鼻腔计算机流体力学模拟及与鼻声反射和鼻阻力计相关研究
鼻声反射以及鼻阻力测量在评定OSAHS患者术前、术后鼻腔狭窄和阻力方面的应用
鼻声反射以及鼻阻力测量在评定OSAHS患者术前、术后鼻腔狭窄和阻力方面的应用陈静; 谢景华【期刊名称】《《中国医药科学》》【年(卷),期】2019(009)022【总页数】3页(P267-269)【关键词】鼻声反射; 鼻阻力; 睡眠呼吸暂停低通气综合征; 鼻腔扩容术【作者】陈静; 谢景华【作者单位】广州市第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科广东广州 510180【正文语种】中文【中图分类】R563.8阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）为上气道持续部分阻塞或是不全阻塞造成的呼吸暂停或是低通气，为临床常见疾病。
OSAHS 会对患者的睡眠质量、呼吸功能产生严重影响，同时会引起一系列全身并发症[1]。
随着OSAHS 诊疗技术的不断完善，外科干预能够有效解除患者上呼吸道阻塞症状，但是需要注意的是，在手术治疗时，关键在于对上呼吸道狭窄平面进行准确判断，对气道结构进行全面评估，进而选择合适的治疗方式[2]。
一般而言，经鼻呼吸的过程中，鼻腔阻力在整个呼吸道阻力中所占比例在50%左右，对鼻腔通畅程度可以进行客观的评估[3]。
本次研究中，以对鼻声反射以及鼻阻力测量在评定OSAHS 患者术前、术后鼻腔狭窄和阻力方面的应用价值进行评价分析为目的，对我院收治的，获得临床确诊的OSAHS 患者在鼻腔扩容术前、术后6 个月进行鼻腔容积、鼻阻力、鼻腔最小横截面积、最小横截面距前鼻孔距离等数据测量，并对测量结果进行了统计分析，现报道如下。
1 资料与方法1.1 一般资料选取2017 年1 月～ 2018 年6 月我院收治的经PSG 测量确诊[4]的OSAHS 患者56 例作为研究对象，其中轻度患者35 例，中度患者21 例，包括有男34例，女22 例，年龄35 ～72 岁，平均（55.7±11.3）岁。
所有患者术前均存在夜间打鼾、鼻塞、白天嗜睡、呼吸暂停等症状，所有患者在入院后均接受鼻腔扩容手术治疗，包括括鼻中隔三线减张、下鼻甲缩容术、中鼻道及中鼻甲缩容等。
鼻内镜下低温等离子射频消融术术前及术后鼻声反射和鼻阻力检查结果分析
鼻内镜下低温等离子射频消融术术前及术后鼻声反射和鼻阻力检查结果分析目的：探讨鼻声反射和鼻阻力（NR）检查结果在鼻内镜下低温等离子射频消融术疗效评价中的临床意义。
方法：选取2011年5月-2014年5月本院收治的中重度慢性鼻炎患者90例作为研究组，药物治疗效果欠佳，择期行鼻内镜下低温等离子射频消融术，采用视觉模拟评分法（V AS）评价手术前后疼痛程度。
另择同期90例健康体检者作为对照组，两组分别于鼻黏膜收缩前和收缩后进行鼻声反射及NR检查，结合V AS疼痛评分评价临床疗效。
结果：手术前，研究组患者鼻黏膜收缩前后双侧鼻腔各项指标比较差异均无统计学意义（P>0.05）；与手术前比较，研究组术后鼻腔最小横截面积（NMCA）和鼻腔容积（NCV）增大，NR减小，比较差异均有统计学意义（P＜0.05），鼻腔最小横截面积至前鼻孔的距离（DCAN）和鼻腔平均横截面积（MNCA）比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；术后V AS评分明显低于术前，比较差异有统计学意义（P＜0.05）；两组术后各项指标比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。
结论：鼻内镜下低温等离子射频消融术治疗中重度慢性鼻炎效果确切，可有效改善鼻通气功能，鼻声反射和鼻阻力检查结果可准确反映临床疗效。
慢性鼻炎是鼻黏膜及黏膜下层的慢性炎症，易反复发作，迁延不愈，伴有程度不等的鼻塞、分泌物增多、鼻黏膜肿胀或增厚等症状[1]。
中、重度慢性肥厚性鼻炎患者主要临床症状为持续性鼻阻塞，鼻腔局部用药治疗效果欠佳，对患者的生活质量造成严重影响[2-3]。
李玉瑾等[4]研究指出，鼻内镜下低温等离子射频消融术治疗中、重度慢性肥厚性鼻炎疗效被积极证实，手术创伤小，病变切除彻底，安全性高。
鼻声反射和鼻阻力检查近年来在临床广泛应用，可准确诊断患者的鼻通气状态、鼻阻塞程度及术后疗效[5]。
本研究选取本院90例中重度慢性鼻炎患者作为研究组，同期90例健康体检者作为对照组，旨在探讨鼻声反射和鼻阻力检查结果在鼻内镜下低温等离子射频消融术疗效评价中的临床意义，现报道如下。
鼻声反射对鼻通气功能检查的应用评价
鼻声反射对鼻通气功能检查的应用评价鼻声反射（acoustic rhinometry,AR）是近年来应用于临床的一种反映鼻腔通气状况的客观检查方法，通过探测声波的反射信号，测量鼻腔的最小截面积、鼻腔容积等参数，反映鼻腔的几何形态。
