整形与再造·临床研究
鼻中隔偏曲矫正手术前后鼻中隔生物力学三维有限元分析
中华整形外科杂志, 2023,39(8) : 851-857. DOI: 10.3760/cma.j.cn114453-20220701-00203
摘要
目的

建立鼻中隔偏曲矫正手术前后鼻中隔三维有限元模型,探究鼻中隔偏曲矫正手术对鼻中隔软骨应力的减张效果。

方法

该研究选取1例于2022年1月在南方医科大学珠江医院治疗的40岁男性鼻中隔偏曲患者,进行鼻内镜下二线减张鼻中隔矫正术,在术前和术后6个月行鼻中隔软骨CT三维重建及有限元分析,采集三维CT的DICOM格式数据,运用Mimics 21.0、Geomagic Studio 2014、ANSYS Workbench 17.0软件建立鼻中隔三维有限元模型。在鼻中隔软骨的顶端与底端设置固定约束,在软骨前端平面设置加载一个压强为106 Pa的沿X轴方向的接触应力,然后进行鼻中隔总形变位移和von Mises应力(VMS)分布的有限元分析。

结果

(1)鼻中隔偏曲软骨的总形变位移值最高点位于软骨前端,术前总形变位移最大值为0.022 296 m,术后为0.108 810 m。(2)鼻中隔偏曲软骨的应力分布主要集中于软骨前中段,VMS在鼻中隔前端有一峰值,术前VMS峰值为725 000 Pa,术后为2 426 000 Pa。(3)术后鼻中隔软骨总形变位移和VMS分布曲线从鼻中隔前端至后端有"瀑布样"落差。(4)术前鼻中隔VMS最大分布范围约为0.003 252 4 m2,术后约为0.000 418 6 m2,术后鼻中隔应力分布范围较术前明显减少。

结论

通过CT三维重建结合有限元分析技术,成功建立了鼻中隔三维有限元模型;通过对比手术前后的总形变位移和VMS曲线,证明鼻中隔偏曲矫正手术对鼻中隔软骨应力有减张效果。

引用本文: 吴东燃, 齐向东. 鼻中隔偏曲矫正手术前后鼻中隔生物力学三维有限元分析 [J] . 中华整形外科杂志, 2023, 39(8) : 851-857. DOI: 10.3760/cma.j.cn114453-20220701-00203.
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在临床上,鼻中隔偏曲合并歪鼻畸形是整形外科的常见病。鼻中隔偏曲是指鼻中隔向一侧或两侧偏曲或局部突起,并引起鼻腔功能障碍或产生症状者,包括鼻塞、鼻出血、反射性头痛,严重者可引起邻近结构受损,诱发鼻窦炎并出现相应的症状[1]。在我国鼻中隔偏曲的发病率高达49.1%~67.6%[2]。王佩华等[3]应用鼻-鼻中隔整形术来治疗部分外伤性歪鼻,取得了满意效果。韩德民等[4]按照鼻中隔偏曲产生的生物力学规律,设计了一种新的改良鼻中隔矫正术,即三线减张鼻中隔矫正手术。余洪猛等[5]在三线减张的基础上简化了手术流程,提出了二线减张鼻中隔矫正术。目前,鼻内镜下二线减张鼻中隔矫正术是治疗鼻中隔偏曲的常用术式。有限元分析技术最初应用于工程领域,通过将整体结构分割为有限个单元之后,赋予其基本材料属性,通过计算机辅助分析整体结构应力的基本情况[6]。目前在整形外科领域,有不少学者对有限元分析进行了相关探索,主要集中在颅颌面外科领域[7]。本研究选取1例符合鼻中隔偏曲矫正手术适应证的成年男性患者为研究对象,建立手术前后鼻中隔三维实体模型进行有限元分析,探究鼻内镜下二线减张鼻中隔矫正术治疗前后鼻中隔生物力学的改变情况。

 
 
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