本文關(guān)鍵詞：翼外肌對(duì)可復(fù)性顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的作用機(jī)制研究

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【摘要】：研究背景顳下頜關(guān)節(jié)(Temporomandibular joint, TMJ)在解剖形態(tài)或生理功能上,是全身最為復(fù)雜的關(guān)節(jié)之一。顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域應(yīng)力分布對(duì)關(guān)節(jié)發(fā)育和維持顳下頜關(guān)節(jié)正常解剖結(jié)構(gòu)及功能具有重要影響。由于顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能的復(fù)雜性和靈活性,常常引起顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)部應(yīng)力分布的改變,可能會(huì)導(dǎo)致顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病,甚至是關(guān)節(jié)內(nèi)部的器質(zhì)性損害。顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病的發(fā)病率極高,人群發(fā)病率約為20%。目前的研究表明：翼外肌與顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系緊密,對(duì)維持顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性起到了重要的作用。眾所周知,翼外肌功能紊亂可導(dǎo)致顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病。早期的研究對(duì)翼外肌的描述比較簡(jiǎn)單,均將翼外肌視為一個(gè)整體,起于翼外板與顳下面,止于髁突、關(guān)節(jié)囊與關(guān)節(jié)盤(pán),而之后隨著國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)翼外肌進(jìn)行了較為細(xì)致的解剖學(xué)研究,認(rèn)為其在起止處有明確的上下頭之分,上下頭有各自的肌筋膜包裹,中間有脂肪組織相隔及頰神經(jīng)穿行,上頭部分附著與關(guān)節(jié)盤(pán)表面,部分與下頭在髁突融合。從生物力學(xué)角度研究顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一,對(duì)關(guān)節(jié)盤(pán)前移位也有豐富的研究,但目前縱觀(guān)文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的顳下頜關(guān)節(jié)系統(tǒng)的研究主要采用了咬肌肌力的加載或者是咀嚼肌系統(tǒng)的加載。在咀嚼肌系統(tǒng)加載的研究中,對(duì)于翼外肌的加載也僅是加載了翼外肌下頭的力量,而未考慮翼外肌上頭因素。翼外肌在顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,對(duì)于顳下頜關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)起到了重要作用,因此十分必要在對(duì)翼外肌上、下頭精確的定位下研究翼外肌對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域的生物力學(xué)作用。研究目的通過(guò)篩選顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位患者,對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)前移位的關(guān)節(jié)區(qū)進(jìn)行薄層CT及3D-MRI掃描,獲取顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域的軟硬組織影像學(xué)資料,再利用三維重建、逆向及有限元計(jì)算工程軟件：Free Form、Mimics、Geomagic、Solid works、 ANSYS Workbench等建立關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的顳下頜關(guān)節(jié)仿真模型。根據(jù)翼外肌的3D-MRI影像學(xué)數(shù)據(jù),確定翼外肌的準(zhǔn)確解剖位點(diǎn)及附著面積等數(shù)據(jù),利用已建立精確顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位仿真模型,模擬重建翼外肌功能,研究在翼外肌作用下顳下頜關(guān)節(jié)整體及各個(gè)解剖結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)特征,分析在翼外肌作用下關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病的轉(zhuǎn)歸,為顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病的治療提供新的思路,為臨床治療提供實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)支持。材料與方法第一部分：包含翼外肌可復(fù)性顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位數(shù)字化仿真模型的建立1、模型數(shù)據(jù)來(lái)源：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?篩選南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院一名成年男性右側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病患者,26歲,病史6個(gè)月,無(wú)外傷手術(shù)史,牙列完整,中性合,無(wú)關(guān)節(jié)疾病史。