상악 치아의 저항 중심을 찾기위한 유한 요소 접근 법

요약

이 연구는 유한 요소 모델을 얻기 위해 상악과 상악치아의 저용량 3 차원 원뿔 빔 기반 환자 이미지를 활용하는 데 필요한 도구를 간략하게 설명합니다. 이 참을성 있는 모형은 정확하게 모든 상악 치아의 C_RES를 찾아내기 위하여 이용됩니다.

초록

저항의 중심 (C_RES)는예측 가능한 치아 운동을위한 기본 기준점으로 간주됩니다. 치아의 C_RES를 추정하는 데 사용되는 방법은 전통적인 방사선 및 물리적 측정에서 모델 또는 시체 표본에 대한 시험관 내 분석에 이르기까지 다양합니다. 모델과 단일 치아의 고용량 마이크로 CT 스캔의 유한 요소 분석과 관련된 기술은 많은 약속을 보여 주었지만, 새로운 저용량 및 저해상도 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 (CBCT) 이미지로는 거의 수행되지 않았습니다. 또한, 소수의 선택된 치아(즉, 상악중앙 절개, 개 및 제1 대구치)에 대해서만 C_RES가 기술되었다; 나머지는 대부분 무시되었습니다. 또한 C_RES를 보다 자세히 결정하는 방법을 설명하여 복제및 구축이 용이해질 수 있습니다.

이 연구는 도구 개발을 위한 일상적인 CBCT 환자 이미지를 사용하였고, 상악치아의 C_RES를 찾기 위한 유한 요소 모델을 얻기 위한 워크플로우를 사용했습니다. CBCT 볼륨 이미지는 세분화에 의해 상악치아의 C_RES를 결정하는 데 관련된 3차원(3D) 생물학적 구조를 추출하도록 조작하였다. 분할된 오브젝트는 3matic 소프트웨어로 최대 가장자리 길이가 1mm인 사각지대(tet4) 삼각형으로 구성된 가상 메시로 정리및 변환되었습니다. 유한 요소 해석에 사용하기 위해 최대 모서리 길이가 1mm인 테트라헤드론의 솔리드 체적 메시로 모델이 추가로 변환되었습니다. 엔지니어링 소프트웨어인 Abaqus는 모델을 전처리하여 어셈블리를 작성하고 재료 특성, 상호 작용 조건, 경계 조건 및 하중 응용 프로그램을 설정하는 데 사용되었습니다. 하중을 분석할 때 시스템의 응력과 변형을 시뮬레이션하여 C_RES를찾는 데 도움을 주어. 이 연구는 치아 움직임을 정확하게 예측하는 첫 번째 단계입니다.

서문

치아 또는 치아 세그먼트의 저항 중심 (C_RES)은자유 신체의 질량 중심과 유사합니다. 그것은 강체역학의 분야에서 빌린 용어입니다. C_RES에서단일 힘이 가해지면, 힘의 작용 선 방향으로 치아의 번역이^1,,2가발생합니다. C_RES의 위치는 치아의 해부학 및 특성뿐만 아니라 환경 (예 : 치주 인대, 주변 뼈, 인접 치아)에 따라 달라집니다. 치아는 절제된 몸체로, C_RES는 자유 신체의 질량 중심과 유사합니다. 가전 제품의 조작에서 대부분의 치열 교정 의사들은 치아 또는 치아 그룹의 C_RES에 대한 힘 벡터의 관계를 고려합니다. 실제로, 단일 힘으로 제출될 때 물체가 기울어지거나 신체적 움직임을 표시할지 여부는 주로 물체의 C_RES의 위치와 힘 벡터와 C_RES사이의 거리에 의해 결정된다. 이것이 정확하게 예측될 수 있는 경우에, 처리 결과는 크게 향상될 것입니다. 따라서, C_RES의 정확한 추정은 치열 교정 치아 운동의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

