TMJ影像学三维重建与有限元应力分析浅述
Three-Dimensional Reconstruction and Finite Element Analysis in TMJ Imaging
DOI: 10.12677/ACM.2019.912216, PDF,    科研立项经费支持
作者: 童思熠, 王雪婷:浙江大学医学院附属口腔医院,浙江 杭州;何 虹*, 施洁珺:浙江大学医学院附属口腔医院,浙江 杭州;浙江省口腔生物医学研究重点实验室,浙江 杭州;马旭东:湖州大学,浙江 湖州
关键词: 颞下颌关节颞下颌关节紊乱病医学影像学三维重建有限元分析Temporomandibular Joint Temporomandibular Disorders Medical Imaging Three-Dimensional Reconstruction Finite Element Analysis
摘要: 背景:颞下颌关节的结构及其动态生物力学复杂,通过影像学三维重建及有限元应力分析可帮助了解其动态结构和应力分布,为TMD的临床诊治提供新的思路。目的:总结TMJ影像学三维重建及有限元应力分析的研究现状及进展。方法:以“颞下颌关节,三维重建,有限元”“TMJ,3D reconstruction,finite element”为关键词,检索CNKI、万方数据库、PubMed、Web of Science数据库的相关文献。初检得到中英文文献56篇,筛选后对其中28篇文献进行分析和学习。结果与结论:在正常不同动态及多种病理情况下,TMJ的髁突、关节盘、关节窝在影像模型中如果出现不同的应力集中区域,预示易发生病变。基于CT和MRI的数字化联合,TMJ三维重建模型的发展,越来越精准和真实,能够完整地再现TMJ及其相关上下颌骨区域的解剖和动态功能性结构。
Abstract: Background: The structure and dynamic biomechanics of temporomandibular joint are complex. Three-dimensional reconstruction and finite element analysis can help us understand its dyna-micstructure and stress distribution, hence providing a new idea for clinical diagnosis and treatment of TMD. Objective: To summarize the research status and progress of three-dimensional reconstruction and finite element analysis for TMJ imaging. Methods: The words “temporomandibular joint, 3D reconstruction, finite element” in Chinese and the words “TMJ, 3D reconstruction, finite element” in English were used as keywords to search relevant literatures from CNKI, Wanfang database, PubMed and Web of Science. 56 articles were obtained in the preliminary examination, and 28 of them were adopted to be analyzed and studied after screening. Results and Conclusion: Under normally and differently dynamic or variously pathological conditions, once different concentrations of stress are shown in the condyle, articular disk or articular fossa of TMJ in the imaging model, it would indicate potential lesions as TMD. The development of TMJ 3d reconstruction model is becoming more and more accurate and true based on the combination of CT and MRI, facilitating a complete illustration for the anatomy and dynamic functional structure of TMJ and related maxillary and mandibular regions.
文章引用:童思熠, 何虹, 王雪婷, 施洁珺, 马旭东. TMJ影像学三维重建与有限元应力分析浅述[J]. 临床医学进展, 2019, 9(12): 1396-1401. https://doi.org/10.12677/ACM.2019.912216

参考文献

[1] 皮昕. 口腔解剖生理学[M]. 第7版. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 111.
[2] Okeson, J.P. (1996) Orofacial Pain: Guidelines for Assessment, Diagnosis, and Management. Elsevier, Amsterdam, 131-134.
[3] 王艺, 马绪臣, 李琛, 等. 北京市1006人颞下颌关节紊乱病患病状况调查[J]. 现代口腔医学杂志, 2000, 14(2): 113-116.
[4] 张震康, 谷志远, 傅开元. 颞下颌关节紊乱病的病因学说[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2008: 76-102.
[5] 马绪臣, 张震康. 颞下颌关节紊乱病的命名、诊断分类及治疗原则[J]. 中华口腔医学杂志, 2002, 37(4): 241-243.
[6] 张志愿. 口腔颌面外科学[M]. 第7版. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 384.
[7] 王艺, 马绪臣, 赵燕平. 颞下颌关节紊乱病新分类在我国临床适用情况[J]. 现代口腔医学杂志, 2001, 15(4): 283-286.
[8] 马绪臣. 口腔颌面医学影像诊断学[M]. 第6版. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 185.
[9] 曹鸿涛. 颞下颌关节的放射影像学检查新进展[J]. 口腔医学, 2002, 17(2): 24-26.
[10] 林有籁, 刘月华, 王冬梅, 等. CT和MRI图像融合三维重建颞下颌关节的研究[J]. 华西口腔医学杂志, 2008, 26(2): 140-143.
[11] 马国林, 刘亚武, 祁吉. 颞下颌关节病变的CT检查[J]. 现代口腔医学杂志, 2001, 15(2): 147-148.
[12] 孟凡文, 胡开进, 宁文德, 等. 颞下颌关节CT影像测量与解剖测量相关性研究[J]. 口腔医学研究, 2005, 21(6): 618-621.
