目的:通过统计学方法分析OSAHS患者的AHI数值与体位之间的关系;通过动物软组织力学参量测试等到猪舌及软腭的力学特性;利用CT扫描图像建立上气道数值模型,同时建立患者软腭及舌的有限元模型,结合动物实验所得软腭及舌组织力学参数,利用流-固耦合的方式对舌及软腭在不同体位下的运动情况进行模拟,探究重度OSAHS患者不同体位下的上气道气流场特点及相关软组织的运动变化特征。方法:1.OSAHS患者PSG数据分析:收集250例OSAHS患者的PSG检查结果,数据包括患者年龄、性别、BMI指数、侧卧位及仰卧位AHI指数、总AHI指数、体位依赖性指数及是否为体位性OSAHS。按照OSAHS程度、体重指数及是否为体位性OSAHS对样本进行分组,通过SPSS统计学软件进行分析各组中样本分布,讨论各影响因素之间的关系。2.软组织弹性模量测试:取成年新鲜猪头解剖舌和软腭组织并制备拉伸实验测量试样,记录标本横截面积,初始长度等数值,利用电子微控万能实验机进行拉伸,计算出不同组织的弹性模量。3.OSAHS上气道气流场分析:1)研究对象选取:选取诊断为重度OSAHS的患者1例,通过鼻声反射及咽声反射提示咽部狭窄的患者,询问病史,排除上气道其他疾病;2)模型建立:获取该患者的上气道CT图像,通过Mimics软件对其进行处理,初步得到患者上气道、舌及软腭的3D模型,再利用Wrap软件对模型进行光滑,网格划分及曲面拟合处理;将得到的上气道模型导入Solide Works软件进行装配,得到上气道-舌、上气道-软腭装配体;3)数值计算:将上述装配体文件导入Ansys软件中,分别拉取流体模块及瞬态模块进行进一步网格剖分、施加边界条件及载荷,通过流固耦合模块建立数据交换,进行模拟计算。A.边界条件:前鼻孔入口设置为压力入口,气压设置为0Pa;设定声门处为速度出口,流速为呼吸气流总体积/声门气道面积。创建动网格,设定为流固耦合交界面,余上气道模型部分为壁面。在瞬态结构中设置工程材料属性,软腭及舌的弹性模量分别为135k Pa及195k Pa,弹性模量均为0.49;B.施加载荷:设置流固耦合交界面,目标选择为布尔运算中舌体与上气道的接触面;瞬态结构中设定固定支撑界面,舌结构中将舌底固定,软腭结构中固定软腭的附属肌肉;对舌及软腭分别添加标准地球重力,以模拟体位变化。C.流-固耦合计算:将流体模块及瞬态模块进行关联,对流固耦合交界面建立数据交换,设置计算时长为2s,运算步数800步,数据收敛后得出运算结果。结果:1.OSAHS患者PSG数据分析1)不同肥胖程度患者指标比较:在性别、年龄、BMI、侧位AHI、仰位AHI、总AHI、体位依赖指数方面,不同肥胖程度患者指标比较具有统计学差异（P＜0.05）。2)体位性OSAHS与非体位性OSAHS患者指标比较:在侧位AHI、仰位AHI、总AHI、体位依赖指数方面,体位性OSAHS与非体位性OSAHS患者指标比较具有统计学差异（P＜0.05）。而在性别、年龄和BMI方面,体位性OSAHS与非体位性OSAHS患者指标比较无统计学差异（P＞0.05）。3)不同程度OSAHS患者指标比较:在性别、年龄、BMI、侧位AHI、仰位AHI、总AHI、体位依赖指数方面,不同程度OSAHS患者指标比较具有统计学差异（P＜0.05）。4)体位依赖指数与各因素之间的相关性分析:借助Spearman相关性分析对体位依赖指数与各因素进行相关性分析。体位依赖指数与BMI（r=0.135,P=0.032）呈正相关;而与侧位AHI（r=-0.203,P=0.001）呈负相关;与年龄等其他因素呈弱相关或无相关性。2.软组织力学参量测试实验对猪软腭分成两组式样,分别进行拉伸,得出的弹性模量分别为120KPa及150Kpa;对猪舌分为四组试样,分别进行拉伸,得出的弹性模量分别为120KPa、140KPa、250KPa、270KPa。