수십 년 동안, 치열 교정 필드는 주어진 치아의 C_RES의 위치에 관한 연구를 재검토하고있다, 세그먼트, 또는 아치^{1,2,2,3,,4,,5,6,7,,88,,10,,911,,12.} 그러나, 이러한 연구는 여러 가지 방법으로 그들의 접근에 제한 되었습니다. 대부분의 연구는 단지 몇 치아에 대 한 C_RES를 결정, 대부분을 떠나. 예를 들어, 상악 중앙 절개와 상악 절치 세그먼트는 매우 광범위하게 평가되었습니다. 다른 한편으로는, 상악가 개와 첫번째 대구치에 단지 몇몇 연구 결과가 있고 나머지 치아를 위한 아무 것도 없습니다. 또한, 이러한 연구의 대부분은 치아에 대한 일반적인 해부학 적 데이터, 2 차원 (2D) 방사선 사진에서의 측정 및 2D 도면8에 대한 계산을 기반으로 C_RES의 위치를^{결정했습니다.} 또한, 현재 문헌의 일부는 인간의 데이터^4,,8이아닌 덴티폼 모델의 일반 모델 또는 3차원(3D) 스캔을 사용한다. 치열 교정이 치아 이동을 계획하기 위한 3D 기술로 전환됨에 따라 이 개념을 다시 검토하여 치아 움직임에 대한 3D 과학적 이해를 개발하는 것이 중요합니다.

기술 발전으로 인해 컴퓨팅 성능과 모델링 기능이 향상되면서 보다 복잡한 모델을 만들고 연구할 수 있는 능력이 향상되었습니다. 컴퓨터 단층 촬영 스캐닝 및 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 (CBCT) 스캐닝의 도입은 2D 세계에서 3D로 추력 모델과 계산을 가지고있다. 컴퓨팅 성능과 소프트웨어 의 복잡성의 동시 증가는 연구원이 치아, 뼈, 치주 인대 (PDL) 및 다양한 다른 구조를 분할하는 고급 소프트웨어에 사용하기 위해 정확한 해부학 모델을 추출하기 위해 3D 방사선 그래프를 사용할 수 있게했다^{7,,8,9,10,,,13,,10,14, 15.14} 이러한 분할된 구조는 지정된 힘 또는 변위가 적용될 때 시스템의 응답을 계산하기 위해 엔지니어링 소프트웨어에 사용하기 위해 가상 메시로 변환할 수 있습니다.

이 연구는 살아있는 환자의 CBCT 심상에서 파생된 모형에 적용된 가상 치열 교정 힘 시스템을 검토하기 위하여 이용될 수 있는 특정, 복제 방법론을 제안합니다. 이 방법론을 활용하여, 연구원은 다양한 치아의 C_RES를 추정하고 치아 해부학, 뿌리 수 및 3D 공간에서의 뿌리 수 및 배향과 같은 치과 구조의 생물학적 형태를 고려할 수 있습니다. 이 프로세스의 일반적인 개요는 그림 1에나와 있습니다. 이는 C_RES를찾기 위한 3D 치아 모델의 생성에 관여하는 논리적 프로세스로 판독기를 지향하는 것이다.

프로토콜

구강 및 악안면 방사선학 (IRB No. 17-071S-2)의 부서에 보관 된 CBCT 볼륨을 평가하기위한 기관 검토 위원회 면제가 획득되었습니다.

1. 볼륨 선택 및 기준

1. 머리와 얼굴^(16)의CBCT 이미지를 획득합니다.
2. 치아 정렬, 누락된 치아, 복셀 크기, 시야 및 이미지의 전체 품질에 대한 이미지를 검사합니다.
3. 복셀 크기가 350μm(0.35mm)를 초과하지 않는지 확인합니다.

