭的Philips公司Brilliance16排多層螺旋CT掃描機對患者進行掃描。掃描條件為:管電壓120KV,管電

2、流400mA,1500mS,水平分辨率為1024×1024。采用與框耳平面平行且與水平面垂直的平面進行橫斷面的軸掃,掃描厚度為0.5mm,共得到181張的二維斷層圖像。將這些圖片以通用的醫(yī)學(xué)圖片格式DICOM格式輸出,在CT室的工作平臺上用CD-ROM機刻錄出CD數(shù)據(jù)盤。
　　 將上述導(dǎo)出的DICOM格式圖片導(dǎo)入比利時Materialise公司的交互式的醫(yī)學(xué)影響控制軟件Mimics8.1軟件上,在Mimics顯示的冠狀面、矢狀面

3、、以及橫斷面三個面中,選取405的灰度值進行閾值提取。繼續(xù)將每張二維平片上的多余雜質(zhì)去除,同時去掉除下頜骨外的其他骨質(zhì)下頜牙列也排除掉:利用profine line功能測量牙齒釉質(zhì)邊界部分的灰度值,在所建立的工程上利用灰度閾值選取的功能選擇1676以上的灰度提取。按照與提取下頜骨同樣的方法去除多余的雜質(zhì),建立高質(zhì)量的3D下頜骨和下牙列模型,檢查模型的完整性,將所得到的模型以STL,格式數(shù)據(jù)導(dǎo)出,文件后綴名為.STL。
　　 然后

4、將STL數(shù)據(jù)模型分別導(dǎo)入Geomagic中優(yōu)化模型使其與需要分析的牙齒模型更加接近。文件后綴名為.igs。得到iges模型以后便可導(dǎo)入到HyperMesh中進行網(wǎng)格劃分。
　　 將導(dǎo)出的.igs格式文件導(dǎo)入有限元前處理軟件HyperMesh中,在HyperMesh中以10點4面體的單元形式來劃分為有限元模型。并導(dǎo)出Ansys可以識別的edd命令流文件,最后在有限元分析軟件Ansys中對材料進行賦值,并檢驗?zāi)Ｐ偷目捎眯浴?br>　

5、　 結(jié)果:獲得高生物相似性的應(yīng)用于功能矯治器的下頜后縮病例的下頜骨及下牙列和顳下頜關(guān)節(jié)的有限元模型,模型共有37475個節(jié)點、194671個單元。探索出一條完全數(shù)字化、適用于活體的三維有限元快速建模方法。
　　 結(jié)論:
　　 1.本研究采用真實患者的CT,掃描精細,厚度僅0.5mm,保證了數(shù)據(jù)來源真實可靠。使用Mimics軟件讀取Dicom格式的數(shù)據(jù),減少了患者信息在轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)過程中的丟失和失真,擬真度高。