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,雙側第一磨牙為中性偏遠中關系,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數據盤。
　　 將上述導出的DICOM格式圖片導入比利時Materialise公司的交互式的醫(yī)學影響控制軟件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去除,同時去掉除下頜骨外的其他骨質下頜牙列也排除掉:利用profine line功能測量牙齒釉質邊界部分的灰度值,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,建立高質量的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,格式數據導出,文件后綴名為.STL。
　　 然后

4、將STL數據模型分別導入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模型以后便可導入到HyperMesh中進行網格劃分。
　　 將導出的.igs格式文件導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,并檢驗模型的可用性。
　

5、　 結果:獲得高生物相似性的應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。探索出一條完全數字化、適用于活體的三維有限元快速建模方法。
　　 結論:
　　 1.本研究采用真實患者的CT,掃描精細,厚度僅0.5mm,保證了數據來源真實可靠。使用Mimics軟件讀取Dicom格式的數據,減少了患者信息在轉化為數據過程中的丟失和失真,擬真度高。