检索历史 清除

摘要本论文工作分为以下五个部分： 第一部分介绍了一种重建鼻腔模型的有效方法，根据一名健康志愿者的CT图像，用表面重建的方法对该患者的鼻腔结构进行三维重建，用有限元的方法对鼻腔域中的气体流动进行了数值模拟及分析，并把得到的结果与医学文献中记载的数据相比较，证明重建鼻腔模型与气体流场数值模拟的可行性。 第二部分主要研究鼻腔结构的几何形态与鼻腔内气体流场的关系，应用三维重建和数值模拟的方法对24例健康成年人鼻腔的气流流场进行了分析和比较，总结健康成年人鼻腔气体流场的特点并对其按照一定规律进行分类。通过数值模拟方法分析鼻腔在鼻甲部分切除后的气流流场，并与原始模型的模拟结果进行比较，研究鼻腔结构的变化对鼻腔内气流分布的影响。 第三部分主要研究正常成年人的鼻腔气道几何尺寸和鼻腔阻塞程度的关系，对17个志愿者进行鼻阻力测试，得到鼻腔的阻塞系数与气流量的关系。对测试数据进行函数拟合，确定鼻腔的阻塞系数。根据每个志愿者的鼻腔的CT扫描图像，提取鼻腔结构的几何数据。对鼻腔阻塞系数和鼻腔结构几何数据进行分析对比，建立气道几何尺寸与鼻腔阻塞系数的关系式，并确定其中的待定系数。结果表明，可以通过鼻腔气道的截面积、气道长度、湿周长等几何尺寸大致的确定鼻腔的阻塞程度。 第四部分设计一种应用于功能性内窥镜鼻窦手术后的引流器，在术后放入窦口鼻道复合体处，防止窦口的粘连，保证鼻腔通气，通过鼻腔呼吸气流自动将上颌窦内的积液引出，将液体药剂输送到上颌窦，方便术后的管理。根据重建的三维鼻腔模型进行数值模拟的结果和鼻阻力仪测量的结果得到窦口鼻道复合体处的气流流动情况。通过两相流理论和建立的引流器计算模型，对于“引流和注药过程”进行数值模拟和定量分析。在数值模拟过程中，改变引流器的管径以及引流物质的粘性系数，分别计算并比较结果，对引流器形状进行优选，确保本文设计的引流器可以完成通气、引流，注药和保持上颌窦窦口不粘连的功能。 第五部分设计一种鼻用塞固器，在鼻中隔粘骨膜下矫正术后，放入鼻腔替代传统的填塞材料，起到固定鼻中隔、压迫止血和保持鼻腔通气的作用。通过有限单元法模拟塞固器和膨胀海绵在鼻腔中的工作情况，分析两者的模拟结果，比较鼻中隔粘骨膜的压应力和第一主应力。由模拟结果可知，鼻用塞固器可以起到固定鼻中隔、压迫止血和保持鼻腔通气的作用，同时不会导致鼻腔粘膜的破裂。 本课题来源于鼻科临床实践，也是国家自然科学基金(10472025、10672036)项目研究的一部分。其结果对于临床诊断、制定手术方案以及术后疗效评价有一定的指导意义。