本文關(guān)鍵詞：前方牽引矯治器不同力值反作用力的三維有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：前方牽引矯治器是正畸臨床上早期治療由于上頜骨發(fā)育不足或者上頜位置后縮所造成的骨性Ⅲ類錯(cuò)胎畸形的一類較為經(jīng)典的活動(dòng)矯治器,自問世以來,受到了全世界各地正畸醫(yī)師和學(xué)者們的普遍歡迎,在臨床方面取得廣泛應(yīng)用的同時(shí),有關(guān)其作用療效和生物力學(xué)的研究也產(chǎn)生了飛速的發(fā)展。其主要的作用原理是通過一定力值的重力牽引,影響顱頜面部各相關(guān)骨縫的塑建,從而刺激上頜骨垂直向和矢狀向的生長,達(dá)到矯治上頜骨發(fā)育不足、牽引上頜向前以糾正Ⅲ類骨性不調(diào)的目的。臨床上最為常用的前方牽引矯治器為Delair面具,其以額部和頦部組織作為頜外支抗部位,可以提供一個(gè)較大的抵抗力值,對(duì)上頜骨產(chǎn)生整形矯正作用。近年來,國內(nèi)外大多學(xué)者對(duì)于前方牽引矯治器生物力學(xué)原理的研究主要集中于顱上頜復(fù)合體三維有限元模型建模方法的改進(jìn)、牽引力在上頜骨復(fù)合體內(nèi)部的應(yīng)力分布,以及前方牽引配合快速擴(kuò)弓的作用療效上,而對(duì)于其反作用力相關(guān)生物學(xué)效應(yīng)的研究尚屬空白。眾所周知,支抗是我們正畸領(lǐng)域的一個(gè)重要概念,每一個(gè)作用力的施加都會(huì)必然產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力作用于其支抗部位。同理,我們?cè)谑褂肈elair面具牽引上頜骨向前的同時(shí),將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小相等,朝向后上方的反作用力被額部和頦部所抵消,其中頦部所承受的載荷會(huì)通過下頜骨間接地傳遞給顳下頜關(guān)節(jié),引起顳下領(lǐng)關(guān)節(jié)區(qū)內(nèi)的應(yīng)力反應(yīng)。究竟不同力值的反作用力會(huì)引起怎樣的生物力學(xué)變化?我們?cè)谂R床診療工作中是否需要建立一個(gè)安全力學(xué)使用范圍的概念?本研究試圖通過建立包含顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)的顱頜面復(fù)合體三維有限元模型,運(yùn)用有限元分析法研究支抗部位頦部所承受的反作用力在顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)、上下頜骨的應(yīng)力分布情況以及可能會(huì)引起的位移變化,為Delair面具牽引力值的選擇以及避免醫(yī)源性顳下頜關(guān)節(jié)的損傷提供一定的理論依據(jù)。目的：本研究通過利用螺旋CT獲得原始DICOM數(shù)據(jù),運(yùn)用相關(guān)軟件建立一個(gè)具有良好生物力學(xué)特性、包含顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)的顱頜面復(fù)合體三維有限元模型。模擬前方牽引矯治器反作用力的加載方式,分析不同力值的反作用力在顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)、頜骨的應(yīng)力變化規(guī)律以及對(duì)各部位節(jié)點(diǎn)位移的影響。方法:1.選擇一名健康男性受試者作為研究對(duì)象,通過螺旋CT掃描得到顱頜面復(fù)合體的二維原始圖像,以DICOM 3.0醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),借助Mimics 10.01、Magics 12.01、MSC.Marc 2005等專用軟件,采用連續(xù)、均質(zhì)、線性、各向同性的線彈性材料,建立一個(gè)包含顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)及上下頜骨的顱頜面復(fù)合體三維有限元模型。2.利用MSC.Marc 2005軟件模擬邊界條件,根據(jù)前方牽引裝置的反作用力原理建立加力模型,即采用與鉭平面成后上方37°的施力方向,于下頜頦頂點(diǎn)處加載反作用力。設(shè)定加載力值大小從3N-6N,梯度遞增0.5N,共7種工況。3.采用ANSYS 10.0有限元分析軟件,測(cè)定顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)包括關(guān)節(jié)窩和髁狀突、上下頜骨的應(yīng)力分布情況,計(jì)算每種工況下模型不同部位節(jié)點(diǎn)的等效米塞斯應(yīng)力值,觀察各部分位移的變化。同時(shí)繪制折線圖和應(yīng)力、位移分布云圖,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,歸納和整理。