2. 치아와 뼈의 분할

1. CBCT 이미지의 원시 DICOM 파일을 세분화용 모방 소프트웨어에 로드합니다(그림2). 이미지 > 자르기 프로젝트를클릭합니다. 상악 치아와 상악 치아만 포함하도록 이미지를 자작합니다.
   참고: 시야는 상악과 상악 치아를 포착할 수 있을 만큼 커야 합니다. 이미지에는 치아 크라운, 비강 바닥까지의 단단한 구개, 상악 치아의 얼굴 표면 및 경솔한 구개 및 상악점 결절의 후방 범위가 포함되어 있는지 확인하십시오.
2. 마스크 탭을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 이미지에 대한 새 마스크를 만듭니다. 마스크의 이름을 UL1, UL2, ..., UL7의 왼쪽과 UR1, UR2, ..., 오른쪽의 UR7로 변경합니다.
3. 마스크된 CBCT 이미지에서 관심 있는 치아를 식별합니다(보기 참조). 마스크 지우기 도구를 사용하여 마스크를 지웁울 수 있습니다. 두 개의 회색 값이 유사하기 때문에 소프트웨어가 치아와 골격을 구분하지 못할 수 있습니다.
   참고: Mimics의 임계값 도구는 치아와 골격을 별도로 분할할 수 없습니다. 따라서 세분화에 대 한 다른 방법이 필요 합니다.
4. 다중 슬라이스 편집 도구(Ctrl + M)를 클릭합니다. 뷰(축축, 코로나또는 시상)를선택합니다. 필요한 것으로 간주되는 일부 조각을 수동으로 강조 표시(즉, 그리기)합니다.
   참고: 슬라이스를 더 강조 표시하려면 구조에 세부 정보가 더 많이 추가됩니다.
5. 보간 도구를 클릭하여 건너뛴 슬라이스의 볼륨을 채우고 적용합니다.
6. 마스크를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 3D 체적을 계산하는 옵션을 선택하여 치아의 3D 볼륨을 생성합니다.
7. 상악아치의 각 치아에 대해 2.2-2.6단계를 반복합니다.
8. 모든 3D 상악치아 UL7-UR7을 선택합니다. 마우스 오른쪽 단추를 클릭하여 스무딩을선택합니다. 스무딩 계수를 0.4로 설정하고 반복을 4로 설정합니다.
9. 상악골격을 분할하려면 마스크의탭을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다. 이미지에 대한 새 마스크를 만듭니다.
10. 미리 정의된 임계값 집합에 대한 드롭다운 메뉴에서 사용자 지정을 선택합니다. 전체 상악 골본을 포함하도록 임계값을 조정합니다. 임계값을 적용하기 전에 구멍 채우기 상자를 선택하십시오.
    참고 : 피질 뼈에 ≤1mm의 작은 구멍은 이후 단계에서 쉽게 제거 할 수 있기 때문에 허용됩니다.
11. 동적 영역 성장 도구를 클릭하여 마스크에 표시되는 큰 구멍을 채웁니다. 다중 레이어 상자를 선택하는 것 외에도 상악 골 마스크를 도구의 대상으로 선택합니다. 최소값은 50, 최대 값은 150을 사용합니다. 마스크에서 강조 표시되지 않은 피질 골격 영역을 클릭하면서 컨트롤 키를 누누적입니다.
12. 매끄러운 마스크 기능에 대한 상악 골격 마스크를 마우스 오른쪽 단추로 클릭합니다. 최상의 결과를 얻으려면 이 단계를 3x 반복합니다.
13. 마스크를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 3D 체적을 계산하는 옵션을 선택하여 상악골의 3D 볼륨을 생성합니다.
14. 3D 상악골을 선택합니다. 마우스 오른쪽 단추로 클릭하여 스무딩을 선택합니다. 스무딩 계수를 ~0.4로 설정하고 반복을 4로 설정합니다.
15. 3D 상악 골격을 선택하고 마우스 오른쪽 단추로 클릭하여 둘러싸기를선택합니다. 가장 작은 디테일은 0.2mm, 간격 닫기 거리는 1mm로 설정합니다. 얇은 벽 보호 옵션을 확인합니다. 확인을누릅니다.
16. 3D 상악골의 이름을 "맥실라"로 바꿉니다.

