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 m L/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。
