三维有限元模型分析OSAHS患者下颌逐步前伸引起髁状突位置变化和表面应力变化的研究

【摘要】

目的：建立阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者下颌骨和颞下颌关节及上气道的三维有限元模型，通过下颌逐步前伸，观察患者髁状突位置变化及表面应力分布变化，为治疗OSAHS从颞颌关节方面提供参考依据。

方法：对OSAHS患者颞颌关节及上气道行薄层CT扫描，获得患者下颌骨、颞颌关节及上气道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颞颌关节、下颌骨及上气道的三维有限元模型，然后通过加载下颌骨逐步前伸，观察OSAHS患者髁状突的位置变化及应力分布规律。

结果：建立了OSAHS患者颞颌关节、下颌骨及上气道的三维有限元模型，单元类型采用10节点的Solid 92四面体单元，按要求划分网格后，得到骨密质、骨松质、肌肉和气道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，髁状突的位置及表面应力均发生相应变化，主要表现为关节间隙（前、上、后）的位置变化，髁状突各部位位移及表面应力的变化。

结论：应用螺旋CT技术和联合使用Mimics、Imageware及Ansys有限元分析软件建立OSAHS患者颞颌关节、下颌骨及上气道的三维有限元模型。该模型通过力学相似性验证，证明建立模型有效，其几何相似性较好，使用灵活；通过下颌逐步前伸，对髁状突的位置变化及表面应力分布进行分析，有效展示下颌骨前伸与髁状突位置变化及应力分布规律之间的关系，证实了研究方法的可行性，为临床利用口腔矫治器治疗OSAHS从颞颌关节方面提供理论基础。

【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；髁状突