عملکرد ریه در اسکنین ریوی با اثر متقابل ساختار سیال

زمینه و هدف

ذات الریه بینابینی ایدیوپاتیک (IIPs) یک اختلال ریه پارانشیمی پراکنده هستند که با عوارض و مرگ و میر قابل توجهی همراه است. تشخيص زودرس و طبقه بندي بيماري در بيماران مبتلا به IIP از آنجا كه اين بيماري ها با درمان و پيش آگهي همراه هستند مهم هستند. فیبروز ریوی ایدیوپاتیک (IPF) و ذات الریه بینابینی غیر اختصاصی (NSIP) دو الگوی پاتولوژیک اصلی متمایز از فیبروز ریوی هستند. ما در کاربرد تعامل مایع با ساختار (FSI) به سیستم تنفسی تحقیق کردیم و مکانیک و عملکرد آنزیم ریوی را در مدلهای سالم و IIP مقایسه کردیم.

مواد و روش ها

حفره های ریوی انسان با استفاده از هندسه سه بعدی لانه زنبوری ایده آل سازی می شود.  یک تجزیه و تحلیل تعامل ساختار سیال برای مطالعه مکانیک تنفس طبیعی و بیمار انجام می شود. دامنه محاسباتی شامل دو نسل از مجاری حفره ای در داخل سینوس ریوی است که هندسه های حفره تقریباً به عنوان چند ضلعی های ۱۴ طرفه از نزدیک بسته شده است.

یافته ها

در یک چرخه تنفس طبیعی ، سرعت جریان مدل سالم نسبت به مدلهای NSIP و IPF به طور قابل توجهی بزرگتر است. روندهای مشابه برای تغییر حجم و حداکثر افت فشار مشاهده می شود. سرعت جریان و تغییر حجم NSIP تقریباً مشابه IPF است. حداکثر افت فشار NSIP 5.5٪ بزرگتر از IPF است. کاهش ۴۷ درصدی انعطاف پذیری اسکنین ریوی برای NSIP و IPF در مقایسه با مدل سالم وجود دارد. مقاومت در برابر اسکینوس NSIP و IPF نسبت به ریه های سالم ۱۱٫۲ ~ ۴٫۴ ۶٫ ۶٫۴ است. به طور خاص، مقاومت به اسکنین ریوی ریه NSIP 4.5٪ بیشتر از ریه IPF است.

نتیجه گیری

در این پروژه ما تفاوت جریان هوا و عملکرد ریه در اسکنین ریوی بین مدلهای سالم و IIP را نشان دادیم. این تغییرات در ریه ملاحظات مهمی برای تشخیص زودرس و طبقه بندی بیماری در بیماران است. هندسه مبتنی بر بیمار را می توان در مطالعات آینده در مدل های محاسباتی گنجانید.