男性全牙列的可视化建模及测量

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:alicial
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目的:  1.探讨建立包含上下颌的全牙列牙髓、牙本质、牙骨质、牙釉质、牙周膜的咬合三维解剖学模型的可行性,为导入Ansys软件定义各组织的质料属性创立系统的三维有限元模型做预备,以期为进一步研究颅颌面、咀嚼系统及牙齿的生物力学特性提供建模思路。  2.试探逆向工程软件联合薄层CT测量活体总牙周膜面积及残剩牙周膜面积的方式。  方法:  1.利用高分辨率CTAquilion one320排螺旋CT机采集第2代中国数字化人体(活体数字人)男性第23号头颅并获得薄层CT图像,以DICOM格式刻录为光盘。将DICOM格式的CT图像数据整体导入Mimics软件中,不同密度的组织在阈值设定栏中显示不同灰度阈值,形成有差异的蒙面,运用软件的编辑工具删除干扰区域,填充显色区域,划分各个蒙面的空间位置,然后利用软件自带的三维成像功能对每一个蒙面进行三维重建,并以Binary STL(三维模型记录格式)格式导入到逆向工程软件Geomagic Studio。再通过Geomagic Studio软件配准模型、优化模型并构建数字化颌面部结构,生成IGES(矢量图形文件)格式。最后将单个前牙的牙体牙周精细模型IGS格式导入ANSYS进行有限元分析,检验模型的实用性。  2.将牙周膜建模后模型通过Geomagic Studio软件自带测量功能测量牙周膜面积。  3.通过Planmeca Promax3Dmax将另一志愿者拍摄颌面部CBCT后,再用Planmeca_romexis系统以DCM格式导出;然后导入Mimics中,自动并手动设置蒙面区域,获得牙周膜数据,以STL格式导出;最后导入Geomagic软件中,优化三维模型生成剩余牙周膜。  结果:  1.建立了一个包含全牙列牙髓,牙本质,牙骨质,牙釉质,牙周膜的三维解剖学模型,以及单个前牙的三维有限元模型。建立了一个右上中切牙的模型,共有节点18662个,单元数10399个,反应5种组织材料属性。以牙周膜为边界约束条件,在模拟咬合状态的受力,计算得到von Mises应力分布云图。  2.量得的牙周膜面积符合解剖学规律,上颌牙牙周膜大于下颌牙周膜;上颌牙周膜面积:第一磨牙>第二磨牙>尖牙>第一前磨牙>第二前磨牙>中切牙>侧切牙,下颌牙周膜面积:第一磨牙>第二磨牙>尖牙>第二前磨牙>第一前磨牙>中切牙>侧切牙。  3.在个性化建模中,测得患者左下第二磨牙、第二前磨牙、第一前磨牙、尖牙的牙周膜面积分别约为:130.75mm2,112.99mm2,91.711mm2,150.852mm2;右下第二前磨牙、第一前磨牙、尖牙的牙周膜面积分别约为:167.84mm2,107.43mm2,181.44mm2。  结论:  1.基于CT,MRI影像和解剖学,运用医学影像处理软件Mimics、Geomagic Studio及Ansys联合实构法和虚构法所建高精度全牙列模型具有全面性、先进性和适用性,可以为进一步模拟口腔医学临床中的实际问题提供理论依据。  2.运用逆向功能软件结合CBCT能快速并准确地在活体上测出牙周膜面积、有利于进一步的诊断和治疗。
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