腭部种植支抗三维有限元模型的建立

目的建立含腭部种植体(支抗种植体)的上颌骨三维有限元模型,为进一步研究腭部种植体加强磨牙支抗的生物力学特征打下基础.方法采用螺旋CT断层扫描、计算机图像处理、计算机辅助设计和有限元软件处理,建立含腭部种植体的上颌骨三维有限元模型.结果建立了符合生物力学研究需要的腭部种植支抗的三维有限元模型.结论螺旋CT扫描、图像数字化处理及CAD技术提供了一种准确可靠的建立三维有限元模型的方法,本实验有限元模型的建立为上颌骨种植体的生物力学研究提供了一个平台.     

上颌切牙段三维有限元模型的建立

目的：为研究模拟临床各种矫治力作用下牙齿移动的生物力学机制提供研究手段。方法：应用较先进的螺旋CT技术，结合三维有限元专用软件对CT断层影像进行分析处理。结果：建立了首个包含髓腔和矫治器系统的左侧上颌切牙段三维有限元模型，形态逼真，精度高。结论：该模型可用于正畸矫治力作用下的牙周组织的生物力学研究。     

人体下颌骨节段性缺失的三维有限元模型的建立

目的：建立人体下颌骨颏部节段性缺失的三维有限元模型,为下颌骨缺损重建的生物力学研究提供一个仿真平台。方法选取1例牙列完整、咬合关系正常的男性志愿者进行下颌骨螺旋CT扫描,运用Mimics10.01软件读取Dicom格式的CT数据,并形成正常人下颌骨的三维几何模型,然后导入HyperMesh软件中,形成下颌骨的实体模型,并利用HyperMesh软件自带的切割工具对下颌骨颏部进行完全离断,离断后的左右下颌骨由模拟牵张器连在一起,生成的实体模型在HyperMesh软件中完成网格划分及对材料属性进行赋值,并最终形成下颌骨颏部节段性缺失的三维有限元模型。结果：建立了完全截骨牵张成骨的人下颌骨节段缺失的三维有限元模型,可模拟弧形牵张成骨,并可观察牵张过程中任意点的应力及位移情况。结论：人体下颌骨颏部节段性缺失的有限元模型的建立,为弧形牵张成骨重建下颌骨颏部节段缺失的生物力学分析奠定基础。     

包含真实螺纹种植体的颌骨骨块三维有限元模型的建立

目的：寻求一种快捷的包含不同种类真实螺纹种植体的颌骨骨块三维有限元模型的建立方法。方法：利用Pro／E三维制图软件绘制种植体和颌骨骨块三维模型，利用Pro／E的自适应装配功能建立可自适应改变的种植体骨块三维模型，利用Ansys Workbench有限元分析专用软件与Pro／E的无缝接口功能，进行单元划分，建立三维有限元模型。结果：建立了包含不同种类螺纹种植体的颌骨骨块三维有限元模型。结论：利用Pro／E软件的三维建模和自适应装配功能，建立了可自适应改变的种植体骨块三维有限元模型。与以往建模方法相比，该方法提高了建模的精度和效率，为复杂的种植体骨块建模提供了全新的思路。     

两种不同支抗快速扩弓的三维有限元分析

目的:比较分析两种不同支抗快速扩弓时颅面复合体的生物力学变化,为不同支抗快速扩弓的临床应用提供理论依据。方法:应用Mimics10.0、MSC.Marc.mentat 2005 R3等软件,建立颅面复合体三维有限元模型,加载80N的扩弓力模拟种植体支抗及牙支抗快速扩弓,分析不同加载条件下颅面复合体的应力分布和位移趋势。结果:两种支抗快速扩弓时颅面复合体应力的较大区域均分布在鼻额缝、颧颌缝、鼻上颌缝、翼腭缝,腭中缝呈楔形扩开。快速扩弓时种植体支抗产生的颅面复合体应力值和位移比牙支抗更小。结论:两种支抗扩弓均能有效扩展腭中缝,但种植体支抗快速扩弓时颅面复合体旋转更小,临床扩弓时的开牙合趋势减小。     

