【摘要】：上頜骨缺損是臨床常見的頜面部疾患，無牙頜一側(cè)上頜骨缺損與全上頜骨缺失是其中對患者影響很大、修復(fù)難度也較大的類型，目前主要依靠種植體技術(shù)來修復(fù)。深入探討不同修復(fù)設(shè)計(jì)對支持組織可能造成的影響及規(guī)律，有助于指導(dǎo)臨床工作，實(shí)現(xiàn)上頜骨缺損種植修復(fù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高修復(fù)水平。 目的：本研究擬探索出快速、便捷、高效的牙頜組織三維有限元模型的建立方法，建立高度仿真的無牙頜一側(cè)上頜骨缺損種植修復(fù)與雙側(cè)全上頜骨缺失種植修復(fù)的有限元模型，研究應(yīng)用不同種植設(shè)計(jì)在鶴力作用下支持組織中的應(yīng)力分布特點(diǎn)及規(guī)律，為臨床應(yīng)用提供理論指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)上頜骨缺損種植修復(fù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 方法：本研究利用專業(yè)的逆向工程軟件來完成完整上頜骨三維實(shí)體模型的重建，然后基于實(shí)體模型建立三維有限元模型，在此基礎(chǔ)上模擬出頜骨缺損，利用有限元法對上頜骨缺損和缺失種植修復(fù)后支持組織中應(yīng)力分布的特點(diǎn)進(jìn)行分析。具體如下： 1、采用多層螺旋CT對正常無牙頜志愿者進(jìn)行掃描，在工作站上進(jìn)行三維重建，獲取高精度的頭面部多排螺旋CT掃描影像的DICOM格式數(shù)據(jù)；采用專業(yè)醫(yī)學(xué)影像重建軟件直接讀取DICOM數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)上頜骨模型在個人電腦上的三維重建；進(jìn)一步應(yīng)用專業(yè)逆向工程軟件實(shí)現(xiàn)正常人無牙頜上頜骨三維重建模型的實(shí)體化。 第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文 2、利用得到的無牙領(lǐng)上領(lǐng)骨及顱骨三維CAD實(shí)體模型，完成高度 仿真的無牙領(lǐng)上領(lǐng)骨及顱骨三維有限元模型的建立;并建立上領(lǐng)全口義 齒及種植全口覆蓋義齒修復(fù)后的三維有限元模型，分別觀察兩種修復(fù)方 式對上領(lǐng)骨傳導(dǎo)分散鶴力作用的影響，并觀察鶴力作用下上領(lǐng)竇壁的應(yīng) 力分布情況。 3、建立高度仿真的無牙領(lǐng)卜領(lǐng)骨一側(cè)缺損種植修復(fù)的三維有限元 模型，對健側(cè)種植、雙側(cè)種植兩種種植設(shè)計(jì)下，雙側(cè)加載與患側(cè)加載時 支持組織中的應(yīng)力分布情況進(jìn)行比較研究。 4、建立雙側(cè)上領(lǐng)骨缺失后應(yīng)用顴骨種植體修復(fù)以及種植體一桿式附 著體、種植體一環(huán)形支架修復(fù)的三維有限元模型，在此基礎(chǔ)上對其應(yīng)力分 布情況進(jìn)行分析研究。 結(jié)果:1、便捷、高效、準(zhǔn)確、高度自動化地建立了上領(lǐng)骨及顱骨 的三維CAD實(shí)體模型，很好的反映了上領(lǐng)骨完整的幾何形態(tài)及局部的 細(xì)節(jié)特征，能夠得到上領(lǐng)竇、鼻腔、眶腔等結(jié)構(gòu)直觀、鮮明的整體印象。 此重建模型能夠輸入到常用的CAD/CAM/CAE軟件中，直接完成有限元 模型的建立工作，為建立理想的顱面骨三維有限元模型打下了基礎(chǔ)。 2、順利地完成了完整上領(lǐng)骨及顱骨的三維有限元模型的建立，獲 得的模型形態(tài)逼真、幾何相似性非常好，是目前利用有限元方法進(jìn)行上 領(lǐng)骨生物力學(xué)研究報(bào)道中很好的一個。本模型的建立為上領(lǐng)骨在咀嚼力、 沖擊力、矯形力等多種力系作用下的生物力學(xué)行為的數(shù)值分析提供了良 好的方法，并為今后最終建立全顱領(lǐng)面骨組織有限元模型提供了基礎(chǔ)。 3、在種植全口覆蓋義齒修復(fù)后明顯的觀察到了三條支柱對鶴力傳 導(dǎo)的作用，而在全口義齒修復(fù)時后牙應(yīng)力分布比較均勻而廣泛;首次觀 察到鶴力作用下上領(lǐng)竇壁中的應(yīng)力分布情況，此處應(yīng)力分布區(qū)域與臨床 中Le Fortl型骨折的骨折線相仿。 4、在無牙領(lǐng)上領(lǐng)骨一側(cè)缺損的種植修復(fù)中，1位種植體及其周圍 骨皮質(zhì)應(yīng)力值與種植修復(fù)設(shè)計(jì)關(guān)系密切，其健康狀況對修復(fù)的成功最為 上 第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文 關(guān)鍵:患側(cè)顴骨種植后能夠有效地承擔(dān)患側(cè)的載荷，可以大幅度降低l 位種植體及其周圍骨皮質(zhì)處的應(yīng)力值，從而提高修復(fù)治療的成功率。 5、對于全上領(lǐng)骨缺失，三種種植體上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支持組織中應(yīng)力 分布差異不大，而其中種植體一環(huán)形支架一磁性附著體修復(fù)全上領(lǐng)骨缺失 是目前全上領(lǐng)骨缺失最理想的修復(fù)方式。 結(jié)論:通過本研究得到了高度仿真的完整無牙領(lǐng)上領(lǐng)骨及顱骨的三 維有限元模型，由此證明本研究的建模方法是快速、高效、切實(shí)可行的。 對無牙領(lǐng)一側(cè)上領(lǐng)骨缺損和全上領(lǐng)骨缺失修復(fù)中應(yīng)用不同的種植設(shè)計(jì)支 持組織中應(yīng)力分布特點(diǎn)及規(guī)律進(jìn)行了分析比較，結(jié)果能夠用來輔助實(shí)現(xiàn) 領(lǐng)骨缺損種植修復(fù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，指導(dǎo)臨床工作。
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：R782
【圖文】：

