流体模拟

简介

作者：Aurélien RUMIANO

患者：Pierre Sudre

研究参数

流体研究采用的流量为15l/min。
吸气阶段。
未将湿度和温度纳入考虑。

🛑免责声明：我既不是流体力学研究人员，也不是医生。我使用流体模拟软件得到的结果可能只是近似值。这些流体模拟旨在帮助你了解气流以及与之相关的潜在问题。

下图展示了鼻腔：前部为红色，中鼻道为绿色，最后是蓝色的下鼻道。

下图展示的是鼻腔的负像，也就是鼻腔内部的空气。后续所有插图都将以这种方式呈现。

堵住鼻孔的块体仅代表其周围的空气。

CT扫描

右侧（图中左侧）： 可以看到前段存在阻塞，下鼻甲体积已大幅缩小。
左侧：（图中右侧） 看起来下鼻甲体积略有缩小。

气流速度

描述 & 分析

流线代表气流，速度范围为 0 至 2.5 m/s。
速度超过 2.5 m/s 的区域显示为红色。
气流明显不对称，由于右侧前段存在阻塞，大部分气流通过左侧。仍在左侧，气流在中鼻道和下鼻道之间分布均匀。

壁面剪切应力

描述

红色区域代表 WSS 高于 0.2 Pa 的区域。也就是说，这些区域的气流与黏膜摩擦最强，因此会产生最明显的气流感。
可以看到，WSS 最高的区域主要位于前段。这是正常现象，因为该处的横截面积最小。
左侧的 WSS 区域处于正常水平（底部为绿色至黄色）。
右侧由于气流不足，除前段阻塞之前的区域外，WSS 都非常低。
在咽部可以看到 WSS 较高，这是因为咽部的尺寸较小。
您很可能患有阻塞性睡眠呼吸暂停。

气流不平衡

81%的气流通过左侧，只有19%通过右侧，因此存在很大的不平衡。

鼻阻力

描述与分析

总阻力约为 14 Pa，属于正常范围。不过可以看到鼻腔阻力存在不平衡，这同样是由右侧阻塞造成的。根据我在流体模拟方面的一点经验，10 至 20 Pa 之间的数值属于正常范围。

横截面积

距鼻孔 30 mm 处，横截面积达到 400 mm² 以上，数值较高。这对应于鼻甲组织切除量最大的区域。
对照组数据取自一项研究，但我见过一些非ENS病例的数值约为 300 mm²。因此，我认为 200 至 300 mm² 之间的数值可以视为正常。

结论

存在两个问题：
1/右侧前段的阻塞导致气流严重不平衡。
2/同样在右侧，下鼻甲体积大幅缩小。
此外，咽部尺寸非常小，仅为 91 mm²，小到足以导致阻塞性睡眠呼吸暂停。
通常认为正常值应高于 200mm²