研究目的： 本课题将鼻腔鼻窦作为一个完整系统，从气流力学的角度阐述正常鼻腔和一些外科干预手段后，鼻腔鼻窦解剖结构的改变与鼻腔生理功能—病理基础之间的关系。为阐明鼻呼吸生理学、了解鼻腔鼻窦以及某些下呼吸道相关性疾病的病因学，进一步提出解决某些鼻腔呼吸障碍性或炎症性疾病治疗的概念奠定相关的理论基础。 本课题通过计算流体力学的方法，具体对以下四方面的内容进行研究：（1）探索正常人鼻腔、鼻窦稳态吸气相和呼气相的流场特点；（2）钩突对正常鼻腔的气流走向、压力、流速、分布和对鼻窦气流交换的影响；（3）全鼻窦开放术后，由于解剖结构改变所引起的鼻腔、鼻窦气流走向、速度、压力和分布，鼻腔—鼻窦气流交换的变化；（4）比较鼻内镜下切除和保留钩突的全鼻窦开放手术后鼻腔鼻窦气流参数之间的差异，从而探讨新的手术方式—保留钩突的全鼻窦开放术的可行性。 对象和方法： 1、在经过筛选的正常成人头部CT扫描和三维重建基础上，使用Fluent6.1.22软件模拟出正常人鼻腔、鼻窦结构，利用Navier—Stokes方程计算正常鼻腔在稳态呼吸状态下气流速度、压力、分布、迹线和鼻窦气流交换等的气场参数。 2、在正常成人鼻窦CT扫描影像的基础上，使用Fluent6.1.22软件模拟出正常人鼻腔、鼻窦结构和切除钩突后的鼻腔—鼻窦结构，利用Navier—Stokes方程分别计算稳态呼吸情况下切除钩突前后鼻腔—鼻窦的气流流速、压力、分布和迹线。 3、在正常成人鼻窦CT扫描影像基础上，使用Fluent6.1.22软件模拟出正常人鼻腔、鼻窦结构，并在此基础上再模拟出鼻内镜下全鼻窦开放术后的鼻腔、鼻窦模型，利用Navier—Stokes方程计算、比较稳态呼吸情况下两者的气流流速、压力、分布、迹线和鼻窦气流交换等气场参数之间的差异。 4、在经过筛选的冰冻尸体头颅上分别进行两种内镜鼻窦手术的操作：右侧鼻腔行全鼻窦开放手术，左侧鼻腔行保留钩突的鼻窦开放手术。在手术前后进行鼻窦CT扫描，使用Fluent6.1.22软件模拟出尸体手术前后鼻腔、鼻窦的结构，再利用Navier—Stokes方程计算、比较稳态呼吸情况下两种手术方式对鼻腔气流流速、压力、分布、和鼻窦气流交换等气场参数的影响。 结果： 1、正常人鼻腔与鼻窦气流动力学的计算机模拟研究： （1）在稳态吸气和呼气状态下，鼻腔气流的主要流经途径是总鼻道和中鼻道，二者分别占鼻腔总气流的50％和30％以上。固有鼻腔内的气流速度在总鼻道最大、中鼻道次之。稳态呼吸状态下各鼻窦内的气流速度均小于0.01m/s。（2）鼻腔气流以层流为主，但在鼻腔流场中也存在几个大小不等的旋涡。下鼻道和总鼻道下部的气流迹线呈直线为主；中鼻道、上鼻道和总鼻道的中上部，气流迹线呈抛物线形，且上鼻道和总鼻道上部区域抛物线轨迹最为明显。（3）稳态呼吸状态下，气流进入鼻腔后的压力呈逐渐下降趋势。在固有鼻腔中，前中部、下鼻甲前端、中鼻甲前端、钩突处压力较大。上颌窦内外压力差最大处为1.5pasca1，其它各鼻窦内外压力差更小，各鼻窦气流交换极小。 2、钩突对鼻腔和上颌窦气流影响的研究： （1）切除钩突前后气流在鼻腔主要通道的压力和分布基本没变化：总鼻道和中鼻道仍然分别约占鼻腔气体总流量的50％和30％左右。（2）切除钩突前后鼻腔内气流速度均在总鼻道最大、中鼻道次之；鼻腔气流最大速度仍然出现在左鼻阈与下鼻甲前端之间的区域，吸气时约为4.82m/s，呼气时约为4.30m/s。