牙颌三维有限元建模方法的研究进展

三维有限元在口腔正畸的应用进展

三维有限元在口腔正畸的应用进展摘要：作为一种新型治疗技术，隐形矫治技术受到患者的广泛青睐，其优点包括美观、舒适、方便和有效性的可预测性。

但它仍处于发展阶段，仍然不能有效控制牙齿的三维运动，相关的生物力学作用机制尚不清楚。

口腔正畸过程是力所体现的过程，因此口腔正畸的研究与生物力学分析密不可分。

有限元分析（FEA）是通过计算机模拟口头情况进行的机械分析，有效、快速，避免了伦理问题，具有独特的技术优势和重要的临床重点。

本文主要回顾了近年来口腔正畸学的研究。

有限元分析（FEA）是一种分析结构应力和应变的数值方法，其基本思想是将复杂几何体划分为更小、更简单的有限元，对其进行分析，然后进行积分，以给出整个复杂几何体的解[1]，FEA现已成为预测天然牙齿、假牙、植入物和周围骨骼上应力和变形分布分析的重要工具。

可以计算研究对象各部分的几何特征、材料特性、边界条件、荷载、界面和收敛性。

基本原理是将复杂的连续弹性体分解成更小、更容易表达的有限单元，然后用更容易解决的有限单元替换复杂的几何形状，并研究每个单元的性质[2, 3]。

简言之，这是一种零乘积为整数的分析方法。

不可见装置与牙齿本身具有复杂的形状，不可见装置与牙齿表面的接触是非附着型的，这导致手术力可以作用在牙冠表面的任何位置，很难确认其力的确切位置以及产生的力和力矩，三维有限元方法可以根据实验需要通过约束求解。

通过模拟对复杂几何对象建模，然后计算约束大小和模型位移的全局和局部变化[4]。

本文主要回顾了三维有限元方法在正畸学中的应用研究。

1三维有限元分析在正畸学领域的应用研究口腔正畸学侧重于研究矫形力传递产生的应力的分布和规律性，探索矫形治疗的机制。

在错牙合畸形的正畸病例中，使用微支化抗体具有良好的治疗效果，但其高失败率是主要问题。

种植角度、微枝抗性类型和应力方向对应力面积和应力大小有显著影响。

不适当的设计和不均匀的施力分布会直接约束螺钉，影响销的稳定性，刺激周围组织并引起炎症。

三维有限元法在口腔正畸学中的应用进展

现从断层图片到有限元软件之间的链接，将几何模型输出为供有限元分析的实体或单元网格模型文件，对
实体或单元赋予材料属性（如线弹性材料需要知道各
生物组织的弹性模量和泊松比）施加载荷和边界条，
件后求解，分析计算结果。随着计算机技术的发展，限元法的研究范围愈有
・２・４
空军医学杂志２１年３ｌ第２卷第１ＭｅｉｌｏｒａｏＡｒｏｅｏ．，Ｎ．，Ｍａｃ，２１０２Ｙ８期ｄａＪｕｎｌｆｉＦｒ，Ｖ１８ｏ１ｃｃ２ｒｈ０２
三维有限元法在口腔正畸学中的应用进展
工具对研究对象进行结构分割，用不同色彩产生高分
辨率原形再现该分层图像信息资料，可视化以后形成
一
个与ＣＭ、ｄＡＤＴＭｅＣ直接接口的文件，迅速地将ＣＴ或ＭＲ等数据转换成三维ＣＩＡＤ或快速成型所需的模型文件，几何模型建好以后，用软件的ＦＡ模块实利Ｅ
织健康的正畸患者。陈文静等对离体牙齿建立的牙齿、牙周膜、牙槽骨三维实体模型进行三维有限元研
究，发现随着牙周支持骨组织高度的降低，牙槽嵴顶和唇侧根尖牙周膜应力逐渐增大，提示临床对矛周支持骨组织高度降低的牙齿进行正畸治疗时，其力值应作适当调整。１三维有限元法在正畸支抗种植体中的应用．２
线性分析的实用、效、有方便的应力分析方法。９３】１７年Ｔｒｓｅ首次将其应用于口腔医学领域，ｈｅｈｒ使用有限元法分析牙受力后牙体和牙周组织的应力分布。经过３多年的发展，０有限元法已成功应用于口腔医学各