我科应用鼻声鼻阻力仪对36例鼻塞患者和20例无鼻病健康志愿者进行了鼻腔测量，探讨AR对鼻塞患者鼻通气功能检查的临床应用价值，为临床治疗提供参考。
资料与方法一：研究对象：2008年6月-2009年7月在我院耳鼻咽喉科住院治疗的鼻塞为主诉的患者36例，男28例，女8例，年龄17-61岁。
均有不同程度鼻塞症状，伴或不伴有流涕，无外鼻畸形，测试前无鼻部手术史。
双侧鼻塞者27例，单侧鼻塞者9例。
其中慢性鼻窦炎10例，鼻中隔偏曲4例，慢性肥厚性鼻炎3例，慢性鼻窦炎伴鼻息肉7例，慢性鼻窦炎伴鼻中隔偏曲5例，慢性鼻窦炎伴肥厚性鼻炎4例，慢性鼻窦炎伴鼻中隔偏曲、肥厚性鼻炎3例。
无鼻塞症状、无鼻部疾病史，前鼻镜检查无异常的健康志愿者20例（对照组），男12例，女8例，年龄18-60岁。
二、研究方法应用英国吉姆公司鼻声鼻阻力仪进行测量。
测试在安静的室内进行，室温20-25℃，相对湿度60，所有测试均由经验丰富的同一位技师完成。
测试前指导受试者熟悉测试过程，取得其良好配合。
受试者坐位，选择与受试者前鼻孔大小相适应的鼻塞探头，注意保证鼻腔的完全密闭，并指导患者避免鼻腔通气。
测试所得参数包括鼻腔平均截面积（MNCA）最小截面积（MCA）鼻腔容积（NV）鼻腔阻力（NR）等，数据进行统计学处理。
结果病例组鼻塞侧与非鼻塞侧各参数测试结果见表1.从表1中可见，病例组中鼻塞侧与非鼻塞侧各参数间均无统计学意义（均P）0.05）表1 病例组中鼻塞侧与非鼻塞侧各参数测试结果的比较（x-±S）测试参数鼻塞侧非鼻塞侧MNCA/cm215.0 0.961.74 0.75MCA/cm20.50 0.160.57 0.15NV/cm26.91 3.627.65 2.71NR[kpa(L min)-1]0.40 0.470.25 0.34病例组中鼻塞侧与对照组各参数结果见表2表2 病例组中鼻塞侧与对照组各参数结果的比较测试参数鼻塞侧非鼻塞侧MNCA/cm215.0 0.9618.1 0.64MCA/cm20.50 0.160.63 0.14NV/cm26.91 3.628.13 2.46NR[kpa(L min)-1]0.40 0.470.05 0.06注：与对照组比较 P<0.05讨论多年来对鼻腔通气功能状况缺少一个客观的检查、评价指标致使临床上常遇到鼻塞患者主诉鼻塞症状与医师的鼻部检查结果不一致的情况，那么是否需要进行手术？以往对鼻通气功能的客观评价方法以CT为主，并没有统一标准。
鼻阻力测定及其临床应用研究进展
鼻阻力测定及其临床应用研究进展杨军玲(综述);罗志强(审校)【摘要】Nasal resistance is the resistance of nasal cavity to the respiratory airflow ,which is susceptible to environmental,physiological and physical state of a variety of factors,and the normal nasal resistance plays an important role in the body′s physiological functions .Nasal resistance measurement is the most common clinical method to evaluate the nasal resistance objectively as an index of quantitative assessment of nasal obstruction,with a variety of methods for determination ,and it has been widely used in severity evaluation of nasal congestion,disease diagnosis,drug or surgical curative effect evaluation and comparison,optimal opera-tion mode selection and examination of pilot recruitment .%鼻阻力是鼻腔对呼吸气流的阻力，易受环境、生理、机体状态等多种因素的影响，正常的鼻阻力对机体生理功能有重要的作用。
鼻阻力测定是目前临床最常用的客观评价鼻腔阻力的检测方法，作为鼻塞定量评价的指标，具有多种测定方法。
鼻腔气流运动的个体化测量
