含矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型的建立

目的寻求一种较快建立包含矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型的方法,为牙齿移动生物力学的研究提供数学模型。方法利用薄层CT技术对已使用直丝弓矫治器排齐的下牙列进行扫描,通过数字影像的转换,结合Ansys三维有限元专用软件对CT断层影像进行分析处理和加工。结果建立了较理想的三维有限元模型,包含下颌骨、下牙列、牙周膜、牙槽骨(皮质骨、松质骨)、托槽、弓丝,建成后的有限元模型还可以根据不同的研究目的和要求添加和删除组织或矫治器,以及改变其特性。结论该有限元模型能较真实地模拟实际情况,具有较好的力学和几何学相似性,可被用来进行牙齿移动的生物力学的研究。     

包括TMJ上下颌骨及牙列的MBT直丝弓矫治器三维有限元模型的建立

目的 建立带有MBT直丝弓矫治器的颞下颌关节(TMJ)、上下颌骨及牙列的三维有限元模型,研究MBT直丝弓矫治器的力学行为.方法 2007年3月至12月于吉林大学口腔医学院通过多层螺旋CT扫描,获得TMJ、上下颌骨及牙列数据,采用Mimics、Ansys多种软件相结合的方法,建立包括TMJ、上下颌骨及牙列的MBT直丝弓矫治器的三维有限元模型.结果 建立了左侧TMJ、上下颌骨及牙列的MBT直丝弓矫治器的三维有限元模型,还可根据不同研究目的添加和删除组织及部件.结论 所建立的三维有限元模型为进一步分析临床中MBT直丝弓矫治器的力学行为提供了一个良好的平台,进而为临床操作提供理论依据.     

Pro/E软件和Hypermesh软件在建立螺纹型牙种植体即刻负载有限元模型的联合应用

目的：在建立螺纹型牙种植体有限元模型中，提高实体模型准确性、建模速度、实体模型导入的成功率和单元划分质量。方法：使用pro／E软件自适应功能建立不同螺纹的牙种植体骨块实体模型，利用Hypermesh软件前处理功能，从Pro／E软件导入模型，划分单元，再导出模型到ABAQUS软件。结果：实体模型形状同真实螺纹完全一致，导入Hypermesh软件和建立的有限元模型导出到ABAQUS软件均未发生失真，有限元模型单元规则，无变形单元。结论：Pro／E的自适应功能提高实体模型准确性和建模速度；利用Hypermesh 7．0软件做前处理，避免了模型的失真，提高了单元划分的质量，保证了计算精度。     

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.     

三维有限元法分析下颌骨生物力学的研究进展

下颌骨是颌面部下1/3 唯一能活动的骨骼,在颅面部骨骼中体积最大、面积最广,位置最突出,极易受到各种力量的作用,研究其力学性能显得十分重要。因此,阐明下颌骨承受负载后,其内部应力分布、传递情况,一直是口腔临床医师及研究者们关注的热点。本文从三维有限元建模、生物力学特性及应力分布情况对下颌骨进行分析,为临床研究工作提供参考。     

Three-dimensional modelling and finite element analysis of the human mandible during clenching

BACKGROUND: Until recently, very few papers have been published concerning the development, analysis and experimental verification of three-dimensional, finite element modelling of the human adult edentulous mandible. The purpose of this study was to improve the method of modelling by using computer-aided engineering (CAE) and computer-aided design (CAD) methods and to utilize the model in analyzing maxillofacial problems. METHODS: The model geometry was derived from position measurements taken from 28 diamond blade cut cross-sections of an average size human adult edentulous mandible and generated using a special sequencing method. Data on anatomical, structural, functional aspects and material properties were obtained from measurements and published data. The materials were idealized as transversely isotropic. The complete model consisted of 258 solid elements and 1635 nodes. RESULTS: The model was solved for displacements and stresses during clenching. In general, the observed displacement and stresses (tensile and compressive) were highest around the condylar region. Compressive stress was also observed around the premolar and molar bite points. CONCLUSION: This investigation has shown that the use of computer-aided modelling in conjunction with the finite element analysis could be effectively utilized in biomechanical analysis of the mandible. It could help to investigate many functional problems and could reduce the time of extensive experimentations.     

