鼻腔计算机流体力学模拟及与鼻声反射和鼻阻力计相关研究

目的 建立计算机流体力学(CFD)模型模拟平静呼吸状态下正常鼻腔形态和鼻腔内部流动,与鼻声反射和鼻阻力计测量进行对照分析.方法 对志愿者鼻腔行CT扫描,通过Simplant 10.0建立完整的鼻气道三维模型,利用Gambit 2.3.16网格划分后,用Fluent 6.3.2模拟不同流量下的鼻腔内部流体力学.将经CFD模型提取和计算的鼻腔冠状位截面积和鼻腔压降数据与鼻声反射和鼻阻力计的测量结果进行比较.结果 CFD模型鼻腔冠状位面积与鼻声反射测量数据,在距前鼻孔30 mm内两者的拟合度高,在距前鼻孔50 mm外则后者大于前者.CFD模型计算各流量下鼻腔压降变化与鼻阻力计测量得到的压力-流量分布曲线的变化趋势一致,但压降值前者小于后者.结论 CFD模型能精确反映鼻腔形态,准确计算鼻腔内部的流场数据.与以往测量手段相比较,CFD模型能更加直观且详细地表现鼻腔内部流体力学.     

鼻声反射和CT对正常鼻腔截面积测定的比较

目的探讨鼻声反射(AR)用于鼻腔截面积测量的准确性。方法对10例(20侧)成人正常鼻腔行螺旋CT和鼻声反射检测,CT重建层面与鼻腔声波传导弧线垂直。比较两种检测方法的面积-距离曲线,并进行统计学分析。结果 CT和鼻声反射对鼻瓣区检测结果直线相关和回归分析r=0.885(P<0.01,CT=0.17+0.82AR)。距前鼻孔6.0 cm内的相关性(r=0.827,P<0.01)比6.0 cm以后(r=0.352,P<0.01)高。距前鼻孔6.0 cm以后至鼻咽部,鼻声反射对截面积评测过高。结论鼻声反射测量能准确提供距前鼻孔6.0 cm内的距离-面积信息,对距前鼻孔6.0 cm以后评测过高,更适用于距前鼻孔6.0 cm内的测量。     

鼻声反射测试法在鼻中隔偏曲患者中的临床应用研究

鼻声反射系统(acoustic rhinometry，AR)是将中耳阻抗测听中的某些原理与计算机应用相结合，利用声波信号测量鼻腔几何形态、鼻腔最小横截面积(NMCA)、鼻腔容积(NCV)、鼻腔最小截面积至前鼻孔的距离(DCAN)和鼻阻力(NR)。本研究对30例(60侧)鼻中隔偏曲患者进行鼻声反射测试，试图通过AR测试结果，确定NMCA的精确     

单侧前组鼻窦病变对鼻腔通气功能的影响

目的探讨单侧前组鼻窦病变对鼻腔通气功能的影响。方法用Acoustic Rhinometer A1鼻声反射仪和Rhinomanometer NR6-2鼻阻力计测量25例单侧鼻窦病变患者的健侧和患侧鼻腔通气功能,将二者进行对比研究。结果鼻腔0～7 cm,2～5 cm和5～7 cm的鼻腔容积(V0-7,V2-5和V5-7),距离前鼻孔2 cm、4 cm、6 cm处的鼻腔截面积(A2、A4、A6),鼻腔两处最小截面积(MCA1、MCA2)及距前鼻孔的距离(D1、D2),健侧与患侧相比较,两者之间差异无统计学意义(P>0.05)。压差为75 Pa、150 Pa、300 Pa的健侧和患侧的鼻腔气体流量和平均阻力,健侧与患侧相比较,两者之间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论前组鼻窦窦口阻塞和鼻窦炎性反应对鼻声反射和鼻阻力的测量结果无明显影响。     