口腔修复生物力学中三维有限元法应用的研究进展及展望

［收稿日期］０１０—３２０一１１
维普资讯
医用生物力学
１０２
２００２年６月第１７卷
第２期
ＪｕａｆＭｅｉａｉｍｅｈｎｃＶ１１，Ｎｏ２ｕｅ２０ｏｒｌｄｃｌＢｏｅａｉｓｎｏｏ．７．，Ｊｎ０２
研究进展及展望
龚璐璐综述，丁祖泉审校
（同济大学生命科学与医学工程研究院，上海２０９）００２
［关键词］０世０年代以来，随着计算机技术的进步，限元分析法已逐步发展成为工程中广泛有
维普资讯
医用生物力学
２００２年６月第１７卷
第２期
ｌｌ９
ＪｕｎｌｏｄｃｌＢｏｅｔｉｓＶ１１ｏｒａｆＭｅｉａｉｍｃｍｎｃｏ．７，Ｎｏ２，Ｊｎ２０．ｕｅ０２
・
综
述・
口腔修复生物力学中三维有限元法应用的
可采用直方图修正法来改善ｃＴ图像质量，采用高斯滤波进行图像平滑以减少噪声，同时又采用Ｓｂｌｏｅ梯度算子检测边缘。目前，颌骨及牙列ｃＴ图像的三维重建仍是一个难点，由于ｃＴ扫描
间隔是固定的，间不可能很密，有些细微结构（层对如牙咬合面）说，面形态的变化出现跳跃来截和不连续性。一些学者为此采用了过渡截面以及插层和加层的方法，以保证牙颌组织中各结构
特征的完整性。还有一些学者在多参数软件ＰｏＥｇｅｒｇＰｗｒｈｐｒ／ｎｉｅｉ及ｏｅＳａｅ平台上，用Ｃｎｎ应Ｔ断

三维有限元法在正畸生物力学研究中的应用及新进展

周疾病导致牙槽骨丧失而前来就诊的成年人的数量不断增
５时，周膜远中面产生均匀分布的压应力，齿整体移动。）牙牙
作者还观察到磨牙的应力集中区位于根分叉处的牙根表面，这与前牙的应力集中区位于根尖处有区别。提示当正畸牙移动时，牙相对于前牙更不易发生根吸收现象。２０年，磨０１Ｑａ［也采用三维有限元法建立正常牙周组织模型，而计ｉｎ。从算出牙齿的阻抗中心和旋转中心以及应力分布特点。但他将牙周膜主纤维与基质分开建模，真实的反映了牙周膜的更结构。分析结果显示虽然主纤维的方向和力学特性对阻抗中心和转动中心的位置及牙周膜基质和牙槽骨内的应力分布影响不大，是如果不把主纤维考虑进去，力的大小和但应
自从有限元的概念提出以来，限元法（Ｅ在解决有ＦＭ）复杂工程问题上得到了广泛应用，其是应用于人类生物学尤研究时，示了极大的优越性。有限元法在正畸学领域的应显用始于２Ｏ世纪８Ｏ年代，期为二维有限元分析，着生物早随力学及计算机技术的快速发展，维有限元分析展现了广阔三的应用前景。早期的研究多集中于正常牙颌组织受到正畸作用力时，周应力分布特点的研究，牙在不同作用力系牙及

下颌第一磨牙纵折三维有限元分析的开题报告

下颌第一磨牙纵折三维有限元分析的开题报告
一、研究背景
近年来，越来越多的牙齿疾病受到人们的重视，其中，牙齿断裂是
一种常见的疾病。

下颌第一磨牙受到外力撞击或咀嚼过度等原因，容易
出现断裂。

牙齿断裂会导致口腔感染、咀嚼功能下降等问题，影响人们
的生活质量。

因此，了解下颌第一磨牙断裂的机理和研究其承载能力是
非常有意义的。

二、研究目的
本研究旨在通过三维有限元分析，探究下颌第一磨牙的纵折机理，
以及断裂时的承载能力。

三、研究内容
1.建立下颌第一磨牙的三维有限元模型；
2.对不同初始载荷情况下下颌第一磨牙的应力和应变分布进行分析；
3.研究下颌第一磨牙在不同断裂位置和断裂形态下的承载能力。

四、研究方法
本研究采用三维有限元方法，通过ANSYS有限元软件建立下颌第一磨牙的三维模型，并在模型上施加不同的初始载荷，模拟牙齿在咀嚼和
受外力撞击时的应力分布。

