三维有限元模型分析OSAHS患者下颌不同前伸位置的舌骨位置变化的研究

【摘要】

目的：建立阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者上气道及毗邻结构的三维有限元模型，通过逐步前伸下颌，观察OSAHS患者舌骨位置的改变及其与下颌前伸量之间的关系，为下颌前伸类口腔矫治器治疗OSAHS的机理研究提供理论依据。

方法：对OSAHS患者上气道行薄层CT扫描，以DICOM格式输出数据，采用Mimics三维建模软件和Ansys有限元分析软件建立上气道及毗邻结构的三维有限元模型，然后通过加载下颌骨逐步前伸，观察舌骨位置的变化及其规律。

结果：建立了OSAHS患者上气道及毗邻结构的三维有限元模型，规定采用10节点的Solid 92四面体单元划分网格，按要求划分网格后，皮质骨、松质骨、肌肉及气道得到的单元数和节点数分别为：562920、50141、336789个单元，544929、84869、303134个节点。通过逐步前伸下颌骨，舌骨位置向上向前移动，随着下颌逐步前伸，气道所观察截面横径逐渐减小，而截面矢状径逐渐增大，截面的形状更趋于长轴位于矢状方向的椭圆形。经统计学回归分析，下颌骨前伸与舌骨位置变化相关，并得出回归系数方程：y=-0.03+0.232x。

结论：应用螺旋CT技术联合使用Mimics三维建模软件、Ansys有限元分析软件建立OSAHS患者上气道及其毗邻结构三维有限元模型，该模型的几何相似性较好，使用灵活；通过下颌逐步前伸，对舌骨位置变化进行分析，显示下颌骨前伸与舌骨位置变化呈正相关，证实了研究方法的可行性，为下颌前伸矫治器治疗OSAHS提供理论依据，同时为后续研究患者上气道生物力学分析打下良好的基础。

【关键词】：阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征；下颌前伸；上气道腭咽；三维有限元法