運(yùn)用三維有限元法進(jìn)行口腔正畸矯治的觀察分析

薛麗燕

（大連市口腔醫(yī)院，遼寧 大連 116600）

隨著X線斷層攝影技術(shù)與微型計(jì)算機(jī)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，三維有限元建模技術(shù)被應(yīng)用于口腔正畸治療中，即便患者的牙頜組織非常復(fù)雜，也可實(shí)現(xiàn)建模，便于為矯治提供條件[1]。通過三維有限元法，可確保建立有效的矯治模型，在患者牙頜形態(tài)十分復(fù)雜的情況下，通過建模，能夠使信息變得更為簡單化，為疾病治療防范提供依據(jù)[2-3]。本文主要分析三維有限元法在口腔正畸矯治中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)將研究情況報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料：以我院在2010年3月至2013年7月收治的68例口腔正畸矯治患者為研究對象，隨機(jī)將患者分為兩組，每組各34例病例，觀察組采用三維有限元法治療，男性19例，女性15例，年齡在17～56歲，平均年齡（32.26±9.75）歲。對照組采用常規(guī)治療法治療，男性18例，女性16例，年齡在18～55歲，平均年齡（33.75±9.14）歲。兩組患者在一般資料上無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 治療方法

1.2.1 對照組：以患者畸形狀況為依據(jù)進(jìn)行矯治，患者需行X線片檢查，并做好牙模準(zhǔn)備工作，同時(shí)還需實(shí)施分牙、拔牙等各項(xiàng)操作，完成上述操作后，便可將戴上牙套，便于矯正牙齒，待牙齒處于干燥狀態(tài)后，可蝕刻，并將粘結(jié)材料加入其中，選取弓絲，結(jié)扎于牙套上，完成矯正30 d后，需返院復(fù)診，對其定型與調(diào)整后，可摘除牙套。

1.2.2 觀察組：利用有限三元法治療，首先需做好網(wǎng)格劃分操作，并對待解區(qū)進(jìn)行分割，確保其屬于有限單元集合，網(wǎng)格的主要由四面體、節(jié)點(diǎn)、單元組成，分析節(jié)點(diǎn)力與節(jié)點(diǎn)位間的關(guān)系，分析多單元形成整體，并明確節(jié)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)。建數(shù)學(xué)模型，并使用CT儀對二維圖像進(jìn)行獲取，并將圖像數(shù)據(jù)，利用三維有限元軟件進(jìn)行分析后，便可形成三維有限模型。以患者上下頜骨、牙體組織、顱頜面修復(fù)情況為依據(jù)，對矯治方式進(jìn)行選擇，主要利用mbt直絲弓矯治器，完成矯治時(shí)間達(dá)半個(gè)月后，需返院復(fù)診。

1.3 矯正效果評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)：患者完成矯正治療后，對口腔部位與面部均起到了美化作用，無畸形現(xiàn)象，且未出現(xiàn)不良反應(yīng)，美化效果非常好。良好：患者經(jīng)矯正治療后，無不適度感，畸形現(xiàn)象有明顯改善。差：患者接受正畸治療后，矯正未起到明顯作用，與治療前相較變化不大。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：對本組研究的數(shù)據(jù)采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用t檢驗(yàn)，對計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

見表1。觀察組中有26例矯正情況為優(yōu)，7例患者矯正情況為良，1例患者矯正情況較差，總優(yōu)良率為97.1%；對照組中有20例矯正情況為優(yōu)，8例患者矯正情況為良，6例患者矯正情況較差，總優(yōu)良率為82.4%。觀察組矯正優(yōu)良率高于對照組，對比差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 兩組患者的矯正效果比較[n（%）]

3 討 論

有限元分析法目前在口腔生物力學(xué)中的應(yīng)用非常廣泛，這種分析法于1954年被提出，關(guān)鍵在于建立模型，模型的力學(xué)、幾何相似性與網(wǎng)格劃分，均關(guān)系到計(jì)算結(jié)果。口腔組織的組成非常復(fù)雜，且形態(tài)具有不規(guī)則的特征，在建模與采集數(shù)據(jù)方面難度較大。國內(nèi)與國外學(xué)者都致力于研究出一種有效的建模方法，近年來，三維有限元法在口腔建模中有著良好的應(yīng)用，并且拓展了應(yīng)用范圍，利用它可建立逼真的牙槽骨牙周模型與牙體組織模型[4]。