通过分析模拟结果，确定牙齿纵折的机理和
断裂时的承载能力。

五、研究意义
本研究的结果可以为下颌第一磨牙的临床治疗提供理论依据，指导
牙科医生在治疗牙齿断裂时的处理方法和临床操作，为人们保护和维护
口腔健康提供帮助。

同时，本研究的方法和思路也可以为其他领域的工
程研究提供参考。

六、研究进度
目前，我已经完成了下颌第一磨牙三维有限元模型的建立，并初步
探究了不同初始载荷下牙齿的应力分布情况。

下一步，我将继续开展研究，深入探究下颌第一磨牙纵折机理和承载能力。

预计研究周期为1年。

三维有限元方法在口腔种植修复领域的应用及展

三维有限元方法在口腔种植修复领域的应用及展【关键词】三维有限元方法口腔种植修复种植义齿是采用人工种植体，植入颌骨获取固位支持的修复体。

目前的临床应用证明根状和柱状种植体能取得良好长期的骨结合。

国内外对种植体的研究主要集中在骨结合界面的研究、种植体生物力学的研究，还有种植体材料及表面工艺的研究。

对于生物力学的研究主要集中在如何分散颌力减小应力集中引起的骨质病理性吸收。

有限元方法( Finite ElementMethod ，FEM) ，是从工程数学分析发展起来的求解连续介质力学问题的数值分析方法，它与电子计算机技术相结合，能够有效的对结构性能较为复杂的物体进行应力分析，其原理是将连续的弹性体分割成有限个力学单元，以其结合体来代替原弹性体，并逐个研究多个单元的性质，从而获得整个弹性体的性质。

Clough 等于1960 年明确提出有限元方法的概念，并在1973年由美国密执安大学的Farah，将FEM引入了口腔医学研究。

自1983年后，FEM在口腔生物力学，特别是口腔修复学应力分析研究中作为一种有效的数学工具得到了广泛的应用。

近几年被引入到了种植修复体的应力分析当中。

本文就三维有限元方法在口腔种植修复领域的应用作一综述。

有限元分析在口腔种植修复领域，主要涉及以下几个方面。

1 种植体―骨界面应力分析包括载荷、种植体材料属性、几何形态、表面外形、直径、长度，以及颌骨质量等对界面应力的影响。

研究的主要目的在于改善种植体的外形及材料性质从而使该界面在不同的载荷作用下获得更佳的应力分布状态。

目前对颌骨受力的研究比较一致的结论是在垂直加载下，种植体颈部周围的骨皮质和根尖部的骨松质出现应力集中[1]。

在斜向加载下，种植体的唇侧颈部骨皮质出现应力集中[2]。

关于长度对于骨界面的影响有两种结论，一种是认为影响不大，比如Meijer[3]和Sertgoz[1]165认为随着长度的增加，应力降低不明显，说明种植体长短对骨界面最大应力值影响不大，临床上进行口腔种植手术设计时无须过分强调种植体的长度选择[4]。

种植牙骨界面生物力学三维有限元研究

种植牙骨界面生物力学三维有限元研究引言：牙齿缺失严重影响了人们的口腔健康和咀嚼功能，种植牙是一种常见的治疗方法。

种植牙的成功与否主要取决于种植体与骨界面的稳定性和生物力学特性。

为了深入了解种植牙骨界面的生物力学特性，三维有限元分析被广泛应用于该领域的研究中。

本文将探讨种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的相关内容。

一、种植牙骨界面的生物力学特性种植牙骨界面是种植体与周围骨骼之间的连接界面，其稳定性和生物力学特性对种植牙的长期成功至关重要。

种植牙骨界面的研究主要包括力学特性、应力分布和生物力学行为等方面。

二、三维有限元分析在种植牙骨界面研究中的应用三维有限元分析是一种数值模拟方法，通过将复杂的生物力学问题简化为有限数量的元素，并通过求解微分方程组来模拟和分析力学行为。

在种植牙骨界面研究中，三维有限元分析可以提供详细的力学特性和应力分布信息，为种植牙的设计和优化提供依据。

三、种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的意义种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的意义在于深入了解种植牙骨界面的力学特性和应力分布，为种植体的设计和优化提供理论依据。

通过模拟种植牙骨界面的力学行为，可以预测种植体的长期稳定性和寿命，并为临床医生提供指导，以提高种植牙的成功率。

四、种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的方法种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的方法主要包括建模、网格划分、材料特性设定和边界条件设定等步骤。

通过合理的建模和参数设定，可以准确地模拟种植牙骨界面的力学行为，并得到可靠的结果。

五、种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的应用种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的应用主要包括种植体设计优化、骨界面稳定性评估和种植牙成功率预测等领域。