（3）切除钩突前后气流在鼻腔主要通道的迹线基本没变化：下鼻道和总鼻道下部的气流迹线仍然呈直线为主；中鼻道、上鼻道和总鼻道的中上部，气流迹线仍呈抛物线形。（4）切钩突前钩突附近区域吸气相最大速度为2.63m/s，呼气相最大速度为2.70m/s；切钩突后，该区域的气流最大速度均增加，吸气相为2.81m/s，呼气相为2.84m/s。（5）钩突切除后上颌窦内的气流量增加，吸气相增加0.85ml/s，呼气相增加2.01ml/s，呼气相比吸气相增加明显。 3、全鼻窦开放术后鼻腔鼻窦气流力学的研究： （1）全鼻窦开放手术后鼻腔总鼻道的流量减少，相应地中鼻道和开放的筛窦连通区域的气流量增加，在稳态吸气时增加10％，呼气时增加9％。（2）相当于原窦口鼻道复合体的手术区域的气流速度提高；鼻腔流场的最大速度发生了变化，手术后吸气时左侧鼻腔出现了两个高速区域，一是与手术前一致的下鼻甲前端的高速区域，另一高速区域在中鼻道的前端，相当于原钩突与中鼻道之间的区域，速度5.03m/s。（3）手术后气流在鼻前庭、总鼻道、下鼻道、鼻咽等位置的迹线与手术前大致相近；但手术区域的气流轨迹发生了较大变化，上颌窦、筛窦连通区域和蝶窦内形成大范围的涡旋。（4）全鼻窦开放后鼻腔的总体压力依然是逐步减少，其中鼻腔中部压力减少最多。（5）各鼻窦内气流交换均有不同程度的增加，上颌窦最多，蝶窦次之，额窦气流增加不明显。 4、切除和保留钩突的全鼻窦开放手术对鼻腔鼻窦气流速度和分布的影响： （1）两种手术后，气流在鼻前庭、鼻阈、总鼻道、下鼻道、鼻咽等位置的速度与手术前相比没有发生明显的变化，速度发生变化的区域是中鼻道、上鼻道、筛窦和上颌窦的手术区域；而且右侧鼻腔手术区域的速度变化比左侧鼻腔的大。（2）手术前钩突内外侧存在气流速度梯度：左侧钩突外侧面气流速度在0～0.196m/s，内侧速度在1.956～2.152m/s；右侧外侧面速度0～0.131m/s，内侧1.574～1.705m/s，对上颌窦有很好的屏障作用；手术后左侧鼻腔钩突内外侧的速度梯度仍然存在，但右侧鼻腔处消失。（3）手术前左右鼻腔的气流均主要流经总鼻道和中鼻道，且以总鼻道为主。手术后右侧鼻腔中以中鼻道为主的手术区域气流量比术前增加了6.6％，而左侧鼻腔手术后各鼻道的气流分布和手术前相差不大。（4）、手术后各鼻窦的气流量比手术前增加，和左侧鼻腔的各鼻窦相比，手术后右侧鼻腔各鼻窦气流量呈倍数增加；手术后进入鼻窦的最大气流量发生在右侧上颌窦，为19.02ml/s。 结论： 1、正常鼻腔气流的运动轨迹主要有两种形式：一是以直线轨迹流经总鼻道下部和下鼻道，二是呈抛物线轨迹流经总鼻道中、上部和中、上鼻道。在稳态吸气和呼气状态下，鼻腔气流的主要流经途径是总鼻道和中鼻道；在固有鼻腔中，下鼻甲、中鼻甲前端、钩突区域是受外界气流冲击的主要部位；各鼻窦与鼻腔之间的气流交换极少。 2、从气流力学的研究角度认为，钩突结构主要影响钩突附近区域的气流速度和上颌窦的气流交换。 3、全鼻窦开放术后的鼻腔中，以中鼻道为主的手术区域的气流速度、流量和迹线都发生了变化，各鼻窦的气流交换增加，以上颌窦最为明显。 4、切除钩突的全鼻窦开放手术后的鼻腔气流力学参数与正常的鼻腔气流力学参数有明显不同，和保留钩突的全鼻窦开放手术后的鼻腔相比，后者的气流参数更接近正常鼻腔。保留钩突的内镜鼻窦开放手术更符合正常鼻腔鼻窦的气流力学特点。