[13] 范光碧, 汤华军. 颞下颌关节CT影像测量与解剖测量的相关性分析[J]. 中国社区医师, 2016, 32(20): 7+9.
[14] 孙琦, 余强. 颞下颌关节MRI技术的应用和进展[J]. 中国口腔颌面外科杂志, 2011, 9(1): 79-83.
[15] 胡敏, 周继林, 洪民, 等. 颞下颌关节三维影像重建与显示[J]. 解放军医学院学报, 1995(4): 256-259.
[16] 艾林, 丁伟, 倪龙兴. 有限元法与口腔生物力学[J]. 临床口腔医学杂志, 2005, 21(5): 318-319.
[17] Maurer, P., Knoll, W.D. and Schubert, J. (2003) Comparative Evaluation of Two Osteosynthesis Methods on Stability Following Sagittal Split Ramus Osteotomy. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery, 31, 284-289. [Google Scholar] [CrossRef
[18] 盛潇, 朱敏. 颞下颌关节三维有限元建模方法进展[J]. 口腔颌面外科杂志, 2011, 21(1): 68-71.
[19] 杨辉, 刘洪臣, 荣起国. 颞下颌关节三维有限元模型的建立[J]. 中华口腔医学杂志, 1999, 34(5): 63.
[20] 周学军, 赵志河, 赵美英, 等. 包括下颌骨的颞下颌关节三维有限元模型的建立[J]. 实用口腔医学杂志, 2000, 16(1): 17-19.
[21] 胡凯, 刘洪臣, 方竞, 等. 探讨人颞下颌关节三维有限元的实体建模方法[J]. 口腔颌面修复学杂志, 2000, 1(1): 26-28.
[22] 刘建林, 付崇建. 颞下颌关节三维动态数据测量的初步研究[J]. 中华老年口腔医学杂志, 2016, 14(3): 171-176.
[23] Li, Q., Shuang, R., Cheng, G., et al. (2014) Effect of Jaw Opening on the Stress Pattern in a Normal Human Articular Disc: Finite Element Analysis Based on MRI Images. Head & Face Medicine, 10, 1-9. [Google Scholar] [CrossRef
[24] 丁月峰, 周培刚, 费学东. 多种软件和图像联合技术构建个体化颞下颌关节三维有限元模型的初步研究[J]. 口腔颌面外科杂志, 2014, 24(2): 108-112.
[25] Alsaleh, M.A., Punithakumar, K., Lagravere, M., et al. (2017) Three-Dimensional Assessment of Temporomandibular Joint Using MRI-CBCT Image Registration. PLoS ONE, 12, e0169555. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
[26] 刘啸. 关节盘前位移颞下颌关节生物力学研究[D]: [硕士学位论文]. 广州: 南方医科大学, 2013.
[27] 赖林锋, 方一鸣, 吴立军. 不可复性关节盘前移位的颞下颌关节系统生物力学研究[J]. 中国口腔颌面外科杂志, 2013, 11(5): 382-387.
[28] 赖林锋, 方一鸣, 吴立军, 熊国锋. 关节腔内摩擦系数对颞下颌关节系统生物力学特性的影响[J]. 中国现代医生, 2017, 55(32): 19-22.
[29] 刘展, 钱英莉, 张远理, 等. 关节盘移位对颞下颌关节内应力分布的影响[J]. 医用生物力学, 2013, 28(5): 528-532.
[30] 倪峰, 丁寅, 刘莹, 等. 骨性偏颌患者颞下颌关节的生物力学分析[J]. 实用口腔医学杂志, 2012, 28(3): 359-363.
[31] 王政宪. 正常(牙合)与偏(牙合)条件下颞下颌关节结构三维模型建立及对比研究[D]: [硕士学位论文]. 杭州: 浙江大学, 2017.
[32] Sun, M., Yang, J., Zhou, R., et al. (2015) Mechanical Analysis on Individualized Finite Element of Temporal-Mandibular Joint under Overlarge Jaw Opening Status. International Journal of Clinical & Experimental Medicine, 8, 9046.
[33] 孙明旭. 大张口状态颞下颌关节的生物力学研究和流行病学调查[D]: [硕士学位论文]. 青岛: 青岛大学, 2015.
[34] Kazuhiro, M., Kazuhiko, Y., Tsutomu, S., et al. (2013) Effect of Clenching on Biomechanical Response of Human Mandible and Temporomandibular Joint to Traumatic Force Analyzed by Finite Element Method. Medicina Oral Patologia Oral y Cirugia Bucal, 18, e473-e478. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
[35] 林有籁, 刘月华, 王冬梅, 等. 个别后牙反(牙合)对颞下颌关节应力影响的三维有限元研究[J]. 中华口腔医学杂志, 2013, 48(2): 86-90.
[36] 周子凌, 张渊, 石利强, 等. 咬合接触对颞下颌关节应力分布影响的三维有限元分析[J]. 中华口腔医学杂志, 2015, 50(5): 302-306.