影像學(xué)檢查符合關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的診斷標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)符合臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)和影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者才能明確診斷為顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位,進(jìn)入臨床患者篩選范圍。影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)：①X線(xiàn)及CT檢查排除頜面部腫瘤及頜骨疾患,髁突,顳下頜關(guān)節(jié)窩形態(tài)基本完整；②患側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)MR斜矢狀位T1W1掃描：顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)形態(tài)基本完整,盤(pán)分界向前超過(guò)10。,盤(pán)前分界超過(guò)關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)頂點(diǎn)。2、數(shù)據(jù)獲取方式：采用SIEMENS公司64層CT連續(xù)掃描患者顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)。掃描參數(shù)：層厚0.5mm,求管電流200mA,電壓120KV；采用3D-MR連續(xù)斜矢狀位掃面患者顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)。掃描參數(shù)：層厚0.5mm,T1W1序列,層間隔0mm。掃描范圍由右側(cè)顱底至右側(cè)下頜骨最下緣,所獲得數(shù)據(jù)以DICOM格式保存。3、顳下頜關(guān)節(jié)仿真三維有限元模型建立：利用CT及3D-MR掃描圖像數(shù)據(jù)以 Dicom格式輸入三維重建軟件Mimics(比利時(shí)Materialise公司)中,分別經(jīng)處理后建立下頜骨皮質(zhì)、下頜骨松質(zhì)、關(guān)節(jié)盤(pán)、關(guān)節(jié)窩、關(guān)節(jié)盤(pán)軟骨和髁突等三維模型,再以STL格式文件導(dǎo)出并輸入到逆向工程軟件Geomagic軟件中,進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)圖像分割,三維空間的精細(xì)化修整,轉(zhuǎn)角部平滑,結(jié)構(gòu)表面光滑處理。經(jīng)過(guò)一系列光滑、打磨、去噪等圖像處理,生成三維圖形IGES文件格式,對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)軟硬組織精確復(fù)位匹配,獲得顳下頜個(gè)關(guān)節(jié)軟硬組織系統(tǒng)的整體重建。通過(guò)3D-MR圖像確定翼外肌的精確附著位點(diǎn),在關(guān)節(jié)盤(pán)前移位三維有限元模型上使用15-20條肌束模擬重建翼外肌。第二部分翼外肌對(duì)牙尖交錯(cuò)位時(shí)可復(fù)性顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)的生物力學(xué)分析1、邊界條件：對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)窩上部中心范圍內(nèi)進(jìn)行固定約束,另外為了防止下頜骨發(fā)生剛性位移,故限制了下頜骨的移動(dòng),對(duì)底部截面法向的自由度進(jìn)了約束,并施加無(wú)摩擦的約束,進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)有限元分析。2、接觸設(shè)置：在Workbench中,下頜骨骨皮質(zhì)和松質(zhì)骨為完全固定,處理時(shí)將其視為一個(gè)整體：髁突上表面與髁突軟骨層下表面設(shè)置綁定接觸；關(guān)節(jié)窩下表面與關(guān)節(jié)窩軟骨層上表面設(shè)置綁定接觸；關(guān)節(jié)盤(pán)分別與髁突軟骨層上表面和關(guān)節(jié)窩軟骨層下表面設(shè)置摩擦系數(shù)為0.001的摩擦接觸。3、翼外肌力的加載：模擬翼外肌肌力在牙尖交錯(cuò)位時(shí)的方向,將翼外肌分為兩頭。翼外肌上頭加載于關(guān)節(jié)盤(pán)及髁突的表面,翼外肌下頭加載于下頜骨髁突頸部的翼肌窩,加載力分別為：11.4N及33.84N。4、顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析：進(jìn)行翼外肌力加載后,對(duì)在牙尖交錯(cuò)位時(shí)顳下頜關(guān)節(jié)模型計(jì)算分析等效應(yīng)力及位移,分析顳下頜關(guān)節(jié)中關(guān)節(jié)盤(pán)、關(guān)節(jié)窩、下頜骨骨皮質(zhì)、骨松質(zhì)、關(guān)節(jié)窩及髁突等的應(yīng)力變化及位移趨勢(shì)等生物力學(xué)特征。第三部分翼外肌最大張口位時(shí)可復(fù)性顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)的生物力學(xué)分析1、邊界條件：對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)窩上部中心范圍內(nèi)進(jìn)行固定約束,另外為了防止下頜骨發(fā)生剛性位移,故限制了下頜骨的移動(dòng),對(duì)底部截面法向的自由度進(jìn)了約束,并施加無(wú)摩擦的約束,進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)有限元分析。