上顎歯の抵抗の中心を見つけるための有限要素アプローチ

今、これは抵抗の中心を把握する方法についてのステップバイステップガイドを提示する作業が行われた初めてです。そして、その上に構築しようとする研究は、今振り出しに戻る必要はないので、これは本当に重要です, 再びホイールを再発明の一種, そして、前進.そして、それは抵抗概念のこの中心に構築しようとしている任意の研究から膨大な量の負担を取り除きます。

このステップバイステップの方法は、標準化された方法で歯や歯のセットのための質量の中心の3D位置を得るために科学界に力を与えます。この技術は、顎および下顎歯列の両方を適用することができる。この概念をマルチブラケットアセンブリと同様の複雑な歯の動きに適用することは興味深いでしょう。

歯と骨のセグメンテーションのために、適切な医療画像ソフトウェアプログラムにコーンビームコンピュータ断層撮影画像の生のDICOMファイルをロードし、目的の歯と骨のみを含むように画像をトリミングします。[マスク]タブを右クリックし、イメージの新しいマスクを作成します。[複数スライス編集]ツールをクリックし、軸、冠状、または矢状のビューを選択します。

必要に応じてスライスの一部を手動でハイライト表示し、スキップしたスライスのボリュームを埋める補間ツールを選択します。次に、[適用]をクリックし、マスクを右クリックして歯の3Dボリュームを生成します。目的の歯ごとに 3D ボリュームが生成されたら、すべての 3D 歯を選択し、右クリックしてスムージングを選択します。

ボーンを分割するには、[マスク]タブを右クリックし、イメージの新しいマスクを作成します。マスクに表示される大きな穴を埋めるには、[ダイナミック領域成長]ツールをクリックします。次に、マスクを右クリックして、ボーンの 3D ボリュームを生成します。

イメージのクリーニングとメッシュ作成を行う場合は、適切なデータ最適化ソフトウェアプログラムを開き、選択した 3D オブジェクトに貼り付けます。グループ 1 の複製された歯の場合は、[カーブ モジュール]と[カーブを作成]オプションをクリックし、複製されたすべての歯のセメントアメーナメル接合部の周りにカーブを手動で描画します。グループ 1 から 3D オブジェクトを複製してグループ 2 のオブジェクトを生成し、[オブジェクト ツリー] ボックスの [オブジェクト] をクリックします。

[サーフェス]リストから、グループ 2 の各オブジェクトのクラウン サーフェスを削除し、[デザイン モジュール]および[中空]をクリックして、希望のパラメータを適用します。グループ 1 の [オブジェクト ツリー] ボックスで、[オブジェクト] をクリックし、グループ 1 つのオブジェクトごとにルート サーフェスを削除します。[穴を塗り潰し法]オプションを選択し、[輪郭を追加して適用]をクリックします。

スペース全体が埋められます。設計モジュールとローカルオフセットを選択し、クラウンサーフェス全体を選択します。[設計]オプション、[オフセット距離]オプションと[距離の減少]オプションをオンにして、[適用]をクリックします。

再メッシュ モジュールで、非多様体アセンブリ、メイン エンティティ、および Maxilla をオブジェクト ツリーから作成し、すべてのオブジェクトの交差エンティティを選択します。次に、非多様体アセンブリを分割します。グループ 1 のオブジェクトとグループ 2 のオブジェクトをすべて使用して、非多様体アセンブリをさらに 2 回分割し、分割するたびに適用(Apply)をクリックします。

アダプティブ再メッシュをクリックし、交差するエンティティをすべて選択して[適用]をクリックします。次に、[非多様体アセンブリの分割] をクリックします。オブジェクトツリーからグループ2から非多様体アセンブリ、主エンティティ、個別オブジェクトを作成をクリックし、交差するエンティティを選択して、歯のタイプに対応する各オブジェクトを選択します。

アダプティブ再メッシュをクリックし、交差エンティティを選択します。次に、[非多様体アセンブリの作成] をクリックします。非多様体技術を使用して歯周靭帯の0.2ミリメートル幅を均一に生成するには、実証したように、主エンティティと交差エンティティに対して同じ順序に従う必要があります。

各歯が示されているように処理されたら、[ボリューム メッシュを作成]をクリックしてメッシュ パラメータを選択します。Abacus で、[ファイルとスクリプトの実行] をクリックし、[Model_setup_Part1.pyを選択します。シミュレーション、部品、上顎、サーフェスをクリックします。

