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计算流体力学在鼻中隔偏曲手术中的应用
编辑人员丨6天前
计算流体力学是一种利用计算机数值模拟和图像结果对流体流动、热传导等相关物理现象进行系统分析的学科,可用于研究鼻腔气流的变化,应用于患者术前诊断及术后评估。鼻中隔偏曲是由于鼻中隔整体或局部的结构发生改变所导致,是鼻气道阻塞的常见原因,会引发鼻塞、头痛等症状,严重影响患者的生活质量。本文基于计算流体力学方法,针对鼻中隔偏曲患者术前术后的气流动力学变化进行综述。
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编辑人员丨6天前
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鼻阀功能障碍的诊断和治疗进展
编辑人员丨6天前
鼻阀是调节鼻腔气流的关键部位,轻度的外鼻阀或内鼻阀解剖异常即有可能引起鼻腔通气障碍。鼻阀功能障碍的原因除了鼻中隔偏曲和下鼻甲肥大外,还包括一些可能引起外鼻形态改变的结构异常,如鼻翼塌陷、张力鼻、鼻尖下垂等,但这些问题常被耳鼻咽喉科医生所忽略。本篇文章旨在介绍鼻阀的结构,分析鼻阀功能障碍影响通气的原因,并探讨鼻阀功能障碍的诊断方法和恢复鼻通气的治疗方案。
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编辑人员丨6天前
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计算流体力学在鼻腔疾病临床应用中的进展
编辑人员丨6天前
计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)是利用计算机模拟技术对流体流动进行数值计算分析的交叉学科,已被广泛应用于上气道气流动力学的研究中。CFD作为一种新工具,可为鼻腔气流运动提供可视化及量化的研究方法,特别是在分析正常及各种病理状态下的鼻腔气流特性、模拟与指导鼻腔鼻窦手术以及量化评估手术疗效等方面,有很好的应用前景。然而,目前CFD各变量与鼻腔疾病患者临床症状之间的相关性研究仍然较少。本文基于CFD在鼻腔疾病临床应用中的研究进展进行综述。
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编辑人员丨6天前
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人体上呼吸道颗粒沉降的数值模拟研究
编辑人员丨6天前
上呼吸道由鼻腔及咽喉腔两部分组成,是人体进行呼吸的重要解剖通道。目前经鼻腔内给药治疗鼻腔及肺部疾病的方法日益引起关注。随着计算机技术的不断发展,计算机流体动力学已然成为研究上呼吸道颗粒沉降的常用方法,研究表明颗粒参数、上呼吸道结构、气流特性等均会对颗粒沉降造成影响。本文就目前针对上呼吸道颗粒沉降的研究进展进行综述,完善上呼吸道颗粒物沉降特性的数值模拟研究,为开发经鼻腔给药的装置提供理论依据。
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编辑人员丨6天前
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慢性鼻窦炎伴鼻息肉与小气道功能障碍
编辑人员丨6天前
慢性鼻窦炎是一种多因素参与的鼻腔鼻窦黏膜的慢性炎症疾病,与哮喘高度相关。小气道是慢性阻塞性肺疾病和哮喘气流阻塞的主要部位,也是检测气道损伤的敏感部位。对于慢性鼻窦炎伴鼻息肉患者中是否存在小气道功能障碍尚不清楚,目前常用的肺功能测定方法存在一定的局限性,而脉冲震荡技术被认为是一种有潜力的小气道功能评估方法。研究发现,慢性鼻窦炎伴鼻息肉患者中小气道可能受损,特别是合并哮喘的患者,评估此类患者的小气道功能对于哮喘的早期筛查和干预可能有重要的临床意义。本文就慢性鼻窦炎伴鼻息肉患者小气道功能肺量计检查方法、脉冲震荡评估技术、与小气道功能的关系及小气道功能评估的临床意义做一综述。
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编辑人员丨6天前
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不同部位和大小的鼻中隔穿孔对鼻腔气流影响的数值模拟分析
编辑人员丨6天前