基于CT扫描图像的上颌牙列的三维重建及有限元模型建模研究

目的:研究根据不同的患者,不同的牙列情况,建立基于螺旋CT扫描图像的上颌牙列的三维重建模型和三维有限元模型,为上颌牙列的正畸矫治提供一定的理论指导。方法:选择男女两名自愿者作为建模素材,通过螺旋CT扫描技术得到头部二维CT图像,应用三维影像技术取出含上颌牙列部分图像,对截取图像重建三维模型,最后在ANSYS中建立上颌牙列的三维有限元模型。结果:获得了细致逼真的上颌牙列三维重建影像和三维有限元模型。结论:综合运用CT扫描、三维建模等技术可以获得不同个体的上颌牙列三维有限元模型,为临床上颌牙列的正畸矫治提供一定的理论依据。     

正常人足踝部有限元模型的构建研究

目的 研究足踝部有限元模型的构建方法,为足踝部生物力学提供一个数字化研究平台. 方法 获取一名30岁男性志愿者的右足螺旋CT扫描图像,利用Mimics软件重建出足踝部28块骨骼及外围软组织的三维结构,通过Solidworks处理后导入Ansys的Workebench模块,建立足踝部三维有限元模型.在模型中还通过解剖和文献数据模拟建立各关节软骨、韧带、跖筋膜、小腿骨间膜,然后模拟踝关节正常站立状态下受力,选择相应边界条件进行加载分析. 结果建立了一个包含骨与外围软组织等复合结构的正常人体右足三维有限元模型,相埘客观地反映了人体足踝部的基本解剖结构和力学特性.模拟人体站立状态垂直加载600 N载荷于胫骨下端的上截面,踝关节胫骨下关节面应力主要分布于中部及前外侧,最大应力为3.97 MPa,平均接触应力为1.52 MPa,接触面积为343.6 mm~2. 结论本研究所建立的止常人体足躁部三维有限元模型经验证结果可靠,可进一步用于足踝部损伤的研究.     

不同腭平面倾斜度骨性Ⅱ类成年女性腭部骨皮质厚度CBCT研究

目的：用锥形束CT(Cone beam computed tomography,CBCT)对不同腭平面倾斜度骨性Ⅱ类成年女性腭侧骨皮质厚度进行对比研究，为腭侧微种植体支抗植入提供依据。方法：从2015年1月1日-2022年9月1日就诊于新疆医科大学第二附属医院口腔科的骨性Ⅱ类成年女性中随机抽取60例患者作为研究对象，对其腭平面倾斜度进行测量并分组，-2.5°≤∠PPFH≤4.5°为平行组，∠PP-FH<-2.5°为顺时针方向组。再将以上患者的CBCT导入Mimics 22.0医学建模软件中，对每位患者的CBCT图像进行重建，并在切牙孔后方每隔3 mm处定点，共27个位点、构成9个测量区域，对各位点骨皮质厚度进行测量。结果：骨性Ⅱ类成年女性腭前份与腭中缝区和腭旁区构成的A区和D区，以及腭后份与腭旁区构成的I区的腭侧骨皮质厚度组间比较，差异有统计学意义（P<0.05），并且腭平面顺时针旋转组腭侧骨皮质厚度大于平行组。结论：不同腭平面倾斜度的骨性Ⅱ类成年女性腭部骨皮质厚度间存在差异，在腭侧植入微种植体支抗前应该对不同腭平面倾斜度人群的腭部骨皮质厚度进行充分评估。     

个体化侧凸躯干骨和骨盆有限元模型的建立

目的 建立个体化青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者躯干骨(颈椎除外)和骨盆的三维有限元模型.方法 采用螺旋CT扫描AIS患者,共513层,经一系列图像软件处理,数据以IG-ES文件格式转入有限元分析软件ANSYS 8.0,建立AIS躯干骨(颈椎除外)和骨盆的三维几何模型,继而选择单元,赋予材料物理属性,划分网格,建成了有限元模型.根据临床实验的数据,对模型材料属性进行修正.修正后模型初步用来分析支具治疗的生物力学特点.结果 模型单元采用了4种单元类型,13种材料性质,共划分234338个单元,261095个结点,模型外观逼真,模型生物力学行为和真实情况相符合.模拟支具的的曲线变化与临床观察比较,误差为2.8%.结论 基于CT扫描数据,可以建立高仿真的形态和材料性质均个体化的侧凸躯干骨和骨盆的有限元模型.     

