上顎洞へのエアロゾル移行特性に関するCFD解析
鼻疾患の治療方法の一つであるエアロゾル吸入法において, 様々な要因が薬液エアロゾルの鼻腔内輸送および副鼻腔への移行特性に影響を及ぼしていると考えられている。エアロゾル吸入法の治療条件 (薬液エアロゾルの供給流量および供給圧, エアロゾル粒子径等) のほか, 症例の鼻腔形状, 粘膜の肥厚・炎症の度合い, 自然口径などである。数値流体力学解析を用いた既往の鼻腔内エアロゾル輸送解析では, 上述の要因は深く考慮されず, 正常な鼻腔に着目したものがほとんどであった。そこで本研究では鼻中隔彎曲および副口を有する症例 (左鼻腔) を対象に数値流体解析を実施し, また, 鼻中隔彎曲のない鼻腔のエアロゾル輸送特...
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| Published in | 耳鼻咽喉科展望 Vol. 56; no. Supplement3; pp. s196 - s201 |
|---|---|
| Main Authors | , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
耳鼻咽喉科展望会
15.08.2013
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0386-9687 1883-6429 |
| DOI | 10.11453/orltokyo.56.s196 |
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| Abstract | 鼻疾患の治療方法の一つであるエアロゾル吸入法において, 様々な要因が薬液エアロゾルの鼻腔内輸送および副鼻腔への移行特性に影響を及ぼしていると考えられている。エアロゾル吸入法の治療条件 (薬液エアロゾルの供給流量および供給圧, エアロゾル粒子径等) のほか, 症例の鼻腔形状, 粘膜の肥厚・炎症の度合い, 自然口径などである。数値流体力学解析を用いた既往の鼻腔内エアロゾル輸送解析では, 上述の要因は深く考慮されず, 正常な鼻腔に着目したものがほとんどであった。そこで本研究では鼻中隔彎曲および副口を有する症例 (左鼻腔) を対象に数値流体解析を実施し, また, 鼻中隔彎曲のない鼻腔のエアロゾル輸送特性との比較検討を行った。その結果, 鼻中隔彎曲がない鼻腔において上顎洞自然口を介した鼻腔から上顎洞への薬液エアロゾルの移行は, 投入された全エアロゾルのおおよそ0.2%未満であること, その一方で, 鼻中隔彎曲, 副口を伴う症例では2%であることが明らかになった。後者は上顎洞自然口近傍に速い流れ場が形成されており, 加えて副口があることにより, 鼻腔―上顎洞の物質交換が促進されたものと考えられる。 |
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| AbstractList | 鼻疾患の治療方法の一つであるエアロゾル吸入法において, 様々な要因が薬液エアロゾルの鼻腔内輸送および副鼻腔への移行特性に影響を及ぼしていると考えられている。エアロゾル吸入法の治療条件 (薬液エアロゾルの供給流量および供給圧, エアロゾル粒子径等) のほか, 症例の鼻腔形状, 粘膜の肥厚・炎症の度合い, 自然口径などである。数値流体力学解析を用いた既往の鼻腔内エアロゾル輸送解析では, 上述の要因は深く考慮されず, 正常な鼻腔に着目したものがほとんどであった。そこで本研究では鼻中隔彎曲および副口を有する症例 (左鼻腔) を対象に数値流体解析を実施し, また, 鼻中隔彎曲のない鼻腔のエアロゾル輸送特性との比較検討を行った。その結果, 鼻中隔彎曲がない鼻腔において上顎洞自然口を介した鼻腔から上顎洞への薬液エアロゾルの移行は, 投入された全エアロゾルのおおよそ0.2%未満であること, その一方で, 鼻中隔彎曲, 副口を伴う症例では2%であることが明らかになった。後者は上顎洞自然口近傍に速い流れ場が形成されており, 加えて副口があることにより, 鼻腔―上顎洞の物質交換が促進されたものと考えられる。 |
| Author | 山本, 高久 藤井, 直子 岩田, 昇 藤澤, 利行 中田, 誠一 鈴木, 賢二 |
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| Copyright | 2013 耳鼻咽喉科展望会 |
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| DOI | 10.11453/orltokyo.56.s196 |
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| EISSN | 1883-6429 |
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| PublicationTitle | 耳鼻咽喉科展望 |
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| Publisher | 耳鼻咽喉科展望会 |
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| References | 2) Olufsen MS: Structured tree outflow condition for blood flow in larger systemic arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 276: 257-268, 1999. 8) Lorensen WE, Cline HE: Marching cubes-A high resolution 3D surface construction algorithm, Proc. 14th annual Conf. Computer-graphics and Interactive Techniques: 163-169, 1987. 10) Shenton D: Three-dimensional finite element mesh generation using delaunay tessellation, iEEE transactions on Magnetics 21: 2535-2538, 1985. 