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。     

成人颅下颌骨解剖测量分析

目的: 应用三维CT对成人颞下颌关节解剖学数据进行初步测量分析,为标准型全颞下颌关节假体研发提供依据。方法: 选取无颞下颌关节疾病的受试者400例,应用螺旋CT扫描头颅骨（层厚0.625 mm,Dicom格式）,利用Simplant Pro 11.04软件对颞下颌关节相关解剖结构进行三维重建并测量,应用SAS 8.02软件包进行统计学分析。结果: 在三维重建头颅上测得颧弓宽度、颧弓弯曲弧度、关节窝内外径、关节窝前后径、关节窝前后斜面角度、髁突内外径、髁突前后径、髁突前后斜面角度、髁突颈部宽度、下颌孔距下颌支后缘距离、下颌角距下牙槽神经距离等相关数据。结论: 颞下颌关节相关解剖数据的测量及分析结果,可为标准型全颞下颌关节假体的研发提供数据支持。     

个别正常与骨性Ⅲ类错颞下颌关节的CBCT对比分析

目的探讨哈尔滨地区个别正常与骨性Ⅲ类错青年患者颞下颌关节CBCT影像的差异性。方法选取颞下颌关节健康的个别正常志愿者及高角骨性Ⅲ类错患者各40例,两组样本均为哈尔滨地区青年人(年龄为20~28岁)。获取两组牙尖交错位的颞下颌关节CBCT影像,采用Mimics16.0和Simplant O&O软件对颞下颌关节的位置形态进行测量,用SPSS17.0软件进行统计学分析。结果骨性Ⅲ类错组和个别正常组测量结果比较有8个测量项目有明显差异(P<0.05),分别为MI指数、髁突相对位置、髁突半径值、关节窝深、髁突指数、关节窝指数、两侧关节窝外径、两侧髁突长轴夹角。结论哈尔滨地区骨性Ⅲ类错患者与正常人群颞下颌关节位置形态具有差异。     

颞下颌关节MR冠状影像测量与分析

目的　探讨颞下颌关节冠状面形态结构的关系。方法　将福尔马林液浸泡1年以上的,能将下颌固定在牙尖交错位的15具尸头的28侧TMJ,斜冠状位磁共振质子加权扫描,以下颌升支中线为基准,作相应测量。结果　①横径由大到小排序为:关节窝内外径、髁突内外径、关节窝内径、髁突内径、髁突外径、关节窝外径。②髁突外径与关节窝外径间,髁突内径与关节窝内径间,髁突内外径和关节窝的内外径间均存在正相关关系。③变异系数关节窝外径大于髁突外径、内径大于其他横径。④关节间隙面积与关节盘断面面积正相关。结论　颞下颌关节各结构的冠状形态及大小具有高度协调性,髁突相对于关节窝的内外位置关系具有较大的变异范围。     

颞下颌关节MR冠状影像测量与分析

目的 探讨颞下颌关节冠状面形态结构的关系。方法将福尔马林液浸泡1年以上的，能将下颌固定在牙尖交错位的15具尸头的28侧TMJ，斜冠状位磁共振质子加权扫描，以下颌升支中线为基准，作相应测量。结果①横径由大到小排序为：关节窝内外径、髁突内外径、关节窝内径、髁突内径、髁突外径、关节窝外径。②髁突外径与关节窝外径间，髁突内径与关节窝内径间，髁突内外径和关节窝的内外径间均存在正相关关系。③变异系数关节窝外径大于髁突外径、内径大于其他横径。④关节间隙面积与关节盘断面面积正相关。结论颞下颌关节各结构的冠状形态及大小具有高度协调性，髁突相对于关节窝的内外位置关系具有较大的变异范围。     