鼻腔气流运动的个体化测量卢九星;韩德民;张罗【摘要】Objective To apply computational fluid dynamics simulations of respiratory airflow in clinical examination, and individually measure the airflow motion parameters. Methods Ten healthy noses with normal nasal structure and function were axially scanned by spiral CT, simultaneously all volunteers were examined by GM Rhino manometer NR6 and GM Acoustic Rhinometry Al. The continuous fault images of upper respiratory tract were imported into Mimics software for image segmentation and 3-dimensional models were obtained. Then model data were input to Ansys software to generate finite element mesh for transient computing and analysis. Rationality validation of workflow digital simulation was made from three aspects; ① using acoustic rhinometry results to test the simulation of model; ② setting transient boundary condition used airflow velocity value from Rhino manometer results; ③ using air pressure value obtained from numerical simulation to calculate the nasal resistance value, then compared with the data from Rhino manometer. Results The comparison indicates that the model and the numerical simulation were consistent. From the result we can observe the airflow distribution quantitatively in the nasal cavity in the period of respiration. Conclusion The model could truly reflect the actual anatomic structure and morphology of the nasal cavity, numerical simulation results were reliable. The airflow in the upper respiratory tract can be individual}' measured.%目的初步将鼻腔空气动力学应用于临床,数值模拟上呼吸道气流场,个体化测量气流运动参数.方法应用计算机断层扫描对10例正常鼻腔受试者进行鼻窦轴位扫描;同时测量鼻功能,得到鼻阻力值和鼻声反射曲线.将得到的上呼吸道连续断层图像顺序导入Mimics、Icem-cfd、Fluent、Cfd-post软件进行三维建模、有限元网格划分、瞬态计算、结果分析.从三方面验证数值模拟的合理性:① 利用鼻声反射数据检验模型是否真实;②由鼻阻力仪得到气流速率值,设置数值模拟的瞬态边界条件;③ 用数值模拟得到的气流压力值计算鼻阻力,对比计算得到的鼻阻力值和实际测量得到的鼻阻力值.结果模型形态数据和鼻声反射数据有很好的吻合;数值模拟计算得到的鼻阻力值和实际测量鼻阻力值,2者比较差异无统计学意义.数值模拟可以得到呼吸周期中气体流场在整个上呼吸道的运动情况.结论所建模型可以真实反映鼻腔的实际解剖结构形态,数值模拟结果可靠,可以对上呼吸道气流进行个体化实时测量.【期刊名称】《首都医科大学学报》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】7页(P750-756)【关键词】上呼吸道;计算机流体力学;个体化测量【作者】卢九星;韩德民;张罗【作者单位】首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻喉头颈外科,北京市耳鼻咽喉科研究所,教育部耳鼻咽喉头颈科学重点实验室,北京,100730;首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻喉头颈外科,北京市耳鼻咽喉科研究所,教育部耳鼻咽喉头颈科学重点实验室,北京,100730;首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻喉头颈外科,北京市耳鼻咽喉科研究所,教育部耳鼻咽喉头颈科学重点实验室,北京,100730【正文语种】中文【中图分类】R765鼻腔位于呼吸道的首端，功能有通气、过滤、清洁、加温、加湿、共鸣、反射及嗅觉，无一不依赖于呼吸气流通过鼻腔而加以实现。