唇腭裂上颌复合体在不同类型上颌截骨内置式牵引下生物力学研究

目的 探讨唇腭裂继发上颌发育不全应用不同类型截骨内置式牵引的生物力学变化特点.方法 采用三维有限元方法,建立唇腭裂上颌复合体Le Fort Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型截骨骨块及相应软组织有限元模型,分别模拟临床上新型内置牵引方式,使截骨块上牵引器固位点沿牵引方向前移10mm,比较分析其生物力学变化情况.结果 唇腭裂上颌复合体不同类型截骨内置式牵引下,Le FortⅠ型截骨腭部出现压缩现象,而Le Fort Ⅱ、Ⅲ型截骨腭部压缩现象不明显.矢向位移比较,Le FortⅢ型截骨内置式牵引可以整体前移截骨体,Le Fort Ⅰ、Ⅱ型截骨存在不同程度的旋转.垂直向位移比较Le FortⅡ型截骨出现较多的逆向旋转.结论 三维有限元仿真研究应用于内置式牵引成骨手术,可以较好地反映颌骨位移情况,为手术计划提供理论依据.     

上颌单端游离缺失及可摘义齿支架的三维有限元建模

目的：利用三维有限元专用软件技术,建立精确且能广泛应用的上颌游离端缺失及整铸义齿的三维有限元模型。方法：利用DCTPl20螺旋CT扫描获得DICOM格式数据文件后导入MIMICSl0．0软件,采用阈值分割与手动分割相结合的处理方法,计算得到颌骨、牙列和支架初步几何模型,并结合CATIA软件、ANSYSl3．0三维有限元专用软件等技术建立三维有限元模型。结果：成功建立了26,27缺失的包含上颌骨、余留全牙列、牙周膜、黏膜及支架材料的铸造可摘局部义齿的三维有限元模型。结论：该有限元建模具有省时、便捷、精确、可重复性强及上手容易等特点,为进行口腔修复学领域生物力学的分析研究打下基础。     

虚拟骨缝在颅面复合体三维有限元模型中的构建及应用

目的 初步探讨在颅面复合体三维有限元模型中构建骨缝结构并进行牵引研究.方法 采用螺旋CT扫描与三维有限元方法相结合,建立颅面复合体三维有限元模型,进一步利用MSC.Patran软件构建骨缝,并对模型骨缝选取不同的材料属性,在相同加载条件下,比较观察其位移变化.结果 建立包括颅面骨缝及牙列的颅面复合体三维有限元模型,设立骨缝与无骨缝情况下位移比较差距明显.结论 颅面骨缝在颅面复合体三维有限元模型上的建立,更接近真实骨骼结构,能进一步提高计算精度,为颅面复合体生物力学研究奠定了基础.     

中位前牵引颅面骨骼的三维有限元研究

目的探讨中位骨骼前牵引和以牙齿承力前牵引的生物力学变化特点。方法在三维有限元颅面复合体模型上,分别以单个牙齿承力,牙列承力前牵引和中位骨骼前牵引,比较分析其生物力学变化。结果以梨状孔底承力的中位前牵引,矢向位移面中上1/2前移比牙齿或牙列承力的前牵引多,面中下1/2位移相对较少,垂直向及侧向位移值均小于牙齿或牙列承力的前牵引。中位前牵引颅面复合体,鼻根区压应力减少明显。结论与传统的牙体或牙列承力的前牵引比较,上颌中位前牵引可整体前移上颌,从而减少上颌的逆向旋转及硬腭前部压缩现象。     

下颌第一磨牙半切术三维有限元模型的建立

目的:建立下颌第一磨牙半切术的三维有限元模型。方法:薄层CT扫描,联合应用CAD软件AMIRA和UnigraphicsNX建立三维几何模型,然后导入有限元分析软件ALGOR软件中生成实体模型。结果:所构建的三维有限元模型具有良好的几何相似性,共有单元47155个,节点数41878个,可以按照不同的研究要求进行删除、旋转、切割和添加。结论:所构建的下颌第一磨牙半切术的三维有限元模型结构完整,单元划分精细的优点,能够较精确地模拟实体状态,为进一步的生物力学研究打下基础。     

下颌骨截骨整形手术三维有限元模型的建立

目的：为研究下颌骨截骨整形手术的生物力学原理,建立了生物力学相似性较高的无牙下颌骨和颞下颌关节三维有限元模型。方法：以颅颌面系统正常的女性青年志愿者为标本,经过薄层CT断层扫描得到DICOM格式文件,经Mimics和Ansys软件建模,采用只受拉的Link10单元模拟下颌韧带和咀嚼肌约束,采用接触单元对关节窝进行约束。结果：建立了包括颞下颌关节、肌肉和韧带的正常下颌骨三维有限元模型。可根据实验设计建立实验分模型。结论：提高了模型的相似性,为进一步研究下颌角截骨整形生物力学奠定了基础。     

