汎用有限要素法を用いた歯科矯正移動のシミュレーション方法の開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20592397
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 小島 之夫 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 准教授 (00144189)
• Keywords: 歯科矯正 / 歯の移動 / 有限要素法

Research Abstract

はじめに,歯科実習用の模型を歯科用CTで撮影し,その画像から,モデル作成ソフトウェア3D-Doctorおよび要素分割ソフトウェアANSYS/AI*Environmentを用いて,精密な歯の有限要素法モデルを作成した.この有限要素法モデルを用い,歯に作用する力と動揺状態との関係(動揺マトリックス)を計算した.
次に,上顎および下顎の犬歯をスプリングによって遠心に牽引する場合を,汎用有限要素法ソフトウェアANSYSを用いて計算した.この方法では,まず,スプリングの有限要素法モデルを用いて歯に作用する力とモーメントを計算する.そして,動揺マトリックスを用いて計算した歯の移動量に基づいて歯を移動する.この過程を繰返すことで,長時間にわたる歯の移動を計算する.計算は,ANSYSのプログラミング言語であるAPDLによって自動的に実行される.
以上のシミュレーションによって,歯の移動伴って,歯に作用する力系が変化し,歯の移動パターンが大きく変化していく過程が示された.さらに,歯の移動に与えるスプリングの曲げ(ゲーブルベンドとアンチローテーションベンド)の影響が明らかになった.