鼻内镜下下鼻甲骨切除术

目的:探讨鼻内镜技术用于治疗下鼻甲肥大引起的鼻塞.方法:采用鼻内镜下下鼻甲骨黏膜下切除术,对68例因下鼻甲肥大引起鼻塞的患者进行手术治疗.通过主观评分及鼻声反射评价鼻塞状况.结果:随访1～5年,术后鼻通气主观评分白天平均降低3.53分,夜间平均降低3.35分,术后6例(8.8%)继续使用类固醇激素鼻喷剂,5例(7.4%)使用减充血剂,6例(8.8%)间断地使用中医中药治疗.鼻声反射检查,术后鼻气道阻力(NAR)降低3.73 cmH2O/(L·min),鼻腔最小截面积距前鼻孔距离(DCAN)后移0.70 cm,鼻腔最小截面积(NMCA)扩大0.24 cm2,鼻腔容积(NCV)增大3.39 cm3.术后不良反应小,仅2例(2.9%)有鼻腔干燥,4例(5.9%)鼻腔分泌物增加.除2例外所有患者均有程度不等的鼻通气改善.结论:鼻内镜下下鼻甲骨切除用于治疗下鼻甲肥大引起的鼻塞安全有效.     

鼻中隔偏曲患者鼻腔通气功能评估

目的探讨鼻中隔偏曲引起的主观鼻堵症状与鼻阻力和鼻声反射测量结果之间的相关性。方法利用HRR2四相鼻阻力计测量吸气、呼气过程的有效阻力(effective resistance in inspiration and expiration process,Reffin,Reffex);吸气、呼气过程的顶点阻力(vertex resistance in inspiration and expiration process,VRin,VRex);同时利用Eccovision鼻声反射仪测量距前鼻孔0~1cm,1~2cm,2~5cm,5~7cm的鼻腔容积(nasal volume from0~1cm,1~2cm,2~5cm,5~7cm:V1,V1-2,V2-5,V5-7),鼻腔的最小横截面积(minimum cross-sectional area,MCA)及其距前鼻孔的距离(the distance between the nostril to minimum cross-sectionalarea,MD)。结果第1组中,鼻堵症状的视觉模拟评分与鼻腔阻力、鼻腔容积及最小截面积差异无统计学意义。Reffin、Reffex、VRin、VRex分别和V1-2、V2-5、V5-7及MCA之间差异均无统计学意义;Reffin、Reffex、VRin、VRex在第1组与第2组间、第1组和第3组间差异有统计学意义,而在第2和第3组间差异无统计学意义;在第1组与第2组间、第1组和第3组间,V1、V1-2和MCA差异均无统计学意义,而V2-5、V5-7和MD差异有统计学意义;第2和第3组间,V1、V1-2、V2-5、V5-7、MCA和MD差异均无统计学意义。第1组的MD较其他2组明显后移,接近距前鼻孔2cm的位置。结论在有鼻堵症状的鼻中隔偏曲患者中,四相鼻阻力的测量结果和鼻声反射的测量结果无显著的相关性,鼻中隔偏曲引起的鼻堵症状不仅取决于偏曲的程度,而且取决于偏曲的范围。     

下鼻甲骨部分析断移位术后治疗鼻慢性疾病82例

对鼻慢性疾病82例（120例）行下鼻甲骨部分析断移位术，采用鼻声反射测量法和前鼻测压法行鼻腔通气功能测量，结果表明，术后A组与术前的平均鼻腔最狭窄面积（MCSA）、MCSA至前鼻孔距离（DCA）、平均前鼻阻力（ANAR）对照比较，差异均有显著性意义（P＜0．01）。确切疗效为95％。表明该术简单，临床上有应用价值。     

鼻声反射测试法在腺样体肥大患儿中的应用

鼻声反射系统（acoustic rhinometry，AR）是将中耳导抗测听中的某些原理与计算机应用相结合，利用声波信号测量鼻腔几何形态、鼻腔最小横截面积（nasal minimal cross2sectional area，NMCA）、鼻腔容积（nasal cavity volume，NCV）、NMCA至前鼻孔的距离（distance of the minimal cross-sectional area to the nostril，DCAN）及鼻阻力（nasalresistance，NR）。     

鼻声反射应用于鼾症患者鼻通气功能检查的评价

鼻声反射（acoustic rhinometry，AR）是近年来应用于临床的一种反映鼻腔通气状况的客观检查方法，通过探测声波的反射信号，测量鼻腔的最小截面积、鼻腔容积等参数，反映鼻腔的几何形态。我们应用鼻声鼻阻力仪对36例鼾症患者和20例无鼻病健康志愿者进行了鼻腔测量，探讨AR对鼾症患者鼻通气功能检查的临床应用价值，为临床手术提供参考。     

