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女性前牙反颅颌面软组织侧貌生长发育的二维有限元法研究
——从替牙期到恒牙期
〔摘要〕 目的:用限元法分析女性前牙反患者从替牙期到恒牙期软组织侧貌生长发育特点。方法:用专门建立的有限元分析软件,由作者一人完成节点的输入。结果:大多数单元面积均有不同程度增加,形状变化大于大小变化.鼻体部继续生长,以鼻尖部尤为明显,上唇唇珠变小,下唇基部和颏上部软组织长度和厚度增加,可能会进一步促使颏上部变长,颏唇沟点上移,反面形加重.结论:用有限元法进行软组织侧貌分析是可行的,获得了女性前牙反患者从替牙期到恒牙期软组织侧貌生长发育的一些特点。
关键词 错;软组织;生长发育;有限元法
本研究用专门建立的颅颌面形态有限元分析系统〔1〕,对女性替牙期到恒牙期(简称M-P期)前牙反患者X线头颅侧位定位片软组织进行二维有限元分析。
1 材料和方法
1.1 研究对象 女性前牙反(唇腭裂反除外)患者头颅侧位定位片共86张，由临床随机抽样而得。所有患者在牙尖交错位时至少4个前牙反，磨牙关系不计，既往无拔除恒牙史，从未接受过正畸治疗。按Hellman牙龄分期将患者分为替牙期(ⅢB)和恒牙期(ⅣA)。样本分布为ⅢB期42例，平均年龄9岁(分布为7～12岁),ⅣA期44例，平均年龄13.3岁(分布为11～16岁)。
1.2 研究方法 见参考文献〔2〕
2 结 果
数据结果如表1所示。
2.1 前额区(单元1～4)
各单元面积均有不同程度的增加，以单元3增加较多，大小变化均小于形状变化。
2.2 鼻部(单元5～8)
除单元5的最小主应变外，其余单元主应变均为拉应变，大小变化大于形状变化。以鼻尖部(单元7)变化最明显，单元面积增加明显，其他各单元面积亦有不同程度的增加，说明鼻体部生长为大小变化和面积增加为主。
2.3 上唇部(单元9～11,14～17)
单元9、10的最大主应变为拉应变，最小主应变为0，单元9、10、11面积均有不同程度增加，说明上唇基部继续生长，牙槽嵴可能有一定增长。随着反覆反覆盖的增加,上唇与上中切牙接触面积减小，使单元15面积有所减小。单元17面积减小明显，说明唇珠部在此期变小。除单元9、10大小变化与形状变化相同外，其余各单元大小变化均小于形状变化。
2.4 鼻下区(单元12,13)
单元12主应变均为拉应变，且在所有软组织单元中最大，单元面积增加较明显，说明上唇继续向前向上生长。单元13变形较小，面积有所增加。
2.5 下唇部(单元18～22)
各单元面积均有不同程度的增加，以单元21,22增加较多，说明下唇基部厚度增加较明显，同时牙槽嵴高度也可能有所增长。各单元大小变化均小于形状变化。说明单元变化以形状变化为主，同时有一定的生长变大。下唇与下中切牙接触面积有所增加，下唇基部变化较唇珠部明显。
表1 替牙期－恒牙期软组织生长发育有限元分析结果
| 单元号 |
最大
主应变 |
最小
主应变 |
大小
变化 |
形状
变化 |
面积率 |
单元号 |
最大
主应变 |
最小
主应变 |
大小
变化 |
形状
变化 |
面积率 |
| 前额区 |
|
|
|
|
|
鼻下区 |
|
|
|
|
|
| 1 |
0.45 |
-0.13 |
0.16 |
0.29 |
1.09 |
12 |
1.77 |
0.05 |
0.91 |
0.86 |
1.54 |
| 2 |
0.27 |
-0.11 |
0.08 |
0.19 |
1.03 |
13 |
0.31 |
-0.05 |
0.13 |
0.18 |
1.16 |
| 3 |
0.34 |
-0.05 |
0.15 |
0.20 |
1.15 |
下唇区 |
|
|
|
|
|
| 4 |
0.18 |
-0.05 |
0.07 |
0.11 |
1.09 |
18 |
0.20 |