3.上气道气流场特征:1)上气道流体模块模拟计算结果压强:两个模型中不同体位下左右鼻腔压强基本一致。上气道-软腭模型中,仰卧位体位状态下鼻域区平均负压为-11.5Pa,后鼻孔区域平均负压为-42.6Pa,压强差为31.1Pa;侧卧位体位状态下鼻域区负压为-12.4Pa,后鼻孔区域负压为-61.6Pa,压强差为49.2Pa;上气道-舌模型中,仰卧位状态下鼻域区最大负压为-14.1Pa,后鼻孔区域最大负压为-38.2Pa,压强差为24.1Pa;侧卧位体位状态下鼻域区最大负压为-18.7Pa,后鼻孔区域最大负压为-52.7Pa,压强差为34Pa。两个模型中软腭起始部至游离缘所对应的上气道部分压强变化明显,且最大负压均产生在软腭游离缘附近区域。上气道-软腭模型中,仰卧位软腭起始部至会厌上游离缘压强降约为76.1Pa,侧卧位压强降约为44.6Pa。仰卧位上气道压强大小范围为-239.3～-0.3Pa,侧卧位整体压强大小范围为-181.8～-0.27Pa;上气道-舌模型中,仰卧位软腭起始部至会厌上游离缘压强降约为60.0Pa,侧卧位压强降约为31.6Pa。仰卧位压强大小范围为-189.8～-0.06Pa,侧卧位压强大小范围为-144.2～-0.04Pa。气流速度:上气道-软腭模型中仰卧位及侧卧位鼻域区平均流速分别为3.2m/s、3.9m/s,后鼻孔区域平均流速分别为:3.3m/s、4.1m/s,差值分别为0.1m/s、0.2m/s;上气道-舌模型中仰卧位及侧卧位鼻域区平均流速分别为3.1m/s、3.6m/s;后鼻孔区域平均流速分别为:3.2m/s、4.0m/s;差值分别为0.1m/s、0.4m/s;在软腭起始部至软腭游离缘所对应的气道部位流速变化最大,最大气流流速产生在此区域;上气道-软腭模型中,此区域所对应区域仰卧位平均流速为9.7m/s,最大气流流速为16.5m/s;侧卧位平均流速为8.0m/s,最大流速为16.1m/s;在上气道-舌模型中,此区域所对应区域仰卧位平均流速为9.3m/s,最大气流流速为16.1m/s;侧卧位平均流速为7.6m/s,最大流速为14.1m/s;气流形式:在上气道-软腭及上气道-舌模型中,其气流场气流形式特征基本一致,气流流经鼻域区、后鼻孔区、软腭及舌后区、会厌根部附近均可见涡流形成,同一模型不同体位下相比较,可以发现涡流所产生的位置并没有明显改变,但仰卧位软腭及舌后区所形成的涡流范围更大。2)软腭、舌运动分析:无论是侧卧位还是仰卧位,其形变最大的位置均位于软悬雍垂尖端;仰卧位最大位移为6.9mm,侧卧位最大位移为3.9mm。在位移方向上,由于受重力影响,仰卧位悬雍垂的运动主要向背侧运动,侧卧位时则主要向两侧口咽部运动。舌形变最大的位置均位于舌的前上部;仰卧位最大位移为8.0mm,侧卧位最大位移为1.4mm;而对于气道影响最大的舌根部位移较小,仰卧位下,舌根部平均位移为3mm,侧卧位舌根部平均位移为0.6mm;在位移方向上,由于受重力影响,仰卧位舌的运动主要向后运动,侧卧位时则主要向口侧运动。结论:1.对OSAHS患者PSG数据分析得出:OSAHS患者的严重程度与BMI相关,重度OSAHS患者的BMI指数高于轻度及中度患者,在对体位相关指数分析中发现患者OSAHS程度越重、BMI指数越高,其体位改变给患者带来的改善越小,中度OSAHS患者对体位改变可能较为敏感。2.猪软组织弹性模量测试:猪舌及软腭组织符合线弹性力学特征,通过对其进行力学参量测试能够获得其软组织的弹性模量。3.OSAHS上气道气流场分析:体位不同,软腭及舌发生的形变程度不同,均可对上气道气流场产生影响;仰卧位更容易造成上气道塌陷,可增加患者上气道狭窄程度;受体位影响,对上气道产生影响最大的可能为软腭部分。