有限元力學(xué)模型的基礎(chǔ)就是實(shí)驗(yàn)，首先需要對牙頜組織進(jìn)行獲取，并以牙頜組織為依據(jù)，建立組織模型，在獲取信息的過程中，需盡量準(zhǔn)確，確保三維空間幾何數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這對于建模具有重要意義。國外有多種獲取方式，其中主要包括利用切片、磨片獲取，或者通過非接觸式三維形態(tài)獲取。牙體組織的計(jì)算與模擬較為復(fù)雜，將三維有限元法應(yīng)用于口腔正畸矯治中，可有效改善患者病情，這對于患者疾病的好轉(zhuǎn)具有重要意義[5]。

畸形矯治的主要原理為將關(guān)外力施加于畸形頜骨上，或者將異常肌力去除，在牙周組織、機(jī)體頜骨等組織內(nèi)部會有生物力學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，便于改建產(chǎn)生組織學(xué)，可確保牙頜系統(tǒng)的正常發(fā)育以及功能平衡性。隨著口腔技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，種植體被應(yīng)用于口腔正畸矯治中，使用三維有限元法對患者的腭部支抗種植體進(jìn)行研究，當(dāng)處于受力狀態(tài)時(shí)，支抗種植體會做復(fù)合運(yùn)動。據(jù)相關(guān)資料顯示，即刻垂直加載的過程中，種植體周圍無法將骨應(yīng)力集中，且無法均勻分布，于頰舌部位加載的同時(shí)，其應(yīng)變、應(yīng)力會有增大的跡象，且呈現(xiàn)為分布不均的情況[6]。現(xiàn)階段，關(guān)于周圍骨組織與種植體如何結(jié)合，還有待進(jìn)一步研究。

有限元法是一種將理論與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的分析方式，在口腔生物力學(xué)中得到了有效應(yīng)用，可前景十分開闊。因人體組織具有材料非線性、結(jié)構(gòu)不規(guī)則等特征，對計(jì)算機(jī)制圖能力與其性能也提出了較高要求。現(xiàn)階段，在口腔領(lǐng)域中，有限元建模技術(shù)還有很大的提升空間，它已經(jīng)由靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)，具備很多優(yōu)越性，以后還將有更好的發(fā)展。若能夠?qū)⑷S有限元法同其他方法相結(jié)合，便能夠使研究更為深入。

從本次研究中可看出，觀察組患者采用三維有限元法治療，對照組采用常規(guī)法治療，觀察組中有26例矯正情況為優(yōu)，7例患者矯正情況為良，總優(yōu)良率為97.1%，這表明采用三維有限元法對患者進(jìn)行矯治，具有較高的安全性與可靠性，便于了解患者口腔內(nèi)的具體情況，通過建模將患者口腔狀況變得更為明確，有針對性的采取治療措施，可大大提高矯治優(yōu)良率，患者對于這種方式也更樂于接受，值得臨床推廣應(yīng)用。

[1]趙璽,韓蕊,米叢波.三維有限元法在口腔正畸生物力學(xué)研究中的應(yīng)用[J].中國實(shí)用口腔科雜志,2011,4(2):116-118.

[2]李冬梅,李金源,馮寶華,等.牙頜組織三維有限元模型在口腔正畸中的研究進(jìn)展[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2011,16(7):24-25.

[3]武倩倩,趙桂芝,柯杰.三維有限元法在口腔正畸學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].空軍醫(yī)學(xué)雜志,2012,28(1):24-25+45.

[4]吳志芳,雷勇華.三維有限元法在口腔正畸中的應(yīng)用和展望[J].國際口腔醫(yī)學(xué)雜志,2013,40(6):804-807.

[5]張瑩,彭惠.三維有限元法在正畸生物力學(xué)中的研究進(jìn)展[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,34(2):249-251.

[6]陳迪,譚軍,曲虹,等.三維有限元在正畸領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2012,34(4):405-408.