本文關鍵詞：不同氣管插管頭位上氣道三維重建及氣流流場數值模擬的研究

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【摘要】：第一部分不同麻醉頭位上氣道CT三維圖像的比較分析研究目的對一例志愿者三種不同頭位的上氣道CT圖像進行三維重建,從經典三軸線理論和氣管插管的立體空間兩個角度比較分析,為優(yōu)化氣管插管頭位提供解剖學依據。對象與方法健康女性志愿者1例,年齡25歲,身高173cm,體重62kg,BMI20.7kg/m2,ASA I級,Mallampati評分I級。在平臥位、后仰位、嗅物位下分別行上氣道CT平掃,并三維重建上氣道模型。在CT影像上標記口軸(MA)、咽軸(PA)、喉軸(LA)線位置并測量口-咽軸、口-喉軸、喉-咽軸之間的交角。標記通過寰椎平面的直線(A),通過枕骨下緣平面的直線(O),測量A-O線相交的銳角。根據CT圖像重建上氣道三維模型并選口腔和口咽腔區(qū)域,計算口腔和口咽腔體積(Vo和Vp)。結果三種體位下口-咽-喉三軸線交角總和,平臥位后仰位嗅物位;喉-咽軸交角平臥位≈嗅物位后仰位;口-咽軸交角嗅物位后仰位平臥位;口-喉軸交角后仰位嗅物位平臥位。A-O角嗅物位≈后仰位平臥位�？诤涂谘是惑w積均是平臥位嗅物位后仰位,其中,嗅物位約是平臥位的1.57倍;后仰位約是平臥位的2倍。結論嗅物位時口-咽-喉三軸線最接近于重疊,最有利于喉鏡顯露聲門;后仰位時口和口咽腔體積最大,有更多氣管插管操作空間。第二部分CFD模擬不同麻醉頭位下氣流流場變化的比較分析研究目的使用計算流體力學模擬的方法,對三種不同頭位上氣道氣流流場特點進行比較分析,為麻醉面罩通氣頭位的選擇提供參考依據。對象與方法健康女性志愿者1例,年齡25歲,身高173cm,體重62kg,BMI20.7kg/m2,ASA I級,Mallampati評分I級。在平臥位、后仰位、嗅物位下分別行上氣道CT平掃、三維重建上氣道模型,測量上氣道體積(V)及最狹窄處截面積(Amin)。對上氣道三維模型進行網格劃分,建立體網格,使用Spalart-Allmaras模型進行氣流流場模擬,分別模擬三種頭位下,氣流量為10L/min時,張口和閉口正壓通氣的情況,獲得壓強分布圖及速度流線圖。結果上氣道體積(V)及最狹窄處截面積(Amin)在嗅物位時最大,平臥位時最小。平臥位時,壓強梯度及速度變化幅度最大,嗅物位時壓強梯度和速度幾乎不變。嗅物位時,氣流流動較為平穩(wěn),平臥位和后仰位時,氣流流動出現(xiàn)了不同程度的紊亂。閉口通氣時,紊亂由小部分經口進入的氣流造成,且不會對主要經鼻流入的氣流造成太大影響;氣流在咽部出現(xiàn)紊亂,張口通氣時,紊亂由經口、經鼻的氣流共同造成。平臥位時,閉口通氣在鼻咽處有較明顯的壓強梯度變化、張口通氣在口咽處有較明顯的壓強梯度變化。結論嗅物位和后仰位均能增大氣道體積,且嗅物位氣流流速以及壓強梯度變化最小,嗅物位面罩通氣較有優(yōu)勢;張口通氣相較于閉口通氣時,氣流在咽部紊亂程度更大;此外在平臥位時,張口通氣壓強梯度變化不利于維持氣道通暢,而閉口通氣壓強梯度變化有利于維持氣道通暢,閉口通氣比張口更有優(yōu)勢。
【關鍵詞】：三維重建 上氣道 CT 頭位 氣管插管 上氣道 CFD 頭位 麻醉通氣
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R56
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 引言14-15
• 1.2 以CT為基礎三維重建氣道15-16
• 1.3 氣道流體力學模擬16-18
• 1.4 影像技術在麻醉氣道管理研究中的應用18
• 1.5 計算流體力學在麻醉氣道管理研究中的應用前景18-20
• 第二章 三種氣管插管頭位上氣道CT三維圖像的比較分析20-30
• 2.1 研究背景20-21
• 2.2 對象與方法21-23
• 2.2.1 研究對象21
• 2.2.2 設備和方法21-23
• 2.3 結果23-26
• 2.3.1 口軸、咽軸、喉軸三條軸線夾角及其與寰枕關節(jié)角度的關系23-25
• 2.3.2 三種頭位下，，口腔和口咽腔的體積25-26
• 2.4 討論26-29
• 2.5 本章小結29
• 附件29-30
• 第三章 CFD模擬不同麻醉頭位下氣流流場變化的比較分析30-51
• 3.1 研究背景30-32
• 3.2 研究對象32
• 3.3 研究方法32-35
• 3.3.1 上氣道三維模型的建立32-33
• 3.3.2 上氣道三維模型網格劃分和體網格建立33-34
• 3.3.3 正壓通氣上氣道氣流流場的數值模擬34-35
• 3.4 結果35-46
• 3.4.1 不同頭位上氣道體積和最窄截面積的比較36
• 3.4.2 不同頭位張口和閉口時正壓通氣上氣道氣流流場分布的比較分析36-46
• 3.5 討論46-50
• 3.6 本章小結50-51
• CHAPTER ONE PREFACE51-58
• 1.1 Introduction51-52
• 1.2 Three-dimensional reconstruction of the airway based on CT scan image52-54
• 1.3 Computational fluid dynamic simulation of airway54-56
• 1.4 The application of radiological technique in airway management of anaesthesia56
• 1.5 The application of CFD method in airway management56-58
• CHAPTER TWO THE COMPARATIVE ANALYSIS FOR 3-DIMENSIONAL COMPUTED TOMOGRAPHIC IMAGES OF UPPER AIRWAY IN THREE DIFFERENT HEAD POSITIONS FOR TRACHEAL INTUBATION58-68
• 2.1 Introduction58-59
• 2.2 Method59-61
• 2.2.1 Subject59
• 2.2.2 Instrument59-61
• 2.3 Result61-64
• 2.3.1 The relationship between the three axes and atlanto-occipital joint61-63
• 2.3.2 The volume of oral and oropharyngeal cavity in different positions63-64
• 2.4 Discussion64-67
• 2.5 Conclusion67-68
• CHAPTER THREE COMPARISON OF AIRFLOW CHANGES DUE TO HEAD AND NECK POSITION BY COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS68-86
• 3.1 Background68-70
• 3.2 Subject70
• 3.3 Method70-73
• 3.3.1 Reconstruction of 3D airway models70-71
• 3.3.2 Volume meshes71-72
• 3.3.3 Computational fluid dynamic of positive pressure ventilation72-73
• 3.4 Result73-82
• 3.4.1 The comparison of airway volume and minimum cross sectional area in different positions73
• 3.4.2 Comparison of airflow field in different positions with mouth-closed and mouth-opened ventilation73-82
• 3.5 Discussion82-85
• 3.6 Conclusion85-86
• 參考文獻86-91
• 致謝91-92
• 學術論文及科研成果92-93
• 八年制學位論文要求93

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