基于计算流体力学的理想化残余括约肌间瘘道引流模型：几何参数与出口压力对流量的影响

《Bioengineering》：Fluid-Dynamic Determinants of Drainage Through Idealized Residual Intersphincteric Fistula Tracts: A Numerically Verified CFD and Semi-Analytical Study of Tract Geometry and Outlet Pressure

　　摘要充分引流是隐腺性肛脓肿和肛瘘治疗的核心，然而残余瘘道的解剖通畅性并不能量化其功能性引流能力。我们研究了瘘道长度、有效直径和出口压力如何控制经理想化残余括约肌间瘘道的流量。稳态层流计算流体力学（CFD）采用刚性圆管和标准化牛顿流体（ρ=1000 kg/m3，μ=0.01 Pa·s）。该实现经过Hagen-Poiseuille流动和网格细化验证后，用于量化几何相关的流体阻力和出口压力敏感性。六个压力驱动的发育案例构建了一个黏性加二次半解析模型，并在两个预先指定的预测案例和两个额外的样本外稳健性检验中进行了评估，未进行重新拟合。从细网格到极细网格的细化使流体阻力变化0.0178%，阻力重现了预期的L和D??标度关系。在ε=0.75时，D=3 mm的归一化流量为0.2659，D=10 mm时为0.4135。半解析模型达到R2=0.99933；预先指定测试中的预测误差为2.9536%和0.1191%，额外稳健性检验中为6.8070%和1.5463%。在基于模型的响应面中，随着黏性和二次损失之间的平衡持续变化，相同的分数出口压力加载会产生几何依赖的流量减少。该数值验证框架为残余瘘道引流提供了机制性的刚性流动参考，并为后续解剖学真实和机械耦合模型提供了假设生成的基线。