サーフェス名を入力し、[サーフェスの領域を選択]で[角度]を選択し、角度として 15 を設定します。[シミュレーションと部品]をクリックし、[UL1]と[サーフェス]を選択します。サーフェスに UL1 という名前を付けます。

[サーフェスの領域を選択]で、[個別に]を選択し、画面で歯を選択して[完了]をクリックします。歯面がすべて処理されたら、[モデル]、[シミュレーション]、[パーツ]をクリックして、[UL1_PDLとサーフェス]を選択します。サーフェスに名前を付UL1_PDL_Inner。

[サーフェスの領域を選択]で、[角度]を選択し、角度として15と入力します。UL1_PDLとサーフェスを選択し、サーフェスに名前を付UL1_PDL_Outer。[サーフェスの領域を選択]で、[角度]を選択し、角度として 15 を設定します。

歯周靭帯をすべて処理したら、[ファイルとスクリプトの実行] をクリックして、[Model_setup_Part2.pyを選択します。[シミュレーション]と[MC]をクリックし、名前として[BC All]と入力し、ステップを初期値に設定します。

[シミュレーション]、[アセンブリ]、[セット]をクリックし、セットに名前を付U1_y_force。上部中央切歯のバックルサーフェス上のクラウンの中心にあるノードを選択し、[セットの節点を選択]で個別に選択します。次に、[セットとセットの作成] をクリックして、U1_z_forceセットに名前を付けます。

モデルを設定するには、[ファイル] および [スクリプトの実行] をクリックし、[Model_setup_Part3.py] を選択します。次に、[ファイル] と [スクリプトの実行] をクリックし、[Functions.py] を選択します。モデルを処理するには、[ファイル] および [スクリプトの実行] をクリックし、[Job_submission.pyを選択します。

[すべて抑制]ダイアログ ボックスで、拘束に基づいて歯の側面を入力し、[はい]をクリックします。[ジョブの送信] ダイアログ ボックスで、Y と入力して、指定した歯または歯の分析を実行し、[はい] をクリックします。次に、[解析の方向]ダイアログ ボックスで、Y と入力して力の適用を指定し、[はい]をクリックします。

抵抗の中心を推定するには、[ファイル]、[スクリプトの実行]、および[Bulk_process.py] を選択します。[複数のジョブを解析]ダイアログ ボックスで、指定した歯または歯に Y と入力し、[はい]をクリックします。[解析の方向]ダイアログ ボックスで、指定力の適用に Y と入力し、[はい]をクリックします。

[入力の取得] ダイアログ ボックスで、名前付きインスタンスで説明されている特定の歯の番号を入力し、[はい] をクリックします。次に、[コマンド]ボックスで[ポイントのフォース]と[推定位置]の座標を確認します。示されているようにセグメンテーションと手動アウトラインを検証するために、乾燥した頭蓋骨から上顎第一大臼歯を抽出し、コーンビームコンピュータ断層撮影画像を撮影した。

次いで、メッシュを行った。歯の有限要素モデルと実際の歯の測定で行われた線形および体積測定に有意な差は認められなかった。オブジェクトの抵抗の中心を決定する際にユーザ定義アルゴリズムの妥当性を検証するために、シース内に包まれたビームの簡略化されたモデルをスクリプト作成の初期段階で使用することができます。

定義されたアルゴリズムとその計算に従うことで、モデルビームの抵抗の中心を予測することができます。ここで、構造に割り当てられた材料特性を観察することができる。歯周靭帯と骨の材料特性のモデリングの違いは、歯の抵抗の中心の最終的な位置に影響を与える可能性があります。

力ベクトルを標準化し、抵抗の中心の位置を特定するために、X、Y、Z の向きによってデカルト座標系を構築できます。歯ごとに特定の R ポイントは、クラウンのバックルサーフェスの幾何学的中心として定義され、オペレータが歯列矯正力を適用するためにブラケットを配置する最も近い位置に近似するために選択されます。この代表的な解析では、Y座標とZ座標に沿って力系を適用したときにX座標に沿って得られた抵抗の中心の位置は異なっていたが、平均差は小さかった。

有限要素解析は、新規ユーザーにとって非常に面倒な場合があります。前処理のステップを実行する最初の数回は、忍耐強く、組織的に注意してください。だから、この研究は基礎研究です。

このアプリケーションのいくつかは、歯の動きを予測することができ、これはアライナの分野で働く企業にとって非常に重要です。これは、多くの歯の抵抗の中心を把握するために使用することができます, 歯のセグメント, エトセトラ, 歯の動きの間に生成される副作用, そして非常に, 歯の動きを加速する方法を考え出す際に、おそらく非常に重要.