-0.03 |
0.08 |
0.12 |
1.11 |
| 鼻区 |
|
|
|
|
|
19 |
0.25 |
-0.06 |
0.09 |
0.16 |
1.10 |
| 5 |
0.15 |
-0.03 |
0.06 |
0.09 |
1.09 |
20 |
0.23 |
-0.08 |
0.08 |
0.15 |
1.04 |
| 6 |
0.28 |
0.03 |
0.16 |
0.12 |
1.26 |
21 |
0.48 |
-0.11 |
0.19 |
0.29 |
1.18 |
| 7 |
0.71 |
0.21 |
0.46 |
0.25 |
1.74 |
22 |
0.37 |
-0.04 |
0.17 |
0.21 |
1.20 |
| 8 |
0.57 |
0.03 |
0.30 |
0.27 |
1.42 |
颏区 |
|
|
|
|
|
| 上唇区 |
|
|
|
|
|
23 |
0.41 |
-0.06 |
0.18 |
0.23 |
1.19 |
| 9 |
0.60 |
0.00 |
0.30 |
0.30 |
1.32 |
24 |
0.54 |
-0.08 |
0.23 |
0.31 |
1.20 |
| 10 |
0.40 |
-0.00 |
0.20 |
0.20 |
1.30 |
25 |
0.39 |
-0.06 |
0.17 |
0.23 |
1.18 |
| 11 |
0.28 |
-0.02 |
0.13 |
0.15 |
1.20 |
26 |
0.33 |
-0.09 |
0.12 |
0.21 |
1.10 |
| 14 |
0.19 |
-0.10 |
0.05 |
0.15 |
1.03 |
27 |
0.27 |
-0.07 |
0.10 |
0.17 |
1.07 |
| 15 |
0.21 |
-0.16 |
0.02 |
0.19 |
0.91 |
28 |
0.36 |
-0.05 |
0.15 |
0.20 |
1.16 |
| 16 |
1.06 |
-0.09 |
0.48 |
0.58 |
0.94 |
29 |
0.42 |
-0.04 |
0.19 |
0.23 |
1.22 |
| 17 |
0.24 |
-0.36 |
-0.06 |
0.30 |
0.59 |
|
|
|
|
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2.6 颏部(单元23～29)
颏部各单元最大主应变中，以单元23,24,29较大，各单元面积均有所增加，其中颏上部（单元23，24，25）和颏下部（单元28，29）单元面积增加较多，而颏顶部（单元26，27）面积增加较少。各单元大小变化均小于形状变化。
4 讨 论
有限元法(FEM)是一种可以用于颅面软组织侧貌分析的有用工具,其突出的优点是不受参考平面的影响,而传统的X线头影测量软组织分析则需借助于许多参考平面,而这些平面显然会因鼻尖点,颏前点,上唇突点等的生长变化而变化。通过这些参考平面只能反映上下面部或上下唇及颏部的相对位置关系,而不能说明究竟哪些部位发生了哪些变化,也不知道变化量的大小。FEM得到的每一单元的应变值不因坐标系和参考平面的变化而变化〔3〕，另外，它将软组织形态变化区分为大小和形状变化，这将有助于区分矫治后软组织形态变化是由于生长本身引起的还是由于矫治引起的。从本研究总体来看，绝大多数单元形状变化大于大小变化。鼻体部继续生长,以鼻尖部尤为明显。上唇与上中切牙接触面积减小，提示反覆反覆盖增加。值得注意的是，上唇唇珠部变小，原因尚不清楚。下唇基部及颏上部的单元面积进一步增加，提示该部位软组织长度，厚度的增加、可能会使颏唇沟点进一步上移，颏上部变长，软组织畸形加重，增加了矫治难度。因而应强调反的早期矫治，尽早阻断软组织的不利生长。
责任编辑：姚红祥 |