气溶胶颗粒在人体呼吸道内沉积分布的数值模拟研究

目的 通过基于健康志愿者呼吸道CT影像数据重建的数值仿真模型,比较不同粒径颗粒物在正常人呼吸道内的沉积分数差异,探讨气溶胶颗粒在呼吸道内的沉积规律。方法 采集2021年1—12月50名健康志愿者的呼吸道CT影像数据,重建呼吸道数值仿真模型,模拟吸气过程中悬浮颗粒物在呼吸道内的运动过程,观察气流流场的分布特征,计算3种不同粒径大小的颗粒物在呼吸道内沉积分数。采用单因素方差分析检验对比3种粒径颗粒物沉积分数之间的差异。结果 粒径1μm的颗粒物在呼吸道内的沉积分数为0.201±0.014,粒径为2.5μm的沉积分数为0.387±0.014,粒径为10μm的沉积分数为0.732±0.016,3者差异有统计学意义（P<0.05）。10μm的颗粒物沉积分数最大,1μm的颗粒物沉积分数最小。结论 在数值仿真模型研究中气溶胶颗粒物在呼吸道内的沉积分数随着粒径增大而增大,为吸入性药物、雾化吸入用医疗装备的研究和设计提供参考。