成人下颌偏斜患者颞下颌关节对称性研究

目的:了解下颌偏斜患者颞下颌关节形态学差异及相关性。方法:对21例下颌偏斜患者拍摄颞下颌关节中位断层片,选择描述髁突位置及髁突和关节窝形态的15个指标进行测量及统计分析。结果:下颌偏斜患者非偏斜侧的髁突在关节窝中的位置较偏斜侧向前下移位;非偏斜侧的髁突高度、髁突上部高度较偏斜侧高;非偏斜侧的髁突前斜面斜度、关节窝后斜面的斜度较偏斜侧大。双侧髁突前斜面斜度与关节前间隙、关节窝深度呈正相关;髁突上部高度与髁突高度呈正相关;偏斜侧髁突后斜面斜度与关节窝后斜面斜度呈正相关;非偏斜侧髁突后斜面斜度与关节上间隙、关节结节高度呈负相关。结论:下颌偏斜患者双侧颞下颌关节具有形态学差异。双侧髁突形态的变化与其同侧关节窝形态的变化及其在关节窝中的位置具有一定相关性。     

成人下颌偏斜患者颞下颌关节形态及位置的变化

目的：研究下颌偏斜患者颞下颌关节形态及其位置的变化.方法：对21例下颌偏斜患者和20例个别理想[牙合]志愿者拍摄颞下颌关节中位断层片,选择描述髁突位置及髁突和关节窝形态的15个指标进行测量及统计分析.结果：下颌偏斜患者双侧关节结节高度、关节窝指数增大,髁突后斜面与水平基准线的夹角减小;偏斜侧的关节前间隙、关节前后间隙面积比,髁突高度、髁突上部高度减小;对侧的关节上间隙、髁突高度、髁突上部高度、髁突前斜面与水平基准线的夹角、关节窝后斜面与水平基准线的夹角增大.结论：下颌偏斜患者的双侧髁突和关节窝形态及髁突在关节窝中的位置都发生了改变,尤其以非偏斜侧髁突变化较为明显.     

颞下颌关节骨性结构的测量与分析

目的:探讨颞下颌关节骨性结构的匹配关系。方法:下颌骨髁突和颞骨关节窝完整的颅骨标本30副,用游标卡尺和量角器测量颞下颌关节骨性结构。结果:髁突横径(19.73±1.78)mm,髁突前后径(9.59±1.23)mm;关节窝内外径(22.06±1.70)mm,关节窝前后径(14.63±0.98)mm。髁突形态差异明显,有的呈扁长形,有的则呈卵圆形,髁突前后径、内外径均表现出较大变异。对髁突、关节窝进行分型,髁突中等型为57%,薄宽型和厚窄型分别为25%、18%;关节窝深度中等型为63%、浅型为30%、深型为7%。结论:颞下颌关节各个骨性结构的匹配性资料可供研究对颞下颌关节紊乱病研究参考。     

成人下颌偏斜患者颞下颌关节形态变化与TMD的关系

目的:研究下颌偏斜患者颞下颌关节形态、位置的变化与颞下颌关节紊乱病的关系.方法:拍摄21例下颌偏斜患者和20例个别正常(牙合)志愿者的颞下颌关节中位断层片,选择描述髁突位置及髁突和关节窝形态的17个指标进行测量及统计分析,将有变化的指标与Fricton颞下颌关节紊乱指数(CMI)进行相关性分析.结果:成人下颌偏斜患者偏斜侧关节前间隙(A)、关节前后间隙面积比(X/Y)及对侧关节上间隙(S)、髁突高度(TCH)的变化与Fricton颞下颌关节紊乱指数(CMI)有相关性.结论:成人下颌偏斜患者偏斜侧髁突在关节窝中的位置后移,对侧髁突在关节窝中的位置向前下移位,对侧髁突高度增高与其出现的关节症状有一定相关性.     

骨性 II 类高角成年女性颞下颌关节骨性结构的三维研究

目的：探讨骨性 II 类高角错(牙合)患者颞下颌关节的形态结构特点。方法：纳入符合标准的41例成年女性 CBCT 影像（正常对照组21例;骨性 II 类高角20例）,采用 Mimics17．0软件进行三维重建,比较2组髁突位置和形态、关节窝形态及关节间隙等是否存在差异。结果：在反映髁突形态的指标中,实验组髁突长轴角度、髁突倾角大于对照组,髁突长轴直径、髁突高度实验组较小。反映髁突位置的指标显示实验组髁突相对颅底更靠后。反映髁突与关节窝位置关系的指标中,实验组的关节后间隙更大,而关节上间隙相对较小。反映关节窝形态的指标中,实验组的关节窝更浅,关节结节后斜面角更小。结论：成年女性骨性 II 类高角骨面型患者关节窝、髁突形态和位置与正常人群存在一定差异。     