6) 山本高久, 中田誠一, 紋谷 慎, 中島 務: 鼻腔内におけるComputational Fluid Dynamics Simulation. 耳展52 (補1): 24-29, 2009. 4) Torii R: Computer modeling of cardiovascular fluid-structure interactions with the deforming-spatial-domain/stabilized space-time formation. Computational Methods for Applied Mechanical Engineering 5: 1885-1895, 2006. 11) ANSYS Japan Inc: ANSYS ICEM CFD Release 14.0 Manual. ANSYS Inc., Tokyo, 2011. 7) Materialize Inc: Mimics Users Guide: Materialize Inc., Yokohama, 2012. 12) ANSYS Japan Inc: ANSYS CFX Release 14.0 ANSYS CFX-Solver Theory Guide. ANSYS Inc., Tokyo, 2011. 3) 大島まり: 血管病変に関する計算バイオメカニクス. Jpn College Angiology 46: 777-783, 2006. 1) Sheng C, Sarwal SN, Watts KC, Marble AE: Computational simulation of blood flow in human systemic circulation incorporating at external force fied. Med Biol Eng Comput 33: 8-17, 1995. 5) 紋谷 慎, 山本高久, 中田誠一, 中島 務, 山本 剛: 鼻中隔彎曲症を対象とした鼻腔空間内のCFD解析. 日本機械学会東海支部発表会講演集 1: 234-235, 2008. 9) 田村秀行: コンピューター画像処理. オーム社, 東京, 2002, 321-322. |
| References_xml | – reference: 7) Materialize Inc: Mimics Users Guide: Materialize Inc., Yokohama, 2012. – reference: 11) ANSYS Japan Inc: ANSYS ICEM CFD Release 14.0 Manual. ANSYS Inc., Tokyo, 2011. – reference: 1) Sheng C, Sarwal SN, Watts KC, Marble AE: Computational simulation of blood flow in human systemic circulation incorporating at external force fied. Med Biol Eng Comput 33: 8-17, 1995. – reference: 8) Lorensen WE, Cline HE: Marching cubes-A high resolution 3D surface construction algorithm, Proc. 14th annual Conf. Computer-graphics and Interactive Techniques: 163-169, 1987. – reference: 10) Shenton D: Three-dimensional finite element mesh generation using delaunay tessellation, iEEE transactions on Magnetics 21: 2535-2538, 1985. – reference: 5) 紋谷 慎, 山本高久, 中田誠一, 中島 務, 山本 剛: 鼻中隔彎曲症を対象とした鼻腔空間内のCFD解析. 日本機械学会東海支部発表会講演集 1: 234-235, 2008. – reference: 4) Torii R: Computer modeling of cardiovascular fluid-structure interactions with the deforming-spatial-domain/stabilized space-time formation. Computational Methods for Applied Mechanical Engineering 5: 1885-1895, 2006. – reference: 6) 山本高久, 中田誠一, 紋谷 慎, 中島 務: 鼻腔内におけるComputational Fluid Dynamics Simulation. 耳展52 (補1): 24-29, 2009. – reference: 3) 大島まり: 血管病変に関する計算バイオメカニクス. Jpn College Angiology 46: 777-783, 2006. – reference: 2) Olufsen MS: Structured tree outflow condition for blood flow in larger systemic arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 276: 257-268, 1999. – reference: 12) ANSYS Japan Inc: ANSYS CFX Release 14.0 ANSYS CFX-Solver Theory Guide. ANSYS Inc., Tokyo, 2011. – reference: 9) 田村秀行: コンピューター画像処理. オーム社, 東京, 2002, 321-322. |
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| SubjectTerms | CFD解析 CTデータ エアロゾル輸送現象 鼻腔3次元モデル |
| Title | 上顎洞へのエアロゾル移行特性に関するCFD解析 |
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