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目的:
建立鼻腔数值模型,对鼻腔内NO气流场特征进行数值模拟分析,并研究窦口鼻道复合体(OMC)功能重建对鼻腔NO浓度分布的影响。
方法:
第一部分鼻腔NO浓度分布的数值模型研究:获取一名健康志愿者鼻腔鼻窦高分辨CT图像,应用Mimics20.0、Geomagic studio12.0、Ansys18.0软件建立鼻腔数值模型,将左中鼻道整体宽度设为1、左上颌窦口口径为3mm,在上述模型的基础上再建出左中鼻道宽度(0.3、0.5、1.5、2)、左上颌窦口径(1mm、6mm、8mm、15mm)分别相互交叉对应的25个鼻腔数值模型,所有鼻腔数值模型均设定无滑移边界条件,鼻腔气体体积流速设定为5ml/s、500ml/s,左侧上颌窦口设为NO源稳定输出,其值为0.1,进行数值模拟计算,对各个鼻腔内NO气流场特征进行分析,得出结果。第二部分动物实验:选择5只成年健康新西兰兔,体重2-3kg,用乌拉坦(1000mg/kg)耳缘静脉注射麻醉,在适宜的环境下用纳库仑呼气分析器测出兔鼻呼出气NO浓度;内移兔的内侧鼻甲,并再次测定兔同侧鼻呼出气NO浓度,验证数值模型的可信性。
结果:
第一部分鼻腔NO浓度分布的数值模型研究:1.对呼气过程进行稳态数值模拟,在鼻腔内气体体积流速、上颌窦口径不变的情况下,随着左侧中鼻道宽度的增加,同侧中鼻道至前鼻孔之间区域NO浓度逐渐增加。2.对呼气过程进行稳态数值模拟,在鼻腔内气体体积流速、中鼻道宽度不变的情况下,随着左侧上颌窦口径的增加,同侧中鼻道至前鼻孔之间区域NO浓度逐渐增加。3.鼻腔内NO浓度分布随着中鼻道宽度、上颌窦口大小的改变而变化的规律不受鼻腔内气体体积流速变化的影响。第二部分动物实验:将5只新西兰兔的中鼻道区域拓宽之后,兔同侧鼻呼出气NO浓度均升高,这与数值模型计算出的结果相一致。
结论:
1.在上颌窦口径不变时,改变中鼻道宽度会影响同侧鼻腔及前鼻孔处NO浓度分布,二者呈正相关;在中鼻道宽度不变时,上颌窦口径的变化会影响同侧鼻腔及前鼻孔处NO浓度分布情况,二者呈正相关,且鼻腔内NO浓度分布与中鼻道宽度、上颌窦口径呈正相关的规律不受鼻腔内气体体积流速变化的影响。
2.在OMC区域中,中鼻道和上颌窦口是影响NO自窦内排出及鼻腔NO浓度分布的主要因素,在对OMC区域功能重建时,应将二者综合考虑,匹配重塑最佳的中鼻道和上颌窦口结构组合,使其形成最优化的引流及通气路径,以利于鼻腔中NO浓度的生理分布。
建立鼻腔数值模型,对鼻腔内NO气流场特征进行数值模拟分析,并研究窦口鼻道复合体(OMC)功能重建对鼻腔NO浓度分布的影响。
方法:
第一部分鼻腔NO浓度分布的数值模型研究:获取一名健康志愿者鼻腔鼻窦高分辨CT图像,应用Mimics20.0、Geomagic studio12.0、Ansys18.0软件建立鼻腔数值模型,将左中鼻道整体宽度设为1、左上颌窦口口径为3mm,在上述模型的基础上再建出左中鼻道宽度(0.3、0.5、1.5、2)、左上颌窦口径(1mm、6mm、8mm、15mm)分别相互交叉对应的25个鼻腔数值模型,所有鼻腔数值模型均设定无滑移边界条件,鼻腔气体体积流速设定为5ml/s、500ml/s,左侧上颌窦口设为NO源稳定输出,其值为0.1,进行数值模拟计算,对各个鼻腔内NO气流场特征进行分析,得出结果。第二部分动物实验:选择5只成年健康新西兰兔,体重2-3kg,用乌拉坦(1000mg/kg)耳缘静脉注射麻醉,在适宜的环境下用纳库仑呼气分析器测出兔鼻呼出气NO浓度;内移兔的内侧鼻甲,并再次测定兔同侧鼻呼出气NO浓度,验证数值模型的可信性。
结果:
第一部分鼻腔NO浓度分布的数值模型研究:1.对呼气过程进行稳态数值模拟,在鼻腔内气体体积流速、上颌窦口径不变的情况下,随着左侧中鼻道宽度的增加,同侧中鼻道至前鼻孔之间区域NO浓度逐渐增加。2.对呼气过程进行稳态数值模拟,在鼻腔内气体体积流速、中鼻道宽度不变的情况下,随着左侧上颌窦口径的增加,同侧中鼻道至前鼻孔之间区域NO浓度逐渐增加。3.鼻腔内NO浓度分布随着中鼻道宽度、上颌窦口大小的改变而变化的规律不受鼻腔内气体体积流速变化的影响。第二部分动物实验:将5只新西兰兔的中鼻道区域拓宽之后,兔同侧鼻呼出气NO浓度均升高,这与数值模型计算出的结果相一致。
结论:
1.在上颌窦口径不变时,改变中鼻道宽度会影响同侧鼻腔及前鼻孔处NO浓度分布,二者呈正相关;在中鼻道宽度不变时,上颌窦口径的变化会影响同侧鼻腔及前鼻孔处NO浓度分布情况,二者呈正相关,且鼻腔内NO浓度分布与中鼻道宽度、上颌窦口径呈正相关的规律不受鼻腔内气体体积流速变化的影响。
2.在OMC区域中,中鼻道和上颌窦口是影响NO自窦内排出及鼻腔NO浓度分布的主要因素,在对OMC区域功能重建时,应将二者综合考虑,匹配重塑最佳的中鼻道和上颌窦口结构组合,使其形成最优化的引流及通气路径,以利于鼻腔中NO浓度的生理分布。