目的:运用数值模拟的方法探讨不同部位和大小的鼻中隔穿孔对鼻腔气流的影响。方法:选取2名健康成年人的鼻腔CT数据,例1为45岁男性,例2为36岁女性,分别构建出不同部位(前端低位、中部低位、后端低位和前端高位)和尺寸(直径分别为10 mm和5 mm)的鼻中隔穿孔的鼻腔气流模型,数值模拟分析不同部位和大小的鼻中隔穿孔鼻腔数值模型的鼻腔容积、鼻腔壁面积、压强、鼻阻力、温度、气流速度、壁面剪切力、双侧鼻腔气流分配比、涡流等情况。分别将鼻阻力和气流温度差与鼻腔壁面积作 Pearson相关性分析。 结果:在压强和鼻阻力方面,位于前端低位且较大尺寸的鼻中隔穿孔对局部的压强梯度影响更明显;前中部低位的鼻中隔穿孔可导致鼻腔阻力增加。在温度方面,前端低位和高位较大尺寸以及前端高位较小尺寸的鼻中隔穿孔对局部温度影响更明显;位于前端且具有较大尺寸的鼻中隔穿孔模型的鼻加热效率低于正常模型;前鼻孔至鼻中隔后缘的温度差与鼻腔壁面积之间存在正相关关系(例1和例2的 R2值分别为0.69、0.41, P值均<0.01)。在气流平均速度方面,位于鼻腔前端低位和高位的不同尺寸穿孔相对于其他部位穿孔,对鼻腔局部的气流平均速度影响更明显。在气流的分配和涡流方面,前中部低位的鼻中隔穿孔可使原本气流分布不对称的双侧鼻腔内的气流分布更加趋于不均衡;位于鼻腔前端和中部的穿孔较鼻腔后端的穿孔会导致更加明显的涡流分布。 结论:鼻中隔穿孔所造成的影响与其发生的部位和大小有关,偏前端和较大的鼻中隔穿孔相对于偏后端和较小的穿孔对鼻腔内压强、鼻阻力、温度调节、气流分配等方面表现出更多的负面影响。
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编辑人员丨6天前
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腺样体肥大患者上气道计算流体动力学模型的构建及数值模拟
编辑人员丨6天前
目的:通过构建腺样体肥大患者上气道计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型并分析其气流流场特征,分析鼻腔气流和口腔气流对硬腭产生的压强差。方法:从2020年11月至2021年11月就诊于河北省眼科医院口腔正畸科和耳鼻咽喉科的儿童患者锥形束CT资料中,根据腺样体厚度占鼻咽腔宽度的占位率(A/N)选取腺样体正常(A/N<0.6)、轻度肥大(0.6≤A/N<0.7)、中度肥大(0.7≤A/N<0.9)和重度肥大(A/N≥0.9)的患者锥形束CT资料各1例,其中男性2例,女性2例,年龄(6.0±1.2)岁(5~7岁)。采用ANSYS 2019 R1软件建立上气道CFD模型,并对CFD模型内部流场进行数值模拟。选取第四颈椎平面、第三颈椎平面、枢椎平面、软腭尖平面、寰椎平面、腺样体平面、硬腭鼻腔平面、硬腭口腔平面作为流场信息的观测平面,观测指标包括压强、压强差、气流流速及流量。结果:腺样体正常CFD模型最大压强差发生于寰椎平面与软腭尖平面之间,为27.98 Pa;轻度和中度肥大CFD模型压强最小和最大流速均位于腺样体平面。腺样体正常和轻度肥大CFD模型的气流完全通过鼻腔,中度肥大CFD模型口腔-鼻腔气流流量比值接近2∶1,重度肥大CFD模型的气流完全通过口腔。腺样体正常和轻度肥大CFD模型的硬腭受到向下的正压力,压强差分别为38.34和23.31 Pa,中度和重度肥大CFD模型的硬腭受到向下的负压力,压强差分别为-2.95和-21.81 Pa。结论:CFD模型可客观量化描述腺样体肥大患者的上气道气流流场信息。随着腺样体肥大程度不断增加,鼻腔气流流量逐渐减少、口腔气流流量逐渐增加;硬腭的口腔侧、鼻腔侧所受压强差逐渐减小直至负值。
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编辑人员丨6天前
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经鼻内镜前颅底肿瘤切除术后鼻腔结构改变对鼻气流与温湿度影响的数值模拟研究
编辑人员丨6天前
目的:通过计算机数值模拟,分析前颅底肿瘤患者经鼻内镜术后鼻腔结构改变对经鼻气流与鼻腔加温加湿功能的影响,探讨术后气流动力学及温湿度参数与患者主观症状的相关性。方法:回顾性选择2016—2021年于郑州大学第一附属医院鼻科行鼻内镜手术的前颅底肿瘤患者为病例组,选择同期鼻腔鼻窦CT无明显异常的成年人为对照组。将病例组术后随访期间的鼻窦CT影像重建后进行计算机数值模拟,分析术后鼻腔气流动力学及温湿度参数改变。所有患者随访时填写《空鼻综合征6项问卷》(Empty Nose Syndrome 6 Item Questionnaires,ENS6Q)评估主观症状。应用SPSS 26.0软件,采用Mann-Whitney U检验进行各参数的组间比较,Spearman秩相关分析考察相关性。