結(jié)果：1.獲得了包含顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)的顱頜面復(fù)合體三維有限元模型,所建立的模型一共包含110770個(gè)單元數(shù)和28740個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù),其中顱上頜骨部是由76892個(gè)單元和20387個(gè)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成,下頜骨部由33878個(gè)單元和8353個(gè)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成。該模型網(wǎng)格劃分細(xì)致,幾何相似度高。同時(shí)能夠任意旋轉(zhuǎn),以不同的角度觀察,還可以任意切割或者提取其中部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立的深度分析,力學(xué)特性的體現(xiàn)準(zhǔn)確性強(qiáng)。2.在同一施力角度、不同力值的反作用力下,下頜最大應(yīng)力反應(yīng)出現(xiàn)在作用力加載部位頦部,上領(lǐng)最大應(yīng)力出現(xiàn)在剛性固定面。3.在同一施力角度下,不同力值的反作用力所引起的上下頜骨相關(guān)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力變化規(guī)律大致相同。上頜骨表面的應(yīng)力集中區(qū)域位于關(guān)節(jié)窩,其表面受力的最大區(qū)域位于關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)后斜面。下頜骨的應(yīng)力集中區(qū)域主要位于髁狀突頂部及頸部,其表面的最大受力區(qū)域位于髁突前斜面。關(guān)節(jié)窩和髁突頭頸部的應(yīng)力均隨著加載力的增大而增大。另外,當(dāng)加載力值大于5N時(shí),相關(guān)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中趨勢(shì)明顯增加。4.模型出現(xiàn)微小的位移變化,顱頜面各部分位移隨節(jié)點(diǎn)力的增大而增大。同時(shí),距離節(jié)點(diǎn)力的加載部位越遠(yuǎn),位移的變化量越小。其中,顱上頜位移由顱底部和鉭平面向顱頂部逐漸減小,下頜骨的位移由前部到后部逐漸減小,并出現(xiàn)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。結(jié)論：1.利用螺旋CT手段獲得原始DICOM數(shù)據(jù),通過Mimics 10.01、Magics 12.01、MSC.Marc 2005等有限元軟件組合,建立的包含顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)的顱頜面復(fù)合體三維有限元模型,可以為前方牽引矯治器反作用力的生物力學(xué)原理研究提供可靠、便捷的模型基礎(chǔ)。2.前方牽引矯治器對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)及上下頜骨產(chǎn)生了一定程度的反作用力影響,且隨著加載力的增大,其應(yīng)力值和形變也隨之增大,同時(shí)下頜產(chǎn)生順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),頦部可能出現(xiàn)變形。3.提示臨床應(yīng)用Delair面具治療骨性Ⅲ類錯(cuò)鉭畸形的過程中,在能夠達(dá)到良好牽引效果的前提下,盡量選用較小的牽引力值(建議小于6N),以保護(hù)顳下頜關(guān)節(jié)、頜骨的健康發(fā)育和良好功能。同時(shí),骨性Ⅲ類高角面型的患者慎用。
【關(guān)鍵詞】：骨性Ⅲ類錯(cuò)鉭 前方牽引 反作用力 三維有限元模型 顳下頜關(guān)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R783.5
【目錄】：

• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 符號(hào)說明13-14
• 前言14-23
• 材料方法23-27
• 結(jié)果27-29
• 討論29-35
• 結(jié)論35-36
• 附圖表36-44
• 參考文獻(xiàn)44-53
• 臨床病例報(bào)告53-59
• 致謝59-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的文章目錄61-62
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號(hào)：392387