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咽鼓管(Eustachian tube,ET)通气、排液和保护中耳等重要功能与其生物力学特点密切相关。咽鼓管功能(Eustachian tube function,ETF)障碍可导致多种中耳疾患。如何更加准确、全面地评价ETF,一直是国内外众多耳鼻咽喉专家探讨的课题。本课题试改进应用流体力学原理设计的ETF综合检测仪,进一步完善ETF的生物力学检测方法,通过临床对照和实验研究探讨ET的生物粘弹性特征和咽鼓管生物力学检测方法的临床应用价值。
研究目的:
1.改进ET生物力学检测仪,完善检测方法,提高其检测的准确性、实用性,进一步探讨ET的生物粘弹性特征。
2.通过对ETF物理模型的实验研究,分析检测结果的临床意义和ET生物力学参数的影响因素。
3.通过对ET不同方向通气功能的对比,探讨ET瓣膜样功能。
研究方法:
1.应用流体力学原理和数码电子技术改进ETF生物力学综合检测仪,请专业医疗器械厂家按照设计要求制作样机,委托广州市计量局利用精密仪器对ETF检测仪的流量、压力等参数进行校准和标定。该样机可以测出鼓膜穿孔患者ET的被动开放压(OP)、关闭压(CP),可计算出通气阻力(R)、等效开放管径(D)、顺应性指数(CI)和开放压的变异指数(CVOP);检测鼓膜穿孔者微压力下ET主动开放功能;测量鼓膜完整患者ET的被动开放功能和主动开放功能。
2.选取2007年12月至2008年4月就诊于我科的不同类型的中耳疾患患者共155例(201耳),男性84例,女性71例。年龄6—55岁,平均32岁。按照鼓膜完整或穿孔分为两组分别进行测试。95例(130耳)有耳部不同症状的鼓膜完整患者定为实验组,实验组根据声导抗鼓室压图检查结果分为A组(A型鼓室压图)、B组(B型鼓室压图)和C组(C型鼓室压图)三小组。从体检中心选择118例(236耳)无中耳疾病史,检查外耳道、鼓膜无异常者作为鼓膜完整组ETF正常对照。其中男性67例,女性51例,平均年龄29岁。鼓膜穿孔者60例(71耳),选取外伤性鼓膜穿孔患者中无中耳疾病史、检查中耳干洁、无分泌物及血液引流者10例(10耳)作为鼓膜穿孔组ETF正常对照组,鼓膜穿孔实验组患者分为慢性化脓性中耳炎(chronic purulent otitis media,CPOM)组(47例)和慢性分泌性中耳炎(chronic secretory otitis media,CSOM)鼓膜切开置管组(14例),根据中耳情况将CPOM组分为炎性渗出组和干耳组,CSOM分为有积液组和干耳组。鼓膜完整组实验组患者均行声导抗检查,选择其中56例鼓室压图结果为A型的患者行声导抗峰压点动态移位检查;选择47例鼓膜穿孔患者进行声导抗压力平衡试验。
3.临床检测方法
根据ET被动开放通气的方向将ETF分为中耳→鼻咽方向ET被动开放通气功能(简称正向ET通气功能)和鼻咽→中耳方向ET被动开放通气功能(简称逆向ET通气功能)。
鼓膜完整者进行逆向ET通气功能检查将连接微流量传感器的耳塞密封患者外耳道,将连接压力传感器的面罩密封患者口和鼻,嘱其用力对面罩吹气,同步记录患者鼻咽部压力和外耳道气流变化。当鼻咽气压升高到一定值,ET被动开放,气流自鼻咽向中耳方向流动,鼓膜向外膨出,外耳道出现微气流变化,此时所对应的鼻咽部气压,记录为ET的OP。因前期实验发现在一定时间内重复测量,OP值有下降趋势,故第一次检测后嘱患者吞咽2次,分别相隔10S再重复上述检测2次,三次结果记录为OP1、OP2、OP3,并计算CVOP。
鼓膜穿孔者进行以下检查(1)正向ET通气功能检查:耳塞密封外耳道,气泵通过耳塞向外耳道、中耳通气,同时记录外耳道压力、流量的变化,待ET打开后关闭气泵,记录阻力曲线。从曲线上可以读出OP1、CP1,计算出R、D、CI,分别相隔30S后重复上述检测过程2次。由于在预实验中发现重复检测OP有下降趋势,其变异有一定意义,其他值变异很小,故记录OP1、OP2、OP3,计算CVOP。 (2)微压力吞咽试验:耳塞密封外耳道,气泵通过耳塞向外耳道通气,同时记录外耳道压力、流量的变化。调节气泵,使外耳道压力分别恒定在0.5 Kpa、1 Kpa、-0.5Kpa、-1 Kpa,嘱患者做吞咽动作,观察患者ET主动吞咽开放功能,若ET开放,则可在时间轴上记录下一个动态气流曲线,同时显示ET的开放时间。
(3)逆向ET通气功能检查:同鼓膜完整患者。
4.自制物理模型,模拟鼓膜穿孔患者ET,分别在不同外周压力、不同表面活性物质,不同管腔液体粘度状态下描记ETF图,对比检测所得参数:OP、CP、R、D、CI、CVOP,分析检测结果的临床意义和ET生物力学参数的影响因素。
研究结论:
1.ET具有生物粘弹性特征;利用流体力学方法检测ET能较准确地反映其通气功能。
2.ET生物力学检测方法可对ETF进行多指标检测,各参数综合分析对评价ETF具有临床意义。
3.ET存在瓣膜样功能,此功能与ET的解剖和生物力学特点有关,研究咽鼓管瓣膜样功能具有临床意义。