摘要
目的： 本研究利用上气道流固耦合模拟，评价安氏Ⅱ类1分类伴下颌后缩生长发育期患者Twin Block矫治后上气道气流与软腭运动的变化，以及软腭弹性模量对上气道塌陷的影响，为探讨该类患者上气道通气功能改善的机制提供重要的理论依据。 方法： 本研究选取已完成Twin Block(TB)治疗的安氏Ⅱ类1分类伴下颌后缩生长发育期患者1例，患者为均角，TB治疗前后分别拍摄CBCT。利用MIMICS19.0软件对上气道与软腭进行三维重建，然后使用Geomagic Studio12.0和NX9.0软件对上气道与软腭进行曲面合成与布尔运算，得到上气道与软腭的组合模型，将模型导入到ANSYS Workbench16.0软件的流固耦合模块中，对模型进行材料赋值（FSI1与FSI2中软腭弹性模量分别设置为7540Pa与2000Pa）、网格划分与流固耦合运算，最后对计算结果进行分析。 结果： (1)形态:治疗后上气道口咽最小横截面积由1.10cm2增大至3.03cm2;治疗前患者口咽Amin／Amean为0.59，治疗后为0.84，其形态均匀性得到改善。FSI模拟中，治疗前最大吸气相腭咽最小横截面积与最大呼气相相比减小，且FSI2中变化量更大;而治疗后不同的呼吸相的变化量不如治疗前明显。 (2)压强:FSI1模拟中，最大吸气相时，上气道处于负压状态，最小负压值位于会厌附近，但腭咽部位压力值下降最快，腭咽段面积平均的最小负压值由治疗前的-39.17Pa增大至治疗后的-13.34Pa，治疗后上气道内压力分布变得更加均匀;在最大呼气阶段时，上气道内部处于正压状态，治疗前最小正压值位于腭咽部位，腭咽段面积平均的最小压力值由治疗前的9.54Pa增大至治疗后的14.48Pa。 (3)速度:FSI1模拟中，最大吸气相时，治疗前面积平均的最大速度值位于腭咽部位，治疗后位于会厌附近，且腭咽部位速度变化最明显，治疗后上气道腭咽段面积平均的最大速度由治疗前5.64m/s减小至1.26m/s，速度分布更加均匀;最大呼气相时，治疗后腭咽段面积平均的最大速度值由4.53m/s减小至1.20m/s，减小量不如吸气相时明显。 (4)剪切力:FSI1模拟中，最大吸气相时，上气道壁面所受的最大剪切力由治疗前的0.38Pa减小至治疗后的0.06Pa。 (5)位移:最大吸气相时，治疗后软腭的最大位移较治疗前减小，FSI1治疗前后分别为0.80mm与0.35mm，FSI2中治疗前后分别为1.42mm与0.51mm;最大呼气相时，该变化不明显。 结论： (1)安氏Ⅱ类1分类伴下颌后缩生长发育期患者Twin Block矫治后上气道壁塌陷的危险性降低。 (2)随着软腭的弹性模量减小，其在呼吸过程中的位移增大，上气道壁塌陷的危险性增加。
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