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　　有限元法(finiteelementmethod，FEA)是隨著(zhù)計算機技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種現代計算方法，它將無(wú)限維空間轉化到有限維空間，把連續系統轉變?yōu)殡x散型，即將連續的彈性體分割成有限單元，以其結合體代替原彈性體，并逐個(gè)研究每個(gè)單元的性質(zhì)，以獲得整個(gè)彈性體的性質(zhì)。有限元法是從研究有限大小的單元力學(xué)特性入手，在各單元內假定具有一個(gè)理想化的位移或應力分布模式，根據單元的性質(zhì)選擇一種函數來(lái)近似表示其位移分量的分布規律，并按彈塑性理論中的變分原理建立單元結點(diǎn)和位移之間的關(guān)系，通過(guò)力的平衡條件建立一系列方程組，求解方程組以獲得物體上有限個(gè)結點(diǎn)的位移分量，由此推導出外力與位移、位移與應變、應變與應力之間的關(guān)系，常用的有限元軟件有ABAQUS、ANSYS、MSC．PATRAN／NASTRAN等。1973年Thresher首次將其應用于口腔醫學(xué)領(lǐng)域，使用有限元法分析牙受力后牙體和牙周組織的應力分布。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，有限元法已成功應用于口腔醫學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，近年來(lái)國內外學(xué)者使用三維有限元法在口腔正畸領(lǐng)域進(jìn)行了較多研究。

1、三維有限元法在正畸支抗種植體中的應用

正畸臨床上廣泛應用各種種植體作為支抗單位，對牙齒進(jìn)行三維方向上的移動(dòng)和控制，常用的有微螺釘種植體和微鈦板種植體。牙槽嵴寬度和種植體直徑共同決定種植體所能承受的最大力值，牙槽嵴較窄的區域種植體所能承受的應力相應較小，為避免應力集中種植體直徑至少應是牙槽嵴寬度的一半。國內文獻報道通過(guò)三維有限元分析認為，種植體植入頜骨內的長(cháng)度相對于種植體的直徑而言，對周邊組織應力的影響更大些。對于螺紋型種植體來(lái)說(shuō)，螺紋頂角為60。、長(cháng)度大于9mm者為理想植入種植體，臨床一股選擇垂直干頰側牙槽骨方向植入支抗種植體，這樣更有利于承載水平方向的正畸力。但不同個(gè)體對相同種植體負載力的反應不盡相同，這提示我們用種植體支抗矯正口腔畸形時(shí)應注意個(gè)體差異。

2、三維有限元法在頜間牽引方面的應用

口腔正畸臨床上常見(jiàn)上下頜骨前后向位置不調或左右向偏斜，利用頜間牽引來(lái)改變下頜的位置，進(jìn)而使髁突產(chǎn)生相應的改建，最終使其在新的理想位置上穩定下來(lái)以達到矯正的目的。這種靠患者主動(dòng)牽引的治方法能否成功或者療效如何，與患者個(gè)體對牽引的不同反應及患者的依從性密切相關(guān)。相同類(lèi)型的長(cháng)距離牽引和短距離牽引對顳下頜關(guān)節的應力分布規律影響相似；當頜間牽引使用相同力值時(shí)，短距離牽引相對于長(cháng)距離牽引的力量更柔和；該模型分析同時(shí)印證了關(guān)節盤(pán)對關(guān)節內應力的緩沖保護作用，使關(guān)節窩和髁突的改建保持致，進(jìn)而保持關(guān)節各結構協(xié)調統一。

3、三維有限元法在擴弓矯治方面的應用

成人上頜快速擴弓可能造成面中部和顱底部應力過(guò)大導致微骨折，擴弓之前的骨截斷術(shù)能減小顱底部和面中部的壓力分布，梨狀孔至翼腭窩截骨手術(shù)的效果優(yōu)于只截斷顴牙槽嵴的手術(shù)效果。快速擴弓可以引起上頷骨向前下移動(dòng)并向后旋轉，最大應力分布在額上頜、鼻上頜以及額鼻縫等處，配合擴弓同時(shí)行前方牽引時(shí)上頜骨水平、垂直和側方位移均較不擴弓者明顯。在腭中縫擴開(kāi)后再進(jìn)行上頜骨前方牽引時(shí)，顴上頜縫處的應力更加集中，上頜骨與顴骨向前上方的旋轉減少，而向前方的移動(dòng)明顯增加。

三維有限元法在口腔正畸矯治中得到廣泛應用，它可以準確表達復雜幾何形狀和邊界條件的研究對象，可以避免實(shí)驗過(guò)程中由于操作器材、實(shí)驗者、測控儀器等因素引起的誤差。有限元法屬于無(wú)創(chuàng )分析，模型可以反復使用而不改變其內部結構和力學(xué)性質(zhì)，獲取信息全面準確，已有很多學(xué)者運用了三維有限動(dòng)態(tài)分析法，逐漸向生物仿真方向發(fā)展。盡管具有眾多優(yōu)點(diǎn)，有限元分析的結果仍為近似解，所建立模型的精確程度直接決定分析結果的準確性，而在建模過(guò)程中，研究對象的幾何形狀和材料力學(xué)特性的簡(jiǎn)化，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì )給結果帶來(lái)誤差，這同樣需要試驗驗證或與臨床實(shí)踐相結合加以綜合驗證。有限元法作為與計算機技術(shù)相結合的理論分析方法，越來(lái)越受到人們高度重視，顯然，有限元分析已對口腔正畸醫學(xué)產(chǎn)生了不可估量的影響，未來(lái)，這種影響還會(huì )繼續擴大。