运用三维有限元法进行口腔正畸矫治的观察分析

薛丽燕

（大连市口腔医院，辽宁 大连 116600）

随着X线断层摄影技术与微型计算机的不断进步和发展，三维有限元建模技术被应用于口腔正畸治疗中，即便患者的牙颌组织非常复杂，也可实现建模，便于为矫治提供条件[1]。通过三维有限元法，可确保建立有效的矫治模型，在患者牙颌形态十分复杂的情况下，通过建模，能够使信息变得更为简单化，为疾病治疗防范提供依据[2-3]。本文主要分析三维有限元法在口腔正畸矫治中的应用价值，现将研究情况报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料：以我院在2010年3月至2013年7月收治的68例口腔正畸矫治患者为研究对象，随机将患者分为两组，每组各34例病例，观察组采用三维有限元法治疗，男性19例，女性15例，年龄在17～56岁，平均年龄（32.26±9.75）岁。对照组采用常规治疗法治疗，男性18例，女性16例，年龄在18～55岁，平均年龄（33.75±9.14）岁。两组患者在一般资料上无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 治疗方法

1.2.1 对照组：以患者畸形状况为依据进行矫治，患者需行X线片检查，并做好牙模准备工作，同时还需实施分牙、拔牙等各项操作，完成上述操作后，便可将戴上牙套，便于矫正牙齿，待牙齿处于干燥状态后，可蚀刻，并将粘结材料加入其中，选取弓丝，结扎于牙套上，完成矫正30 d后，需返院复诊，对其定型与调整后，可摘除牙套。

1.2.2 观察组：利用有限三元法治疗，首先需做好网格划分操作，并对待解区进行分割，确保其属于有限单元集合，网格的主要由四面体、节点、单元组成，分析节点力与节点位间的关系，分析多单元形成整体，并明确节点位移数据。建数学模型，并使用CT仪对二维图像进行获取，并将图像数据，利用三维有限元软件进行分析后，便可形成三维有限模型。以患者上下颌骨、牙体组织、颅颌面修复情况为依据，对矫治方式进行选择，主要利用mbt直丝弓矫治器，完成矫治时间达半个月后，需返院复诊。

1.3 矫正效果评价标准。优：患者完成矫正治疗后，对口腔部位与面部均起到了美化作用，无畸形现象，且未出现不良反应，美化效果非常好。良好：患者经矫正治疗后，无不适度感，畸形现象有明显改善。差：患者接受正畸治疗后，矫正未起到明显作用，与治疗前相较变化不大。

1.4 统计学方法：对本组研究的数据采用SPSS16.0统计软件进行分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，采用t检验，对计数资料采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

见表1。观察组中有26例矫正情况为优，7例患者矫正情况为良，1例患者矫正情况较差，总优良率为97.1%；对照组中有20例矫正情况为优，8例患者矫正情况为良，6例患者矫正情况较差，总优良率为82.4%。观察组矫正优良率高于对照组，对比差异显著，具有统计学意义（P＜0.05）。

表1 两组患者的矫正效果比较[n（%）]

3 讨 论

有限元分析法目前在口腔生物力学中的应用非常广泛，这种分析法于1954年被提出，关键在于建立模型，模型的力学、几何相似性与网格划分，均关系到计算结果。口腔组织的组成非常复杂，且形态具有不规则的特征，在建模与采集数据方面难度较大。国内与国外学者都致力于研究出一种有效的建模方法，近年来，三维有限元法在口腔建模中有着良好的应用，并且拓展了应用范围，利用它可建立逼真的牙槽骨牙周模型与牙体组织模型[4]。

有限元力学模型的基础就是实验，首先需要对牙颌组织进行获取，并以牙颌组织为依据，建立组织模型，在获取信息的过程中，需尽量准确，确保三维空间几何数据的准确性，这对于建模具有重要意义。国外有多种获取方式，其中主要包括利用切片、磨片获取，或者通过非接触式三维形态获取。牙体组织的计算与模拟较为复杂，将三维有限元法应用于口腔正畸矫治中，可有效改善患者病情，这对于患者疾病的好转具有重要意义[5]。

畸形矫治的主要原理为将关外力施加于畸形颌骨上，或者将异常肌力去除，在牙周组织、机体颌骨等组织内部会有生物力学反应产生，便于改建产生组织学，可确保牙颌系统的正常发育以及功能平衡性。随着口腔技术的进步与发展，种植体被应用于口腔正畸矫治中，使用三维有限元法对患者的腭部支抗种植体进行研究，当处于受力状态时，支抗种植体会做复合运动。据相关资料显示，即刻垂直加载的过程中，种植体周围无法将骨应力集中，且无法均匀分布，于颊舌部位加载的同时，其应变、应力会有增大的迹象，且呈现为分布不均的情况[6]。现阶段，关于周围骨组织与种植体如何结合，还有待进一步研究。

有限元法是一种将理论与现代信息技术相结合的分析方式，在口腔生物力学中得到了有效应用，可前景十分开阔。因人体组织具有材料非线性、结构不规则等特征，对计算机制图能力与其性能也提出了较高要求。现阶段，在口腔领域中，有限元建模技术还有很大的提升空间，它已经由静态转变为动态，具备很多优越性，以后还将有更好的发展。若能够将三维有限元法同其他方法相结合，便能够使研究更为深入。

从本次研究中可看出，观察组患者采用三维有限元法治疗，对照组采用常规法治疗，观察组中有26例矫正情况为优，7例患者矫正情况为良，总优良率为97.1%，这表明采用三维有限元法对患者进行矫治，具有较高的安全性与可靠性，便于了解患者口腔内的具体情况，通过建模将患者口腔状况变得更为明确，有针对性的采取治疗措施，可大大提高矫治优良率，患者对于这种方式也更乐于接受，值得临床推广应用。

[1]赵玺,韩蕊,米丛波.三维有限元法在口腔正畸生物力学研究中的应用[J].中国实用口腔科杂志,2011,4(2):116-118.

[2]李冬梅,李金源,冯宝华,等.牙颌组织三维有限元模型在口腔正畸中的研究进展[J].当代医学,2011,16(7):24-25.

[3]武倩倩,赵桂芝,柯杰.三维有限元法在口腔正畸学中的应用进展[J].空军医学杂志,2012,28(1):24-25+45.

[4]吴志芳,雷勇华.三维有限元法在口腔正畸中的应用和展望[J].国际口腔医学杂志,2013,40(6):804-807.

[5]张莹,彭惠.三维有限元法在正畸生物力学中的研究进展[J].齐齐哈尔医学院学报,2013,34(2):249-251.

[6]陈迪,谭军,曲虹,等.三维有限元在正畸领域的研究进展[J].大连医科大学学报,2012,34(4):405-408.