International Conference
"Modern Problems of Mathematics, Informatics and Bioinformatics",
devoted to the 100th anniversary of professor Alexei A. Lyapunov

Novosibirsk, Russia, 2011, October 11-14

Фомин В.М.   Акулов А.Е.   Ганимедов В.Л.   Мошкин М.П.   Садовский А.С.  

Математическое моделирование течения воздуха в носовой полости лабораторной мыши

Reporter: Садовский А.С.

Исследование течения воздуха в носовой полости представляет большой интерес для современной медицины, так как сейчас активно развиваются новые методы введения лекарственных препаратов через нос. Экспериментальная проверка новых лекарств и способов их доставки, как правило, начинается на лабораторных мышах. Для носовой полости мыши характерны сложность анатомического строения и малость линейных размеров. Из-за этого невозможно применение традиционных методов визуализации и диагностики потока.

В данной работе течение воздуха в полости лабораторной мыши изучается на основе математической модели. Поверхность носовой полости мыши восстанавливается по серии томографических снимков, выполненных на магниторезонансном томографе (МРТ) ИЦиГ СО РАН. Построение расчетной области, ее дискретизация и расчет течения воздуха осуществляются средствами газодинамического пакета "Fluent". Численное решение проводится на основе уравнений Навье – Стокса, при этом постулируется ламинарный режим течения. Проведена серия вычислительных экспериментов. Представлена визуализация течения и приведены зависимости величины расхода воздуха от создаваемого респираторного усилия (перепад давления менялся в диапазоне 1 - 20 Па).

Выявленные неоднородности в скорости обмена воздуха в различных отделах носовой полости, наряду с прикладным использованием при оптимизации ингаляционной терапии, ставят вопрос о функциональной значимости пространственного распределения в обонятельном эпителии разных типов рецепторов для хемосигналов.