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基于ABAQUS的咬合接触关系评测及其在下颌骨矫正中的应用研究

作　者: 谭泽松
导　师: 姜献峰
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 咬合接触下颌骨矫正有限元分析咬合点生物力学
分类号: R782
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 14次
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内容摘要

咬合接触关系的检测研究,在近年来的许多研究和临床应用中,得到了广泛关注,而在口腔医学等学科基础上结合有限元方法,解决下颌骨矫正手术中的咬合接触测量问题已逐渐成为发展趋势。本文以Mimics逆向反求、ABAQUS有限元分析为手段,主要目的在于研究应用有限元法作为咬合接触关系测量的方法,该方法能在下颌骨畸形矫正手术术前对咬合接触关系进行评测,对正颌外科医师有一定参考意义。本文的主要内容和成果如下:1.针对咬合的力学模型和关节盘解剖结构过于复杂等问题,提出以咀嚼肌肌力牵引下颌骨运动的新方法,通过简化关节盘结构得出不同的咬合方式的简化力学模型。2.本文从有限元分析应用于生物力学问题研究角度出发,对生物力学模型如何贴近真实生物模型作了相应的研究,提出了上下颌骨及牙列的简化、边界条件的设定及材料赋值、简化关节盘的定义和咀嚼肌的加载方式的处理等方法,得到了咬合的有限元模型,并能很好地模拟出各种咬合方式。3.提出咬合片评测方法,结合咬合的有限元模型对正中咬合等进行了分析计算,通过将应力云图转化成咬合点形式,研究得出一套完整的咬合接触评测方法,实现了对咬合接触关系进行评测。4.应用上述评测方法对两例下颌骨畸形病例进行了应用研究,通过咬合分析得到咬合接触关系较好的手术方案;在此基础上进一步分析截骨位置等对咬合接触关系的影响,得到较好的咬合接触的手术截骨方案。最后对全文进行了总结,并对有限元法应用于口腔医学进一步研究做出了展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-24
  1.1 前言  11-12
  1.2 颌面结构分区及畸形矫正概述  12-15
    1.2.1 颌面结构及其功能简介  12-13
    1.2.2 颌面畸形及其治疗方法概述  13-14
    1.2.3 下颌骨畸形概述及其矫正治疗方法及特点  14-15
  1.3 咬合接触关系定量研究的现状  15-19
    1.3.1 咬合接触研究应用及意义  15-16
    1.3.2 临床口腔医学上评价咬合接触关系方法及标准  16-17
    1.3.3 咬合接触关系评测的国内外研究现状  17-19
  1.4 有限元法在颌面矫正的应用  19-22
    1.4.1 有限元法在颌面矫正中的应用概述  19-20
    1.4.2 有限元法在咬合接触上的应用研究  20-22
  1.5 本论文的研究内容及意义  22-23
    1.5.1 本论文的研究内容  22-23
    1.5.2 本论文的研究意义  23
  1.6 本章小结  23-24
第2章咬合接触关系评测存在的问题及牙齿咬合的力学模型简化  24-36
  2.1 牙齿和颌骨结构及功能  24-28
    2.1.1 牙齿结构和功能  24-25
    2.1.2 牙冠各面及接触特征  25-27
    2.1.3 颌骨  27-28
  2.2 咬合接触关系测量存在的问题  28-31
    2.2.1 口腔医学中测量咬合接触的方法  28-30
    2.2.2 下颌畸形矫正术后测量咬合接触中存在的问题  30-31
    2.2.3 小结  31
  2.3 不同咬合方式的力学特征及力学模型的简化处理  31-35
    2.3.1 临床医学上各种咬合方式  31-32
    2.3.2 临床医学上的各咬合方式的特点简述  32-34
    2.3.3 基于肌力加载的咬合力学模型的简化处理  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第3章牙齿咬合接触的有限元仿真方法  36-52
  3.1 有限元法基础  36-40
    3.1.1 有限单元法  36-38
    3.1.2 有限元分析软件及分析流程  38-40
  3.2 牙齿咬合模型的建立  40-49
    3.2.1 三维模型的建立  40-42
    3.2.2 颞下颌关节的简化处理  42-45
    3.2.3 材料属性及其边界条件的设定  45-46
    3.2.4 咬合时载荷的添加的设定实现  46-47
    3.2.5 单元网格  47-49
    3.2.6 小结  49
  3.4 咬合模型的实验验证及总结  49-51
  3.5 本章小结  51-52
第4章咬合片评测方法及图像处理法的应用  52-65
  4.1 咬合片评测方法的提出  52-54
    4.1.1 咬合片评测方法应用概述  52-53
    4.1.2 咬合片在有限元分析中的处理方法  53-54
    4.1.3 小结  54
  4.2 基于咬合片评测的不同牙区咬合的有限元分析  54-56
    4.2.1 前磨牙区不同厚度咬合片分析的结果对比  54-56
    4.2.2 小结  56
  4.3 正中咬合时的咬合片加载方式  56-58
  4.4 基于图像处理方法的咬合点提取  58-64
    4.4.1 应力云图转化成咬合点  58-63
    4.4.2 咬合片应力分布的图像处理法  63-64
  4.5 本章小结  64-65
第5章综合实例分析结果与讨论  65-79
  5.1 综合应用实例分析一  65-74
    5.1.1 案例简介及手术治疗方案选择  65-67
    5.1.2 三维模型的建立和手术治疗方案设计  67-69
    5.1.3 基于咬合片评测方法的咬合点提取  69-70
    5.1.4 手术方案的分析结果对比及讨论  70-74
  5.2 综合应用实例分析二  74-78
    5.2.1 案例简介及手术治疗方案选择  74-75
    5.2.2 三维模型的建立和手术治疗方案设计  75-76
    5.2.3 截骨方案设计及咬合点分析结果与讨论  76-78
    5.2.4 本节小结  78
  5.3 本章小结  78-79
第6章结论与展望  79-81
  6.1 结论  79-80
  6.2 展望  80-81
附录  81-84
参考文献  84-87
致谢  87-88
攻读学位期间参加的科研项目和成果  88

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