1.2 三维有限元分析方法在口腔医学中的应用
有限元法（finite element method，FEM）是一种实用、有效的理论应力分析方法。该方法首先把连续的弹性体分割为有限个单元，以其结合体来代替原弹性体，然后借助计算机进行数据的处理及运算，对连续体离散成的有限个单元进行力学分析，并由此获得整个连续体的力学性质特征。简言之，就是化整为零分析，积零为整研究[38]。
有限元法有以下主要优点：
（1）有限元法能够给出所需模型任一部位的应力和位移状况。
（2）有限元法不仅能够给出数值结果，还能由计算机自动绘出立体图像。
（3）一旦生物医学模型被转化成数学力学模型，就可反复使用同一模型进行各种加载状况的计算，保证了模型的完全相似。
（4）同一种计算机程序，还可用来对多种不同的模型进行计算分析。
（5）由于使用了计算机手段，庞大数据的处理变得较为容易，计算结果准确，省时省力。
自1943年Courant首先提出有限元基本思想[39]，1956年Turner将有限元法在航空工业首次运用成功起[40]，有限元法便被广泛应用于工程技术的各个领域。1973年Thresher[41]首先将有限元法应用于口腔医学，现已成为口腔生物力学研究领域中一种有效的分析工具，显示出极大的优越性，为口腔疾病治疗、医疗器械的优化设计等提供了理论依据。早期为二维有限元分析，随着生物力学及计算机技术的快速发展，三维有限元分析展现了广阔的应用前景。各种功能强大的有限元分析软件如NASTRAN、ASKA、SAP、Ansys、MARC、Abaqus等和三维设计软件如UG、Pro/E等的开发，使有限元分析技术得以应用于各种复杂问题的研究。目前，三维有限元应力分析方法在口腔生物力学中的应用越来越广泛，包括正常牙及颌骨三维有限元模型的建立及应力分析、在牙体牙髓病学中的应用、在口腔颌面外科中的应用、在口腔修复学中的应用和在口腔正畸学中的应用。
1977年Yettramm[42]首先建立上颌中切牙的二维有限元模型，1988年Tanne等[43]首次建立上颌中切牙的三维有限元模型，国内学者也纷纷运用有限元的方法建立了口腔正常牙及颌骨的三维有限元模型[44-45]，为口腔生物力学分析打下了基础。三维有限元分析法在牙体牙髓病学中的应用主要是龋洞的修复、充填材料对应力分布的影响及对根管治疗的研究等，国内外学者对此也做了很多的研究[46-47]。三维有限元分析法在口腔颌面外科中的应用主要集中于颌骨骨折和口腔种植领域，对此也有很多文献进行了报道[48-49]。选择合适类型的修复体、优化各种修复体的设计对义齿的成功修复至关重要。基牙及牙周组织的受力分析、修复材料特性对修复体的影响和修复体结构的力学分析等方面，也一直备受修复领域众多学者的关注。有限元法在此类临床问题模拟分析中的应用越来越广泛，也成为修复学的理论基础之一[50-52]。有限元法在正畸学领域的应用始于20世纪80年代，早期为二维有限元分析，现多进行三维有限元分析。目前生物力学在正畸学中重点研究的是矫治力传递所致应力分布及其规律，以探索矫治机制。三维有限元法作为一种有效的手段，可以逼真地建立三维牙体组织模型，并赋予其生物力学材料特性，使生物力学成为口腔正畸学的重要理论与临床技术基础，在临床操作时，为实现确定的矫治目标、施加正确的矫治力提供参考[53-54]。三维有限元分析方法，为研究口腔医学中的有关基础性问题、解决口腔医学中的临床实际问题、发展口腔临床技术手段提供了力学基础，在口腔生物力学的研究发展中正占有愈来愈重要的地位。
三维有限元法是目前口腔生物力学研究中最先进有效的一种生物力学分析方法，而建立高真实度和精确度的三维有限元模型是有限元分析的前提。近年来，三维有限元分析方法广泛应用于医学各学科许多疾病方面的研究，但应用于OSAHS的研究报道并不多见。基于此，本研究根据OSAHS患者上气道的CT临床资料，对OSAHS患者的上气道结构进行三维重建，并在此基础上建立三维有限元数值模型，为OSAHS患者上气道生物力学分析打下基础，以期深入了解OSAHS的发生机制以及为口腔矫治器治疗OSAHS的优化设计等提供理论依据，同时探索一种新的研究OSAHS的方法，为以后的研究提供一种新的思路。