囊性纤维化患者气道黏液清除特征与祛痰疗效的CFD模拟研究
编号:5
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更新:2025-04-01 13:58:51 浏览:22次
口头报告
摘要
囊性纤维化(CF)因CFTR基因突变引发气道表面液体(ASL)黏弹性异常增高,导致黏液潴留与气道阻塞恶性循环。本研究基于患者CT影像重建三级支气管模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟咳嗽过程中ASL清除机制,对比机械廓清与药物干预的治疗效能。结果显示:健康人气道主支气管(G0/G1)因高速气流(峰值30m/s)驱动,黏液清除率达15%-30%,而CF患者支气管扩张段(G8-G10)因气流死区(流速<5m/s,剪切应力≈0Pa)导致清除效率仅为健康状态的50%,且黏液转移后于G4等支气管段局部堆积,整体清除效率低至0.002%(健康人为9.65%)。药物疗法通过降低ASL黏度使总清除效率提升至0.018%,但其作用呈现空间异质性(G4/G8清除显著而G2/G3黏液增厚);机械廓清则均匀降低各级黏液层厚度(平均降幅12%)。研究表明,CF患者咳嗽可能加重黏液动力学失衡,而联合治疗可协同优化清除效果。本研究量化揭示了不同疗法对ASL清除效率的影响,为个性化治疗策略提供参考。
关键词
囊性纤维化,计算流体力学,黏液清除效率,祛痰疗法,EWF-DPM方法
稿件作者
陈一佳
清华大学
郭伟旗
清华大学
段梦婕
清华大学
刘荔
清华大学
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