鼻声反射在评估鼻塞患者经鼻内镜手术效果中的应用
鼻声反 射 可 以作 为 ； 内窥镜 鼻
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ ５ ７ ．０ ０ ０ ．０ ｏ：１ ． ９ ９ ｊｉ ． ０ ４— ７ ５ ２ １ ． ５ ０ ９ ｓ
学科 分类 代码 ：３ ０ ４ ２．１
ｓ ｏ ｉ ｕ ｇ ｒ ．Ｍ ｅｈｏ ｓ Ｗ ｅ ｃ ｌ ｃｅ ｈ ２ ｐ ｔ ｎ ｓｓ ｆ ｒ ｇ ｆ ｍ ｎ ｓ ｌ ｂ ｔ ｃｉ ｎ ｃ ｐ ｃ ｓ ｒ ｅｙ ｔ ｄ ｏｌ ｔ ｄ ｔ ｅ４ ａｉ ｔ ｕｆ ｉ ｏ ａ ａ ｏ ｓ ｅ ｅ ｅ ｎ ｒ ｕ ｏ ｒ ｔ ．Ｂｅｏ ｅ ｅ ｄ ｓ ｏ ｉ ｕ ｇ ｒ ｆｒ ｎ ｏ ｃ ｐｃ ｓ ｒ ｅ －
ＷＡ Ｇ Ｑ —ｗ ｉ Ｏ Ｇ Ｚ ｏ ｗ ｉ Ｎ ｉ ｅ，Ｄ Ｎ ｈｕ— ｅ （ ｅａｔ ｅｔ ｆＯｏ ｒｎ ｏｏｙＨ ａ ｎ ｅｋＳ ｒｅ ， ｈ ｉｔ ｆ ｌ ｔ ｏ ｉ ｌ Ｄｐ ｒ ｎ ｏ ｔ ａｙ ｇ ｌ ｅｄａ ｄＮ ａ ｕｇｒ ｔｅＦｒ ｆ ｉ ｅ Ｈ ｓ ｔ ｍ ｌ ｇ ｙ ｓＡ ａ ｄ ｐ ａ ｉ ｆ ａｂ ｄ ａ ｉ ｓ ｙ Ｈ ｒｉ １０ ０ ， Ｈ Ｎ ｏ Ｈ ｒｉ Ｍｅｉ ｌ ｎｖｒｔ ， ａｂ ５ ０ １ Ｃ Ｉ Ａ） ｎ ｃ Ｕ ｅｉ ｎ
（ ，哈尔滨 医科大学附属第一 医院， Ｉ 黑龙 江 哈尔滨 １０ ０ ；．哈尔滨市第四医院 ， ５ ０ １２ 黑龙江 哈尔滨 １０ ２ ） ５０ ０
摘要 ： 应用鼻声反射技术评价鼻 阻塞患者经鼻 内镜手术后 的效果。方 法 对 ４ 目的 ２例以鼻阻塞为 主诉， 入我 院行 鼻 内窥镜 手 术 的患者 于术前及 术后 １个月行 鼻 声反射 检 查 ， 算鼻 腔 平均截 面积 （ Ｎ Ａ） 测 Ｍ Ｃ 、
鼻声反射及鼻阻力检测在结构性鼻炎患者鼻通气功能评估中的应用价值
鼻声反射及鼻阻力检测在结构性鼻炎患者鼻通气功能评估中的应用价值杨浩;杨秀海;梁秋林;冯超;张阳;陈善有【摘要】目的探讨鼻声反射及鼻阻力检测在结构性鼻炎患者鼻通气功能评估中的应用价值.方法选择结构性鼻炎患者67例、体检健康者35例(对照组),根据视觉模拟评分对鼻堵的评估结果将鼻炎患者分为轻度鼻堵组15例、中度鼻堵组28例、重度鼻堵组24例,各组均行鼻声反射和鼻阻力测量,记录鼻声反射检测指标[鼻腔限流阶段截面积(MCA1)、鼻甲段截面积(MCA2)、截面积距前鼻孔的距离(MD1、MD2)及以上指标两侧鼻腔的比值、两侧鼻腔距离前鼻孔5 cm、2~<5cm、>5~7 cm的鼻腔容积(V5、V2~5、V5~7)比值]、鼻阻力测量指标[鼻腔总阻力(RT)、鼻腔阻力差异比(Rlr)].结果各组MCA1a/MCA1b、MCA2a/MCA2b、MD2a/MD2b、V5a/V5b、V2~5a/V2~5b、Rlr比较差异有统计学意义(P均<0.05),且重度鼻堵组以上指标变化最明显(P均<0.05).结论鼻声反射及鼻阻力检测对评估结构性鼻炎患者的鼻通气功能有一定价值.【期刊名称】《山东医药》【年(卷),期】2016(056)009【总页数】2页(P67-68)【关键词】鼻炎;结构性鼻炎;鼻通气功能;视觉模拟评分;鼻声反射;鼻阻力【作者】杨浩;杨秀海;梁秋林;冯超;张阳;陈善有【作者单位】黔西南州人民医院,贵州兴义562400;贵州省人民医院;贵州省人民医院;贵州省人民医院;黔西南州人民医院,贵州兴义562400;黔西南州人民医院,贵州兴义562400【正文语种】中文【中图分类】R765.21结构性鼻炎是指鼻腔多结构异常导致鼻腔的气流动力学以及鼻腔阻力发生改变，影响鼻腔的通气及调温调湿功能[1]。
鼻内骨性解剖结构变异或鼻腔比邻结构的异常接触，影响纤毛的正常运动及异常神经反射，导致鼻窦引流受阻，继发鼻窦炎,是鼻窦炎反复发作、难以治愈的主要原因[2]。
鼻声反射和鼻阻力对结构性鼻通气障碍患者的评估价值
• 130 .丨叫¥H：鼻咽喉头颈外科朱忐202丨年5月第45卷第3期Int J Otolaryngol Head Neck Surg, M a y2021, Vol.45, No.3•鼻科学：论著•鼻声反射和鼻阻力对结构性鼻通气障碍患者的评估价值张红蕾王立宏王枫刘鸿毅邓洁龚学晨濮或郭睿空军特色医学中心耳鼻咽喉头颈外科，北京100142通信作者：郭睿，Email:alali626@【摘要】目的鼻声反射和鼻阻力对结构性鼻通气障碍患者的评估价值及与鼻腔结构指标的相关性研究方法选择2018年3月〜2020年1月空军特色医学中心耳鼻咽喉头颈外科收治的结构性鼻通气障碍患者131例作为对象，采用视觉模拟量表评分对患者的鼻堵情况进行评分，根据结果将其分为轻度鼻堵组36例、中度鼻堵组57例、重度鼻堵组38例，另选同期体检者42名作为对照组。