3. 청소 및 메쉬

1. 3D 객체를 선택하고 복사(Ctrl + C).
2. 3matic 소프트웨어를 열고 선택한 3D 객체를 붙여넣습니다(Ctrl + V). 이러한 개체 트리 및 작업 영역 3D 구조로나타납니다(그림 3).
3. 도구 모음에서 수정 탭을 클릭하고 [매끄럽게] 옵션을 사용합니다. 작업 상자에서 원하는 3D 개체 또는 엔터티를 선택하고 기본 매개 변수를 적용합니다.
4. 도구 모음에서 완료 탭을 클릭하고 로컬 스무딩 옵션을 사용합니다. 작업 상자에서 원하는 3D 개체 또는 엔터티를 선택합니다. 커서를 사용하여 원하는 영역을 수동으로 부드럽게 합니다.
5. 치아를 복제합니다. 개체 트리에서 모든 치아를 선택하고 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 중복을 선택합니다.
6. 중복된 모든 치아,그룹을 선택하고 폴더이름을 "그룹 1"으로 지정합니다. 원래 세트는 분석을위한 최종 톱니 역할을합니다.
7. 그룹 1의 중복된 톱니를 보려면 곡선 모듈 및 곡선 만들기 옵션을 클릭합니다. 복제된 모든 치아에 대해 시멘로에나멜 접합부(CEJ) 주위에 곡선을 수동으로 그립니다.
8. [부드러운 곡선] 옵션 아래에서 곡선, 등고선및 테두리 엔터티를 선택합니다.
9. 곡선별 곡면 분할 옵션을 선택하고 선택할 3D 오브젝트를 왼쪽 클릭하여 크라운 및 루트 서피스를 자체 부품으로 분리합니다.
10. CEJ에서 치아를 뿌리와 크라운으로 분할하여 치아의 뿌리 구조에서 PDL을 생성합니다.
    1. 그룹 1(3.6단계에서 생성)의 3D 객체를 그룹 2로 복제합니다. 그룹 2의 경우 개체 트리 상자에서 개체를 클릭합니다. 지표면 목록에서 크라운 서피스를 삭제합니다. 그룹 2의 모든 개체에 대해 이 단계를 수행합니다.
    2. 그룹 2의 경우 디자인 모듈 > 중공을 클릭합니다. 원하는 매개 변수를 적용합니다(표1).
    3. 수정 모듈 및 수정 마법사를클릭합니다. 개별 부품을 클릭하고 업데이트한 다음 지정된 지침을 따릅니다.
    4. 모든 부품에 대해 3.10.3 단계를 반복합니다. 그룹 2의 모든 부분을 "UL1_PDL"에서 "UL7_PDL", "UR1_PDL"을 "UR7_PDL"로 바꿉니다.
11. 그룹 1에서 개체 트리 상자에서 개체를 클릭합니다. 지표면 목록에서 루트 서피스를 삭제합니다.
12. 구멍 법선 채우기 옵션을 선택하고 등고선 선택을 합니다. 불량 윤곽을 클릭하고 적용합니다. 전체 공간이 채워집니다.
13. 설계 모듈 > 로컬 오프셋을 선택하고 전체 크라운 서피스를 선택합니다. 다음 옵션: 방향(외부 선택), 간격띄우기 거리(0.5 선택), 점감 거리(2.0 선택)를 선택합니다. 을 적용합니다.
14. 3.13단계를 반복합니다.
15. 상악 아치의 각 치아에 대해 3.11-3.14 단계를 반복합니다.
16. 리메쉬(그림 3)
    1. 개체 트리에서 리메시 모듈 > 비매니폴드 어셈블리 > 주 엔티티 > 맥실라 만들기를 클릭합니다. 3.4(원래 톱니)의 모든 객체에 대해 교차 하는 개체를 선택하고 적용을선택합니다.
    2. 리메시 모듈을 클릭합니다. 비다양형 어셈블리를 분할합니다.
    3. 교차하는 엔터티를 그룹 1의 모든 개체로 사용하여 3.16.1-3.16.2 단계를 반복하고 적용합니다.
    4. 선택적 단계로 필요한 경우에만 완료 모듈 > 트림 > 엔티티 > 맥실라를선택합니다. 초과 구조(즉, 노이즈)를 선택하고 적용합니다.
    5. 수정 모듈을 클릭 > 수정 마법사 > 맥실라 > 업데이트. 주어진 지침을 따르십시오.
    6. 교차하는 엔터티를 그룹 2의 모든 개체로 사용하고 적용합니다.
    7. 리메시 모듈 > 적응 형 리메시를클릭합니다. 3.16.6에서 교차하는 모든 엔터티를 선택하고 적용합니다.
    8. 리메시 모듈 > 분할 비매니폴드 어셈블리를클릭합니다.
    9. 개체 트리에서 그룹 2에서 Remesh 모듈 > 비다양성 어셈블리 > 주 엔터티 > 개별 개체(PDL) 만들기를 클릭합니다. 교차 하는 개체 를 선택 > 단계 3.4 (해당 치아 유형에 해당)에서 각 개체를 선택 하 고 적용합니다.
    10. 리메쉬 모듈 > 적응 형 리메시를클릭합니다. 교차 하는 엔터티를 3.16.9에서 선택하고 적용합니다.
    11. 리메쉬 모듈 > 분할 비매니폴드 어셈블리를클릭합니다.
    12. 각 치아에 대해 3.16.9-3.16.11 단계를 반복합니다.
17. 리메쉬 모듈 > 품질 보존을 클릭하여 삼각형을 줄입니다. 개체 트리에서 모든 엔터티(예: 치아, Pdf 및 맥실라)를 선택하고 적용합니다.
18. 리메시 모듈 > 볼륨 메시 만들기 > 엔터티 선택. 메시 매개변수를 선택합니다.
19. 모든 엔티티(즉, 치아, PPL 및 맥실라)에 대해 3.18 단계를 반복합니다.
20. 입력(.inp) 파일을 3Matic에서 Abaqus로 수동으로 내보냅니다(그림4).

