三维有限元模型分析OSAHS患者下颌逐步前伸引起的关节盘位移和表面应力分布变化的研究

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目的：建立阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者的下颌骨、颞下颌关节、上气道及其周围结构的三维有限元模型，通过软件设计定量的加载下颌逐步前伸，观察OSAHS患者因下颌前伸引起的关节盘位移和表面应力分布变化，及关节盘整体位移与下颌前伸量之间的关系，为今后下颌前伸类口腔矫治器治疗OSAHS机理研究提供一定生物力学依据，并从颞颌关节关节盘形态学变化的研究方面提供基础理论参数。
　　方法：对OSAHS患者颞下颌关节和上气道行薄层CT扫描，获得OSAHS患者下颌骨、颞下颌关节、上气道及其周围结构的三维影像信息，影像信息以DICOM格式输入至相关联合建模软件：Mimics三维建模软件、Imageware逆向工程学软件、Ansys有限元分析软件之中，最终建立了实验所需的OSAHS患者的下颌骨、颞下颌关节、上气道及其周围结构的三维有限元模型，然后通过软件加载下颌骨定量的逐步前伸，观察关节盘的位移和表面生物力学改变的变化及趋势。
　　结果：建立了实验所需的OSAHS患者相关解剖部位结构的三维有限元模型，所建模型单元采用10节点的Solid92四面体单元，得到包含骨密质、骨松质、肌肉和气道的单元总数和节点总数共为：280360个单元和590195个节点。通过逐步前伸下颌骨，关节盘三维方向上的位移逐渐增大，关节盘整体位移逐渐增大，发生向前向下的移动。经统计学回归分析，下颌骨前伸与关节盘整体位置变化两者之间相关，并得出回归系数方程：y=0.01885x-0.00056。整个加载过程中，关节盘应力分布除去4.4mm和11.00mm这两个位点差距较大外，其他位点应力变化较为平均，且在11.00mm时应力达到最大。
　　结论：在螺旋CT扫描图像的基础上并联合使用相关建模软件Mimics、Imageware和Ansys，建立了实验所需的 OSAHS患者相关解剖部位的三维有限元模型，通过软件验证模型真实有效，使用灵活。通过逐步前伸下颌骨，对关节盘位移和表面应力分布变化进行分析发现，关节盘三维方向均发生位移的改变，均随下颌前伸量的增加而增加，不同距离的下颌骨前伸关节盘最大应力的分布区域基本不变，关节盘应力在下颌骨前移时不同距离的应力数值在4.4mm与11.00mm时变动较大临床中需考虑到患者的耐受度。下颌前伸与关节盘向前向下移动正相关，证实：关节盘的位置可作为判定下颌前伸大小的重要参考指标。

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作者
李华;
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作者单位

宁夏医科大学;

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授予单位宁夏医科大学;
学科口腔临床医学
授予学位硕士
导师姓名张佐,曲爱丽;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类其他;
关键词
阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征; 下颌前伸; 颞下颌关节; 关节盘; 三维有限元法; 应力分布; 螺旋CT扫描;

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