鼻腔气流运动的个体化测量

目的初步将鼻腔空气动力学应用于临床,数值模拟上呼吸道气流场,个体化测量气流运动参数。方法应用计算机断层扫描对10例正常鼻腔受试者进行鼻窦轴位扫描;同时测量鼻功能,得到鼻阻力值和鼻声反射曲线。将得到的上呼吸道连续断层图像顺序导入Mimics、Icem-cfd、Fluent、Cfd-post软件进行三维建模、有限元网格划分、瞬态计算、结果分析。从三方面验证数值模拟的合理性:①利用鼻声反射数据检验模型是否真实;②由鼻阻力仪得到气流速率值,设置数值模拟的瞬态边界条件;③用数值模拟得到的气流压力值计算鼻阻力,对比计算得到的鼻阻力值和实际测量得到的鼻阻力值。结果模型形态数据和鼻声反射数据有很好的吻合;数值模拟计算得到的鼻阻力值和实际测量鼻阻力值,2者比较差异无统计学意义。数值模拟可以得到呼吸周期中气体流场在整个上呼吸道的运动情况。结论所建模型可以真实反映鼻腔的实际解剖结构形态,数值模拟结果可靠,可以对上呼吸道气流进行个体化实时测量。     

鼻通气功能客观评价

鼻通气功能障碍(鼻塞)是鼻病理状态时最常见的症状之一。评价鼻塞的程度既可以采用主观评估法也可采用客观测定法。目前主观评估临床上主要采用的是视觉模拟量表评分(visual analogue scale,VAS),即以受试者的主观感受来评定鼻塞的程度。鼻阻力测定(rhinomanometry,RMM)和鼻声反射测定(acoustic rhinometry,AR)是目前临床最常用的客观评价鼻腔通气状况的方法,前者主要测定的是鼻内压力和气流,后者主要反映的是鼻腔内部解剖学改变。鼻通气功能客观评价在疾病辅助诊断、治疗方法的选择和疗效评价等方面具有广泛的应用价值。本文将着重就鼻通气功能的客观评价特别是鼻阻力的测定技术作一综述。     

小鼠鼻气道阻力检测方法的建立

目的建立简单易行的小鼠鼻气道阻力检测方法及鼻灌洗方法。方法雌性小鼠16只,随机分为两组,每组8只,变应性鼻炎组（AR组）采用卵清蛋白＋氢氧化铝生理盐水混悬液腹腔注射致敏及滴鼻激发致敏,建立变应性鼻炎小鼠模型,对照组用生理盐水腹腔注射致敏和滴鼻激发。致敏后小鼠麻醉分离气管,近喉部切开气管插入18 G插管至鼻咽部,插管连接＂T＂形管,再分别连接实验精密注射泵和压力传感器,应用灌注/吸引模型模拟呼气/吸气,检测鼻气道的压力,计算鼻阻力。对小鼠鼻腔进行组胺雾化激发,检测鼻气道反应性。采用一侧鼻腔插管灌洗,对侧鼻腔收集灌洗液的方法,对鼻腔灌洗液进行中性粒细胞、嗜酸性粒细胞计数;处死小鼠后取鼻黏膜组织进行病理组织学观察。结果对照组小鼠的基础鼻气道阻力、反应性及鼻激发后的鼻气道阻力、反应性均低于AR组（P均〈0.01）;AR组鼻腔灌洗液中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、细胞总数均显著高于对照组（P均〈0.01）;AR组的鼻黏膜有明显的嗜酸性粒细胞浸润,血管轻度充血水肿。对照组小鼠鼻黏膜无明显异常。结论成功建立了简单易行的小鼠鼻气道阻力检测方法及鼻灌洗方法。     

Septoplasty and decongestant improve distribution of nasal spray

This study prospectively examined the intranasal distribution of nasal spray after nasal septal correction and decongestant administration.A cohort of 20 patients was assessed for the distribution of n...     