圖13頭面部螺旋CT斷層影像圖1.4頭面部螺旋CT斷層影像采用Magics即9.01軟件讀取sTL文件，并對模型進(jìn)行進(jìn)一步處理，修補(bǔ)模型中仍然存在的少量孔洞與缺陷，使表面更加光滑圓順，模型顯示和處理效果更加理想。2.3通過逆向工程軟件實(shí)現(xiàn)正常人無牙領(lǐng)上領(lǐng)骨三維重建模型的實(shí)體化將經(jīng)過處理的模型文將輸入到GcomagicStudio6.0軟件中，直接利用STL格式的三角面片數(shù)據(jù)重構(gòu)曲面來重建模型，得到NURBS(非均勻有理B樣條)曲面，最終獲得CAD三維實(shí)體模型。將模型保存為IGES格式，此格式文件為通用的CAD/CAM/CAE系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換格式。結(jié)果獲得了良好的頭面部螺旋CT重建生物醫(yī)學(xué)模型(圖1.3一1.4)，獲取了精確的頭面部多排螺旋CT掃描斷層影像的DICOM格式數(shù)據(jù)，斷層.;

圖13頭面部螺旋CT斷層影像圖1.4頭面部螺旋CT斷層影像采用Magics即9.01軟件讀取sTL文件，并對模型進(jìn)行進(jìn)一步處理，修補(bǔ)模型中仍然存在的少量孔洞與缺陷，使表面更加光滑圓順，模型顯示和處理效果更加理想。2.3通過逆向工程軟件實(shí)現(xiàn)正常人無牙領(lǐng)上領(lǐng)骨三維重建模型的實(shí)體化將經(jīng)過處理的模型文將輸入到GcomagicStudio6.0軟件中，直接利用STL格式的三角面片數(shù)據(jù)重構(gòu)曲面來重建模型，得到NURBS(非均勻有理B樣條)曲面，最終獲得CAD三維實(shí)體模型。將模型保存為IGES格式，此格式文件為通用的CAD/CAM/CAE系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換格式。結(jié)果獲得了良好的頭面部螺旋CT重建生物醫(yī)學(xué)模型(圖1.3一1.4)，獲取了精確的頭面部多排螺旋CT掃描斷層影像的DICOM格式數(shù)據(jù)，斷層.;

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 鐵瑛;中國力學(xué)虛擬人顱骨系統(tǒng)研究及其在頜面骨缺損修復(fù)中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2006年

2 周煒;組織工程種植體構(gòu)建及植入放療區(qū)的實(shí)驗(yàn)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王芳;種植體支抗輔助快速擴(kuò)大上頜的三維有限元研究[D];吉林大學(xué);2008年

本文編號：2712665