通过对种植牙骨界面的力学行为进行模拟和分析，可以指导种植体的设计和优化，提高种植牙的成功率。

六、种植牙骨界面生物力学三维有限元研究的挑战与展望种植牙骨界面生物力学三维有限元研究仍面临一些挑战，如模型的准确性、材料参数的确定和实验验证等。

上颌前方牵引的三维有限元研究进展

基金项目：首都市民健康项目培育（Ｚ１４１１００００２１１４０２０）作者单位：１０００５０北京首都医科大学口腔医学院正畸科通讯作者：白玉兴，Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｙｕｘｉｎｇ＠２６３．ｔｏｍ，电话：０１０—
５７０９９００４
由于颅颌面骨结构的不规则性，如何将其数字化并建立适宜的模型是有限元分析的关键。１９８６年日本学者Ｍｉｙａｓａｋａ等利用干颅骨运用机械切割、逐层拍照、解剖结构图人工描记等方法，第一次建立较为可靠的颅面复合体模型，为颅面复合体的生物力学研究提供了模型基础。随着ＣＴ技术的发展，１９９４年赵志河等以１５岁男孩为研究对象，用ＣＴ扫描了颅骨３５个层面，建立了由１８２０个节点和１７０２个单元组成的三维有限元模型。有限元分析结果的准确性和科学价值很大程度上取决于模型的精确程度。随着计算机运算水平的不断提高、建模技术的完善以及计算机断层扫描精度的改进，近年来构建的模型精度已经有很大提升。
前方牵引
有限元分析法已经被越来越多的应用于上颌骨前方牵引的生物力学研究，国内外学者通过大量的研究，不断探索最适宜的前牵引方向及力值，为临床应用前牵引矫治提供了科学的理论依据。
１．上颌前方牵引方向利用已建立的颅面复合体的三维有限元模型，Ｔａｎｎｅ等发现对模型第一磨牙颊侧施以水平向前力使颅上颌复合体向前移位的同时也使其向前上旋转，而３０。斜向下的力使上颌骨基本向前平移，且应力分布比较均匀。Ｍｉｙａｓａｋａ等也在此模型基础上，研究表明在尖牙上施加斜向下３０。牵引力是前方牵引的最适选择。赵志河等叫建立单侧颅面复合体三维有限元模型，研究认为从功能猞平面向前下３７。为最有效方向。张国华等 ¨¨在研究中发现在尖牙近中施以５００ｇ／侧力前方牵引，牵引与拾平面呈前下４０。时，上颌骨平行移动。林伟就等 ¨ 在双侧上颌尖牙近中牙槽骨处施加５００ｇ／侧矫形力，当牵引角度与水平面呈３０。～４０。之间的某个前方牵引角度颅上颌复合体可出现平动，而当牵引角度小于３０。时颅上颌复合体呈逆时针旋转，当角度大于

下颌第一磨牙三维有限元模型的建立

下颌第一磨牙三维有限元模型的建立目的：建立下颌第一磨牙三维有限元模型。

方法：通过螺旋cT扫描的方法，利用Mimics、Geomagic Studio7等图像处理软件，HyperMesh网格自动划分软件，通过特定的MSC.MARC有限元软件建立下颌第一磨牙三维有限元模型。

结果：准确的建立了牙本质、牙釉质、髓腔、牙槽骨、牙周膜等组织形态的三维有限元模型。

结论：本实验建模方法可行性强，方便快捷，具有良好的生物力学与几何力学相似性。

为临床口腔医师提供了一种简捷而精确的有限元建模方法。

标签：磨牙；三维有限元；模型近年来随着计算机运算速度和软件编程技术的高速发展，使计算机系统成为分析研究生物力学的有力手段，其中依靠先进计算机技术的有限元分析方法被广泛应用于口腔医学领域。

由于图像合成技术的成熟，所以建立在可视化牙齿模型三维重建基础上的三维有限元方法越来越受到学者们的关注。

最初，人们是应用各种实验和力学计算方法对口腔内磨牙的应力分布进行研究，但因模型的粗糙、单一以及各组织部位不能紧密结合，所以造成后期分析不全面、不精确。

近年来随着计算机技术的不断提高，这些问题得到了解决。

本实验研究，采用了先进的Mimics、Geomagic Studio 7等图像处理软件，HyperMesh网格自动划分软件，通过特定的MSC.MARC有限元软件建立了下颌第一磨牙三维有限元模型。

1材料和方法1．1材料：标本的选择：选择牙列完整、咬合关系正常、无牙周疾患及牙槽骨吸收、无后牙牙体缺损及明显磨耗的成年男性志愿者1名，进行下颌第一磨牙三维形态数据测量。

1．2方法1．2．1CT扫描：检测者取仰卧位，微张口，颏部抬高，采用Philip Tomoscan CT扫描机进行扫描，扫描截面尽可能与牙体长轴垂直，约从下颌颏部下缘起始，至磨牙牙冠1mm平面止，扫描间距为0.70mm，共获得40张断层影像。

1．2．2 CT图像处理：将DICOM格式导出的CT影像经挑选共获得22张影像位图，通过Photoshop、以及白编的Matlab程序进行降噪、增加清晰度和对比度的处理，以BMP格式最后保存。

