目的通過(guò)有限元法（finite element method,FEM）構(gòu)建人顳下頜關(guān)節(jié)（temporomandibular joint,TMJ）骨肌系統(tǒng)三維有限元模型,模擬下頜角區(qū)撞擊傷后TMJ骨肌系統(tǒng)間接損傷的生物力學(xué)響應(yīng)。方法采用1名成年男性頭部的CT和MRI數(shù)據(jù)組合,利用有限元軟件完成TMJ骨肌系統(tǒng)三維模型的構(gòu)建。模擬特定撞擊物對(duì)下頜角撞擊傷,獲得TMJ各結(jié)構(gòu)的Von Mises應(yīng)力云圖和下頜骨骨折動(dòng)態(tài)圖。結(jié)果撞擊時(shí)高應(yīng)力區(qū)分布于撞擊側(cè)髁突頸部。當(dāng)碰撞速度為2.87 m/s時(shí),下頜骨無(wú)骨折;速度為7.22 m/s時(shí),左側(cè)髁突剛好發(fā)生線性骨折,骨折無(wú)移位;速度為8.33 m/s時(shí),左側(cè)髁突完全離斷性骨折;速度大于9.72 m/s時(shí),雙側(cè)髁突及頦部均發(fā)生完全骨折。髁突頸部的高應(yīng)力向關(guān)節(jié)窩傳遞,受關(guān)節(jié)盤的緩沖作用而迅速降低。本實(shí)驗(yàn)撞擊條件下,關(guān)節(jié)盤、咬肌受力時(shí)產(chǎn)生壓縮形變。結(jié)論利用FEM有效地模擬TMJ在下頜角側(cè)方不同速度碰撞載荷下的致傷過(guò)程,驗(yàn)證了該模型可以更快捷、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)TMJ各結(jié)構(gòu)的損傷類型,并且指導(dǎo)臨床防護(hù)。 

【文章來(lái)源】：第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,42(15)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

TMJ網(wǎng)格模型正面觀(A)、右面觀(B)及左面觀(C)

成功建立TMJ骨肌系統(tǒng)撞擊傷三維有限元網(wǎng)格模型,如圖2所示,得到的三維有限元模型與真實(shí)人體結(jié)構(gòu)具有較好的幾何相似性,包括上下頜骨、關(guān)節(jié)盤、兩側(cè)咬肌、翼內(nèi)肌、翼外肌、顳肌等解剖結(jié)構(gòu)。2.2 不同撞擊速度條件下下頜骨骨折動(dòng)態(tài)圖及應(yīng)力云圖

碰撞速度為2.78 m/s時(shí),由于碰撞速度較低,整個(gè)碰撞過(guò)程中下頜骨并無(wú)骨折的發(fā)生(圖3)。碰撞速度為7.22 m/s時(shí),碰撞后292 ms,在碰撞側(cè)的髁突部位,有且僅有一個(gè)單元因發(fā)生應(yīng)變失效準(zhǔn)則而應(yīng)變失效(圖4),達(dá)到該碰撞速度時(shí),即會(huì)發(fā)生撞擊側(cè)髁突線性骨折。碰撞速度為8.33 m/s時(shí),在碰撞后284 ms,碰撞側(cè)髁突頸部有一個(gè)單元失效,表示骨折即將發(fā)生。在296 ms,碰撞側(cè)髁突頸部發(fā)生離斷性骨折(圖5)。骨折發(fā)生后,斷裂髁突部的應(yīng)力迅速降低。碰撞速度為9.72 m/s時(shí),在192 ms,碰撞側(cè)髁突頸部即已完全斷裂;隨著碰撞繼續(xù)進(jìn)行,應(yīng)力進(jìn)一步擴(kuò)增,到274 ms時(shí),雙側(cè)髁突頸部及頦部區(qū)域均出現(xiàn)明顯骨折(圖6)。圖4 碰撞速度7.22 m/s時(shí)各時(shí)刻下頜骨應(yīng)力云圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3400660