应用Mimics和ANSYS软件建立下颌骨三维有限元模型的方法学研究

目的:探讨一种高效的三维有限元建模方法,为下颌骨的整形修复提供生物力学仿真基础。方法:对1名男性志愿者进行下颌骨螺旋CT扫描,将获取的Dicom格式数据在Mimics 10.01软件中进行完整下颌骨3D重建和面网格划分,所得的.lis文件导入ANSYS 12.0软件完成体网格划分并写出PREP7文件,再将PREP7文件导入Mimics 10.01进行赋值,最后导入ANSYS 12.0生成完整下颌骨的三维有限元模型。结果:建立了人体完整下颌骨的三维有限元模型,共得到51 735单元和78 993节点,根据CT值为下颌骨赋予了10种不同的材料属性。结论:高效、精确地建立了人体下颌骨的三维有限元模型。     

应用Mimics软件建立下颌无牙颌三维有限元模型

目的:快速准确建立患者下颌无牙颌三维有限元模型,为种植修复的生物力学分析打下基础.方法:CT扫描患者下颌骨,转换为DICOM数据后用Mimics软件重建三维图像,再用自编命令流导入Ansys软件进行分析处理.结果:快速准确地建立了活体下颌无牙颌三维有限元模型.结论:CT 技术,DICOM 标准的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立三维模型后直接导入Ansys软件极大的提高了建模效率.     

下颌牙列直丝弓矫治器三维有限元模型的建立

目的利用三维有限元建模的方法,探索建立下颌牙列直丝弓矫治器的力学分析模型。方法采用螺旋CT对个别正常的志愿者下颌骨进行多层扫描,以(医学数字成像和通讯标准)DICOM格式导入Mimics软件中,利用灰度值的差异来重建下颌骨与牙列;以.txt格式把下颌骨与牙列点云数据导入逆向工程软件Geomagic Studio 8.0中,构造三角网格面,并进行NURBS曲面拟合生成颌骨与牙齿的实体模型。然后以.igs格式导入Ansys中,在Ansys中建立直丝弓托槽和弓丝的模型,并在Geomagic中对牙根表面进行扩增0.25 mm生成牙周膜并进行布尔运算,生成牙齿、颌骨、牙周膜、托槽、弓丝的装配模型。结果建立了直丝弓矫治器三维有限元模型,在Ansys软件内对模型进行分区划分网格并施加一定的约束和载荷,即可进行三维有限元的力学分析。结论利用螺旋CT成像,并充分结合Mimics,Geomagic及Ansys软件的优点建立的直丝弓矫治器三维有限元模型精确有效,方法简单实用,可操作性强,耗时少。     

包含TM种植体的颌骨有限元模型研究

目的研究快速准确建立包含TM（tension more）种植体颌骨三维有限元模型的方法,为种植修复的生物力学分析打下基础。方法通过逆向工程技术,将二维下颌骨CT图片应用Mimics软件转化为三维实体模型,并建立包含TM种植体的真实下颌骨B/2类骨质（皮质骨和松质骨含量相当）的有限元模型。结果快速准确地建立了包含TM种植体的颌骨有限元模型。结论 CT技术、医学数字图像通信标准（digital imaging and communi-cations in medicine,DICOM）的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立三维模型后通过逆向工程技术,直接导入Geo magic Studio 9.0软件提高了建模的效率。     

下颌第一磨牙平台转移种植体三维有限元模型的建立

目的 构建下颌第一磨牙平台转移种植体的三维有限元模型.方法 选择健康成年男性下颌骨1例进行螺旋CT扫描,将得到的DICOM数据导入Mimics 10.01软件中,建立下颌骨及牙齿的三维几何模型,并用Geomagic studio12软件进行曲面优化;利用UG NX6.0软件建立平台转移种植系统(韩国DIO种植体系统)的三维几何模型;最后将各部分模型导入Hypermesh10.0软件中进行装配组合、网格划分以及材料属性赋值.结果 成功建立了下颌第一磨牙平台转移种植体的三维有限元模型,该模型与实际模型有高度的几何相似性,其网格质量较高、力学性能好.结论 结合CT扫描技术和多种有限元建模软件能够快速、精确地建立下颌第一磨牙平台转移种植体的三维有限元模型,为后续平台转移种植体进行有效的生物力学研究提供基础.     

