4.1　建模方法

随着计算机可视化技术的快速发展，特别是计算机断层射线扫描成像（CT）和核磁共振成像（MRI）技术中二维医学图像的清晰获取，人体不能被完全描述的内部信息以及各脏器不易得到的相对空间中的位置关系，通过三维有限元模型的重建得到直观的表达，为医生临床实践提供直观的参照。这些因素促使三维重建技术在医学诊断及研究领域的应用日益增多。有限元分析法的基础是有限元模型的建立，模型的准确与否直接关系到研究的结果和意义。目前，有限元三维建模方法主要有磨片切片法、三维测量法、图像处理法和DICOM数据直接建模法[51]。

（1）磨片切片法。通过切割模型，逐层测绘断层外形坐标，把截面图像输入计算机，进行图像处理及分析。此方法过程复杂，会破坏模型，在切片时无法做到精确，主观性大，对一些复杂精细的结构无法准确表达。

（2）三维测量法。对模型采用扫描、全息照相的方法进行测量，获取三维数据，在计算机中建成三维模型。其缺点是成本较高，数据处理时间较长[52]。模型生成后还要进行数据转换，才能为有限元建模使用，只能得到表面数据，无法反映内在的组织结构特性。(https://www.daowen.com)

（3）图像处理法。采用CT扫描拍摄胶片，再经摄像、图像采集等多种手段对CT断层图像进行处理和转化，在反复操作过程中易因各种人为因素造成数据损失。

（4）DICOM数据直接建模法。此法简化了CT建模的程序，避免了对CT断层图像进行处理和转化的反复操作，直接进行数据的存取和传输，最大限度地保证信息和数据的完整和准确性，且数据和图像可重复使用。

本实验选用螺旋CT断层影像作为数据来源，采用DICOM数据格式输出，然后导入Mimics软件、Imageware逆向工程软件及Ansys有限元分析软件，直接进行数据读取和处理，避免人为或反复导入、导出造成数据失真或丢失，同时简化了以往研究中对CT断层图像进行处理和转化以提取其边缘轮廓线等繁琐过程，提高了模型的几何精准度和结构相似性，提高了建模的效率和可操作性，真正实现了自动化辅助建模[53]。实验使用三大软件相结合的方法，首次建立了OSAHS患者下颌骨、颞下颌关节（包含上气道及周围结构）的三维有限元模型。在建模过程中，实验涉及下颌骨、颞骨关节窝、下颌骨髁状突、舌骨的硬组织结构和肌肉、上气道等软组织，我们将模块化模型拟合成整体模型，并利用逆向工程软件对模型进行验证，证明模型有效，扩大了模型的应用范围。利用有限元分析法，对该模型加载下颌骨位置变化，观察髁状突的位置和表面应力变化，为临床利用口腔矫治器治疗OSAHS从颞颌关节方面提供理论基础。