運用三維有限元法進行口腔正畸矯治的觀察分析

薛麗燕

（大連市口腔醫院，遼寧 大連 116600）

隨著X線斷層攝影技術與微型計算機的不斷進步和發展，三維有限元建模技術被應用于口腔正畸治療中，即便患者的牙頜組織非常復雜，也可實現建模，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，在患者牙頜形態十分復雜的情況下，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[2-3]。本文主要分析三維有限元法在口腔正畸矯治中的應用價值，現將研究情況報道如下。

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計學意義（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進行矯治，患者需行X線片檢查，并做好牙模準備工作，同時還需實施分牙、拔牙等各項操作，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后，可蝕刻，并將粘結材料加入其中，選取弓絲，結扎于牙套上，完成矯正30 d后，需返院復診，對其定型與調整后，可摘除牙套。

1.2.2 觀察組：利用有限三元法治療，首先需做好網格劃分操作，并對待解區進行分割，確保其屬于有限單元集合，網格的主要由四面體、節點、單元組成，分析節點力與節點位間的關系，分析多單元形成整體，并明確節點位移數據。建數學模型，并使用CT儀對二維圖像進行獲取，并將圖像數據，利用三維有限元軟件進行分析后，便可形成三維有限模型。以患者上下頜骨、牙體組織、顱頜面修復情況為依據，對矯治方式進行選擇，主要利用mbt直絲弓矯治器，完成矯治時間達半個月后，需返院復診。

1.3 矯正效果評價標準。優：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，無畸形現象，且未出現不良反應，美化效果非常好。良好：患者經矯正治療后，無不適度感，畸形現象有明顯改善。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 統計學方法：對本組研究的數據采用SPSS16.0統計軟件進行分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，采用t檢驗，對計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

見表1。觀察組中有26例矯正情況為優，7例患者矯正情況為良，1例患者矯正情況較差，總優良率為97.1%；對照組中有20例矯正情況為優，8例患者矯正情況為良，6例患者矯正情況較差，總優良率為82.4%。觀察組矯正優良率高于對照組，對比差異顯著，具有統計學意義（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中的應用非常廣泛，這種分析法于1954年被提出，關鍵在于建立模型，模型的力學、幾何相似性與網格劃分，均關系到計算結果?？谇唤M織的組成非常復雜，且形態具有不規則的特征，在建模與采集數據方面難度較大。國內與國外學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用，并且拓展了應用范圍，利用它可建立逼真的牙槽骨牙周模型與牙體組織模型[4]。

有限元力學模型的基礎就是實驗，首先需要對牙頜組織進行獲取，并以牙頜組織為依據，建立組織模型，在獲取信息的過程中，需盡量準確，確保三維空間幾何數據的準確性，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獲取。牙體組織的計算與模擬較為復雜，將三維有限元法應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具有重要意義[5]。

畸形矯治的主要原理為將關外力施加于畸形頜骨上，或者將異常肌力去除，在牙周組織、機體頜骨等組織內部會有生物力學反應產生，便于改建產生組織學，可確保牙頜系統的正常發育以及功能平衡性。隨著口腔技術的進步與發展，種植體被應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行研究，當處于受力狀態時，支抗種植體會做復合運動。據相關資料顯示，即刻垂直加載的過程中，種植體周圍無法將骨應力集中，且無法均勻分布，于頰舌部位加載的同時，其應變、應力會有增大的跡象，且呈現為分布不均的情況[6]?，F階段，關于周圍骨組織與種植體如何結合，還有待進一步研究。

有限元法是一種將理論與現代信息技術相結合的分析方式，在口腔生物力學中得到了有效應用，可前景十分開闊。因人體組織具有材料非線性、結構不規則等特征，對計算機制圖能力與其性能也提出了較高要求?，F階段，在口腔領域中，有限元建模技術還有很大的提升空間，它已經由靜態轉變為動態，具備很多優越性，以后還將有更好的發展。若能夠將三維有限元法同其他方法相結合，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，對照組采用常規法治療，觀察組中有26例矯正情況為優，7例患者矯正情況為良，總優良率為97.1%，這表明采用三維有限元法對患者進行矯治，具有較高的安全性與可靠性，便于了解患者口腔內的具體情況，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，可大大提高矯治優良率，患者對于這種方式也更樂于接受，值得臨床推廣應用。

[1]趙璽,韓蕊,米叢波.三維有限元法在口腔正畸生物力學研究中的應用[J].中國實用口腔科雜志,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展[J].當代醫學,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中的應用進展[J].空軍醫學雜志,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用和展望[J].國際口腔醫學雜志,2013,40(6):804-807.

[5]張瑩,彭惠.三維有限元法在正畸生物力學中的研究進展[J].齊齊哈爾醫學院學報,2013,34(2):249-251.

[6]陳迪,譚軍,曲虹,等.三維有限元在正畸領域的研究進展[J].大連醫科大學學報,2012,34(4):405-408.