精密附着体义齿修复倾斜基牙三维有限元模型的建立

目的基于Mimics医学图像处理系统的CT法快速建模新思路,建立几何相似性好、可灵活组装的修复倾斜磨牙的精密附着体义齿三维有限元模型。方法以牙列完整的成人下颌骨为标本,进行螺旋CT扫描后将图像传输至Mimics系统进行三维重建,在运用FreeForm对三维模型进行修改后,运用ANSYS10.0对三维模型进行网格划分,建立有限元模型。结果探索基于Mimics、FreeForm软件的快速建模新方法;获得几何相似性好、可拆卸的精密附着体义齿修复倾斜磨牙的三维有限元模型。结论应用高精度螺旋CT成像、Mimics、FreeForm和ANSYS相结合的方法建立精密附着体义齿修复倾斜磨牙三维有限元模型是切实有效和可行的。     

多种软件和图像联合技术构建个体化颞下颌关节三维有限元模型的初步研究

目的 :利用MRI-CT影像数据融合和多种建模软件协同应用,构建较为精确的颞下颌关节有限元模型。方法 :采集正常颞下颌关节CT和MRI影像数据,导入Mimics软件,分别提取颞下颌关节窝、髁突和关节盘并构建三维模型。根据解剖关系对关节窝、髁突和关节盘进行装配。将装配的颞下颌关节三维模型导入SC/Tetra进行干涉面删除。然后导入Mimics和Hypermesh软件对下颌骨和关节窝进行四面体网格划分,对颞下颌关节盘进行六面体网格划分并局部优化,构建包含关节窝、髁突和关节盘的颞下颌关节有限元模型。建立的颞下颌关节有限元模型用Abaqus软件进行简单的验证。结果:基于CT和MRI影像数据构建出关节窝、髁突和关节盘三维模型。以此为基础,多种建模软件协同应用构建的有限元模型,充分保持了颞下颌关节各结构的解剖学特征,在计算时能很好的收敛。结论:利用CT和MRI影像数据融合和多种建模软件协同应用的方法,可以构建活体颞下颌关节有限元模型,并较为准确地保持关节窝、髁突和关节盘的解剖真实性,为准确模拟颞下颌关节生物力学特征提供基础。     

基于逆向工程的个性化舌侧正畸矫治体系数字化设计

目的:准确建立个性化右侧上颌舌侧正畸矫治体系三维有限元模型,从而为生物力学分析打下基础并提供可靠的研究途径。方法:利用螺旋CT扫描获得头颅DICOM数据,在Mimics中进行牙列的三维重建,导入逆向工程软件Geomagic对牙列模型进行曲面修补及拟合,在UG NX软件中构建矫治系统数值模型,最后将其导入ANSYS软件进行三维有限元模型的构建。结果:建立了含矫治系统的个性化右侧上颌牙齿三维有限元数值模型。结论:基于逆向工程的个性化舌侧矫治数字化设计方法,将Mimics、Geomagic及UG NX综合运用进行数值建模,极大地提高了建模精度,是一种快捷高效的舌侧矫治系统的建模途径。     

“微植体-上颌骨”三维有限元模型的建立

目的探索基于Mimics医学图像处理系统的CT法快速建模新思路,建立几何相似性好、可灵活组装、含微植体的上颌骨三维有限元模型。方法以牙列完整的成人上颌骨为标本,作螺旋CT扫描后将图像传输至Mimics系统进行三维重建,再运用Abaqus对三维模型进行网格划分后建立有限元模型。结果获得几何相似性好、可拆卸的三维有限元模型;探索出一条基于Mimics的生物力学模型快速建模新方法。结论应用高精度螺旋CT成像、Mimics和Abaqus相结合的方法建立含微植体的上颌骨三维有限元模型是切实有效和可行的。Mimics系统有助于快速建模及提高模型的几何相似性。     

利用薄层CT技术和Matlab软件辅助建立下颌骨三维有限元模型

目的 :寻求一种更为快捷、精确的全牙列下颌骨三维有限元模型建立方法。方法 :应用薄层CT技术和Matlab软件 ,结合Ansys三维有限元专用软件对 10 6层层厚为 1mm的CT断层影像进行分析处理。结果 :建立了更为精确、应用更为广泛的包含全牙列的下颌骨三维有限元模型。使用Matlab开发一种专门用于BMP图片识别的软件 ,并将所获取数据直接写入Ansys三维有限元软件 ,大大提高了建模效率。结论 :薄层CT技术的应用使得有限元模型的建立更为精确 ,同时Matlab软件的高效识别 ,极大程度提高了建模效率 ,适用于口腔医师对有限元模型的前期处理。     

上颌快速扩弓的颅面复合体三维有限元模型的建立

目的建立上颌快速扩弓的颅面复合体三维有限元模型。方法利用螺旋CT扫描获取颅面复合体二维图像原始DICOM数据,结合Mimics10.0、ProE Wildfire 4.0、MSC.Marc.mentat 2005 R3和Geomagic studio10.0软件,建立包含上颌第一前磨牙、第一磨牙及其牙周膜、带环的颅面复合体三维有限元模型。结果所建三维有限元模型单元数达到522 800,具有良好的几何和生物相似性,可以导入到CAD软件中进行处理。结论应用螺旋CT结合Mimics10.0、MSC.Marc.mentat 2005 R3和Geomagic Studio10.0软件建立颅面复合体三维有限元模型的方法是可行和有效的。     

