上气道内流动现象与压力分布模拟

摘要：

目的：用计算流体力学模拟的方法和体外模型实验的手段，研究呼吸时真实结构的上气道内的流动状态和压力分布，同时验证数值模拟模型的准确性。方法首先基于磁共振图像，借助 Mimics软件重建上气道三维结构。在此真实几何结构基础上，建立上呼吸道内流动的有限元分析模型，以及制作相应的实体模型。模拟并测量呼吸流量为200、400和600 mL/s时的情况，并将数值模型预测的壁面压力分布与实测结果比较。结果如果气道内气流流量相同，吸气时气道两端的压差比呼气时大，即吸气时气道阻力比呼气时大。不同点压力分布的数值计算结果与实体模型测量结果一致。数值模拟结果表明，吸气时气道悬雍垂以及会厌后的舌后区域流动速度较高，悬雍垂下舌后区有涡旋产生。呼气时矢状位鼻咽顶端靠近后壁处，冠状位鼻咽、会厌下口咽处均有涡旋产生。结论数值模型可以准确地模拟上气道的流动状态和压力分布，直观地反映上气道内流动特点。作为非侵入式的工具，气道模型和数值模拟可以在探索阻塞性睡眠呼吸暂停（ obstructive sleep apnea，OSA）的发病机制和有效治疗方法的过程中发挥重要作用。

关键词：计算流体力学模拟、实体模型、上气道、阻塞性睡眠呼吸暂停

分类号：R318.01(医用一般科学)

资助基金：国家科技支撑计划2012BAI05B03;国家自然科学基金面上项目81171422;北京市教育委员会科技计划重点项目KZ201210025022

在线出版日期：2015-05-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：118-124