4. 유한 요소 분석

참고 : 모든 사용자 정의 파이썬 스크립트는 보충 첨부 파일에서 찾을 수 있습니다. 그들은 Abaqus에서 매크로 관리자 기능을 사용하여 생성되었습니다.

1. 전처리 설정
   1. 아바쿠스를 열고 표준 모델을선택합니다. 파일 > 작업 디렉토리 설정 > 파일 저장소에 대 한 위치를 선택합니다.
   2. 파일 > 스크립트를 실행하고 Model_setup_Part1.py를 선택합니다.
   3. 모델 디렉토리에서 Abaqus에서 .inp 파일을 로드할 파일 경로를 지정합니다.
   4. 모델 > 시뮬레이션 > 부품 > 맥실라 > 표면을 클릭합니다.
   5. 대화 상자 "UL1 _socket"에서 표면의 이름을 지정합니다.
   6. 서피스 영역 선택 에서 각도별로선택합니다. 각도로 "15"를 추가합니다.
   7. 소켓의 모든 영역이 선택되어 있는지 확인합니다. 완료되면 완료를 누릅니다.
   8. 개별 소켓에 대해 4.1.4-4.1.7 단계를 반복합니다.
   9. 모델 > 시뮬레이션 > 부품을클릭합니다. 그런 다음 UL1 > 표면을 선택합니다. 곡면의 이름을 "UL1"로 지정합니다.
   10. 표면 영역 선택에서 "개별적으로"를 선택합니다. 화면에서 치아를 선택하고 완료를누릅니다.
   11. 모든 치아에 대해 4.1.9-4.1.10 단계를 반복합니다.
   12. 모델 > 시뮬레이션 > 부품을클릭합니다. 그런 다음 UL1_PDL > 서피스를 선택합니다. 곡면의 이름을 "UL1_PDL_inner".
   13. 서피스 영역 선택 에서 각도별로선택합니다. 각도로 "15"를 추가합니다.
       참고: 최종 시뮬레이션 중에 오류가 발견되면 각도를 줄이고 표면을 다시 선택합니다.
   14. PDL의 전체 내부 표면적을 선택했는지 확인합니다. 완료되면 완료를 누릅니다.
   15. UL1_PDL > 서피스를 선택합니다. 서피스의 이름을 "UL1_PDL_outer"으로 지정합니다.
   16. 서피스 영역 선택 에서 각도별로선택합니다. 각도로 "15"를 추가합니다.
       참고: 최종 시뮬레이션 중에 오류가 발견되면 각도를 줄이고 표면을 다시 선택합니다.
   17. PDL의 전체 외부 표면적을 선택했는지 확인합니다. 완료되면 완료를 누릅니다.
   18. 모든 PPL에 대해 4.13-4.1.19 단계를 반복합니다.
   19. 파일 > 스크립트를 실행하고 Model_setup_Part2.py를 선택
   20. 모델 > 시뮬레이션 > BC를클릭합니다. 이름을 BC_all다음 단계를 초기로 선택합니다. 범주에서 "기계"를 선택하고 "선택한 단계 유형"에서 "변위/회전"을 선택합니다. 계속을 누릅니다.
   21. 경계 조건에 대한 선택 영역 아래에서 각도별로선택합니다. 각도로 "15"를 추가합니다. 세트 만들기를선택합니다. 14개의 톱니에 대한 개별 소켓을 선택합니다. 완료를 누릅니다 .
       참고: 이것은 순간적인 치아 운동을 시뮬레이션하는 데 도움이 되었습니다.
   22. 모델 > 시뮬레이션 > 어셈블리 > 세트 > 세트 만들기를클릭합니다. 세트의 이름을 "U1_y_force"으로 지정합니다.
   23. 집합의 노드 선택에서 개별적으로선택합니다.
       참고: 하나의 뉴턴 농축 힘이 양수 Y 방향(분할 힘을 시뮬레이션) 또는 양수 Z 방향(관입력을 시뮬레이션)으로 임의로 선택된 치아 노드에 적용되었습니다.
   24. 상부 중앙 절치(U1)의 볼 표면에서 크라운 의 중심에 있는 노드를 선택하고 완료를 누릅니다.
   25. 세트 > 세트 만들기를클릭합니다. 세트의 이름을 "U1_z_force".
   26. 4.1.23-4.1.24 단계를 반복합니다.
   27. 모든 치아에 대해 4.1.22-4.1.26 단계를 반복합니다.
       참고: 4.1.25에서와 같이 특정 치아에 대해 세트가 생성되기 전에 인스턴스 > 해당 치아에 대한 다시 시작으로 이동합니다.
2. 모델 설정
   1. 모델 > 시뮬레이션 > 어셈블리 > 인스턴스를클릭합니다. 모든 인스턴스를 선택하고 다시 시작을 클릭합니다.