基于CBCT图像构建下颌第一前磨牙三维有限元模型

目的：探索基于CBCT扫描图像快速建立下颌第一前磨牙三维有限元模型的方法。方法：选用经测量基本符合中国人牙尺寸平均值的成人下颌第一前磨牙,表面处理,石蜡包埋,应用CBCT扫描技术获取层厚为0．1mm的205张离体牙断层影像,导入Mimics10．01软件获得轮廓线点云,结合Magics9．9图像处理软件,HyPerMesh网格自动划分软件,通过特定Abaqus6．10软件建立下颌第一前磨牙三维有限元模型,并对模型进行力学加载。结果：准确地建市了下颌第一前磨牙三维有限元模型,共生成8725个单元和1874个节点,所得模型具有良好的几何相似性与生物力学相似性。从应力分布来看垂直载荷下牙体出现两个应力集中区,即加载区和牙颈部,牙颈部应力值明显小于加载区。结论：采用CBCT技术与Mimics、Anesys软件相结合建模的方法快速可行,为以后进行三维有限元分析提供了精确的模利。     

下颌逐步前伸对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者舌咽部影响的三维有限元研究

目的 通过下颌逐步前伸对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者舌咽部三维有限元模型进行加载,观察OSAHS患者舌咽部生物力学和形态学改变。方法 对OSAHS患者上气道行薄层CT扫描,获得OSAHS患者上气道DICOM格式的图像信息,采用Mimics10.0、Imageware10.0和Ansys8.0软件建立上气道、下颌骨、舌骨及 相关周围结构的三维有限元模型,然后通过逐步前伸下颌骨,观察舌咽部生物力学和形态的变化及规律。结果 成功建立了OSAHS患者上气道及结构的三维有限元模型。通过逐步前伸下颌骨,舌咽部发生相应形态变化,其主要表现为：上气道舌咽部会厌尖横截面横径增加,而上气道舌咽部会厌尖横截面矢状径减小;S1主应力主要分布于上气道前壁区肌肉牵拉处,应力位置未发生明显改变,舌咽部主应力值随下颌前伸距离增加而不断增加。结论 使用Mimics、Imageware和Ansys软件提高了建模效率和模型的精确性。通过对整体有限元模型的下颌逐步前伸加载,有效展示了下颌骨前伸与舌咽部两者之间的关系,研究方法可行。     

牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元建模方法探讨

目的:探索快速建立牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型的方法。方法:对犬下颌骨进行多层螺旋CT扫描,运用M im ics软件读取基于实验犬下颌骨CT资料的D ICOM数据形成几何模型,在M agics软件中使用cut工具对几何模型进行切割、粘接,生成实体单元后在MARC软件中完成模型的力学分析。结果:首次建立了牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型,模型由五部分组成,可模拟牵张过程,观察任意点的应力、位移情况,并可选取模型的任意部分,查看其相应计算结果。结论:运用专业软件可以快速建立牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型。     

含完整牙列下颌骨生物力学模型的建立

目的:通过CT结合逆向工程软件建立含完整牙列的下颌骨三维有限元模型,为进一步生物力学研究奠定基础.方法:选择健康成年志愿者1名,X线检查无颌骨疾患,取得其下颌骨CT资料,利用Mimic及Geomagic软件建立成年人含牙列下颌骨三维有限元模型.结果:建立的含完整牙列下颌骨三维有限元模型精确反映了下颌骨外形及内部解剖特点,实现了对下颌骨不同结构的精确区分,共得到80047个单元,模型加载验证该模型的有效性.结论:该模型的建立,可有效实现对下颌骨的生物力学研究,更加接近临床实际要求.     

基于micro-CT成像的仿真牙周膜有限元建模探讨

目的：应用micro-CT扫描数据建立仿真牙周膜三维有限元模型。方法对人上颌中切牙骨块标本进行micro-CT扫描,扫描数据通过Mimics软件进行三维重建及网格优化,再将模型以lis文件导入有限元分析软件Ansys,建立最终有限元模型。结果建立了包含12936个节点,6400个单元的人上颌中切牙仿真牙周膜三维有限元模型,模型形态与牙周膜实际形态高度相似。同时建立了包含60872个节点、42144个单元的牙齿模型及41472个节点、32339个单元的牙槽骨模型。结论结合micro-CT及Mimics、Ansys软件,能够建立仿真牙周膜三维有限元模型,添加对应的牙齿牙槽骨后,可进一步用于正畸生物力学分析。     

����΢��ֲ�����Ǽ�����ؽ���ά����Ԫģ�͵Ľ��������ֵ����

目的    建立包括微支抗种植体的下颌骨、下颌牙列、颞下颌关节（temporomandibular joint,TMJ）的三维有限元模型,为TMJ及微种植体力学分析做准备。方法    2009年10 月至2010年8月于佳木斯大学口腔医学院对正常志愿者行多层螺旋CT扫描,提取下颌骨及牙齿数据,利用Mimics、Hypermesh9.0等软件建立微种植体、下颌骨、TMJ三维模型并进行装配。结果    建立TMJ、带有微种植体的下颌骨、下颌牙列的三维有限元模型,可根据研究目的增减部件及加载分析。结论    所建三维有限元模型具有较好的几何相似性和生物力学相似性。