人鼻腔生物力學(xué)模型的基礎(chǔ)研究及其臨床應(yīng)用.pdf

1、本論文工作分為以下五個(gè)部分： 第一部分介紹了一種重建鼻腔模型的有效方法，根據(jù)一名健康志愿者的CT圖像，用表面重建的方法對(duì)該患者的鼻腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重建，用有限元的方法對(duì)鼻腔域中的氣體流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬及分析，并把得到的結(jié)果與醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中記載的數(shù)據(jù)相比較，證明重建鼻腔模型與氣體流場(chǎng)數(shù)值模擬的可行性。 第二部分主要研究鼻腔結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)與鼻腔內(nèi)氣體流場(chǎng)的關(guān)系，應(yīng)用三維重建和數(shù)值模擬的方法對(duì)24例健康成年人鼻腔的氣流流場(chǎng)進(jìn)行了分析

2、和比較，總結(jié)健康成年人鼻腔氣體流場(chǎng)的特點(diǎn)并對(duì)其按照一定規(guī)律進(jìn)行分類。通過數(shù)值模擬方法分析鼻腔在鼻甲部分切除后的氣流流場(chǎng)，并與原始模型的模擬結(jié)果進(jìn)行比較，研究鼻腔結(jié)構(gòu)的變化對(duì)鼻腔內(nèi)氣流分布的影響。 第三部分主要研究正常成年人的鼻腔氣道幾何尺寸和鼻腔阻塞程度的關(guān)系，對(duì)17個(gè)志愿者進(jìn)行鼻阻力測(cè)試，得到鼻腔的阻塞系數(shù)與氣流量的關(guān)系。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行函數(shù)擬合，確定鼻腔的阻塞系數(shù)。根據(jù)每個(gè)志愿者的鼻腔的CT掃描圖像，提取鼻腔結(jié)構(gòu)的幾何數(shù)據(jù)。對(duì)

3、鼻腔阻塞系數(shù)和鼻腔結(jié)構(gòu)幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，建立氣道幾何尺寸與鼻腔阻塞系數(shù)的關(guān)系式，并確定其中的待定系數(shù)。結(jié)果表明，可以通過鼻腔氣道的截面積、氣道長(zhǎng)度、濕周長(zhǎng)等幾何尺寸大致的確定鼻腔的阻塞程度。 第四部分設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于功能性內(nèi)窺鏡鼻竇手術(shù)后的引流器，在術(shù)后放入竇口鼻道復(fù)合體處，防止竇口的粘連，保證鼻腔通氣，通過鼻腔呼吸氣流自動(dòng)將上頜竇內(nèi)的積液引出，將液體藥劑輸送到上頜竇，方便術(shù)后的管理。根據(jù)重建的三維鼻腔模型進(jìn)行數(shù)值模擬的結(jié)果和

4、鼻阻力儀測(cè)量的結(jié)果得到竇口鼻道復(fù)合體處的氣流流動(dòng)情況。通過兩相流理論和建立的引流器計(jì)算模型，對(duì)于“引流和注藥過程”進(jìn)行數(shù)值模擬和定量分析。在數(shù)值模擬過程中，改變引流器的管徑以及引流物質(zhì)的粘性系數(shù)，分別計(jì)算并比較結(jié)果，對(duì)引流器形狀進(jìn)行優(yōu)選，確保本文設(shè)計(jì)的引流器可以完成通氣、引流，注藥和保持上頜竇竇口不粘連的功能。 第五部分設(shè)計(jì)一種鼻用塞固器，在鼻中隔粘骨膜下矯正術(shù)后，放入鼻腔替代傳統(tǒng)的填塞材料，起到固定鼻中隔、壓迫止血和保持鼻腔通