三维牙颌模型的牙齿形状建模方法

三维牙颌模型的牙齿形状建模方法一、介绍三维牙颌模型的背景和意义- 三维牙颌模型在口腔修复和矫正中的应用- 牙齿形状建模对于数字化牙齿治疗的重要性二、牙齿形状建模的基本步骤- 数据预处理：概述采集数据的方法和数据清理的过程- 牙齿分割：采用图像分割算法将牙齿从模型中分离- 牙齿曲线提取：利用数学方法提取牙齿的边界和轮廓曲线- 牙齿形状重建：使用曲面重建算法将分割得到的牙齿的曲线重建为三维曲面模型三、牙齿形状建模的关键技术及其实现方法- 牙齿轮廓曲线提取：介绍边缘检测、形态学处理等轮廓线提取的方法- 曲面重建：介绍基于多边形网格的曲面重建方法和参数化重建方法四、牙齿形状建模的应用- 牙齿修复和矫正中的应用实例- 数字化口腔医学中的应用实例五、总结和未来展望- 对牙齿形状建模方法的总结和评价- 针对未来研究的方向和展望：进一步提高建模精度、加强应用领域的拓展等。

三维牙颌模型的牙齿形状建模方法在数字化牙齿治疗中发挥着重要的作用。

数字化牙齿治疗已经成为当今牙科行业发展的趋势和方向，通过数字化的方式实现牙齿治疗，能够提高治疗效率、减少治疗的时间和费用、提升患者的舒适度。

三维牙颌模型是数字化牙齿治疗的基础，也是数字化治疗中最核心的部分。

牙齿形状建模就是创建三维牙齿模型的一部分，通过牙齿的形状、颜色、纹理等特征的捕捉和估计，将其转换成计算机中可处理的数字信息，最终实现对牙齿形状和功能的重建和矫正。

牙齿形状建模的意义在于，通过数字化手段实现牙齿的快速精准建模，能够提高牙齿矫正的效率和精度。

与传统的口腔扫描技术相比，三维牙颌模型技术不但能记录更加精细的口腔信息，而且可以实现口腔模型的数字化存储，在治疗过程中利用计算机模拟，提高修复与矫正的效果，减少牙齿掉落率，并使口腔修复和矫正的效果更加自然和美观。

数字化牙齿治疗的应用也非常广泛，主要包括以下几个方面：一、口腔修复：口腔修复是数字化牙齿治疗的重要应用之一，通过三维牙颌模型技术可以实现电脑辅助设计(CAD)和计算机数控制造(CAM)技术的应用，减少了模型制备的时间和技术难度，同时提高了修复设备的精度，大大提高了患者的口腔修复效果。

三维有限元分析在口腔医学领域的应用及研究进展

1 三维有限元的发展史
1943 年纽约大学教授 Richard Courant[1] 首先提出了有限元分析基本思想。1956 年特纳等 [2] 研究学者，在航空领域第一次应用了有限元分析。在 20 世纪 60 年代早期，Clough[3] 教授首先提出了有限元的概念，经过 30 多年的发展历程，理论和算法都已得到了完善。1969 年 Friedenberg[4] 首次在医学领域应用有限元分析，然后有限元分析的作用在医学领域中得到充分利用。1973 年， Thresher[5] 和 Farah[6] 分别使用有限元法分析牙齿及牙周韧带应力分布，有限元分析在口腔医学领域中应用的前奏正式开启。周书敏等 [7] 人首次在中国进行有限元分析的应用，是对人牙根尖区牙周韧带应力分布进行三维有限元研究，它为口腔生物力学研究的可视化的建模、求解和分析等提供了强有力的支持。
2 有限元分析在口腔内科领域的应用研究
三维有限元分析可以建立真实再现实体形状的几何模型，并可以决定其研究结论是否科学和实用，为牙体牙髓治疗进行生物力学研究提供了一个良好的实验基础。目前，大量学者对牙髓治疗过程中根部折裂进行了三维有限元研究。曾有报道指出 [8]，纵向根折裂可引起牙髓治疗失败，且根充过程中过大的压力是引起牙根纵裂的最主要的原因。众所周知，侧压充填法和垂直加压充填法是两种常用的根管充填方法。以往的文献报道指出，造成无髓牙牙根纵裂的最主要原因是由于侧方加压时产生的高应力。2007 年，一些学者进行有限元分析研究结果显示，在相同的加载压力下，侧向加压产生的应力小于垂直加压产生的管壁应力。2011 年张燕，秦晓红等人 [9] 通过有限元分析实验研究认为在