2、接觸設(shè)置：在Workbench中,下頜骨骨皮質(zhì)和松質(zhì)骨為完全固定,處理時(shí)將其視為一個(gè)整體;髁突上表面與髁突軟骨層下表面設(shè)置綁定接觸；關(guān)節(jié)窩下表面與關(guān)節(jié)窩軟骨層上表面設(shè)置綁定接觸；關(guān)節(jié)盤(pán)分別與髁突軟骨層上表面和關(guān)節(jié)窩軟骨層下表面設(shè)置摩擦系數(shù)為0.001的摩擦接觸。3、翼外肌力的加載：模擬翼外肌肌力在最大張口位時(shí)的方向,將翼外肌分為兩頭。翼外肌上頭加載于關(guān)節(jié)盤(pán)及髁突的表面,翼外肌下頭加載于下頜骨髁突頸部的翼肌窩,加載力分別為：11.4N及33.84N。4、顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析：進(jìn)行翼外肌力加載后,對(duì)在最大張口位時(shí)顳下頜關(guān)節(jié)模型計(jì)算分析等效應(yīng)力及位移,分析顳下頜關(guān)節(jié)中關(guān)節(jié)盤(pán)、關(guān)節(jié)窩、下頜骨骨皮質(zhì)、骨松質(zhì)、關(guān)節(jié)窩及髁突等的應(yīng)力變化及位移趨勢(shì)等生物力學(xué)特征。結(jié)果1、利用CT及3D-MR掃描采集可復(fù)性關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病成年志愿者右側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)數(shù)據(jù),通過(guò)三維重建軟件Mimics等成功建立了最大張口位及牙尖交錯(cuò)位的右側(cè)可復(fù)性顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的三維實(shí)體模型,模型包含了關(guān)節(jié)盤(pán)、關(guān)節(jié)囊、髁突、關(guān)節(jié)窩、下頜骨骨皮質(zhì)即骨松質(zhì)等軟硬組織結(jié)構(gòu),具有良好的幾何相似性。2、在牙尖交錯(cuò)位時(shí)可復(fù)性關(guān)節(jié)盤(pán)前移位模型時(shí)翼外肌加載獲得顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)特征：2.1、顳下頜關(guān)節(jié)整體應(yīng)力等效分布：在牙尖交錯(cuò)位時(shí)顳下頜關(guān)節(jié)整體最大應(yīng)力亦是出現(xiàn)下頜角處,即在下頜骨髁突頸部以下及乙狀切跡以上,最大應(yīng)力值為28.8MPa,在下頜骨處,應(yīng)力值由應(yīng)力集中區(qū)域向周?chē)饾u遞減；在下頜骨骨松質(zhì)區(qū)域,應(yīng)力集中在髁突頸部,但最大應(yīng)力值為5.3MPa,較骨皮質(zhì)應(yīng)力明顯減少；關(guān)節(jié)窩與髁突的最大應(yīng)力均出現(xiàn)在與相對(duì)于的結(jié)構(gòu)相接觸的功能面。2.2、顳下頜關(guān)節(jié)整體位移分布：顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域最大位移出現(xiàn)在關(guān)節(jié)囊前份,翼外肌上頭附著區(qū)域,最大位移為1.80mm;從關(guān)節(jié)盤(pán)前附著至關(guān)節(jié)盤(pán)后附著區(qū)域,位移趨勢(shì)逐漸減少,而關(guān)節(jié)盤(pán)后附著至關(guān)節(jié)囊后份位移又逐漸增大；下頜骨及顳骨區(qū)域位移不明顯,下頜骨位移主要體現(xiàn)在髁突,位移大小為0.50mm。2.3、顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)的等效應(yīng)力分布：關(guān)節(jié)盤(pán)區(qū)域最大應(yīng)力集中于關(guān)節(jié)盤(pán)中間帶區(qū)域,最大應(yīng)力值為3.0MPa,應(yīng)力分布自關(guān)節(jié)盤(pán)中間帶向兩側(cè)及下頜前附著和下頜后附著區(qū)逐漸遞減趨勢(shì)；關(guān)節(jié)盤(pán)后帶大部分區(qū)域呈現(xiàn)低應(yīng)力表現(xiàn)；關(guān)節(jié)盤(pán)與髁突相接觸的下頜前附著區(qū)應(yīng)力集中現(xiàn)象不明顯。3、在最大開(kāi)口位時(shí)可復(fù)性關(guān)節(jié)盤(pán)前移位模型時(shí)翼外肌加載獲得顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)特征：3.1、顳下頜關(guān)節(jié)整體應(yīng)力等效分布：整個(gè)顳下頜關(guān)節(jié)和部分下頜骨最大應(yīng)力值分布于下頜骨髁突頸部以下乙狀切跡以上,最大應(yīng)力值為34.5MPa；髁突骨皮質(zhì)、骨松質(zhì)、軟骨層及關(guān)節(jié)窩的應(yīng)力集中均出現(xiàn)于髁突前斜面與關(guān)節(jié)窩、關(guān)節(jié)盤(pán)相接處的功能面；髁突主要集中于髁突翼肌窩(翼外肌下頭力學(xué)加載區(qū))與髁突頸部；髁突頸部靠近內(nèi)側(cè)緣的骨皮質(zhì)與骨松質(zhì)也出現(xiàn)可應(yīng)力集中現(xiàn)象并呈現(xiàn)自下頜角至髁突頂部逐漸減少的力學(xué)軌道。3.2、顳下頜關(guān)節(jié)整體位移分布：顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域最大位移出現(xiàn)在關(guān)節(jié)囊前份,翼外肌上頭附著區(qū)域,最大位移為1.41mm；從關(guān)節(jié)盤(pán)前附著至關(guān)節(jié)盤(pán)后附著區(qū)域,位移趨勢(shì)逐漸減少,而關(guān)節(jié)盤(pán)后附著至關(guān)節(jié)囊后份位移又逐漸增大；下頜骨及顳骨區(qū)域位移不明顯,下頜骨位移主要體現(xiàn)在髁突,位移大小為0.50mm。