正常人下颌骨的三维有限元模型的建立

目的:建立正常人下颌骨三维有限元模型,为以后的生物力学研究和分析奠定基础。方法:利用螺旋CT三维影像重建技术与三维有限元方法结合建立人下颌骨有限元模型。结果:获得良好的下颌骨三维有限元模型,并可模拟不同工作状况模型各部分的力学改变。结论:利用螺旋CT三维影像重建技术与三维有限元方法结合,建立正常人下颌骨三维有限元模型是切实可行的。     

基于逆向工程的上颌第一恒磨牙有限元模型的建立

目的 便捷、有效的建立高精度的上颌第一恒磨牙的有限元模型。方法 通过Micro-CT仪器扫描获取离体牙断层影像,由Mimics 10.01软件获得轮廓线点云,结合Goemagic Studio10软件逆向反求出曲面,导入UG NX 7.0软件生成各部件实体,装配成整体,最后在ANSYS12.0软件定义材料属性以及网格划分。结果 建立了上颌第一恒磨牙的高精度有限元模型。结论 Micro-CT技术结合逆向工程软件是一种便捷、有效建立高精度有限元模型的方法。     

含多个种植体的无牙下颌骨三维有限元模型的建立

目的:旨在探讨一种建立含多个种植体无牙下颌骨三维有限元模型的方法,为下颌种植覆盖义齿中种植体位置的优化设计提供研究手段.方法:应用薄层CT扫描和CATlA建模软件,对层厚为1 mm的无牙下颌骨CT断层影像进行分析处理,结合ABAQUS三维有限元软件建立含4个标准ITI种植体的有限元模型.结果:所建立的模型精确且无损伤性,图形、图像和数据可重复使用,结构相似性好,可根据需要模拟相应的由4个种植体支持的覆盖义齿的应力分布情况.结论:CT扫描结合建模软件的应用,为三维有限元模型的建立提供了准确、简洁的方法,可用于相应的生物力学研究.     

下颌骨缺损腓骨重建的三维有限元应力分析

目的建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型,对模型进行定量的三维有限元应力分析,为临床下颌骨修复重建提供理论依据和指导。方法通过螺旋CT扫描、CAD/CAM软件,建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型,模拟3种下颌骨缺损类型,对模型进行定量的三维有限元应力分析,了解下颌骨重建后应力分布特征。结果建立了3种与临床相似的下颌骨部分切除腓骨重建的三维有限元模型。各腓骨重建模型的应力分布与正常模型有明显差别,最大应力出现在腓骨和下颌骨交界处。腓骨重建模型各兴趣区Von Mises应力和最大主应力与正常下颌骨模型相比,除健侧（左侧）髁突区外多数兴趣区均有显著差异。结论应用CT扫描、计算机建模和有限元分析软件,可以建立模拟腓骨重建下颌骨缺损的三维有限元模型。下颌骨缺损腓骨重建后,下颌骨的应力出现显著改变,而这一改变在手术侧的髁突和髁颈表现最为明显。     

快速建立无牙颌上颌骨及颅骨三维有限元模型的方法探讨

目的 探索快速建立完整无牙颌上颌骨及颅骨三维有限元模型的方法。方法对无牙颌志愿者头颅部进行多层螺旋CT扫描，利用Mimics软件和Geomagic Studio软件完成三维实体模型的重建，在此基础上通过Ansys软件建立完整无牙颌上颌骨及颅骨的三维有限元模型，并观察计算机模拟全口义齿修复后袷力作用下上颌骨的应力分布情况。结果建立了无牙颌上颌骨及颅骨的三维有限元模型。观察加载后上颌骨应力分布，发现右侧鼻底骨皮质处等效应力最大，为3．04MPa；上颌窦鼻腔开口处的前方、后方以及上颌窦颊侧壁的下方最大等效应力为1．43MPa。结论以多面体面的形式可以重建上颌骨及颅骨三维模型，运用专业造型软件可以将其转化为实体模型进行有限元建模。     

颏兜力作用下颞下颌关节及下颌骨受力的三维有限元分析

目的：用三维有限元法观察颏兜力作用下颞下颌关节的受力状况和整个下颌骨的应力分布,探讨颏兜的作用机制及颏兜力作用与TMD的关系。方法：模拟颏兜力的作用,在下颌骨颏点处施加5．88N的力,力的方向为颏点与髁突连线在矢状面上的投影。采用ANSYS有限元结构分析软件在计算机中进行计算和分析。结果：髁突表面最大受力区域位于髁突前斜面。关节盘受拉应力最大的区域位于相当于关节盘中间带的部位,受压最大的区域位于关节盘后带后缘中部。关节窝表面受力最大区域位于关节结节后斜面。下颌骨较大压应力区位于力的作用线周围区域,较大拉应力区位于下颌支后部及下颌角附近区域。结论：颏兜力可对TMJ的应力分布产生影响,但颏兜力作用下是否会造成TMD还有待进一步研究。     

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。