4.3 口腔医学中有限元模型的建立方法
有限元法1973年由Thresher[41]首先应用于口腔医学后，逐渐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，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能否实现的关键。有限元模型现在已从简单的二维结构分析扩展到三维立体分析，建模方法也由传统的磨片切片法发展到借助影像技术进行断层扫描，并使用计算机软件来构建。(https://www.daowen.com)
4.3.1 磨片切片法
磨片切片法建模一般包括模型的选取、模型切割、截面图像输入计算机、图像处理及图像分析等过程。该法往往难以表达比较复杂以及细微的结构，二维模型的建立大多较复杂，主观性大，耗费大量人力，误差来源多，且属于破坏性建模，目前已较少采用。
4.3.2 三维测量法
对牙颌模型进行扫描、全息照相，获取三维数据，在计算机中建成三维模型，再使用一定的数据接口，把CAD模型转到CAE软件中进行数值分析，生成的有限元模型的精度与数据采集的精度密切相关。目前常用非接触式激光扫描，该方法不与所测物体直接接触，测量精度高、速度快，能够反映牙颌模型的表面形态[60]。目前该方法的发展趋势是利用非接触方式从患者口腔直接提取数据，再用于全瓷冠修复的CAD/CAM设计，方向是提高口腔修复体的自动化生产程度和生产效率[61]，其缺点是只能得到表面数据，无法反映组织内在的材料特性。此外，该方法成本较高，数据处理时间较长。
4.3.3 CT图像处理法
CT扫描建模的一般过程为：（1）获得建模的原始数据。（2）输出二维图像。以前的方法多将胶片进行扫描、摄像，把图像信息转为数值信息输入计算机。目前较新的方法是把CT数据转化为BMP格式输入计算机。（3）借助图形软件绘制外轮廓线位图。（4）在轮廓线的基础上建立三维有限元网格模型[62]。CT扫描建模的优点：（1）不损坏模型。（2）分辨率高，适用于任何复杂形态和各种密度的三维结构。（3）扫描图像解剖结构清晰可辨，精确度高。（4）实用、简单、误差小，可重复使用。
4.3.4 基于医学图像通信标准数据建模法
CT建模虽然使用了CT扫描产生的数据，但是并未真正深入到CT数据的本质。有学者研究开发了基于医学图像通信标准（digital imaging and communications in medicine，DICOM），以存储格式的图像处理软件，此类软件不仅可以直接读入CT机输出的数据文件，将其存储在计算机中，还可以改善CT图像质量；采用高斯滤波进行图像平滑以减少噪声，同时采用sobel梯度算子检测边缘。患者完成CT扫描后，不必生成胶片，大量的数据信息可依照DICOM标准进行网上传输或文件存取。口颌组织建模时，一般过程为：（1）CT或MRI扫描。（2）DICOM数据的读取。（3）图像分割。（4）轮廓提取并生成轮廓曲线。（5）完成有限元建模。此法简化了以往CT建模的程序，直接进行数据的存取和传输，避免了数据和信息的丢失，实现了高度自动化的计算机辅助有限元建模[69]。
本研究通过螺旋CT扫描获得精确的OSAHS患者上气道DICOM格式的图像信息，采用Mimics三维建模软件和Ansys有限元分析软件建立OSAHS患者上气道的三维有限元模型，为促进OSAHS的生物力学分析打下基础。