3.3、顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)的等效應(yīng)力分布：關(guān)節(jié)盤(pán)區(qū)域最大應(yīng)力集中于關(guān)節(jié)盤(pán)中間帶偏外側(cè)區(qū)域,最大應(yīng)力值為1.17MPa,應(yīng)力分布自關(guān)節(jié)盤(pán)中間帶向兩側(cè)及下頜前附著和下頜后附著區(qū)逐漸遞減趨勢(shì)；關(guān)節(jié)盤(pán)后帶大部分區(qū)域呈現(xiàn)低應(yīng)力表現(xiàn)；關(guān)節(jié)盤(pán)與髁突相接觸的下頜前附著區(qū)也出現(xiàn)了應(yīng)力集中區(qū)。結(jié)論1、CT及3D-MR掃描獲取右側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)軟硬組織數(shù)據(jù),利用三維重建軟件Mimics結(jié)合逆向工程軟件建立的可復(fù)位關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的三維有限元模型,與臨床實(shí)際相接近,能夠更為準(zhǔn)確的研究顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域的生物力學(xué)特點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)在原有模型的基礎(chǔ)上對(duì)翼外肌做了精細(xì)解剖及模擬,研究翼外肌對(duì)關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特征。2、在牙尖交錯(cuò)位時(shí),顳下頜關(guān)節(jié)處于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的起始位。由于關(guān)節(jié)盤(pán)前移位導(dǎo)致“假性關(guān)節(jié)盤(pán)”的產(chǎn)生,代替了正常關(guān)節(jié)盤(pán)功能面的結(jié)構(gòu),關(guān)節(jié)盤(pán)后帶及雙板區(qū)纖維牽拉,受到不同程度的剪切力及拉應(yīng)力,導(dǎo)致關(guān)節(jié)盤(pán)內(nèi)部纖維的扭曲,拉伸等,容易導(dǎo)致關(guān)節(jié)盤(pán)變形,影響關(guān)節(jié)盤(pán)的正常功能。因此在對(duì)于關(guān)節(jié)盤(pán)前移位的治療過(guò)程中,需改善翼外肌功能紊亂的同時(shí),還需緩解關(guān)節(jié)盤(pán)后帶及雙板區(qū)的壓力。3、翼外肌作用下最大張口位可復(fù)性關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析表明：對(duì)于顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)生物力學(xué)特性可見(jiàn)：最大應(yīng)力值出現(xiàn)在關(guān)節(jié)盤(pán)中間帶偏外側(cè)區(qū)域,而且在此區(qū)域的位移分析可發(fā)現(xiàn),此區(qū)域出現(xiàn)了一個(gè)位移撕裂帶,提示在翼外肌作用下關(guān)節(jié)盤(pán)的中間帶易發(fā)生應(yīng)力集中及位移撕裂,導(dǎo)致此區(qū)域的變薄甚至穿孔。
【關(guān)鍵詞】：可復(fù)性關(guān)節(jié)盤(pán)前移位 顳下頜關(guān)節(jié) 翼外肌 生物力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R782.6
【目錄】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-20
• 前言20-23
• 第一部分 包含翼外肌可復(fù)性關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)數(shù)字模型的建立23-35
• 1. 材料與方法24-26
• 2. 結(jié)果26-31
• 3. 討論31-33
• 4. 結(jié)論33-35
• 第二部分 翼外肌對(duì)牙尖交錯(cuò)位時(shí)關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析35-46
• 1. 材料與方法36-37
• 2. 結(jié)果37-42
• 3. 討論42-45
• 4. 結(jié)論45-46
• 第三部分 翼外肌對(duì)最大張口位時(shí)關(guān)節(jié)盤(pán)前移位顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析46-55
• 1. 材料與方法47-48
• 2. 結(jié)果48-52
• 3. 討論52-53
• 4. 結(jié)論53-55
• 全文總結(jié)55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 中英文縮略詞表60-61
• 綜述61-69
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間成果69-71
• 附件71-75
• 致謝75-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 楊曉萍,張紹祥,劉正津,譚立文,邱明國(guó),王欲u&,鄧俊輝,唐澤圣;顳下頜關(guān)節(jié)盤(pán)的解剖形態(tài)及三維重建研究[J];第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

2 桂海軍;沈國(guó)芳;;計(jì)算機(jī)輔助外科在正頜手術(shù)術(shù)前模擬中的應(yīng)用[J];中華口腔醫(yī)學(xué)研究雜志(電子版);2010年06期

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本文編號(hào)：564624