   2. 도구 > 쿼리 > 포인트 / 노드를클릭합니다. 임의로 선택된 중앙 절개기의 중앙에 있는 노드를 선택하고 완료를누릅니다.
   3. 페이지 하단의 명령 센터 아래에서 4.2.2단계에서 선택한 노드의 X, Y 및 Z 좌표를 복사합니다.
   4. 수직 도구 모음 아래에서 인스턴스 변환을 선택하고 화면에서 전체 어셈블리(예: 모든 인스턴스)를 선택합니다. 완료를 누릅니다 .
   5. 번역 벡터의 시작점 선택 상자에서 복사된 좌표를 4.2.3 단계에서 붙여넣거나 X, Y 및 Z 값을 입력합니다. Enter 를 클릭합니다.
   6. 변환 벡터의 끝점을 선택하거나 X, Y, Z를 입력: 좌표 "0.0", "0.0"및 "0.0"을 입력합니다. Enter 를 클릭합니다.
   7. 인스턴스 의 위치를보려면 확인을누릅니다.
   8. 도구 > 쿼리 > 포인트/노드를 클릭하고 중심 절개의 중간선 바로 위에 있는 노드를 선택합니다. 완료를 입력합니다.
   9. 페이지 하단의 명령 센터 아래에서 4.2.8 단계에서 선택한 노드의 X, Y 및 Z 좌표를 복사합니다.
   10. 수직 도구 모음 아래에서 인스턴스 변환을 선택하고 화면에서 전체 어셈블리(예: 모든 인스턴스)를 선택합니다. 완료를 입력합니다.
   11. 복사된 좌표를 변환 벡터의 시작점 선택에 붙여넣거나 X, Y, Z 상자를 입력합니다. Enter 를 클릭합니다.
   12. 변환 벡터의 끝점 선택에서 X, Y, Z를 입력하거나4.2.9 단계에서 복사된 좌표를 삽입합니다. X 좌표를 0.0으로 변경합니다. Enter 를 클릭합니다.
   13. 인스턴스 의 위치를보려면 확인을누릅니다.
   14. 파일 > 스크립트를 실행하고 Model_setup_Part3.py를선택합니다. 재질 특성을 삽입하거나 변경합니다.
   15. 모델 > 시뮬레이션 > 재질을 클릭하고 뼈 / PDL / 치아를클릭합니다. 조직 특정 특성을 삽입합니다.
   16. 파일 > 스크립트를 실행하고 Functions.py선택합니다.
3. 모델 처리
   1. 파일 > 스크립트를 실행하고 Job_submission.py를선택합니다.
      참고: 작업 모듈은 사용자가 모델에 하나 이상의 작업을 설정하고 작업 관리자는 모델 분석이 시작되고 진행률이 표시되고 완료가 기록되는 위치입니다.
   2. 모두 억제라는제목의 대화 상자에서 구속조건(모델 및 시뮬레이션 > 제약 조건 아래)을 기준으로 치아의 측면(L 또는 R)을 입력합니다. 확인을누릅니다.
   3. 작업 제출이라는 대화 상자에서 "Y"를 입력하여 지정된 치아/치아에 대한 분석을 실행합니다. 확인을누릅니다.
   4. 분석 방향이라는 제목의 대화 상자에서 힘 응용 프로그램을 지정하기 위해 "Y"를 입력합니다. 확인을누릅니다.
4. C _RES 추정을 위한 사후 처리
   1. 파일 > 스크립트 실행 > Bulk_process.py를선택합니다.
   2. 여러 작업 분석이라는 대화 상자에서 지정된 치아/치아에 대해 "Y"를 입력합니다. 확인을누릅니다.
   3. 분석 방향이라는 대화 상자에서 힘 응용 프로그램을 지정하기 위해 "Y"를 입력합니다. 확인을누릅니다.
   4. 입력 받기라는 제목의 대화 상자에 지정된 인스턴스(예: UL1 또는 UL5 등)로 특정 치아 번호를 입력합니다. 확인을누릅니다.
   5. 명령 상자에서 점 에 대한 힘 및 예상 위치에 대한 좌표를 선택합니다. 유사하지 않은 경우 4.3.1-4.4.4 단계를 반복합니다.
      참고: 각 단계에 대한 작업이 실행된 후 파이썬에서 생성된 사용자 정의 알고리즘이 Abaqus 인터페이스 내에서 실행되어 부하 응용 프로그램의 결과로 생성된 반응력 시스템과 후속 모멘트를 분석했습니다. 알고리즘은 자동으로 하중을 적용하는 새 노드 위치를 제안하여 힘 시스템 내에서 0에 가까운 크기의 모멘트(moment of-zero)가 생성되도록 합니다. 이 반복 프로세스에서 진행 되며, 이를 통해 힘이 적용될 때 0에 가장 가까운 모멘트를 생성하는 노드 위치가 발견되거나 추정될 때까지 진행됩니다. 알고리즘은 토론 섹션에 자세히 설명되어 있습니다.