磁共振影像颞下颌关节三维有限元模型的建立

目的：探讨在颞下颌关节区及下颌骨磁共振(MR)影像的基础上建立颞下颌关节三维有限元模型的可行性，观察对关节盘建模的效果。方法：在对颞下颌关节区和下颌骨进行MR扫描的基础上，应用图像处理和转换技术，运用ANSYS有限元程序建立颞下颌关节区包括下颌骨的三维有限元模型。结果：建成后的模型具有良好的形态，与关节区及下颌骨的MR三维图像均具有良好的相似性。关节盘具有较真实的形态位置。结论：在对关节区及下颌骨进行MR扫描及三维重建的基础上建立三维有限元模型是切实可行的，尤其对关节盘能进行真实模拟。     

下颌前伸时颞下颌关节应力分布的三维有限元研究

目的探讨下颌前伸运动时颞下颌关节内的应力分布情况。方法利用可视化人体图像建立包括上下牙列、下颌骨、颞下颌关节在内的三维有限元模型,在Patran中采用位移加载的方法模拟下颌前伸运动至对刃位,在Marc中计算并分析接触情况和应力分布特性。结果关节盘随髁突向前、下运动,髁突的前斜面首先与关节盘中间带中央部发生接触,随后髁突的外斜面与关节盘的中间带外侧部、关节窝的顶部与关节盘的后带发生接触。关节盘的中间带外侧部(3.10 Mpa)和髁突的前斜面(5.05 Mpa)等部位的应力值较大。结论在前伸运动时,应力集中区位于关节盘的中间带外侧部和髁突的前斜面。     

The effect of interocclusal appliances on temporomandibular joints as assessed by 3D reconstruction of MRI scans

Magnetic resonance imaging (MRI) enables simultaneous visualization of hard and soft tissues. The aims of the present study were to computer generate three-dimensional (3D) images, reconstructed from MRI scans of normal temporomandibular joints (TMJ), to assess the relative positions of the disc, condyle and articular surface of the temporal bone and to study the effect of two mandibular group function interocclusal appliances (IOAs). Bilateral MRI scans of 2 mm slice thickness were generated for the TMJs of 12 asymptomatic subjects with the image acquisition coils orientated in a corrected oblique sagittal plane. MRI scans were generated for all subjects with 3 mm interincisal distance IOAs, while a subgroup (n = 4) was also scanned with a 5 mm interincisal IOA in situ. An average of 10 slices through each TMJ were generated for the closed mouth and IOA positions. Three-dimensional reconstruction was performed on a 486 IBM compatible computer using a suite of nine programs not commercially available. Three-dimensional images allowed visualization of composite images of joint relationships. Subjective assessment indicated that joint relations in 3D were more informative than multiple separate 2D MRI scans. With the 3 mm IOA in situ, the disc was positioned posteriorly and superiorly to the condyle in three of 12 cases. In four of 12 cases the condyle, and in two of 12 cases both the disc and condyle, were positioned anteriorly and inferiorly. With the 5 mm IOA changes in condyle/disc and condyle/fossa relationships were more variable. It was concluded that 3D images of TMJs enabled the assessment of the positional changes of the condyle/disc and condyle/fossa relationships as altered by IOAs. However, the role of IOAs on the internal arrangements within the TMJ remains variable and is deserving of further study.     

