CN103239257A - 应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法，通过应用声反射仪测试所得到的上呼吸道相对应的数据与建立的上呼吸道模型的比对，来评估和改进所建模型；本发明方法内容如下：声反射仪包括鼻声反射仪和咽声反射仪；通过鼻/咽声反射仪测试所得到的上呼吸道深度与腔内横截面积数据，绘制二者间关系的声反射仪测量曲线：鼻声反射仪测量曲线，咽声反射仪测量曲线;对比声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，检验所建模型的准确性。本发明的有益处在于：将鼻声反射仪与咽声反射仪结合使用，检验所建模型准确性的效果好；采用的方法具有时间短、操作简单的特点，整体过程受试者无痛苦，具有无创性。
Description
技术领域
本发明涉及检验人体上呼吸道的方法，更具体的说，是涉及一应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法。
背景技术
人体上呼吸道是人呼吸的主要通道，随着对鼻窦炎和阻塞性睡眠呼吸低通气暂停综合征等疾病发病机理的研究，人们逐渐认识到上呼吸道解剖结构的变异与许多上呼吸道疾病有关。解剖结构的改变导致机理功能的改变，从而引起组织器官功能的失调，最终导致出现临床症状。近年来，建模和仿真技术推进了生物医学的发展，外界环境刺激和重建人体结构之间的关系已经成为人们关注的焦点。许多学者对上呼吸道进行了数值模拟,发表在1998年《Inhalation Toxicology》中的“Computational fluid dynamics simulations of inspiratory airflow in t he human nose and nasopharynx”一文，报道了巴拉苏巴马廉等人对一例成人鼻腔进行了三维重建,用有限单元法求解在稳定状态下不同吸气率时的气流分布。另外在2004年《Journal of Biomechanical Engineering》中的“Computational simulations of airflow in an in vitro model of the pediatric upper airways”一文报道，艾伦等人根据MRI医学图像建立了小儿上呼吸道(口腔、咽腔至气管分叉)三维模型,应用FLUENT软件,采用有限体积法对其中的气体流场进行稳态模拟及分析。前人研究的模型都是根据医学图像建立的，并未对所建立模型的准确性进行检验，所得数值模拟结果虽然在一定程度上可以反映实际情况，但仍有偏差。由此可见，若使得到的数值计算结果更符合实际情况、更准确，那么建立真实且能够准确反映人体上呼吸道的解剖结构的模型尤为重要，对于模型准确性的检验则必不可少。
发明内容
本发明公开一种应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法，通过应用声反射仪测试所得到的上呼吸道相对应的数据与建立的上呼吸道模型的比对，来评估和改进所建模型。
本发明方法内容如下：
声反射仪包括鼻声反射仪和咽声反射仪；鼻声反射仪可绘制出鼻腔气道的深度与腔内横截面积二者间关系曲线，咽声反射仪可绘制出咽腔深度与腔内横截面积二者间关系曲线；
通过鼻/咽声反射仪测试所得到的上呼吸道横截面积数据，与所需检验的模型的截面面积数据对比，验证模型的准确性；
方法步骤如下：
⑴测试在安静的房间里进行，室温保持在20℃～25℃，相对湿度为50%～60%；
⑵受试者在房间静坐15分钟以上；
⑶应用鼻声反射仪测试时受试者取坐位，眼睛凝视对面墙上一个定点；选择合适的鼻探头，涂上耦合剂，使之与受试者前鼻孔紧密连接，但保持前鼻孔不变形；
⑷应用咽声反射仪测试时，受试者取卧位,波管与受试者面部垂直；
⑸在测试过程中，嘱受试者屏气；应用鼻/咽声反射仪分别采集受试者鼻腔和咽腔的横截面积值，鼻声反射仪可显示出从鼻孔前至6cm～12cm的鼻腔横截面积值，咽声反射仪可显示从门牙前至5cm～20cm的咽腔横截面积值；
⑹通过鼻/咽声反射仪测试所得到的上呼吸道横截面积数据，绘制声反射仪测量曲线：鼻声反射仪测量曲线、咽声反射仪测量曲线;
(7)采用表面重建的方法建立本例受试者的上呼吸道三维模型，将所建模型分别沿气流通过上呼吸道的方向每隔5mm 取其截面,读取截面面积值,并绘制模型曲线；
