颞下颌关节三维有限元模型的建立
作者：杨辉 刘洪臣 荣起国
单位：杨辉、刘洪臣 100853北京，解放军总医院口腔科；荣起国 北京大学力学与工程科学系
关键词：
中华口腔医学杂志990530 在有限元分析中，建立合理的有限元模型是进行准确的力学模拟和分析的基础。本研究目的是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，观察对关节盘建立模型的效果。
1.材料和方法：选择牙列完整，咬合关系正常，无任何颞下颌关节病症状和体征的健康成年志愿者1例。采用Signa1.5T超导型磁共振机，选择不同成像序列，分别对颞下颌关节区及下颌骨进行扫描。对获得的影像进行三维重建和显示。将MR二维图像转入计算机，分层提出感兴趣区的外形轮廓。将提取的图形以扫描层厚为间距叠加起来，并读取图形中每个点的坐标。在有限元分析程序ANSYS5.3中将关节区的系列图形及下颌骨的系列图形按坐标组合，形成多条拟合曲线，再将曲线连接起来形成面和体。对建立的体进行自动网格划分，即获得包括关节区和下颌骨的三维有限元模型。模型中咀嚼肌用只受拉不受压的杆单元来模拟。假设模型各部分为连续、均质、各向同性的线弹性材料。模型包括皮质骨、松质骨、关节盘、咀嚼肌4种材料。
2.结果：获得了包括颞下颌关节区和下颌骨的三维有限元模型，其具有良好的形态，包括关节窝、关节盘、髁突、下颌骨和咀嚼肌。模型共有单元21192个，节点5177个。从不同角度观察，模型与MR三维图像的关节区及下颌骨形态具有良好的几何相似性。关节盘形态与真实结构类似。下颌骨也具有较好的形态。通过给模型加不同的材料常数、边界条件以及在不同部位施加不同负荷等，模拟不同工作状况下模型各部分的力学改变。
3.讨论：MR具有使软组织清晰成像的特点，对骨组织的形态也能较好的观察。在此基础上完成的有限元模型既有较真实的关节区软硬组织形态，又有完整的下颌骨形态，尤其能对关节盘进行较好的模拟。因此认为，我们建立的三维有限元模型可以代表实体的真实形态，对准确模拟和分析关节的力学状态具有重要意义。
(收稿：1999-01-18 修回：1999-07-01), 百拇医药
单位：杨辉、刘洪臣 100853北京，解放军总医院口腔科；荣起国 北京大学力学与工程科学系
关键词：
中华口腔医学杂志990530 在有限元分析中，建立合理的有限元模型是进行准确的力学模拟和分析的基础。本研究目的是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，观察对关节盘建立模型的效果。
1.材料和方法：选择牙列完整，咬合关系正常，无任何颞下颌关节病症状和体征的健康成年志愿者1例。采用Signa1.5T超导型磁共振机，选择不同成像序列，分别对颞下颌关节区及下颌骨进行扫描。对获得的影像进行三维重建和显示。将MR二维图像转入计算机，分层提出感兴趣区的外形轮廓。将提取的图形以扫描层厚为间距叠加起来，并读取图形中每个点的坐标。在有限元分析程序ANSYS5.3中将关节区的系列图形及下颌骨的系列图形按坐标组合，形成多条拟合曲线，再将曲线连接起来形成面和体。对建立的体进行自动网格划分，即获得包括关节区和下颌骨的三维有限元模型。模型中咀嚼肌用只受拉不受压的杆单元来模拟。假设模型各部分为连续、均质、各向同性的线弹性材料。模型包括皮质骨、松质骨、关节盘、咀嚼肌4种材料。
2.结果：获得了包括颞下颌关节区和下颌骨的三维有限元模型，其具有良好的形态，包括关节窝、关节盘、髁突、下颌骨和咀嚼肌。模型共有单元21192个，节点5177个。从不同角度观察，模型与MR三维图像的关节区及下颌骨形态具有良好的几何相似性。关节盘形态与真实结构类似。下颌骨也具有较好的形态。通过给模型加不同的材料常数、边界条件以及在不同部位施加不同负荷等，模拟不同工作状况下模型各部分的力学改变。
3.讨论：MR具有使软组织清晰成像的特点，对骨组织的形态也能较好的观察。在此基础上完成的有限元模型既有较真实的关节区软硬组织形态，又有完整的下颌骨形态，尤其能对关节盘进行较好的模拟。因此认为，我们建立的三维有限元模型可以代表实体的真实形态，对准确模拟和分析关节的力学状态具有重要意义。
(收稿：1999-01-18 修回：1999-07-01), 百拇医药