计算模型在阻塞性睡眠呼吸暂停个性化治疗中的潜力:一个患者特定的部分3D有限元素研究
Venkat Ayyalasomayajula1, Mads Moxness2,3, Bjørn Skallerud4
1Department of Structural Engineering, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway. venkat.s.r.k.ayyalasomayajula@ntnu.no.
Biomechanics and modeling in mechanobiology
|November 17, 2023
概括
模拟上呼吸道机制的有限元模型对阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA) 治疗有希望. maksillo-mandibular 推进手术显著改善了气道稳定性,有助于个性化治疗策略.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 医疗成像医学成像
- 计算机建模 计算建模
背景情况:
- 阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA) 是一种普遍存在的睡眠障碍,外科治疗结果往往不令人满意.
- 在睡眠期间上呼吸道崩会损害正常的呼吸功能.
- 由于复杂的气道机制,预测OSA的外科成功仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 开发和利用患者特定的上呼吸道的3D有限元模型.
- 模拟OSA各种手术干预的机械效应.
- 评估计算建模在预测治疗疗效和指导个性化OSA管理方面的潜力.
主要方法:
- 从5名OSA患者的CT扫描中构建部分3D有限元模型.
- 上呼吸道软组织 (软门,硬门,舌头,喉壁) 的分割.
- 手术程序的模拟:乌巴拉托法林戈普拉斯蒂 (Uvulopalatopharyngoplasty,UPPP),大下 (maxillo-mandibular advancement,MMA), palatal 植入物,以及舌头植入物.
主要成果:
- 1厘米的部部推进 (MMA) 手术使临界关闭压力提高了212%以上.
- 在MMA后进行的乌巴拉多法林戈普拉斯蒂 (Uvulopalatopharyngoplasty,UPPP) 至少改善了19%.
- 口腔和舌头植入物显示中度改善;结合疗法表明协同效益.
结论:
- 计算建模有效地分析了解剖学和生理学变化对上呼吸道机制的影响.
- 有限元建模为优化手术规划和实现个性化OSA治疗提供了有价值的工具.
- 模拟表明,结合手术方法和组织硬化技术的潜在益处.