各组均进行鼻声反射测M和鼻阻力测量。
对各组间鼻声反射和鼻阻力测量情况进行比较，并采用Pearson相关性分析对鼻呼气相总阻力、鼻吸气相总阻力与鼻腔结构测M指标的相关性进行分析结果重度鼻堵组鼻声反射指标与其他各组差异更为明显(/><0.05);鼻腔总阻力在对照组与轻度鼻堵组和中度鼻堵组间无统计学差异，与重度鼻堵组间有统计学差异；轻度鼻堵组、中度鼻堵组、重度鼻堵组的鼻腔阻力差异比均高于对照组(P<〇.〇5)，其中重度鼻堵组鼻腔阻力差异比勺其他三组均有统计学差异（P<〇.〇5):鼻吸气相总阻力、鼻呼气相总阻力勹下鼻甲前缘黏膜至鼻中隔之间距离、双侧下鼻甲软组织内侧缘之间最小距离（和双侧下鼻甲骨之间最小距离）呈负相关，数据差异具有统计学意义(P<0.05)结论鼻声反射和鼻阻力检测对结构性鼻通气障碍患者的鼻通气功能貝•有一定的评估价值，鼻腔扩容手术可以显箸改善结构性鼻通气障碍患者的鼻通气功能【关键词】鼻测量，声学；鼻腔测压；鼻阻力；结构性鼻通气障碍；评估；相关性基金项目：军事飞行人员疾病特许医学鉴定指南研究（A K j15J003)DOI: 10.3760/cma.j.issn.l673-4106.2021.03.002Evaluation of nasal acoustic reflex and nasal resistance in patients with structural nasalventilation disordersZhang Honglei, Wang Lihong, Wang Feng, Liu Hongyi, DengJie, Gong Xuechen, Pu Yu, Guo RuiDepartment o f Otorhinolaryngology' Head and Neck Surgery^ the Air Force Medical Center, PLA,Bejing 100142, ChinaCorresponding author: Guo Rui, Email:****************【Abstract】Objective To study the evaluation value of nasal acoustic reflex and nasalresistance in patients with structural nasal ventilation disorders and the correlation between them andnasal structural indexes. Methods From March 2018 to January 2020, 131 patients with structuralnasal obstruction who were admitted to our hospital were selected as the subjects, and the visualanalogue score was used to score the situation of nasal obstruction. According to the results, theywere divided into 36 cases of mild nasal obstruction group, 57 cases of moderate nasal obstructiongroup, 38 cases of severe nasal obstruction group, and 42 cases of physical examination at the sametime were selected as the control group. Nasal acoustic reflex and nasal resistance were measuredin each group. The results of nasal acoustic reflex and nasal resistance were compared among thegroups, and Pearson correlation analysis method was used to analyze the correlation between thetotal expiratory phase resistance, the total inspiratory phase resistance and the measurement indexof nasal