修复牙三维有限元力学建模

修复牙三维有限元力学建模1.引言1.1 概述概述是对整篇文章的概括和总结，它主要介绍了文章要探讨的主题以及相关背景信息。

在本篇文章中，我们将探讨修复牙的三维有限元力学建模方法。

修复牙是一种常见的牙齿治疗方式，它旨在修复和恢复因牙齿缺陷、损伤或腐蚀而引起的功能和美观问题。

近年来，随着计算机技术和三维建模技术的不断进步，三维有限元力学建模成为了修复牙的重要方法之一。

该方法通过将修复牙模型离散为许多小区域，并在每个小区域内应用力学原理进行计算，以预测修复牙在不同条件下的力学行为。

通过这种建模方法，我们可以更好地了解修复牙的稳定性、变形情况以及应力分布等重要参数，从而指导临床操作和修复设计的优化。

本文首先介绍了修复牙的意义，指出牙齿缺陷对个人咀嚼功能、口腔健康和外观美观的重要影响，同时强调了修复牙具有的重要性和必要性。

接着，我们将详细介绍三维有限元力学建模的原理，包括离散化方法、力学模型的建立以及求解方法等方面的内容。

通过深入了解建模原理，我们能够更好地理解三维有限元力学建模在修复牙中的应用。

最后，在结论部分我们将总结修复牙三维有限元力学建模的优势，包括提供了更准确的力学分析结果、指导了修复设计的优化和提高了临床操作的精确度等方面。

此外，我们还将探讨未来发展方向，包括进一步改进建模方法、结合其他模拟技术以及应用于更复杂的修复牙情景等方面。

通过本文的研究，我们希望能够增进对修复牙三维有限元力学建模方法的理解，为临床实践和修复设计提供科学依据，进一步提升修复牙的质量和效果。

1.2文章结构文章结构部分将主要介绍本篇文章的章节划分和内容安排，以让读者了解整个文章的组织结构和内容概要。

在本文中，文章结构部分将包括以下内容：本文分为引言、正文和结论三个部分。

1. 引言部分：- 1.1 概述：对修复牙三维有限元力学建模的背景和意义进行简要介绍。

- 1.2 文章结构：本部分，将详细说明本文的章节划分和内容安排。

- 1.3 目的：明确本文的研究目标和意图。

三维有限元法在正畸生物力学中的研究进展

【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌａｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ：Ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ；Ｏｔｒｈｏｄｏｔｉｎｃｓ
有限元法（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ，ＦＥＭ）概念于２０世纪６０
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂｅｃａｕｓｅｏｆｇｒｅａｔｐｏｗｅｒ．Ａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｆｕｌｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｍａｎｙｃｏｍｐｌｅｘｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｌｙａｓｉｓ．Ｉｎｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ。ｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｐｌａｙａｎｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅｒｏｌｅ．ＴｈｉｓｅｓｓａｙｉＳｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｂｏｕｔｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｌｆｏｔｈｒｏｄｏｎｔｉｃｓ．

三维有限元法在口腔正畸中的研究进展

三维有限元法在口腔正畸中的研究进展
王禹;李惠琴;杨敏;李娜
【期刊名称】《中外医学研究》
【年(卷),期】2023(21)7
【摘要】口腔正畸的过程就是作用力体现的过程,所以口腔正畸的研究离不开生物力学分析。

随着电子计算机的迅速发展及各种分析软件的推广和应用,三维有限元法逐渐成为口腔正畸生物力学研究中常用的一种经典力学分析方法。

其主要是对口腔正畸领域中复杂且受实验条件约束的生物力学问题进行模拟建模,根据实验需求对其进行约束加载并求解,进而计算出模型整体及局部的应力大小和位移变化。

该方法具有独特的技术优势和重要的临床指导意义。

本文主要对近年来三维有限元法在口腔正畸中的固定矫治、无托槽隐形矫治、微种植体支抗的研究进行综述。

【总页数】4页(P166-169)
【作者】王禹;李惠琴;杨敏;李娜
【作者单位】川北医学院附属医院;川北医学院
【正文语种】中文
【中图分类】R78
【相关文献】
1.牙颌组织三维有限元模型在口腔正畸中的研究进展
2.三维有限元法在口腔正畸中的应用和展望
3.三维有限元法在正畸生物力学中的研究进展
4.三维有限元法在口腔正畸学中的应用进展
5.三维有限元法在口腔正畸学中的应用进展
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上颌骨前牵引的三维有限元研究进展_席兰兰

