4.1 CT技术与三维有限元的结合

4.1 CT 技术与三维有限元的结合

现代影像技术可获得OSAHS患者上气道及其周围软组织结构和功能相关的高分辨解剖学信息,正在逐渐成为一种有力的研究工具[71]。三维影像技术对上气道及其周围结构立体逐层显示,磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)与CT均为三维水平的形态学工具,是较早用于认识OSAHS的手段之一,可以较准确地反映真实的上气道[72]。CT是目前国内外广泛应用的检查设备,其操作方便,功能完善,采用卧位检查,接近睡眠时的体位,能够较真实地反映睡眠中上气道的情况和潜在的阻塞部位。对OSAHS的研究采用CT检查方法相对简单易行,无创无痛,可反映OSAHS患者上气道生理及病理状态下的阻塞情况,检测结果对OSAHS患者治疗方案的选择、手术疗效的预估具有重要意义。螺旋CT及其智能化工作站使CT图像处理及数据传输更为方便,使CT在OSAHS的研究中显示了它的独特优势。MRI技术避免了放射线照射,软组织分辨率高,能够多层面多方位成像,在上气道检查中的应用也日趋广泛,但是MRI扫描需要时间较长,扫描过程中可能受到的干扰因素也较多,不易观察到每个呼吸周期上气道的动态变化,且费用昂贵等[73],这些因素使得它的应用不及CT普遍,但作为一种研究手段,MRI对软组织的显影具有其他影像学检查所不具备的优势,相信在今后的研究中可以与CT相结合发挥更大的作用。

近年来,有限元模型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。有限元分析自1973年Thresher[52]首先应用于口腔医学后,已成为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。基于此,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,并在此基础上进行有限元模型的加载分析,以期深入了解OSAHS的发病机理以及为口腔矫治器治疗OSAHS的优化设计等提供理论依据,并探索一种研究OSAHS的新的方法和途径,借此寻找更为方便、经济、高效的研究手段,为促进对OSAHS患者上气道的生物力学分析打下基础。