structure. Results There was significant difference in the measurement of nasal acousticreflex among the groups(P<0.05); there was no significant difference in the total nasal resistancebetween the control group and the mild and the moderate nasal obstruction groups, and there wassignificant difference between the severe nasal obstruction groups; the difference of right-left nasalresistance ratio between the mild, the moderate and the heavy nasal obstruction groups was higherthan that of the control group(P<0.05), and the severe nasal obstruction group was higher than thatof the control group(尸<0.05); There was a negative correlation between the total inspiratory phaseresistance, the total expiratory phase resistance and the distance of the inferior turbinate front tonasal septum(DTNS), The minimal distance between the inferior turbinate soft tissue(MDTT) andthe minimal distance between the inferior turbinate bone(MDTB). The difference was statisticallysignificant(戶<0.05). Conclusions Nasal acoustic reflex and nasal resistance test can be used toevaluate the nasal ventilation function of patients with structural nasal ventilation disorders. Nasaldilatation surgery can significantly improve the nasal ventilation function of patients with structuralnasal ventilation disorders.【Key words】Rhinometry, Acoustic; Rhinomanometry; nasal resistance; structural nasalventilation disorders; evaluation; correlationFund program: Study on the Medical Identification Guide for Military Pilots(AKJ15J003)DOI: 10.3760/cma.j.issn. 1673-4106.2021.03.002国际浑鼻咽喉头颈外科杂忐202丨年5月第45卷第3期____________Int J Otolaryngol Head Nec k Surg, M a y2021, Vol.45, No.3 . 131 .结构性鼻通气障碍是鼻腔解创结构异常导致的通气障碍，以鼻塞为主要临床表现，鼻腔扩容手术可有效 增加鼻腔通气量，降低鼻腔阻力^21。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
上海交通大学学报(医学版)Vol .29No .7Jul .2009Journal of Shanghai J iaotong University (Medical Science )作者简介:郭宇峰(1981—),女,住院医师,硕士生;电子信箱:yufeng60@yahoo 。
通讯作者:陈 广,电子信箱:leochanguang@g mail .com 。