正常人上颌骨的生物力学分析

目的建立正常人颅颌面骨三维有限元模型,并对上颌骨进行生物力学分析。方法对正常男性行螺旋CT扫描,应用数字影像传输以及MedGraphics和ANSYS8.0软件建立颅颌面骨三维有限元模型,模拟正常咬力来观察上颌骨的应力分布和位移。结果建立了正常人颅颌面骨三维有限元模型,包括273191个单元和260988个节点。加载后上颌骨表现为压应力,应力集中于尖牙区、第一磨牙上方和蝶骨翼突区,在颧牙槽嵴和尖牙区应力较大,前鼻棘和牙槽突可能发生的位移最大。结论正常人上颌骨三维有限元模型的生物力学分析结果与临床一致,为口腔颌面部肿瘤患者术后上颌骨重建提供了理论依据。     

踝关节骨折三维有限元模型的建立

目的　探讨建立踝关节骨折三维有限元模型的方法。方法　采用活体踝关节为标本 ,应用CT扫描技术及图形数字化方法获取踝关节骨折的三维坐标 ,输入有限元分析软件 ,并通过确定材料特性参数和网格化 ,建立踝关节骨折的三维有限元模型。结果　建立的三维有限元模型几何形状与材料特性的还原性良好 ,可以准确反映踝关节骨折的移位情况。结论　采用CT扫描资料建立的三维有限元模型切实可靠 ,有助于踝部移位骨折的正确诊断。     

Medpor修复眶底缺损三维有限元模型的建立与生物力学分析

目的 对Medpor修复眶底缺损进行三维有限元的建模,并分析其生物力学性质,研究Medpor材料植入眶底后的位移及应力情况,为临床提供参考。方法 将患者术前头颅螺旋CT数据导入Mimics软件后,进行左侧眶下壁三维重建,应用有限元软件对模型进行网格划分,通过CT扫描灰度值的转换,对各部分材质进行赋值,再对整体模型施加重力载荷,计算并分析Medpor材料植入眶底后在不固定、1枚螺钉固定及2枚螺钉固定的不同状态下的位移与应力情况。结果 构建了Medpor修复眶底缺损的三维有限元模型。无固定螺钉情况下,Medpor材料位移较大,几乎无应力;在有固定螺钉情况下,1枚固定螺钉的应力值与2枚固定螺钉应力值没有明显差异。结论 首次建立了关于Medpor修复眶底缺损的三维有限元模型。利用有限元方法发现,螺钉的植入能够对Medpor材料起到良好的固定作用,其中1枚螺钉与2枚螺钉的固定作用相似。     

人体足踝部有限元模型的建立及有效性分析

背景：传统的足踝部生物力学研究有其局限性,本文介绍一种足踝部有限元建模方法,使其具有高度的几何相似及物理相似。目的：探讨建立足踝部有限元模型的方法,为生物力学研究提供数字化仿真平台。方法：通过CT扫描1名男性志愿者踝关节获取足踝部影像学资料,将其输入Mimics软件重建骨骼和韧带,通过Geo—magic处理并生成关节软骨后导入Ansys的Workbench模块,建立足踝部有限元模型,参考相关文献确定材料属性,划分网格,设置边界条件,模拟踝关节正常站立状态下受力,进行加载分析。结果：本研究建立了一个包含骨、软骨及韧带的足踝部有限元模型,相对客观地反映了人体足踝部的基本解剖结构和力学特性。模拟人体站立状态垂直加载600N载荷于胫、腓骨下端的上截面,踝关节胫骨下关节面的接触应力主要分布在中部及前外侧,最大接触应力为3．74MPa,接触面积为335．5mm2。踝关节周围四条主要韧带的位移（拉伸长度）中：胫跟韧带〉胫舟韧带〉跟腓韧带〉下胫腓联合前韧带。结论：本研究所建立的人体足踝部有限元模型经验证结果可靠,可进一步用于足踝部生物力学研究。     

磁共振影像膝关节三维有限元模型的建立

目的探讨在膝关节磁共振影像的基础上建立膝关节三维有限元模型的可行性,观察对半月板建模的效果。方法根据MR扫描图像,利用图像处理和转换技术,运用ANSYS有限元程序,建立包括半月板的膝关节三维和多平面有限元模型。结果建成后的模型具有良好的形态,半月板具有较真实的形态位置。结论基于磁共振扫描建立的膝关节三维有限元模型能逼真地反应膝关节的真实几何结构,尤其对半月板能进行真实模拟。