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

作     者：吴东燃 齐向东 Wu Dongran;Qi Xiangdong

作者机构：南方医科大学珠江医院整形美容科广州510280 

出 版 物：《中华整形外科杂志》 (Chinese Journal of Plastic Surgery)

年 卷 期：2023年第39卷第8期

页      面：851-857页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100213[医学-耳鼻咽喉科学] 10[医学] 

主　　题：有限元分析 鼻中隔偏曲 CT三维重建 生物力学 

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0.022296 m,术后为0.108810 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725000 Pa,术后为2426000 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0.0032524 m^(2),术后约为0.0004186 m^(2),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。