利用動態反應分析下顎骨外傷機轉

在外傷力學的研究當中，由於動態撞擊力量作用的時間，通常只有l-20毫秒(ms)，這樣的瞬時動態力量除了會造成撞擊物的整體運動(rigid body motion)，也會使得撞擊物的共振頻率受激發，並同時伴隨著振動發生。由於動態特性分析是分析外傷機轉的方法之一，因此本研究使用模態測試法搭配有限元素分析，以瞭解下顎骨在受外力撞擊時可能產生的動態反應，藉以瞭解下顎骨的振動與下顎骨骨折之間的關係。實驗方法上，在十個已乾燥的下顎骨上參考骨折好發的位置規劃7個測試點進行體外共振頻率與振動模態的量測，量測得乾燥的下顎骨的振動頻率平均值為578.6±11.67Hz，與所建構的三維下顎骨有限元素模型計算的頻率567.3Hz相差僅1.9%, 利用驗證後之模型模擬正常下顎骨的共振頻率為501.4Hz，同時發現當振動發生時，下顎髁與下顎聯合附近將產生較大的振幅與較高的變形，在下顎骨體中點則產生較小的振幅與較低的變形。從此研究結果可以發現，當下顎骨受外力撞擊而產生振動時，其共振頻率與振動模態不會因撞擊位置與撞擊力大小而改變，而因撞擊引發振動所產生的高變形位置，與臨床觀察骨折位置相吻合，此結果表示除了下顎骨本身的形狀，結構，及骨骼的材料性質差異會對下顎骨折造成影響外，受撞擊時下顎骨的振動特性也扮演了重要的角色。