中华临床医师杂志（电子版） 2012 年 11 月第 6 卷第 22 期 Chin J Clinicians（ Electronic Edition），November 15，2012，Vol． 6，No． 22
·7367·
·综述·
上颌骨前牵引的三维有限元研究进合畸形，约有 21% 的患者是由于上颌后缩而下颌发育基本正常。临床上常用口外上颌骨前方牵引器来矫治替牙期或乳牙期上颌骨发育不足为主的骨性前牙反牙合［1］。有临床研究发现经过 8 ～ 12 个月的上颌骨前方牵引矫治，上颌骨可以向前获得约 2 ～ 4 mm 的距离［2］。上颌骨前方牵引矫治器通常利用额、颏、枕等部位作为支抗，施力与上颌骨，其主要作用机制是通过重力的牵引，影响颅面骨缝的改建，刺激上颌骨矢状和垂直向的生长，从而达到矫正上颌发育不足的目的［3］。
一、有限元分析法有限元法是一种与现代计算机技术紧密相关的计算应力的分析方法，它是应用弹性理论来求解研究对象的应力分布值。一个任意连续的物体都可以有无限的自由度，所以很难对其各点的受力进行分析研究。有限元法使用节点和单元的概念将一个物体的自由度从无限转变为有限，因而大大降低了研究的复杂程度。它通过将连续的弹性体分割成有限单元，用其结合体代替原弹性体并逐个研究每个单元的性质，最终确定外力作用与节点位移之间的平衡方程。即通过逐一研究每个单元的性质，从而获得整个弹性体的性质［7］。最终达到我们分析物体应力、应变以及各种机械力学特性的目的。随着研究的深入，有限元法被应用于口腔生物力学的各个方面的研究，如牙体组织、牙周支持组织、各种修复体、种植体、正畸和颅颌系统应力分析等［8］。二、三维有限元建模方法想要利用有限元法进行科学的计算和分析，首先需要建立

牙颌三维有限元模型生成方法的探讨

牙颌三维有限元模型生成方法的探讨
魏洪涛;张天夫;曾晨光;刘英;刘景新
【期刊名称】《吉林大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2000(026)002
【摘要】目的:研究建立牙颌三维有限元模型的新途径.方法:利用牙及牙颌的系列CT截面影像、工程扫描仪系统、计算机辅助设计软件和Super SAP有限元程序,建立三维有限元模型.结果:该方法弥补了传统方法的不足,充分利用了CT片准确、相似程度高及扫描仪完整、直观、精确复制二维图像的优势,能够较准确处理口腔组织结构复杂的特点,建立一种更符合口腔生物力学研究的三维有限元模型.结论:此方法简单、方便、准确,确为一种有效的三维有限元模型生成方法.
【总页数】2页(P150-151)
【作者】魏洪涛;张天夫;曾晨光;刘英;刘景新
【作者单位】白求恩医科大学第三临床学院口腔科,吉林,长春130031;白求恩医科大学第三临床学院口腔科,吉林,长春130031;解放军第461医院工作;白求恩医科大学第三临床学院口腔科,吉林,长春130031;白求恩医科大学第三临床学院放射线科【正文语种】中文
【中图分类】R783
【相关文献】
1.牙颌组织三维有限元模型在口腔正畸中的研究进展 [J], 李冬梅;李金源;张彬;冯宝华
2.计算机图象分析系统处理系统截面影象建立牙颌三维有限元模型 [J], 巢永烈;黄隆庆
3.成人骨性Ⅲ类水平型偏颌患者牙颌三维对称性分析 [J], 张凯莉;谭晓明;刘东旭
4.个性化牙颌组织三维有限元模型库的建立 [J], 张富强;魏斌;于力牛;王成焘
5.牙颌组织及修复体三维几何学、有限元模型的设计 [J], 张富强;魏斌;李玲
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下颌第一磨牙三维有限元应力分析中期报告

