鼻腔－鼻窦间一氧化氮扩散状况的数值模拟研究

Numerical simulation of diffusion of nitric oxide between nasal airway and sinus cavity

二维码有效期 120s

摘要目的：研究鼻腔－鼻窦气流场特征及一氧化氮（ NO）在鼻腔－鼻窦间的分布与扩散状况。方法对1例真菌性鼻－鼻窦炎患者进行CT检查获取二维结构数据，进行三维重建，设定相应边界条件后，数值模拟潮气量为600 mL时鼻腔－鼻窦内的气流场；以此为基础进一步建立鼻腔气道简化数值模型，研究NO在鼻腔－鼻窦间的扩散过程以及上颌窦口NO质量分数、上颌窦口大小、中鼻道流速3个参数对NO扩散的影响。结果（1）鼻腔气流场特征：气流量患侧为220 mL，健侧为380 mL；双侧气流分布特征相同，鼻阈区气流速度最快，气流主要经过总鼻道中、下部且流速较快，中鼻道、下鼻道、嗅裂气流分布较少且流速慢；鼻腔气流以层流为主，多个部位可观察到漩涡或反向气流。（2）上颌窦口局部气流场特征：呼气相和吸气相双侧上颌窦腔内流速均近乎为0 m／s；患侧上颌窦口与毗邻中鼻道几乎无压强差和流速差；而健侧则有一定的压强差和流速差，吸气相和呼气相压强差分别为6 Pa和2 Pa。（3）呼气相峰值时刻：上颌窦口NO质量分数分别为1和0．5时，前鼻孔与窦口处浓度比均为22％；上颌窦口直径分别为10 mm、7 mm时，上述质量分数比分别为27．5％、21％；当上颌窦口处流速分别为0．062 m／s、0．4 m／s时，上述质量分数比分别为27．5％、52．5％。结论上颌窦内气流以自由扩散方式运动，速度近乎为0 m／s；呼气相前鼻孔处NO质量分数与上颌窦口大小、窦口处NO质量分数及中鼻道流速呈正相关，但非线性关系。