基于计算流体动力学的术前与术后鼻腔解剖结构比较研究
流体动力学
2023-08-23 v1 生物物理
摘要
鼻呼吸困难（NBD）十分普遍且难以诊断；其手术矫正的失败率很高。计算流体动力学（CFD）能够通过比较术前（pre-op）情形与虚拟手术（post-op）的结果，实现 NBD 的诊断与手术规划。在寻找功能正常鼻腔时考虑不同解剖结构，也涉及类似的比较。目前，这种比较以多种方式开展，其隐含假设是结果不变，这反映出我们对呼吸功能驱动因素理解的局限。本研究描述了如何建立有意义的比较。一个通过 CT 扫描分割得到的术前解剖结构，与一个通过虚拟手术得到的术后解剖结构进行比较。针对稳态吸气的先进数值模拟在三类源自湍流控制领域的全局约束下进行比较：可强制施加环境与外喉之间的恒定压降（CPG）、通过气道的恒定流率（CFR）以及来自肺部的恒定功率输入（CPI）。观察到关注量随比较类型不同而有显著差异。全局量（流率、压降、鼻阻力）以及局部量均受影响。流动驱动方式影响术前与术后解剖结构比较的结果。在三种可用选项中，我们认为 CPG 最不恰当。文中给出了支持 CFR 或 CPI 的论据。
引用
@article{arxiv.2308.10701,
title = {On the comparison between pre- and post-surgery nasal anatomies via computational fluid dynamics},
author = {Eric Segalerba and Gabriele Dini Ciacci and Maurizio Quadrio and Jan O. Pralits},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.10701},
year = {2023}
}