下颌第一磨牙三维有限元应力分析中期报告
本文旨在对下颌第一磨牙进行三维有限元应力分析的中期研究报告。

研究旨在探讨下颌第一磨牙在正常咀嚼状态下的应力分布，以及不同咀
嚼方式和颌骨形态对下颌第一磨牙应力的影响。

研究方法：
首先，使用CT扫描和三维建模技术，对下颌第一磨牙和周围颌骨进行了三维模型的构建。

接着，通过有限元软件ABAQUS，对下颌第一磨
牙在不同咀嚼状态下的应力分布进行了模拟，并计算了最大主应力、最
小主应力、最大剪应力等应力参数。

研究进展：
目前实验已经进行到了应力分析阶段。

通过模拟计算，得到了下颌
第一磨牙在正常咀嚼状态下的应力分布情况。

初步结果表明，下颌第一
磨牙在咀嚼过程中会受到较大的应力影响，主要分布在牙冠颈交界处和
根部。

这与先前的研究结果相符，说明实验方法和数据处理流程是正确的。

进一步研究：
下一步实验计划将会对不同咀嚼方式和颌骨形态对下颌第一磨牙应
力的影响进行探讨。

同时，还会对比不同牙冠高度和形态对下颌第一磨
牙应力分布的影响。

希望通过这一研究，可以为牙齿种植和正畸等领域
提供一定的应用价值。

上颌前牙内收力系的三维有限元研究的开题报告

上颌前牙内收力系的三维有限元研究的开题报告一、研究背景上颌前牙是口腔的关键部位，其位置、形态和健康状态对口腔美观和功能起着重要作用。

然而，上颌前牙内收现象较为普遍，严重影响了患者的口腔美观和功能，特别在口腔正畸治疗中更为常见。

目前，对于上颌前牙内收的治疗方法以及其治疗效果的评估仍然存在许多争议，临床的治疗效果也较难预测。

因此，有必要对上颌前牙内收的病因以及治疗方法进行更深入的研究，以便能更好地应对该病症的治疗。

二、研究内容本研究旨在运用有限元方法对上颌前牙内收现象进行分析和计算，通过三维有限元模型，分析力系和应力分布，探讨上颌前牙内收与牙冠微动力学以及周围牙槽骨力学的关系，并对现有的上颌前牙内收治疗方法进行检验。

具体研究内容包括：1. 建立三维有限元模型。

通过三维成像技术获取上颌前牙的数字模型以及周围组织的结构信息，运用有限元方法重建三维模型。

2. 分析上颌前牙内收下牙周围牙槽骨的受力规律。

通过有限元计算得到上颌前牙内收过程中周围牙槽骨的应力分布规律和力学特性，并与现有的研究进行对比。

3. 研究牙冠微动力学特征。

通过有限元模拟分析上颌前牙内收过程中上颌前牙与周围牙之间的微动力学特征。

4. 探究不同治疗方法对上颌前牙内收的影响。

通过有限元模拟，分析不同的牙套治疗方法在上颌前牙内收治疗中的效果，并结合实际临床数据进行验证。

三、研究意义通过对上颌前牙内收力系的三维有限元分析，可以深入探究上颌前牙内收的病因和治疗方法，从而提高治疗效果和减少患者不适，具有以下意义：1. 提高对上颌前牙内收的治疗效果和预测。

通过模拟不同牙套治疗方法和手术方案，提高治疗效果，降低并发症发生率，改善患者的口腔美观和功能。

2. 探究上颌前牙内收的机理，对于深入研究牙齿运动学和力学学有一定的意义。

3. 拓展有限元在口腔医学领域的应用，提高口腔医疗科技的水平，为发展数字化口腔医学做出探索。

四、研究方法本研究将在医疗数据处理软件（Mimics、Ansys Workbench等）中建立三维模型，利用Ansys软件中的有限元方法进行模拟和分析，以模拟不同牙套治疗方法，并对模拟结果进行数据分析、对比和验证，从而得出上颌前牙内收的治疗方法和病因分析。

三维有限元在正畸领域的研究进展

三维有限元在正畸领域的研究进展陈迪;谭军;曲虹;纪文婷【摘要】近些年来有限元分析法已经成为正畸材料开发和研制的重要研究手段之一.在口腔正畸生物力学中,三维有限元主要应用于牙齿及颌骨在矫治力作用下瞬间转动中心位置的研究,矫治力作用下牙周组织应力的研究,矫治器力学性能的分析,口颌系统功能的研究,生长发育研究.本文对三维有限元在正畸领域的研究进行概述.%In recent years, 3D finite element analysis has become an important research method in orthodontic materials research and development. In orthodontic biomechanics, this method is mainly used in the research of instantaneous rotation center position of the teeth and jaw under orthodontic force, the research of the stress of periodontal tissues under the corrective-force, the analysis of orthodontic appliances mechanical property, the research of the Slomatognalhics function, the research of growth and development. This paper is an overview of 3D finite element analysis'application in orthodontics.【期刊名称】《大连医科大学学报》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】4页(P405-408)【关键词】三维有限元;口腔正畸;口腔生物力学【作者】陈迪;谭军;曲虹;纪文婷【作者单位】大连医科大学口腔医学院,辽宁大连116044;大连医科大学附属第二医院口腔科,辽宁大连116027;大连医科大学口腔医学院,辽宁大连116044;大连医科大学口腔医学院,辽宁大连116044【正文语种】中文【中图分类】R783.5有限元法最早于1956年在航空工业中应用获得了成功，此后被广泛应用于工程技术的各个领域。