本文關(guān)鍵詞：基于CT圖像的真實成人上呼吸道內(nèi)氣流特性及顆粒物沉積研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西安建筑科技大學》 2014年

基于CT圖像的真實成人上呼吸道內(nèi)氣流特性及顆粒物沉積研究

孫宏發(fā)  

【摘要】：隨著國內(nèi)大中城市霧霾天氣頻繁出現(xiàn)，大氣中有害顆粒物對人體的危害日益嚴重，呼吸道疾病的患病率也明顯增加細顆粒物（PM2.5，指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物，可進入到人體肺泡中）對人體的危害更大另一方面在醫(yī)學技術(shù)中，，因藥物氣溶膠來治療人體呼吸道疾病有用藥劑量少副作用小及見效快等優(yōu)點在醫(yī)學治療中廣泛應(yīng)用有鑒于此，研究細顆粒物在人體呼吸道內(nèi)沉積特性為深入了解顆粒物在人體呼吸道內(nèi)沉積機理，以及藥物氣溶膠作用于呼吸道的治療過程及機理提供參考 本文基于健康成年男子上呼吸道部位的199張CT圖像，建立真實人體上呼吸道模型，利用醫(yī)學三維重建軟件Mimics在CT圖像的基礎(chǔ)上對包括鼻腔咽喉部分主氣管的真實人體上呼吸道進行三維重建；再利用ICEM CFD對所建立的上呼吸道模型進行網(wǎng)格劃分；基于Fluent軟件研究了穩(wěn)態(tài)呼吸強度分別為30L/min（正常呼吸），90L/min（劇烈運動）情況下上呼吸道內(nèi)的流場特性，以及循環(huán)呼吸情況下的上呼吸道內(nèi)的流場特性基于呼吸道流場云圖，利用Fluent中的離散相模型（DPM模型）加入代表性顆粒物（密度為1000kg/m3的顆粒物），研究了在不同呼吸強度下1μm2.5μm5μm10μm顆粒物分別在上呼吸道內(nèi)典型位置的沉積，以及在不同粒徑下呼吸強度分別為30L/min，60L/min，90L/min情況下顆粒物在上呼吸道內(nèi)的典型位置沉積特性 研究結(jié)果表明，真實人體穩(wěn)態(tài)呼吸和循環(huán)呼吸情況下其上呼吸道內(nèi)的流場變化不大，氣流經(jīng)過鼻腔時存在擾動現(xiàn)象，在咽部存在噴射現(xiàn)象，以及在喉部速度方向有所改變，速度略微增大；氣流經(jīng)過咽喉部時產(chǎn)生渦流現(xiàn)象另外，循環(huán)呼吸情況下流場存在一定的延遲現(xiàn)象顆粒物在人體上呼吸道內(nèi)的總沉積率隨粒徑的增大明顯增大，但顆粒物粒徑越大越容易在鼻腔內(nèi)沉積；總體而言，不同粒徑的顆粒物在呼吸道典型位置的沉積率為在咽部喉部沉積率較高，鼻腔次之，而在主氣管中的沉積率最小顆粒物在上呼吸道內(nèi)的沉積率隨著呼吸強度的增大略微增大，但較顆粒物粒徑增大對沉積率的影響要小一些 該研究可為深入理解細顆粒物（PM2.5）在人體上吸道內(nèi)沉積規(guī)律，及掌握人體上呼吸道內(nèi)的藥物氣溶膠給藥強度及有效利用率有參考意義

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R816.4;X51
【目錄】：

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