⑻对于鼻声反射仪测量曲线和咽声反射仪测量曲线分别取从鼻孔前至6cm～12cm和从门牙前至5cm～20cm的横坐标范围进行研究;对比鼻/咽声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，检验所建模型的准确性，曲线吻合度好，表明所建立的模型是准确的，若吻合度不好，则需对相应位置进行模型修改。
本发明的有益处在于：将鼻声反射仪与咽声反射仪结合使用，检验所建模型准确性的效果好；采用的方法具有时间短、操作简单的特点，整体过程受试者无痛苦，具有无创性。
附图说明
图1为鼻声反射仪测量曲线；
图2为咽声反射仪测量曲线；
图3为受试者上呼吸道建模曲线。
图标说明：左鼻道1、右鼻道2、鼻腔最小横截面积关键点A、中鼻甲前缘关键点B、中鼻甲中部和上颌窦自然开口处关键点C、鼻中隔结束关键点D、口咽结合处关键点E、会厌处关键点F、声门处关键点G。
具体实施方式
实施例1
受试者为一名健康的27岁中国男性,鼻中隔无偏曲,无打鼾史。
⑴测试在安静的房间里进行，室温保持在20℃～25℃，相对湿度为50%～60%。
(2)受试者在房间静坐18分钟。
(3)应用鼻声反射仪测试时受试者取坐位，眼睛凝视对面墙上一个定点；选择合适的鼻探头，涂上耦合剂，使之与受试者前鼻孔紧密连接，但保持前鼻孔不变形。
(4)应用咽声反射仪测试时，受试者取卧位,波管与受试者面部垂直。
⑸在测试过程中，嘱受试者屏气；应用鼻/咽声反射仪分别采集受试者鼻腔和咽腔的横截面积值，鼻声反射仪可显示出从鼻孔前至6cm～12cm的鼻腔横截面积值，咽声反射仪可显示从门牙前至5cm～20cm的咽腔横截面积值。
⑹通过鼻/咽声反射仪测试所得到的上呼吸道横截面积值数据，绘制鼻声反射仪测量曲线和咽声反射仪测量曲线。如图1所示，在鼻声反射仪测量曲线中可以清晰地显示出鼻腔的4个关键点,第1个关键点(A点)为距离鼻孔约2cm处的鼻腔最小横截面积(鼻阈区),此截面通常位于临近下鼻甲前缘的前方；第2个关键点(B点)距离鼻孔约为4cm处,位于中鼻甲前缘；第3个关键点(C点)为距离鼻孔约为6cm的位置,它大致位于中鼻甲中部和上颌窦自然开口处；第4个关键点(D点)为鼻中隔结束的位置。如图2所示，咽声反射仪测量曲线中可以显示出3个关键点位置(E、F、G),它们分别对应口咽结合处、会厌和声门。
(7)采用表面重建的方法建立本例受试者的上呼吸道三维模型，将所建模型分别沿气流通过上呼吸道的方向每隔5mm 取其截面,读取截面面积值,并绘制受试者上呼吸道建模曲线（见图3）。
⑻对于鼻声反射仪测量曲线和咽声反射仪测量曲线分别取从鼻孔前至6cm～12cm和从门牙前至5cm～20cm的横坐标范围进行研究;对比鼻/咽声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，检验所建模型的准确性，曲线吻合度好，模型是准确的。
实施例2
受试者为一名48岁中国男性,肥胖，睡眠时打鼾，憋气，觉醒，白天嗜睡，精神不振，查体咽腔狭窄，经多导睡眠仪诊断为睡眠呼吸暂停低通气综合征；
方法步骤如下：
(2)受试者在房间静坐20分钟；
⑻对于鼻声反射仪测量曲线和咽声反射仪测量曲线分别取从鼻孔前至6cm～12cm和从门牙前至5cm～20cm的横坐标范围进行研究;对比鼻/咽声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，检验所建模型的准确性，曲线吻合度较好，模型是准确的。
其它步骤同实施例1。
实施例3
受试者为一名7岁中国儿童,患儿有鼻塞感，伴有睡眠打鼾，经鼻咽侧位片及电子喉镜，CT诊断为腺样体肥大；
方法步骤如下：
(2)受试者在房间静坐15分钟；
⑻对于鼻声反射仪测量曲线和咽声反射仪测量曲线分别取从鼻孔前至6cm～12cm和从门牙前至5cm～20cm的横坐标范围进行研究;对比鼻/咽声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，检验所建模型的准确性，曲线吻合度不好，对模型相应位置进行了修改。
其它步骤同实施例1。
Claims (3)
1.一种应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法，其特征在于: 所述方法内容如下：