结果:共有病例组19例患者(男性8例,女性11例;年龄22~67岁)和2名对照(男女各1名,年龄分别为38岁和45岁)入选本研究。前颅底术后高速气流向鼻腔上部偏移,后鼻孔处最低气温区域上移。与对照组相比,病例组的鼻腔黏膜表面积-鼻腔通气容积比[ M( P25, P75),下同]减小[0.41(0.40,0.41)mm -1 比0.32(0.30,0.38)mm -1; Z=-2.04, P=0.041];鼻腔中上部的气流流量增高[61.14(59.78,62.51)%比78.07(76.22,94.43)%; Z=-2.28, P=0.023];鼻阻力降低[0.024(0.022,0.026)Pa·s/ml比0.016(0.009,0.018)Pa·s/ml; Z=-2.29, P=0.022];鼻腔中部最低气温降低[28.29(27.23,29.35)℃比25.06(24.07,25.50)℃; Z=-2.28, P=0.023];鼻腔加温效率降低[98.74(97.95,99.52)%比82.16(80.24,86.91)%; Z=-2.28, P=0.023];最低相对湿度降低[79.62(76.55,82.69)%比73.28(71.27,75.05)%; Z=-2.28, P=0.023];鼻腔加湿效率降低[99.50(97.69,101.30)%比86.09(79.33,87.16)%; Z=-2.28, P=0.023]。病例组所有患者ENS6Q总评分<11分;术后鼻腔下部气流占比和ENS6Q总分之间存在中等程度的负相关性( rs=-0.50, P=0.029)。 结论:前颅底肿瘤内镜术后鼻腔结构的改变会导致经鼻气流模式变化,降低鼻腔加温加湿效率,但术后发生空鼻综合征的倾向较小。
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编辑人员丨6天前
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鼻瓣区对鼻主观通畅感与鼻阻力形成的影响:数值模拟鼻气流相关性研究
编辑人员丨6天前
目的:通过数值模拟研究正常鼻腔中鼻腔主观通畅感、鼻瓣区大小和气流动力学参数之间的相关关系,探讨鼻瓣区对鼻主观通畅感和鼻腔气流的影响作用。方法:2023年1—8月于上海交通大学医学院附属第九人民医院耳鼻咽喉头颈外科门诊选取52名健康受试者,其中男性31名,女性21名,平均年龄37.8岁。对受试者进行鼻主观通畅感视觉模拟量表(Visual Analog Scale,VAS)评分(双侧分别评分),运用数值模拟分析计算静息吸气状态下气流的动力学参数,通过统计学相关性矩阵分析这些主观和客观参数之间的相关程度。结果:VAS评分与单侧鼻瓣区截面积( r=-0.85, P<0.01)和单侧鼻内气流( r=-0.57, P<0.01)呈负相关,与单侧下鼻甲前端鼻阻力(nasal resistance,NR)呈正相关( r=0.61, P<0.01)。单侧鼻瓣区横截面积为(0.85±0.35)cm 2( xˉ±s,后同),与单侧鼻腔NR呈中等程度负相关( r=-0.50, P<0.01),与单侧鼻气流量呈正相关( r=0.61, P<0.01)。鼻瓣区NR占全部单侧鼻腔NR的(40.41±23.54)%,近一半的单侧NR[(46.74±21.38)%]和鼻腔加温效率[(49.96±10.02)%]存在于下鼻甲前端之前。 结论:鼻瓣区可影响鼻腔NR、单侧鼻内气流量和鼻腔气流温度变化,并与鼻腔主观通畅感存在关联。
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编辑人员丨6天前
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不同鼻腔结构的空气动力学及颗粒沉降特征
编辑人员丨6天前
鼻腔具有复杂的几何结构,气流及可吸入颗粒进入鼻腔后伴随着鼻腔内解剖结构的改变会出现不同的气流场、速度场、温度和湿度变化以及颗粒沉降规律。鼻腔内物理场的改变直接影响鼻腔的生理功能,因此鼻腔内空气动力学及颗粒沉降规律一直是鼻科学领域研究的热点。随着计算机流体动力学在临床医学中的应用,能够通过建模及数值模拟"可视化"出鼻腔空气动力学特征及颗粒沉降情况。本文回顾近年来正常及异常鼻腔结构空气动力学特征、鼻腔颗粒沉降规律的研究进展,旨在对于目前研究现状进行总结,并对未来鼻腔流体力学、临床鼻腔疾病研究做铺垫。
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编辑人员丨6天前
