得到整个加载过程的散斑图,图幅大小为768*576pixel。这些散斑图就是数字图像相关方法进行变形分析的原始数据,利用数字相关分析软件就可以得到整个加载过程的位移与应变演化情况。因计算结果是以像素为单位,为了将像素换算成长度单位,需要对记录系统进行标定,本实验采用简单的标定方法,在实验对象的同一位置处放置一把刻度尺,采集图像,找出像素数与单位长度之间的对应关系,就完成了标定。应该注意的是标定后对系统不能再做任何调整,否则需要重新标定。这里对修复前后的实验应分别进行标定。分析计算后得到的是各个状态的位移场和应变场,结果保存在数据文件里,然后用后处理软件(origin、matlab等 )处理和显示出来。 对正常后磨牙试件和桩核修复后的后磨牙分别进行上述实验,得到各自的处理结果以用于分析比较。图3为对应的桩核修复前后的上磨牙散斑图像:(a)修复前 (b) 修复后图3 桩核修复前后的上磨牙散斑图像(a)Before restored (b)After restoredFig.3 The speckle image of teeth before and after restored 3 结果与分析 由于实验均是对同一牙齿进行桩核修复前后的位移及应变进行测试,其试验的模型、条件、环境、方式等均一致,从而使得修复前后的测试结果具有最大的可比性。本研究是对修复前后的后磨牙在各级荷载下的散斑图进行处理,得到其位移场与应变场,再利用origin处理软件得出两者的位移对比曲线及变形对比曲线。这些曲线即可用来分析修复技术的可行性及修复的好坏。对于上磨牙,它有三个牙根,为了分析修复前后各牙根的受力情况,下面分别给出了修复前后各牙根相对于牙周组织移动的u、v场对比曲线。图4分别为正常后磨牙和桩核修复后的后磨牙各个牙根的u场曲线,图5分别为对应的修复前后的后磨牙各个牙根的v场曲线。(a)修复前 (b)修复后图4 桩核修复前后后磨牙各牙根u场对比曲线 (a)Before restored (b)After restoredFig.4 Displacement of the teeth before and after restored in the x direction(a)修复前 (b)修复后图5 桩核修复前后后磨牙各牙根的v场对比曲线(a)Before restored (b) After restoredFig.5 Displacement of the teeth before and after restored in the y direction 由上面的曲线可以看出,修复前后的后磨牙各牙根随着荷载的增大在x、y方向的位移均呈增大趋势。注意的是为了评价修复技术的好坏,本文在分析结果时侧重于对曲线进行对比分析。 从上面曲线的对比中,可以清楚地看到修复后的后磨牙在受咬力下各牙根相对于牙周膜的移动情况与正常后磨牙基本保持一致,进而从另一角度说明修复前后的后磨牙对牙槽骨的作用力也保持一致,没有畸变。同时也进一步说明咬力在修复后的后磨牙各牙根的分配、传递情况均与正常后磨牙保持一致。 为了更有力的说明修复前后的后磨牙在荷载下的状态,下面给出了修复前后的后磨牙牙根的整体平均应变曲线对比图。图6为桩核修复前后的后磨牙在x、y方向的应变。(a)x方向的应变 (b)y方向的应变图6 桩核修复前后的后磨牙分别在x、y方向的应变(a)Strain in x direction (b)Strain in y directionFig.6 Stain of the teeth before and after restored in x and y directions 由上面的曲线可以看出,修复前后的后磨牙在荷载下的应变曲线形状基本相同、大小偏差很小。这些曲线表明在初始的几级荷载下应变几乎为零,随着荷载的继续加大,开始出现弹性压应变,与实际情况较符合。 以上结论都说明桩核修复后的后磨牙其性能与正常后磨牙基本保持一致,不会影响正常咀嚼,且不会给患者带来不适。 4 小结 桩核修复残冠残根已被普遍使用,但桩核冠修复体在载荷作用下对牙周组织的影响机理仍然不是十分清楚。因此,本文利用图像采集系统采集修复前后的后磨牙在其支持组织模拟结构中受载时的图像,运用数字图像相关技术对其进行了分析,为桩核修复技术提供实验依据。 实验结果表明,对于桩核修复后的后磨牙,其力学特性与正常后磨牙保持一致,不会影响咀嚼,也不会给患者带来不适感,从而说明该桩核修复技术进行临床应用的可行性。 从该实验我们也可以看到数字图像处理技术运用于口腔修复力学研究的可行性及其优点,迈出了数字图像相关技术在口腔医学领域的应用第一步,同时也丰富了医学界关于核桩修复技术的现有成果。【参考文献】 1 马少鹏,潘一山.岩石材料基于天然散斑场的变形观测方法研究.岩土力学与工程学报,2002,21(6):792-796. 2 单保华,欧进萍.散斑图像相关数字技术原理及应用.实验力学,2003,18:409-418. 3 王怀文,亢一澜,富东慧. 应用数字散斑相关技术进行薄膜材料断裂问题研究.烟台大学学报(自然科学与工程版).2001,14(2):100-104. 4 芮嘉白,金观昌,徐秉业. 一种新的数字散斑相关方法及其应用.力学学报.1994,26(5):599-607. 5 张富强,杨宠莹,苏炳华.力在牙槽骨内传递的力学分析.医用生物力学,1994,9:202-206. 上一页 [1] [2]
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