文章编号: 025825898(2009)0720845205・论 著・鼻腔计算机流体力学模拟及与鼻声反射和鼻阻力计相关研究郭宇峰1, 张宇宁2, 刘树红3, 卢晓峰4, 朱 敏4, 陈学明1, 陈 广4(1.上海交通大学医学院瑞金医院耳鼻咽喉科,上海200025;2.华威大学工程学院,考文垂CV47AL,英国;3.清华大学热能工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084;4.上海交通大学医学院第九人民医院口腔颌面外科 上海市口腔医学重点实验室 上海市口腔医学研究所,上海200011)摘 要:目的建立计算机流体力学(CF D )模型模拟平静呼吸状态下正常鼻腔形态和鼻腔内部流动,与鼻声反射和鼻阻力计测量进行对照分析。
方法对志愿者鼻腔行CT 扫描,通过Si m p lant 10.0建立完整的鼻气道三维模型,利用Ga mbit 2.3.16网格划分后,用Fluent 6.3.2模拟不同流量下的鼻腔内部流体力学。
将经CF D 模型提取和计算的鼻腔冠状位截面积和鼻腔压降数据与鼻声反射和鼻阻力计的测量结果进行比较。
结果CF D 模型鼻腔冠状位面积与鼻声反射测量数据,在距前鼻孔30mm 内两者的拟合度高,在距前鼻孔50mm 外则后者大于前者。
CF D 模型计算各流量下鼻腔压降变化与鼻阻力计测量得到的压力2流量分布曲线的变化趋势一致,但压降值前者小于后者。
结论CF D 模型能精确反映鼻腔形态,准确计算鼻腔内部的流场数据。
与以往测量手段相比较,CF D 模型能更加直观且详细地表现鼻腔内部流体力学。
关键词:计算机流体力学;三维重建;鼻腔;鼻声反射;鼻阻力中图分类号:R 765 文献标志码:ARel a ti on sh i p between com put a ti ona l flu i d dynam i cs sim ul a ti on and acousti c rh i n om etry and rh i n omanom etry i n na s a l cav ityG UO Yu 2feng 1,ZHANG Yu 2ning 2,L IU Shu 2hong 3,LU Xiao 2feng 4,ZHU M in 4,CHEN Xue 2m ing 1,CHEN Guang4(1.Depart m ent of O tolaryngology,Ruijin Hospital,School of M edicine,Shanghai J iaotong University,Shanghai 200025,China; 2.School of Engineering,U niversity of W ar w ick,Coventry CV47AL,U K; 3.D epart m ent of Ther m al Engineering,S tate Key L aboratory of Hydroscience and Engineering,Tsinghua University,B eijing 100084,China; 4.Depart m ent of O ral and M axillofacial Surgery,The N inth People πs Hospital,School of M edicine,Shanghai J iaotong U niversity,Shanghai Key Laboratory of S to m atology,Shanghai Research Institute of S to m atology,Shanghai 200011,China )Abstract:O bjective To reconstruct a computati onal fluid dynam ics (CF D )model of human nasal cavity,and make comparis on analysis with acoustic rhinometry and rhinomanometry . M ethods One healthy volunteer was perfor med CT scanning of nasal cavity,three di mensi onal CFD model was established by Si mp lant 10.0and Gambit 2.3.16,and Fluent 6.3.2was emp loyed to si mulate the airfl ow of nasal cavity .Acoustic rhino meter was used t o assess the area of nasal cavity,rhinomano metry was adop ted to measure the airflo w and intranasal p ressure dr op during insp irati on,and the results were compared with those obtained fr om CF