3.1 建立OSAHS患者下颌骨、颞下颌关节及上气道等的三维有限元模型

3.1 建立OSAHS患者下颌骨、颞下颌关节及上气道等的三维有限元模型

采用层厚0.625 mm薄层CT扫描技术,以DICOM数据格式直接建模法建立模型。首先将CT图像以DICOM格式数据导入Mimics 10.01软件中,利用软件自带的阈值分割技术,根据不同灰度值对各组织进行边缘自动识别,进而区分骨骼、肌肉、气道、关节盘等不同组织。之后通过识别、空洞填补、3-D模型生成、网格划分等程序,建立了OSAHS患者包含下颌骨(皮质骨、松质骨)、颞下颌关节、上气道及周围毗邻结构的三维实体模型。利用逆向工程软件Imageware能识别的格式保存后,在Imageware中遵循点—曲线—曲面原则,对点云数据进行降噪、对齐等处理,并对点云进行B样条曲线及曲面创建、自由曲面的光滑化处理及建模,将此时得到的面模型导入Ansys 8.0软件进行前处理,获得体模型后进行网格划分。由于实体模型软组织建模的复杂性及其与周围组织连接困难,将连接舌骨以及气道之间的肌肉作为一个整体进行建模,对模型中肌肉与骨的连接部分进行共面处理,建立了OSAHS患者下颌骨、颞下颌关节、上气道及周围结构的三维有限元模型。根据实验分析需要,对模型进行材质赋予。设定模型中各材料和组织为连续、均质和各向同性的线弹性材料。实验各材料的弹性模量参阅文献并与Mimics软件赋值相结合,采用10节点的Solid 92四面体单元,提高了模型的相似性和准确度,分析结果更接近实际。经计算机划分网格后,得到骨密质、骨松质、肌肉和气道的单元数和节点数分别为:562920、50141、336789个单元,544929、84869、303134个节点。所建模型不仅具有较为良好的几何形态和相似性,还可方便地利用该模块化模型对模型进行修改,为后续研究打下基础。(https://www.daowen.com)