amira与ug及algor软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型

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1、Amira与UG及ALGOR软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型作者：杨萍，张少锋，刘继鹏，周冰，孟庆岩，高婧【摘要】目的：建立人下颌Ｄ区５６７三维有限元模型.方法：采用薄层CT扫描技术、医学影像三维重建软件Amira和UnigraphicsNX造型软件以及有限元分析软件ALGOR相结合建立下颌567及其支持组织的三维有限元模型.结果：建立了下颌Ｄ区５６７三维有限元模型，总节点为93260个，六面单元数为167111个.结论：所建模型结构完整，空间结构测量准确度高，单元划分精细、能够较精确地模拟实

2、体状态，为进一步的生物力学研究提供了基础.【关键词】有限元分析法　　0引言　　有限元分析法(finiteelementanalysismethod，FEAM)是一种理论力学的分析计算方法，近年来,随着电子计算机技术的飞速发展和各种功能齐全的软件开发,已被广泛运用到口腔医学领域中用于各种复杂问题的力学研究.该方法的基础是模型的建立，如何提高模型的相似性是研究的重点［1］，只有提高模型的相似性，才能保证实验结果的准确性.由于牙颌组织外形结构复杂，以往建模难度大，花费高，建模时问长.我们将薄层CT扫描

3、技术、医学影像三维重建软件Amira，UnigraphicsNX以及有限元分析软件ALGOR相结合建模，对如何提高有限元模型精确性、加快建模的速度、简化建模过程进行探讨.　　1材料和方法　　1.1材料GX26O商用台式机(处理器IntelPentium43.0G，内存2GB，硬盘250GB，操作系统m，选择得到断层影像100张，将扫描图像在CT工作站转换为bmp格式文件，记录并存入计算机.　　1.2.2ＣＴ图像的三维重建将得到的bmp文件输入医学影像三维重建软件Amira中，读取二维图像数据生成

4、牙齿的三维点云图（图1），转换为可以在UG中输入的tiff格式,再将模型导入UG造型软件实体网格构建.将多面体网格填充方式由点云形成粗略实体，以牙冠为特征形成XY轴，使用UG中的Image.　　表1有关材料的力学参数　略　　3讨论　　3.1三维有限元模型建立的基础FEAM分析研究的基础是建立有限元模型，理想模型的建立是准确计算和分析的前提.而二维截面的生成是模型与实体相似度高低的关键，CT扫描技术具有定位准确，准确再现复杂细微结构，数据精确及可重复使用等优势.故我们选择此方法较好地再现了牙颌组织

5、结构.建模过程中，由于牙齿的表面形态及内部结构细微复杂，在建模过程中反映其真实形态难度很大，尤其是磨牙的建模更为复杂，以往建模过程中部分方法不能获得精细的解剖外形及内部结构.面对模型的“简化”意味着几何信息不准确，会对应力分析结果造成影响［6］.我们选用Amira建模软件将二维图像数据转换为牙齿的点云分布图，排除了人为因素的影响，再利用专业造型软件UG生成实体模型，从而使模型具有可调性，精确到点，不存在简化，点控制曲线，由曲线控制曲面，再由曲面生成三维实体模型.这样所建模型完全符合实际形态并可进

6、行快速分析.　　3.2逆向工程建模优势牙齿的几何形状较为复杂，属于多材质复合组织，通过常用的有限元软件实体建模工具很难构建几何相似性良好的牙齿有限元模型，需要利用逆向建模(reversemodeling)技术［7］，即将已有的牙体模型通过测量扫描及各种先进数据处理手段获得实体信息，进行数据处理手段获得实物信息，然后利用CAD(puteraiddesign)技术对牙体实物进行各曲面、尖、窝、嵴的实性造型，从而得到原件的CAD模型.ImageagerindS，KomEL，BoydRL.Apicalr

7、ootresorptioninorthodonticallytreatedadults［J］.AmJOrthodDentofacialOrthop，1996，110(4):311-320.　　［2］王惠芸.我国人牙的测量和统计［J］.中华口腔医学杂志,1959，7(3):147-153.　　［3］ChangKH，MagdumS，KheraSC.Anadvancedapproachforputermodelingandprolotypingofthehumantooth［J］.AnnBiomedE

8、ng，2003,31(5)：621-631.　　［4］ToparliM.Stressanalysisinapostrestoredtoothutilizingthefiniteelementmethod［J］.JOralRehabil，2003,30(5)：470-476.　　［5］FarahJW，Poentbasesonthestressanddeflectionsinpositerestorations［J］.DentRes，1976，55(1)：15-20.　　［6］田力丽,李凌曼.逆向