安云强 作品数:3 被引量:9 H指数:3 供职机构: 首都医科大学生物医学工程学院临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家科技支撑计划 北京市教育委员会科技发展计划 更多>> 相关领域: 医药卫生 更多>>
扁桃体切除后伤口缝合方式对睡眠呼吸暂停患者咽腔结构影响的有限元方法研究 被引量:4 2017年 目的腭咽是阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)患者中最为常见的阻塞部位,该类患者手术治疗多采用保留悬雍垂腭咽成形术(Han-uvulopalatopharyngoplasty,H-UPPP),切除扁桃体是该手术的重要组成部分,其目的是扩大咽腔,改善气道通气性能。手术后切口缝合时会引起组织中应力重新分布,从而直接影响术后咽腔壁的几何形态和手术效果。但目前尚无有效方法评估切口缝合方式对手术效果的影响。本研究提出利用有限元分析模型探究扁桃体窝不同缝合方式对咽腔结构的影响,以此对H-UPPP术式操作的选择提供理论依据。方法基于OSA患者头颈部磁共振图像,构建具有真实解剖结构的气道及周边组织的三维有限元模型。通过收缩扁桃体组织体积和限定其组织表面位移来模拟扁桃体切除手术及三种缝合方式。利用ADINA软件进行数值模拟,通过观察气道最小横截面面积和咽腔空间的变化等探讨不同缝合方式对咽腔尺度的影响。结果利用三维有限元模型模拟了对位、前拉、后拉三种缝合方式。数值模拟结果显示,前拉缝合扁桃体窝时气道最狭窄处横截面积变化最为显著,扩大了27.82%。而对位缝合和后拉缝合扁桃体窝的情况,该处横截面积增加量分别为24.76%和27.11%。对于对位和后拉缝合,悬雍垂游离端附近的咽腔横截面积变化更为明显,其平均值约为手术前的5倍。相比之下,前拉缝合后相同区域平均咽腔横截面积值约为手术前的4.3倍。结论腭咽成形术改良术式的伤口缝合方式会对周边软组织中应力分布和气道截面几何形态产生重要影响。本研究建立的方法可用于针对不同患者的个性化模拟,对于本研究所涉的患者上气道解剖结构类型,模型显示前拉缝合对改善患者咽腔最狭窄部位结构更为有利。 许慧祥 安云强 胡歌 黄亚奇关键词:扁桃体窝 有限元模拟 阻塞性睡眠呼吸暂停 保留悬雍垂腭咽成形术 磁共振三维容积成像用于流体迁移对上气道形态影响研究 被引量:3 2013年 目的提出用磁共振三维容积成像方式研究流体迁移对人体上气道截面及颈围影响的方法并验证其可行性,为探讨体位改变对睡眠呼吸功能的影响提供新的思路。方法使用三维扰相梯度回波序列(3D-SPGR)容积扫描方式,对2位受试者头颈部自鼻腔顶部至喉结处进行两种状态下的横断面磁共振成像:平卧参考状态;将双腿抬起大于50°角并持续8 min后的流体重新分布状态。从选定横断面的图像上提取两种状态下上气道截面和颈围边界的坐标,进而计算气道横截面积以及颈围周长。结果图像可清楚地显示流体迁移引起的上气道截面积、形状,及颈围尺度的变化。计算结果表明,抬腿引起的流体迁移导致上气道截面积减小、颈围增大,与现有文献中给出的实验结果一致。结论将磁共振三维容积成像的方法用于流体迁移对人体上气道形态影响的研究,可方便、精确地测量由于流体重新分布引起的上气道截面积、形状,及颈围尺度的变化。这一方法将为研究体位改变对睡眠呼吸功能的影响,特别是伴有水肿现象的疾病与阻塞性睡眠呼吸暂停相关联的机理提供一个有效的途径。 李永 安云强 刘兆会 李婷 尹红霞 黄亚奇关键词:流体迁移 磁共振成像 颈围 睡眠呼吸暂停 上气道内流动现象与压力分布模拟 被引量:3 2015年 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。 王建霞 安云强 王辉 黄亚奇关键词:计算流体力学模拟 上气道 阻塞性睡眠呼吸暂停