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摘要
目的建立正常人中耳含气系统结构与功能相适应的有限元数值模型,无侵入性的测量特定状态下咽鼓管同周围组织结构之间的生物力学关系,模拟活体状态下其内部气流流场分布特征及软组织结构运动行为。方法选取一名成年无耳科疾病女性志愿者,应用Philips 128排多层螺旋 CT 机扫描,范围自中颅窝底到下鼻道下端,听眶线与水平面垂直,扫描平面平行于听眶线,采集其咽鼓管开放状态下的数据并以DICOM格式输出;将上述DICOM数据导入Mimics 20.0进行三维重建,将所得STL格式文件导入Geomagic studio 12.0中进行修复、降噪、面片划分,得到光滑曲面的三维模型,应用Ansys 15.0对其划分体网格及面网格,建立中耳含气结构的有限元数值模型。结果咽鼓管正常开放状态下其咽口的横截面积右侧为71.09 mm2、左侧为70.89 mm2,峡部的横截面积右侧为1.67 mm2、左侧为1.85 mm2,鼓室口横截面积右侧为14.78 mm2、左侧为13.96 mm2,鼓窦入口的横截面积右侧为21.81 mm2、左侧为20.05 mm2,充气状态下咽隐窝的容积右侧为4685.98 mm3、左侧为5323.61 mm3;前鼻孔给予3300 Pa压力时随着咽鼓管截面积的逐渐减小,气流流速逐渐增加,气流压力逐渐减小,在咽鼓管软骨部距峡部7 mm处中心气流流速最大,气流压力最小。结论建立中耳含气系统有限元数值模型,可用于模拟正常及病理状态下中耳的结构与功能,为从生物力学角度探讨与咽鼓管功能相关的中耳疾病的病因诊断和治疗提供数值模型基础。
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单位工业装备结构分析国家重点实验室; 大连理工大学; 大连医科大学附属第二医院
