X線頭影測量法(x-ray cephalometrics method,RCM)是一種經(jīng)典的、主要的顱頜面形態(tài)研究手段,已成為正頜正畸的臨床診斷與治療的重要手段,但RCM方法學(xué)有其本身的局限性。有限元分析方法(finite element method,F(xiàn)EM)作為一種在工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的有效而可靠的數(shù)值計算方法。Booksein首次將FEM用于顱頜面生長的形態(tài)學(xué)研究。FEM克服了RCM很多不足,它能對顱頜面形態(tài)進(jìn)行可靠、精細(xì)的分析,是一種很有發(fā)展前景的分析手段。
采用三角形常應(yīng)變單元作為單元形式,將X線頭顱定位片上的顱頜面軟組織劃分成由許多三角形單元組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。與有限元分析有關(guān)的有:①單元和節(jié)點;②應(yīng)變張量;③應(yīng)力應(yīng)變。我們將30個節(jié)點組成25個三角形單元進(jìn)行算,針對每個小單元,主要計算如下參數(shù):①最大主應(yīng)變:每個單元中相對于初始構(gòu)形變形后所有方向中應(yīng)變份量最大值。②最小主應(yīng)變:每個單元中相對于初始構(gòu)形變形后所有方向中應(yīng)變份量最小值。③單元的大小變化=(最大主應(yīng)變+最小主應(yīng)變) 2。④單元的形狀變化=最大主應(yīng)變-最小主應(yīng)變 2。⑤單元形態(tài)變化為大小變化與形狀變化之和。⑥單元的面積比率=變形后面積與變形前面積之比。同時,還計算了每個節(jié)點的位移變化,并進(jìn)行比較。
系統(tǒng)的組成 本研究所用計算機(jī)為PⅢ450,其硬盤8.4g,內(nèi)存128MB,計算機(jī)主頻為450MHZ,顯示器分辨率800×600。另配日本產(chǎn)DT-4103型圖形數(shù)字化儀一臺,HP-200打印機(jī)一臺。數(shù)字化儀的有效區(qū)域為384 mm×384mm,分辨率為0.1mm。
系統(tǒng)的程序構(gòu)成 系統(tǒng)啟動、病例資料輸入、有限元運算、輸出打印、有限元圖形及數(shù)據(jù)顯示。
將正頜外科軟組織二維形態(tài)有限元系統(tǒng)應(yīng)用于5種術(shù)式下正頜外科手術(shù)患者63例,其中:①上頜Le FortⅠ型截骨前徙患者12例,男7例,女5例積,導(dǎo)致上唇凹部22單元區(qū)域被顯著壓縮變。簧洗窖啦蹅(cè)軟組織顯著后移,并且輕度上移,上唇凹并未變淺,反而加深;上唇唇紅部各點位移最大,其次是牙槽側(cè)軟組織各點及上唇凹點。
下頜后退術(shù)(單元1~15,25):單元變化以形狀變化為主。以上說明下頜后退使頦部單元5~8所在區(qū)域軟組織受牽拉機(jī)械力作用厚度顯著增加,同時單元5區(qū)域形態(tài)發(fā)生明顯變化。下唇基部厚度增加,頦唇形態(tài)變化較大。單元25面積增加,形態(tài)發(fā)生了一定變化,表明下頜后退手術(shù)對上唇紅形態(tài)有較大影響;下頜整體后下移動,頸上點,頦下、頦頂點隨之后下移位,頦唇溝點也向后下移位,頦唇溝加深。受下唇影響,上唇部下降后移;頦頂點移位最大,頸點移位最小。
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