平滑肌层增生对气道管壁内应力分布影响的数值模拟研究

许多慢性呼吸道疾病都伴随着气道管壁组织重塑,其中平滑肌肥大和增生直接影响气道的力学特性,进而因为气道内应力的分布不均,导致内壁出现局部应力刺激增加等现象。本研究基于气道的解剖结构,将其简化成为具有内壁、平滑肌层和外膜等三层结构的中空管状结构,构建具有层结构的气道有限元模型,并用来分析在生理和病理情况下平滑肌增生对气道力学行为的影响。结果表明,在气道外膜层出现应力最小值;平滑肌层增厚和局部平滑肌的增生都会导致气道平滑肌层受到的应力值增加,同时在增生面积相同的情况下,平滑肌层的应力值随增生的数目增加而增加;平滑肌层增生的分布对气道力学性能有较大的影响,增生越集中,气道所受到的应力值越大。