目的:通过建立健康儿童与腺样体肥大患儿手术前后包括鼻及咽腔在内的上气道三维数值模型,对比分析三者的气流场特征变化,以此客观量化描述腺样体切除术后对儿童呼吸阻塞平面的改善情况及评估对并发鼻窦炎、分泌性中耳炎疾病愈后的影响。方法:通过应用CBCT对1例健康儿童与5例腺样体肥大伴慢性鼻窦炎、分泌性中耳炎患儿进行鼻及咽腔的连续性扫描,获得所需的影像学资料。在此基础上首先应用三维重建软件Mimics 20.0初步建立包含鼻及咽腔在内的上气道3D数值模型,其次应用Geomagic Studio 12.0软件对模型进行光滑、构造格栅、拟合曲面等处理,最后应用力学分析软件ANSYS 15.0对健康儿童及腺样体肥大患儿手术前后的鼻及咽腔气流场进行数值模拟分析。结果:1.CBCT扫描结果术前CBCT扫描结果:肥大的腺样体表现为软组织低密度影,堵塞鼻咽部及后鼻孔,鼻咽腔气道狭小,呈半月状或裂隙状改变,其A/N比率均大于0.7,均合并中耳乳突积液、鼻窦黏膜增厚或窦腔分泌物潴留,咽鼓管咽口及咽隐窝均显示不清。术后CBCT扫描结果:鼻咽部气道宽敞,已无肥大腺样体的低密度阴影,鼻窦黏膜已基本恢复正常,鼻窦腔及中耳腔未见分泌物,清晰可见咽鼓管咽口及咽隐窝。其扫描结果与健康儿童扫描结果大致相同。2.声导抗测听结果患儿术前声导抗测听结果均为双耳B型曲线,术后及健康儿童声导抗测听结果均为双耳A型曲线。3.数值模拟结果上气道三维模型的结构特征:腺样体切除术前患儿咽鼓管咽口堵塞、鼻腔及鼻咽部气道狭窄,术后咽鼓管咽口充分暴露、鼻腔及鼻咽部气道增宽。鼻腔容积(NV)测量结果:术前NV为6.66±1.64cm~3,术后NV为8.84±1.72cm~3,患儿术后NV较术前NV明显增大,经配对t检验,P=0.026<0.05,差异有统计学意义。压强场对比分析:术前患儿整体压强差大,术后压强差减小。鼻咽部腺样体肥大处相较于后鼻孔、口咽部来说负压值最大,即鼻咽部腺样体肥大处相较于周围组织总是处于一个相对负压状态,术后负压状态解除后压强分布与健康儿童相同。速度场对比分析:腺样体切除术前鼻腔气流流速无明显秩序,术后患儿气流流速恢复有序,由高到低依次为:鼻阈区、总鼻道、中鼻道、下鼻道。且患儿术前鼻咽部处于高流速区,而术后高流速区明显减小或消失,气流流速较慢,其气流速度分布与健康儿童相同。鼻咽部气流形态变化:腺样体切除术前鼻咽部气流形态相对紊乱,主要以湍流为主,术后形态相对规整,为层流状态,与健康儿童相同。结论:1.本实验通过建立健康儿童及腺样体肥大患儿手术前后鼻及咽腔上气道数值模型,从生物力学角度分析了鼻咽部为腺样体肥大患儿上气道的狭窄平面,气流场紊乱,腺样体切除术后,鼻腔及鼻咽部气道通畅,气流场恢复正常。2.从鼻及咽腔数值模型气流场特点分析得出除咽鼓管咽口机械性梗阻外,腺样体肥大患儿鼻咽部长期处于相对负压状态,也是导致中耳腔负压乃至分泌性中耳炎发生的重要因素。3.腺样体切除术后鼻腔及鼻咽部气道增宽、气流场得以改善,有利于鼻腔鼻窦的引流通畅,从而促进慢性鼻窦炎及分泌性中耳炎的恢复。