声反射仪包括鼻声反射仪和咽声反射仪；鼻声反射仪可绘制出鼻腔气道的深度与腔内横截面积二者间关系曲线，咽声反射仪可绘制出咽腔深度与腔内横截面积二者间关系曲线；
通过鼻/咽声反射仪测试所得到的上呼吸道测量曲线，与所需检验上呼吸道建模曲线对比，验证模型的准确性；
方法步骤如下：
⑴测试在安静的房间里进行，室温保持在20℃～25℃，相对湿度为50%～60%；
⑵受试者在房间静坐15分钟以上；
⑶应用鼻声反射仪测试时受试者取坐位，眼睛凝视对面墙上一个定点；选择合适的鼻探头，涂上耦合剂，使之与受试者前鼻孔紧密连接，但保持前鼻孔不变形；
⑷应用咽声反射仪测试时，受试者取卧位,波管与受试者面部垂直；
⑸在测试过程中，嘱受试者屏气；应用鼻/咽声反射仪分别采集受试者鼻腔和咽腔的横截面积值；
⑹通过鼻/咽声反射仪测试所得到的上呼吸道横截面积数据，绘制声反射仪测量曲线：鼻声反射仪测量曲线，咽声反射仪测量曲线;
(7)采用表面重建的方法建立本例受试者的上呼吸道三维模型，将所建模型分别沿气流通过上呼吸道的方向每隔5mm 取其截面,读取截面面积值,并绘制受试者上呼吸道建模曲线；
⑻对比声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，检验所建模型的准确性，曲线吻合度好，表明所建立的模型是准确的，若吻合度不好，则需对相应位置进行模型修改。
2.根据权利要求1所述应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法，其特征在于: 所述应用鼻/咽声反射仪分别采集受试者鼻腔和咽腔的横截面积值，鼻声反射仪可显示出从鼻孔前至6cm～12cm的鼻腔横截面积值，咽声反射仪可显示从门牙前至5cm～20cm的咽腔横截面积值。
3.根据权利要求1所述应用声反射仪检验人体上呼吸道建模准确性的方法，其特征在于: 所述对比声反射仪测量曲线与根据模型所绘制曲线，其中鼻声反射仪测量曲线和咽声反射仪测量曲线分别取从鼻孔前至6cm～12cm和从门牙前至5cm～20cm的横坐标范围。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012052882A1 (en) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for diagnosing obstructive sleep apnea with an awake patient |
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2013
- 2013-04-17 CN CN2013101336072A patent/CN103239257A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012052882A1 (en) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for diagnosing obstructive sleep apnea with an awake patient |
Non-Patent Citations (3)
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|---|
| 于驰等: "《鼻/咽声反射仪在人体上呼吸道三维重建模型中的应用》", 《生物医学工程学杂志》, vol. 26, no. 6, 31 December 2009 (2009-12-31), pages 1255 - 1259 * |
| 孙栋等: "《人体上呼吸道模型三维重建及规范化研究》", 《生物医学工程与临床》, vol. 16, no. 2, 31 March 2012 (2012-03-31), pages 127 - 131 * |
| 王莹: "《国人上呼吸道系统生物力学模型研究与临床应用》", 《大连理工大学博士学位论文》, 23 July 2012 (2012-07-23) * |
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Application publication date: 20130814 |