發(fā)布時(shí)間：2020-03-20 19:07

【摘要】： 目的：利用螺旋CT原始DICOM數(shù)據(jù),建立具有良好生物力學(xué)特性的顱面復(fù)合體三維有限元模型。探討上頜骨種植體支抗不同大小和方向的前牽引力對(duì)骨縫和種植體骨界面處的應(yīng)力變化規(guī)律,達(dá)到為臨床力系統(tǒng)的選擇提供科學(xué)依據(jù)的目的。方法：1.用螺旋CT掃描獲取顱面復(fù)合體二維圖像原始DICOM數(shù)據(jù)。用Mimics 10.0、MSC. Marc.mentat 2005 R3和geomagic studio10.0軟件組合,直接在原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立顱面復(fù)合體三維有限元模型。2.利用MSC.Marc.Mentat軟件模擬上頜前牽引的邊界條件,以枕骨大孔邊緣及額骨前部作為固定,種植體處施加前牽引力。設(shè)定牽引力大小從1N-10N,梯度遞增1N,牽引力方向與眶耳平面向前下呈0°-60°,梯度遞增10°,兩兩組合共70種工況。分析比較不同大小和方向前牽引力對(duì)顱面復(fù)合體的影響,計(jì)算每種工況下模型每個(gè)節(jié)點(diǎn)第一主應(yīng)力、等效應(yīng)力、等效Von Mises應(yīng)力的數(shù)據(jù)。比較分析并繪制各種折線圖、應(yīng)力分布云圖等。結(jié)果：1.獲得精確細(xì)致的顱面復(fù)合體三維幾何模型,網(wǎng)格劃分準(zhǔn)確合理；其重建生物模型的形態(tài)相似性好；模型適用性強(qiáng)；力學(xué)特性體現(xiàn)準(zhǔn)確性高。2.相同牽引角度不同力值其應(yīng)力變化規(guī)律相同。相同牽引力不同牽引角度在不同區(qū)間其大小不同。3.骨種植體界面應(yīng)力隨牽引角度增大而增大。4.施力方向在前下0°-60°,腭中縫處牽引時(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)力。并隨角度增大而減小。 結(jié)論：1.利用原始DICOM數(shù)據(jù),Mimics10.0、MSC. Marc.mentat 2005 R3和geomagic studio10.0軟件組合,建立的包含骨縫的顱面復(fù)合體三維有限元模型,可為前牽引上頜生物力學(xué)研究提供可靠、便捷的模型基礎(chǔ)。2.當(dāng)牽引角度小于300時(shí),上頜復(fù)合體向前生長(zhǎng)同時(shí)發(fā)生向上旋轉(zhuǎn)。等于30°時(shí)上頜復(fù)合體向前生長(zhǎng)。牽引方向在40°-50°,上頜復(fù)合體前生長(zhǎng)方向大致與牽引方向相同,大于50°時(shí),上頜復(fù)合體向前生長(zhǎng)同時(shí)發(fā)生向下旋轉(zhuǎn)。3.牽引角度在0°-60°,腭中縫有擴(kuò)大趨勢(shì),隨牽引角度變大而減小。4.臨床通常所用牽引力及牽引角度,在各骨縫處以及種植體骨結(jié)合處所產(chǎn)生應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于骨屈服值。不會(huì)引起骨破裂。5.改變種植體植入角度在獲得同等牽引效果的同時(shí)可減小對(duì)骨界面的應(yīng)力。減小對(duì)骨組織損傷。
【圖文】：

403張一維掃描斷層原始圖像。層內(nèi)像素?cái)?shù)為512*512，像素大小 0.smm*o.sm一1飛。4.2.3獲取整個(gè)顱骨3D圖像在!國(guó)1內(nèi)】幾通過(guò)Mimics軟件自動(dòng)讀取以DICOM格式存儲(chǔ)的CT掃描據(jù)，，得到顱骨原始彩像。使用Thresholding命令對(duì)骨密質(zhì)及牙體進(jìn)行自選擇，，胃·密質(zhì)CT值為300Hu一Z000Hu才利l質(zhì)為Z000Hu一3O72Hu。所以實(shí)驗(yàn)使用參數(shù)300Hu一3O72Hu自動(dòng)生成斷層圖像.自動(dòng)選擇后生成圖像較粗糙，包含大軍.不規(guī)則邊界，空洞以及噪點(diǎn)，無(wú)法滿足3D屯建要求。照原始圖像以及止常解釗結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行手}:修正。(圖2一4)對(duì)修改后的像使用 Caleulate3D命令，得到整個(gè)顱倡·3D圖像。

有較多交叉輪廓線，使用編輯曲面功能對(duì)其進(jìn)行修改去除交叉輪廓線。使用生成CAD模型功能，從曲面階段進(jìn)入CAD階段，最終形成各骨塊幾何實(shí)體模型(圖11一12)。以IGS文件格式輸出后，可導(dǎo)入各種CAD軟件進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)，也可直接導(dǎo)入有限元軟件按需要進(jìn)行網(wǎng)格化。
【學(xué)位授予單位】：瀘州醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：R783.5

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本文編號(hào)：2592060