真实人体气管二叉管内吸入颗粒的沉积特性研究

摘要

为研究不同粒径颗粒在气管二叉管内沉积的特性,利用图像辨识技术,直接处理医学CT扫描得到的人体呼吸道原始图像数据,重建得到一个真实人体气管支气管的三维几何模型;采用大涡模拟的方法描述该复杂几何结构内的气体流动,并在拉格朗日框架下跟踪颗粒的运动轨迹.数值计算得到了真实人体气管二叉管内的气体流动速度、压力和颗粒沉积的局部分布.统计了不同呼吸强度(15 L/min和45 L/min)下不同大小(1、5和10μm)的颗粒在不同部位沉积数,结果表明,颗粒在主气管内的沉积占据了重要的地位,模型的几何结构、颗粒的大小、颗粒的重力和呼吸强度等因素综合影响了颗粒的局部沉积效果.