咀嚼肌對牙齒咬合力影響的生物力學模型

《咀嚼肌對牙齒咬合力影響的生物力學模型》是依託北京大學，由許天民擔任負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：咀嚼肌對牙齒咬合力影響的生物力學模型
• 項目負責人：許天民
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：專項基金項目

項目摘要

咀嚼功能對牙頜發育及顱面形態的改建具有十分重要的意義，然而咀嚼功能十分複雜，因人而異，現有研究手段只能假定咬合力後分析牙周的應力應變分布，忽略了個體咀嚼肌形態、強弱，咀嚼運動等對牙列的影響。由於缺乏研究手段，正畸界對咀嚼系統功能與形態關係的研究十分有限。隨著計算機三維虛擬現實技術、現代三維有限元技術及動態生物力學技術的發展，深入探討口頜系統功能對形態影響的研究已成為可能。本研究擬在我們以往建立的牙頜面硬組織三維數字模型的基礎上，藉助於核磁共振獲取咀嚼肌的三維數字影像，研究其準確附麗於硬組織數字模型的方法，從而形成包含上下頜骨、全口牙齒、顳頜關節、咀嚼肌、關節韌帶等軟硬組織結構的咀嚼系統虛擬現實模型；在此基礎上，研究咀嚼肌的生物力學性能、準確記錄下頜運動、實際測量咬合力在不同頜位時的（牙合）力分布，將上述結果以數學模型的方式賦予咀嚼系統的虛擬現實模型，並通過重複實驗驗證該生物力學模型的可靠性

結題摘要

咬合力是正畸矯治力的重要組成部分，其大小、方向和分布受到個體化咀嚼系統的影響。本項目根據三維雷射掃描牙列影像及螺旋CT掃描顱面部影像，使用Rapidform和Amira三維圖形處理軟體進行牙齒、頜骨和肌肉的影像分割、重建和配準，建立了包括上下頜骨、全口牙列和四對咀嚼肌（顳肌、咬肌、翼內肌、翼外肌）的三維靜態咀嚼系統模型，並與Arcus digma記錄的個體化三維六自由度下頜運動數據相結合，利用Matlab軟體計算出下頜骨運動中的平移量和旋轉量，導入Amira軟體中虛擬再現咀嚼系統模型開閉口、前伸和側方的下頜功能運動。咀嚼系統模型經Geomagic studio圖像處理，進一步導入Ansys軟體中建立三維有限元模型，分析了咀嚼肌隨下頜運動的形態變化。該研究初步建立了基於三維影像、下頜運動數據和有限元方法的個體化功能性咀嚼系統模型，為進一步探討咀嚼肌對咬合力影響的生物力學分析奠定基礎。研究成果發表在“中國科技論文線上”上。