人下颌角撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的有限元模拟及生物力学分析

作者：黄君杰; 徐帅; 季艳丹; 张纲; 谭颖徽^*

来源：第三军医大学学报, 2020, 42(15): 1511-1518.

DOI：10.16016/j.1000-5404.202003344

• 颞下颌关节
• 有限元方法
• 撞击
• 生物力学
• 下颌角

目的通过有限元法(finite element method,FEM)构建人颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)骨肌系统三维有限元模型,模拟下颌角区撞击伤后TMJ骨肌系统间接损伤的生物力学响应。方法采用1名成年男性头部的CT和MRI数据组合,利用有限元软件完成TMJ骨肌系统三维模型的构建。模拟特定撞击物对下颌角撞击伤,获得TMJ各结构的Von Mises应力云图和下颌骨骨折动态图。结果撞击时高应力区分布于撞击侧髁突颈部。当碰撞速度为2.87 m/s时,下颌骨无骨折;速度为7.22 m/s时,左侧髁突刚好发生线性骨折,骨折无移位;速度为8.33 m/s时,左侧髁突完全离断性骨折;速度大于9.72 m/s时,双侧髁突及颏部均发生完全骨折。髁突颈部的高应力向关节窝传递,受关节盘的缓冲作用而迅速降低。本实验撞击条件下,关节盘、咬肌受力时产生压缩形变。结论利用FEM有效地模拟TMJ在下颌角侧方不同速度碰撞载荷下的致伤过程,验证了该模型可以更快捷、准确地预测TMJ各结构的损伤类型,并且指导临床防护。

• 单位
  第三军医大学; 中国人民解放军陆军军医大学