阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructivesleep。幔穑睿澹幔瑁穑铮穑睿澹帷。螅睿洌颍铮恚,OSAHS)是一種以睡眠時(shí)反復(fù)出現(xiàn)咽部塌陷、口鼻腔氣流停止及再通為主要特征的常見病理狀態(tài),屬于睡眠中呼吸調(diào)節(jié)紊亂性疾病,引起血液動力學(xué)改變而最終導(dǎo)致系統(tǒng)性高血壓及隨之而來的心肌梗塞、腦血管意外以及充血性心力衰竭等嚴(yán)重的并發(fā)癥。因此,OSAHS是一種潛在致死性睡眠呼吸紊亂疾病,近年來受到研究者的高度關(guān)注。引起OSAHS的原因非常復(fù)雜,上氣道的完全或不完全阻塞是其最重要的因素。這種完全或不完全的阻塞不僅與顱面骨骼形態(tài)結(jié)構(gòu)、氣道大小異常有關(guān),而且與呼吸時(shí)咽腔的位移及氣流變化也有關(guān)。整個(gè)OSAHS發(fā)病過程,從呼吸開始時(shí)刻氣流從鼻腔口腔進(jìn)入上氣道,直到咽部塌陷甚至閉合這一過程,從力學(xué)角度來說,是一個(gè)具有材料非線性,流體和固體相互耦合作用的具有生命體自適應(yīng)特性的力學(xué)問題。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的進(jìn)步,應(yīng)用流體力學(xué)進(jìn)行有限元分析研究OSAHS成為一個(gè)新方向。定量描述呼吸氣流流場分布情況是阻塞平面正確定位的可靠依據(jù)。
通過多導(dǎo)睡眠呼吸監(jiān)測,纖維鼻咽喉鏡檢查診斷為重癥OSAHS患者。近期無上呼吸道感染病史,近3個(gè)月無慢性呼吸道病史。
阻斷其睡眠30h以上,囑盡量維持正常睡眠姿勢,用64排螺旋CT對受試者進(jìn)行睡眠狀態(tài)掃描,待患者處于深度睡眠狀態(tài),輕喚不醒,出現(xiàn)呼吸暫停時(shí)開始掃描。CT掃面范圍從鼻腔至聲門,進(jìn)行矢狀位、冠狀位、水平位掃描,層厚為1.0m,窗位為360,60HU的軟組織窗。同時(shí)通過參閱文獻(xiàn)數(shù)據(jù)及前期影像資料獲得模擬手術(shù)數(shù)據(jù)窗。
將所得數(shù)據(jù)以Dicom格式保存后導(dǎo)入Mimics軟件進(jìn)行相關(guān)徑線的測量、三維重建模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)從Mimics輸出,使用Geomagic軟件進(jìn)行曲面擬合,得到上呼吸道參數(shù)化曲面模型。
Pro/e軟件完成對呼吸道進(jìn)出口的修改,使用ICEM軟件對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,呼吸道主體使用四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分,近壁面采用三棱柱網(wǎng)格,最終得到用于有限元計(jì)算的網(wǎng)格模型,具有524173個(gè)網(wǎng)格單元、150507個(gè)節(jié)點(diǎn)。術(shù)前上呼吸道網(wǎng)格劃分;B:模擬術(shù)后上呼吸道網(wǎng)格劃分。
設(shè)置邊界條件,模擬過程中。
有限元模型的網(wǎng)格劃分,Pro/e軟件完成對呼吸道進(jìn)出口的修改,使用ICEM軟件對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,呼吸道主體使用四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分,近壁面采用三棱柱網(wǎng)格,最終得到用于有限元計(jì)算的網(wǎng)格模型,具有524173個(gè)網(wǎng)格單元、150507個(gè)節(jié)點(diǎn)。
設(shè)置邊界條件 模擬過程中,流體為空氣,密度1.225kg/m3,粘度17.9×e-6。校幔蟆;颊咴谡:粑鼤r(shí)趨勢類似于正弦曲線,據(jù)文獻(xiàn)及醫(yī)學(xué)報(bào)道所知:呼吸頻率。玻按危恚椋,即呼吸周期T=3s;每次呼吸潮氣量Q0=600mL,壓力計(jì)算以大氣壓為參考壓力。已知喉咽部出口橫截面積為A=304.7mm2,則出口截面氣流速度最大值可求得:V=2.06≈2m/s。
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