【摘要】 目的：建立正常人下颌骨三维有限元模型，为以后的生物力学研究和分析奠定基础。方法：利用螺旋CT三维影像重建技术与三维有限元方法结合建立人下颌骨有限元模型。结果：获得良好的下颌骨三维有限元模型，并可模拟不同工作状况模型各部分的力学改变。结论：利用螺旋CT三维影像重建技术与三维有限元方法结合，建立正常人下颌骨三维有限元模型是切实可行的。

　　完整全面地认识TMJ的受力状况，了解髁状突在下颌承受机械负荷中所发挥的作用，是掌握颞下颌关节紊乱病(Temporomandibular joint disorders,TMD)发病和治疗机制的前提。然而，由于研究方法和手段的限制，对颞下颌关节(temporomandibular joint, TMJ)生物力学行为的认识一直未取得令人满意的成果。随着有限元理论

分析方法在这一领域的应用，对TMJ的应力分布及变化规律有了初步的认识。本研究目的在于利用螺旋CT维影像重建技术与三维有限元技术方法结合，建立正常人下颌骨三维有限元模型，为以后的生物力学研究和分析奠定基础。

　　1 材料和方法

　　选择牙列完整，咬合关系正常，无咬合障碍，后牙为中性，无任何TMD症状和体征的健康成年女性志愿者一例。

　　1.1 TMJ螺旋CT扫描和三维影像重建

　　采用Philip Tomoscan SR 7000型CT扫描机及Easy Vision CT/MR R2工作站进行TMJ和下颌骨螺旋CT扫描及三维图像重建和显示。螺旋CT扫描参数为螺旋层厚3mm，床进速度3mm/s，从髁状突到颏部连续横断扫描36层，重建薄层厚度1.5mm，选择骨组织窗观察断层和重建时的下颌骨。

　　1.2 下颌骨三维有限元模型的建立

　　选用MTV-1801CB(CCD Camera, MINTRON)摄像机，图像监视器和CA-P530伪彩色图像采集卡处理CT断层图片，分离出下颌骨，将CT扫描图像转化成计算机数字图像，再经自编程序转换为Auto-CAD 格式文件和真实坐标，借助Supper SAP前处理程序软件自动读取图像边界，并进行网格划分，以建立下颌骨三维有限元模型。

　　本研究分别考虑皮质骨和松质骨的材料特性，选取下颌骨外层单元作为皮质内弹性模量为1.37×104MPa,泊松比为0.30，选取下颌骨的内层单元为松质骨，弹性模量为7.93×103MPa，泊松比为0.30[1]。假设模型中各材料和组织为连续、均质、各向同性的线弹性材料。

　　关于咀嚼肌的确定，本研究选择与闭口及咬合运动有关的左右侧各四组共十六块肌肉：咬肌（深层和浅层），翼内肌，颞肌（分为前，中，后束），翼外肌（分为上，下头）。将这些肌肉用只受拉不受压的杆单元来模拟，与下颌骨连接。各肌肉起止点坐标及横截面积参考Faulkner等[2]和Osborn 等[3]的研究结果，如表1所示。肌肉弹性模量为8.2MPa,泊松比为0.40[4]。

表1　各咀嚼肌起止点坐标及横截面面积

咀嚼肌	起点坐标（cm）			止点坐标（cm）			横截面面积（cm）
	X	Y	Z	X	Y	Z
嚼肌浅层前	+/-4.66	6.13	0.00	+/-6.11	5.312	5.00	1.03
后	+/-4.52	7.63	0.00	+/-7.21	6.71	5.90	0.96
嚼肌深层前	+/-4.60	6.96	2.00	+/-7.21	7.21	5.90	0.74
后	4.88	8.00	2.00	+/-6.91	8.41	6.20	0.67
翼内肌前束	4.19	7.03	0.00	+/-2.61	6.31	2.80	0.59
后束	4.59	8.26	0.80	+/-2.21	7.31	3.90	1.33
翼外肌上头	+/-4.79	9.65	5.20	+/-2.91	7.71	6.10	0.89
中头	+/-5.00	9.33	5.20	+/-2.61	7.61	5.30	0.96
下头	+/-5.63	9.71	5.20	+/-2.50	7.31	4.30	1.03
颞肌中束	+/-4.74	5.69	4.80	+/-5.21	7.01	9.80	2.00
前束	+/-5.07	6.56	5.20	+/-6.51	10.21	10.60	1.26
后束	+/-4.69	6.11	5.20	+/-6.01	12.61	9.20	1.18

注：表中X轴坐标的＋表示左侧咀嚼肌，－表示右侧咀嚼肌