D model . Resu lts Cr oss secti on area of nasal cavity obtained fr om CF D model matches well with that measured by acoustic rhinometer within 30mm distance fr om nostril,while the latter was larger than the for mer beyond 50mm distance fr om nostril .The trend of intranasal p ressure dr op at different airfl ows measured by CFD model was the same as that measured by rhinomanometry,while the transnasal p ressure obtained by CFD model was l ower than that recorded by rhino manometry . Conclusion CFD model can accurately si m ulate the shape of nasal cavity and measure the parameters of intranasal airflow,which hel p s to understand the airflow characteristics of nasal cavity .Key words:computati onal fluid dynam ics;three 2di m ensi onal reconstructi on;nasal cavity;acoustic rhinometry;rhinomano metry・548・上海交通大学学报(医学版)Vol.29 鼻腔气流流场与鼻腔生理功能有密切关系。
最早的鼻腔内部流动研究始于1951年,Pr oetz[1]通过往尸源性鼻腔模型内加入可视性烟气来观察内部流动,但由于模型较小而不利于观察试验。
20世纪90年代开始,Hahn等[2]应用CT或MR I扫描获得人体解剖数据,据此构建体外实验模型并进行一定比例放大,使之易于观察。
近年来,随着计算机技术与流体力学的发展,人们开始用有限元法对鼻腔气流进行分析。
用三维重建软件将患者鼻腔影像学数据建立符合真实情况的鼻气道模型,经过有限元剖分后,采用计算流体力学(computati onal fluid dyna m ics, CF D)方法计算鼻腔内流场数据,获取气流流动状态。
此类研究始于1995年,最初主要集中在正常鼻腔的内部气流模拟。
Keyhani等[3]采用有限元法计算了健康成人右侧鼻腔静气相的流动;Subra mania m等[4]采用有限元法模拟了成人鼻腔和鼻咽部在不同流量下的气流流动,并将实验方法与结果的可靠性和准确性在体外模型上进行了验证。
目前,此类研究的报道主要见于国外文献,但实验均缺乏相关临床测量值的验证。
另外,由于人种、生活地域和环境的差异,人体鼻腔结构有较大差别,气流流场也有所不同。
因此,有必要对中国人鼻腔气流流场进行研究。
本实验建立单侧正常鼻腔CF D模型,与鼻声反射测量数据进行比较,验证模型形态精确性;对鼻腔内部流场进行数值模拟,分析所建鼻腔模型的吸气相气流流体动力学,将CF D模拟数据与鼻阻力计临床测量数据及既往文献数据进行比较,验证CF D法的可靠性。
1 对象与方法1.1 对象 受试者为健康志愿者,男性,25岁,体质量指数(BM I)为21.8kg/m2;近3月内无急性鼻部疾病史。
纤维鼻内窥镜检查显示,左侧鼻腔和鼻甲黏膜无明显异常;对1%麻黄碱收缩反应良好;无明显鼻中隔偏曲。
1.2 方法1.2.1 CT扫描:使用GE公司16层螺旋CT L ight2 s peed U ltra扫描。
①扫描技术参数:120mA,120kV,准直器宽度1.25mm×16mm,螺距1.375mm,床速27.5mm/s;重建参数:标准算法,层厚1.25mm,重建间隔1.25mm,骨组织窗。
②扫描方法:受试者在室温下静休30m in后进行扫描,清除左侧鼻腔内分泌物,取仰卧位,以头架固定头颅位置,保持头颅正中位;以耳眶线为扫描基线,范围为甲状软骨下缘至鼻顶;在平静吸气末屏气,完成鼻咽腔的水平位扫描,扫描层距1.25mm,扫描时间6.7s。
1.2.2 鼻腔三维重建和网格划分:用Si m p lant10.0进行三维重建。
对每张图片的气道边界进行识别并连接成整体,并将其导入Ga mbit2.3.16软件中重建得到鼻腔CF D模型,最后划分的网格数量为1993151。
鼻腔模型建立于虚拟三维坐标系中,其中X轴表示自鼻底部指向鼻顶部,Y轴表示自前鼻孔平行于鼻底部指向后鼻孔,Z轴自鼻中隔指向鼻外侧壁。