血管化腓骨肌瓣下颌骨重建中髁突不同处理方法对颞下颌关节功能的影响评价

目的 对髁突采用不同处理方法的血管化腓骨肌瓣下颌骨缺损重建后评价患者的临床及颞下颌关节(TMJ)功能状态.方法 患者41例,其中男性21例,女性20例.41例均为累及下颌升支上部且未超过下颌中线的颌骨良性病损,其中应用腓骨替代髁突法重建24例、游离髁突法重建5例、保留髁突法重建12例.采用Fricton TMJ功能量表评价患者术后的TMJ功能,并进行统计学分析.结果 所有患者均未发生关节强直,术后最大开口度31～53 mm,平均值(42.8±5.7)mm.不同术式患者术后面部外形、进食及语音功能比较,差异无统计学意义(P＞0.05);但患者的TMJ功能指数,即功能障碍指数(dysfunction index,DI)及功能紊乱指数(cramiomandibular index,CMI)间比较,差异有统计学意义(P＜0.01).保留髁突组患者的TMJ功能优于腓骨替代髁突组.结论 保留髁突的血管化腓骨瓣下颌骨重建有助于恢复TMJ功能;以腓骨瓣末端替代髁突进行下颌骨重建时,重建髁突的位置和形态对于TMJ的功能有明显影响.     

Displacement and stress distribution in the temporomandibular joint during clenching.

The aim of this study was to analyze biomechanical reactions in the mandible and TMJ during clenching under various restraint conditions. A three-dimensional finite element model of the mandible, including the TMJ, was created for test purposes. The results were as follows: (1) Under any restraint conditions, displacement was greatest on the surface of the condyle and less on the articular disc and the surface of the glenoid fossa, in that order. Resultant stresses followed the same trend. (2) Displacement and stress were greatest when the lower central incisor was restrained and attenuated as the posterior teeth were restrained. Because the biomechanical reaction of the TMJ during clenching was greatest when the lower central incisor was restrained, premature contact of these teeth may be one of the factors involved in the initiation of temporomandibular arthrosis.     

Influence of friction at articular surfaces of the temporomandibular joint on stresses in the articular disk: a theoretical approach with the finite element method

The present study was designed to assess stress and displacement of the temporomandibular joint (TMJ) disk during jaw opening with different frictional coefficients (micro) from 0.0001 to 0.5 at the TMJ disk and bony component interfaces using three-dimensional finite element (FE) models of individual TMJs based on magnetic resonance (MR) images. An asymptomatic female volunteer and a female patient with anterior disk displacement without reduction were selected, and serial sagittal and frontal slices of their MR images were used for the TMJ reconstruction procedure. The condylar movement was recorded during jaw opening by a Gnatho-hexagraph and used as the loading condition for the subsequent stress analysis of the model. In the asymptomatic subject, relatively high von Mises stresses were observed in the anterior and lateral regions of the disk during jaw opening, and the superior boundary, contacting with the glenoid fossa, exhibited lower stresses than those on the inferior boundary facing the condyle. In the symptomatic subject, although the stress value in the disk was relatively low, the posterior connective tissue exhibited high stress throughout jaw opening. Additional increments in stress values and disk displacement were observed as the coefficient of friction increased, especially in the asymptomatic subject. It is concluded that an augmentation in the friction between the disk, glenoid fossa, and condyle produces an increment in stress and displacement of the disk.     

颞下颌关节与咬合关系研究三维有限元模型的建立

目的：建立生物相似性和力学相似性都较高的、包括下颌骨和颢下颌关节(TMJ)的计算机三维有限元模型。方法：以正常咬合、青年尸体头颅为标本,用CT断层和手工断层相结合的方法分别建立下颌骨及TMJ硬、软组织模型,并给髁突赋予实验测得的正交各向异性参数;以光弹实验测得的咬合力向量进行加载,以二维平衡力系计算结合约束的方法进行边界约束。结果：建立了包括下颌骨、髁突、关节盘、关节软骨的三维有限元模型,并真实再现了同一个体的盘-突关系。结论：本研究可有效地提高下颌骨及TMJ有限元模型的生物及力学相似性,为一系列咬合对TMJ应力影响的生物力学研究奠定基础。     

理论髁突距的研究及其在颌骨复位重建中的初步应用

目的 通过对颌骨解剖标志的三维测量分析获得理论髁突距(TCoD),用于颌骨复位重建中确定下颌骨宽度.方法 收集100例正常颌骨CBCT数据,将Dicom数据导入Mimics中,重建后对6个骨性标志进行标记,并获得12个线性和角度变量.通过Spss软件对数据进行统计分析,获得TCoD.通过10例下颌骨折病例的回顾分析验证...