计算流体力学(CFD)模拟机械通气时下气道气流流场特性的方法及其可行性研究

摘要：

目的 探索计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术模拟机械通气状态下呼吸系统内部气流流动的可行性,为CFD技术应用于机械通气的气流流场模拟奠定基础.方法 选取1名健康的中年男性志愿者进行头颈部加胸部MRI扫描,将获得的图像保存为DICOM格式导入Mimics17.0医学图像软件中构建气道三维模型,用Geomagic Studio 12软件进行网格划分后导入Ansys 14.5软件进行CFD模拟计算,对机械通气气道内部气流流场变化进行动态分析.结果 基于MRI图像数据构建气道三维模型,划分网格后对CFD模拟施加不同流速的入口边界条件,分析流速分布、壁压力分布、流场线变化情况以及局部管壁剪切应力的变化情况.结论 基于影像数据对气道进行三维重建,通过对模型进行CFD模拟发现,入口流速与气道内流体流速分布、壁剪切应力及壁压力均呈正相关,入口高流速易在气道分叉处形成涡流.

关键词：气道、三维重建、机械通气、计算流体力学(CFD)

所属期刊栏目：47

分类号：R318.13(医用一般科学)

资助基金：上海交通大学医工交叉研究基金YG2019QNA64

在线出版日期：2020-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：531-538