本文選題：顳下頜關(guān)節(jié)　切入點(diǎn)：有限元分析　出處：《第四軍醫(yī)大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：顳下頜關(guān)節(jié)是人體的負(fù)重關(guān)節(jié)之一，一般認(rèn)為其異常受力是TMD的主要病因。研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)大的壓力和剪切力是導(dǎo)致髁突吸收和關(guān)節(jié)盤(pán)移位、穿孔的主要因素，顳下頜關(guān)節(jié)的受力分布情況、生物力學(xué)平衡同顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)移位的發(fā)生、發(fā)展有很大聯(lián)系。因此，顳下頜關(guān)節(jié)的生物力學(xué)研究對(duì)理解TMD的發(fā)生、發(fā)展有重要意義。有限元分析法可以分析顳下頜關(guān)節(jié)各組織受到外力或者發(fā)生形變后組織內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變情況。由于不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法直接測(cè)量人體顳下頜關(guān)節(jié)的受力情況，因此有限元法是目前研究顳下頜關(guān)節(jié)受力情況最有效的手段之一。目前對(duì)于顳下頜關(guān)節(jié)的有限元研究多集中在最大力緊咬靜態(tài)載荷下分析組織的應(yīng)力、應(yīng)變情況，認(rèn)為在最大力緊咬的靜態(tài)載荷下顳下頜關(guān)節(jié)可以受到最大的應(yīng)力負(fù)荷。但顳下頜關(guān)節(jié)在開(kāi)閉口等功能性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也受到不同的載荷，并且在下頜開(kāi)閉口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨著髁突的移位關(guān)節(jié)盤(pán)也會(huì)出現(xiàn)移位和變形。目前在顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的生物力學(xué)研究中，考慮到開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)位移和形變的研究很少。本研究利用不同開(kāi)口位MRI影像重建顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)開(kāi)口運(yùn)動(dòng)的二維有限元模型，分析了正常人和TMD患者開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)的受力情況，并初步探討了采用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)分析開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程顳下頜關(guān)節(jié)應(yīng)變場(chǎng)的可行性。 第一部分顳下頜關(guān)節(jié)開(kāi)口運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)MRI研究目的：探討不同開(kāi)口位顳下頜關(guān)節(jié)MRI影像在顳下頜關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)成像中的應(yīng)用。方法：拍攝健康志愿者和TMD患者6-25mm開(kāi)口過(guò)程中19個(gè)狀態(tài)的右側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)的斜矢狀位MRI影像，每個(gè)狀態(tài)開(kāi)口度遞增1mm，，每個(gè)狀態(tài)選取同一斷層影像進(jìn)行研究，并制成電影模式，分別對(duì)右側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)盤(pán)和髁突的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果：MRI可以較清晰的顯示關(guān)節(jié)窩、髁突和關(guān)節(jié)盤(pán)輪廓，電影模式顯示，關(guān)節(jié)盤(pán)和髁突在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)偽影和跳躍。翼外肌在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)收縮，牽拉髁突和關(guān)節(jié)盤(pán)向前向下移位。TMD患者在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)出現(xiàn)異常移位和形變。結(jié)論：不同開(kāi)口度顳下頜關(guān)節(jié)MRI影像，可為研究顳下頜關(guān)節(jié)開(kāi)口運(yùn)動(dòng)狀況提供有益信息，并為下一步建立開(kāi)口運(yùn)動(dòng)有限元模型奠定基礎(chǔ)。 第二部分正常人開(kāi)口運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)盤(pán)應(yīng)力分布的有限元研究目的：建立正常人開(kāi)口運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)盤(pán)的二維有限元模型，并對(duì)開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)的受力情況進(jìn)行分析。方法：應(yīng)用AutoCAD軟件描記正常人不同開(kāi)口位MRI影像中關(guān)節(jié)盤(pán)、髁突、關(guān)節(jié)窩輪廓，應(yīng)用ANSYS軟件重建不同開(kāi)口位關(guān)節(jié)盤(pán)的二維有限元模型，然后采用位移加載的辦法施加載荷，分析正常人在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)的受力情況。結(jié)果：本實(shí)驗(yàn)所建立的模型具有良好的形態(tài)，與正常關(guān)節(jié)盤(pán)有較好的相似性，可以較好地模擬開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程關(guān)節(jié)盤(pán)的形變和移位。正常人在開(kāi)口過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)后帶受到拉應(yīng)力的作用，并且隨開(kāi)口度增大而緩慢增大。關(guān)節(jié)盤(pán)前帶在開(kāi)口過(guò)程中也受到拉應(yīng)力的作用，并且較大拉應(yīng)力的作用區(qū)域同翼外肌的附著位置相近，認(rèn)為翼外肌在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有牽拉關(guān)節(jié)盤(pán)向前運(yùn)動(dòng)的作用。中帶在開(kāi)口過(guò)程中受到較大的壓應(yīng)力作用，應(yīng)力值隨開(kāi)口度增大緩慢增大。正常人在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到剪切力較小。