三维有限元模型分析OSAHS患者下颌不同前伸位置舌体变化的研究

【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，通过下颌逐步前伸，观察患者舌体及舌后气道的形态学改变，为OSAHS的口腔矫治器治疗提供依据。

方法：对OSAHS患者上气道行薄层CT扫描，获得患者上气道DICOM格式的图像信息，采用Mimics三维建模软件、Imageware逆向工程软件、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，观察患者舌体及舌后气道的形态变化及规律。

结果：建立了OSAHS患者上气道及毗邻结构的三维有限元模型，单元类型采用10节点的Solid 92四面体单元，划分网格后，骨密质、骨松质、肌肉和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。通过下颌骨前伸，舌体及舌后气道相应发生形态变化，主要表现为舌体前移，舌后气道平面矢状径增大，横径相对减小。

结论：应用螺旋CT技术并联合使用Mimics三维建模软件、Imageware软件、Ansys有限元分析软件建立OSAHS患者上气道及毗邻结构的三维有限元模型，证实通过CT可建立准确、可灵活模拟操作的OSAHS患者上气道及其周围结构的三维有限元模型，其建模效率高、速度快，模型的几何相似性较好，使用灵活；通过对有限元模型下颌进行不同前伸位置的加载，证实有限元分析方法的有效性，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基础。

【关键词】 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征；三维有限元法；下颌前伸；舌体