결과

절차 섹션(2단계)에 설명된 대로 세분화 및 수동 개요를 확인하기 위해, 마른 두개골에서 상악제 첫 어금니를 추출하고 CBCT 이미지를 촬영했습니다. 이미지 처리 및 편집 소프트웨어 Mimics는 2단계에서 설명한 바와 같이 치아를 수동으로 개략적으로 설명하는 데 사용되었습니다. 그 후 메시를 수행하고 세그먼트 모델을 3matic 소프트웨어로 세척하고 분석을 위해 Abaqus로 가져...

토론

본 연구는 환자의 CBCT 이미지로부터 유래된 상악치아 모델의 유한 요소 분석(FEA)에 대한 일관된 워크플로우를 확립하여 그들의 C_RES를결정하는 도구 세트를 보여준다. 임상의의 경우 상악치아의 C_RES의 명확하고 간단한 지도는 치아 의 움직임을 계획하고 부작용을 예측하는 귀중한 임상 도구가 될 것입니다. 유한원소법(FEM)은 1973년^17년치과생체역학연구에 도입되?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-matic software	Materialise, Leuven, Belgium.		Cleaning and meshing
Abaqus/CAE software, version 2017	Dassault Systèmes Simulia Corp., Johnston, RI, USA.		Finite Element Analysis
Mimics software, version 17.0	Materialise, Leuven, Belgium.		Segmentation of teeth and bone