結(jié)論：根據(jù)不同開(kāi)口位顳下頜關(guān)節(jié)MRI影像可以建立開(kāi)口運(yùn)動(dòng)有限元模型，為研究開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)的受力情況提供可能，關(guān)節(jié)盤(pán)受力隨開(kāi)口度的增大而增大，但在合理的范圍內(nèi)，正常開(kāi)口運(yùn)動(dòng)不會(huì)造成關(guān)節(jié)盤(pán)損傷。 第三部分TMD患者同正常人開(kāi)口運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)盤(pán) 應(yīng)力分布的比較研究目的：比較TMD患者和正常人開(kāi)口運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)盤(pán)應(yīng)力分布的差異情況。方法：根據(jù)TMD患者不同開(kāi)口位的MRI影像重建不同開(kāi)口狀態(tài)關(guān)節(jié)盤(pán)的二維有限元模型，分析開(kāi)口過(guò)程中TMD患者關(guān)節(jié)盤(pán)的受力情況，并同第二部分正常人的結(jié)果進(jìn)行比較分析。結(jié)果：TMD患者在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)受到的應(yīng)力明顯大于正常人。TMD患者后帶所受到的拉應(yīng)力約為正常人的兩倍，并隨開(kāi)口度增大而顯著增大。TMD患者前帶在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的拉應(yīng)力明顯高于正常人，提示翼外肌功能亢進(jìn)在TMD發(fā)生發(fā)展過(guò)程中有重要作用。TMD患者中帶和后帶所受到的剪切力也大于正常人。結(jié)論：TMD患者在開(kāi)口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)盤(pán)受到異常應(yīng)力作用，應(yīng)盡早治療，防止疾病進(jìn)展。 第四部分?jǐn)?shù)字圖像相關(guān)方法分析開(kāi)口運(yùn)動(dòng) 顳下頜關(guān)節(jié)應(yīng)變場(chǎng)的初步研究目的：探討應(yīng)用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)分析顳下頜關(guān)節(jié)開(kāi)口運(yùn)動(dòng)應(yīng)變場(chǎng)的可行性。方法：利用MATLAB軟件編程，利用數(shù)字圖像相關(guān)方法對(duì)所采集的不同開(kāi)口狀態(tài)顳下頜關(guān)節(jié)圖像進(jìn)行分析，得到顳下頜關(guān)節(jié)的應(yīng)變結(jié)果。結(jié)果：通過(guò)數(shù)字圖像相關(guān)方法所得到的顳下頜關(guān)節(jié)應(yīng)變結(jié)果同實(shí)際形變情況基本相似，但也有部分?jǐn)?shù)據(jù)奇異性較大。結(jié)論：通過(guò)MRI圖像預(yù)處理技術(shù)的提高和數(shù)字圖像相關(guān)算法的改進(jìn)，數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)可以應(yīng)用于顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)變場(chǎng)客觀精確的測(cè)量。
[Abstract]:In this paper , the stress and strain of the joint under static load of the jaw joint are studied .

Objective : To study the application of MRI in the dynamic imaging of the temporo - mandibular joint in the first part . The MRI images of the right temporo - mandibular joint of the right temporo - mandibular joint were studied . The results showed that the MR images of the right temporo - mandibular joint and the condylar process did not appear during the movement .

A two - dimensional finite element model of open - opening motion joint was established by using ANSYS software to reconstruct the two - dimensional finite element model of the articular disc in the open movement .

The third part TMD patients ' open sports joint with normal subjects

Objective : To compare the stress distribution between TMD patients and normal controls . Methods : The stress distribution of TMD patients and normal controls were compared . Results : The tensile stress of TMD patients was more than that of normal persons .

The fourth part digital image correlation method analyzes the opening movement

Objective : To study the feasibility of using digital image correlation technique to analyze the temporal and mandibular joint strain field . The results show that the results show that the results of digital image correlation method are similar to the actual deformation , but also some data singularity is larger . Conclusion : With the improvement of MRI image pre - processing technique and the improvement of digital image correlation algorithm , digital image correlation technique can be applied to the objective and accurate measurement of the strain field in the motion of temporo - mandibular joint .

【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R782.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1676127