Airflow in Tracheobronchial Tree of Subjects with Tracheal Bronchus Simulated Using CT Image Based Models and CFD Method

Tracheal Bronchus (TB) is a rare congenital anomaly characterized by the presence of an abnormal bronchus originating from the trachea or main bronchi and directed toward the upper lobe. The airflow pattern in tracheobronchial trees of TB subjects is critical, but has not been systemically studied. This study proposes to simulate the airflow using CT image based models and the computational fluid dynamics (CFD) method. Six TB subjects and three health controls (HC) are included. After the geometric model of tracheobronchial tree is extracted from CT images, the spatial distribution of velocity, wall pressure, wall shear stress (WSS) is obtained through CFD simulation, and the lobar distribution of air, flow pattern and global pressure drop are investigated. Compared with HC subjects, the main bronchus angle of TB subjects and the variation of volume are large, while the cross-sectional growth rate is small. High airflow velocity, wall pressure, and WSS are observed locally at the tracheal bronchus, but the global patterns of these measures are still similar to those of HC. The ratio of airflow into the tracheal bronchus accounts for 6.6–15.6% of the inhaled airflow, decreasing the ratio to the right upper lobe from 15.7–21.4% (HC) to 4.9–13.6%. The air into tracheal bronchus originates from the right dorsal near-wall region of the trachea. Tracheal bronchus does not change the global pressure drop which is dependent on multiple variables. Though the tracheobronchial trees of TB subjects present individualized features, several commonalities on the structural and airflow characteristics can be revealed. The observed local alternations might provide new insight into the reason of recurrent local infections, cough and acute respiratory distress related to TB.     

Pharyngeal aerodynamic characteristics of obstructive sleep apnea/hypopnea syndrome patients

Background  The role of nasal obstruction in the pathogenesis of obstructive sleep apnea/hypopnea syndrome (OSAHS) has been debated for decades. In this prospective study, we compared the pharyngeal aerodynamic characteristics of OSAHS patients and normal people, and investigated the contribution of total nasal airway resistance to the pathophysiology of OSAHS.

Methods  Computational fluid dynamics (CFD) was used to extract the average pressure and average airflow velocity in three transverse cross-sectional planes of the pharynx for statistical analysis, and the correlation between nasal resistance and the average pressure in the pharyngeal cavity was investigated.

Results  The negative pressure within the pharyngeal cavity was significantly higher in OSAHS patients than in normal subjects, and total nasal airway resistance correlated well with the average pressure in three consecutive transverse cross-sections of the pharyngeal cavity.

Conclusions  Greater negative pressure within the pharyngeal cavity contributed to the increased collapsibility of the pharynx in OSAHS patients, and the strong correlation between nasal resistance and pharyngeal pressure suggests that the nose plays a role in the pathogenesis of OSAHS.

     

Effect of aspirin on nasal resistance to airflow

The effect of aspirin on nasal resistance to airflow was investigated by rhinomanometry in 25 healthy subjects before and after ingestion of aspirin or vitamin C in a double blind crossover trial. Aspirin caused a significant increase in nasal resistance compared with vitamin C. The effect of aspirin may be due to its inhibition of the synthesis of prostaglandins.     

非过敏性鼻炎伴嗜酸性粒细胞增多综合征患者的鼻通气功能评估

目的本文检测非过敏性鼻炎伴嗜酸性粒细胞增多综合征患者(nonallergic rhinitis with eosinophilia syndrome,NARES)的鼻通气功能,分析其与主观症状的相关性。方法 NARES患者22例,健康成人58例。测量鼻阻力获得压力-流速曲线,得到75Pa和150Pa下鼻腔总阻力值。测量使用1%麻黄碱滴鼻液前后鼻腔的鼻声反射,获得相应的面积-距离曲线,得到鼻腔最小横截面积,计算鼻腔充血指数。分析非过敏性鼻炎伴嗜酸性粒细胞增多综合征患者症状评分与鼻通气功能指标间的相关性;对比NARES组与对照组鼻阻力和鼻声反射测量各项指标。结果 ①NARES患者鼻阻力、鼻声反射指标与各鼻部症状间的相关性分析差异均无统计学意义;②鼻声反射仪测量收缩前后的鼻腔最小横截面积以及鼻腔充血指数,NARES组与正常对照组相比差异无统计学意义;③NARES组与正常对照组相比,收缩前75Pa和150Pa下鼻总阻力值差异有统计学意义,收缩后75Pa和150Pa下的鼻总阻力值差异无统计学意义。结论 NARES患者主观症状与客观鼻生理功能检测结果间无相关性,在诊疗过程中需全面综合评价患者的主观症状和客观检测结果。