CFD-моделирование воздушных потоков при хирургии верхнечелюстной пазухи

Автор: Щербаков Дмитрий Александрович, Крюков А.И., Красножен В.Н., Гарскова Ю.А., Саушин И.И., Екимова А.Е.

Журнал: Дневник казанской медицинской школы @dkmsc

Рубрика: Клиническая и экспериментальная медицина

Статья в выпуске: 4 (18), 2017 года.

Бесплатный доступ

Актуальность проблемы. Авторами обобщены результаты компьютерного моделирования воздушных потоков в полости носа и верхнечелюстной пазухе методом вычислительной аэродинамики (computational fluid dynamics - CFD). Цель работы - на основе метода вычислительной аэродинамики смоделировать воздушные потоки в полости носа и верхнечелюстной пазухе в норме, при 3 типе искривления перегородки носа и после мобилизации крючковидного отростка. Материалы и методы. Исследование проводилось на базе ГБУЗ «Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского», отделения оториноларингологии АО МСЧ Нефтяник, ФБГОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет», Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева. Для изучения нормальной аэродинамики, было включено 14 лиц обоего пола (средний возраст 31±16,7 лет) без патологии со стороны полости носа и ОНП, и без эпизодов острого риносинусита в течение последних 3 месяцев.Отобрано 14 пациентов обоего пола (средний возраст 31±16,7 лет) с III типом искривления перегородки носа и явлениями хронического риносинусита вне обострения. Обязательное условие включения в исследование - возможность четкой дифференцировки всех структур, формирующих полулунную щель.Результаты и обсуждение. Моделирование воздушных пространств полости носа и ВЧП позволило получить цифровую модель, включающую всю верхнечелюстную пазуху, соответствующую половину полости носа и носоглотку. Цифровое моделирование воздушных потоков, возникающих при дыхании, между полостью носа и верхнечелюстной пазухой, показало отсутствие массообмена между указанными полостями. Скорость воздушных потоков между структурами остиомеатального комплекса при дыхании не превышала 0,01 м/с.При выполнении вычислительной аэродинамики, у пациентов с III типом искривления перегородки носа, в 68% случаев на стороне искривления отмечалось увеличение скоростей воздушных потоков в полости носа и патологическая вентиляция верхнечелюстной пазухи, зарегистрировано снижение концентрации NO в пазухе. На стороне, противоположной искривлению, в полости носа установлено снижение скоростей воздушных потоков, в верхнечелюстной пазухе выявлено повышение концентрации NO. Выводы. 1. При III типе искривления перегородки носа изменения аэродинамики при дыхании обусловливают нарушение продукции оксида азота верхнечелюстными пазухами и приводят к вымыванию оксида азота на стороне противоположной искривлению и чрезмерному накоплению оксида азота на стороне искривления перегородки носа, что является одним из возможных факторов развития хронического риносинусита. 2. Мобилизация крючковидного отростка позволяет избежать развития патологического массообмена газов между пазухами и полостью носа благодаря сохранению нормальных размеров естественных соустий. 3.Рекомендовано выполнение одномоментной мобилизации крючковидного отростка при выполнении операции септопластики при хирургической коррекции III типа искривления перегородки носа.

Еще

Вычислительная аэродинамика, компьютерное симулирование, хронический риносину-сит

Короткий адрес: https://readera.ru/140225392

IDR: 140225392

Список литературы CFD-моделирование воздушных потоков при хирургии верхнечелюстной пазухи

  • Григорькина Е.С. Компьютерное 3D-моделирование травмирующего воздействия на верхнюю челюсть/Григорькина Е.С., Кузьмин А.В., Сергеев С.В.//Практическая медицина. -2015. -№87. -С. 76-78.
  • Едранов С.С. Методология клинико-экспериментального исследования посттравматической репарации верхнечелюстного синуса/Едранов С.С.//Российский стоматологический журнал. -2015. -№19. -С. 62-66.
  • Едранов С.С. Роль оксида азота в повреждении и репарации слизистой оболочки верхнечелюстной пазухи/Едранов С.С.//Российский стоматологический журнал. -2012. -№6. -С. 38-42.
  • Красножен В.Н. Вычислительная аэродинамика полости носа и верхнечелюстной пазухи/Красножен В.Н., Щербаков Д.А., Саушин И.И. и др.//Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. -2017. -Vol. 23, № 3. -Р. 73-79.
  • Щербаков Д.А. CFD-моделирование воздушных потоков в верхнечелюстной пазухе/Щербаков Д.А., Крюков А.И., Красножен В.Н., Гарскова Ю.А., Саушин И.И.//Вестник оториноларингологии. -2017. -№ 4. -С. 32-34.
  • Cope E.K. Compositionally and functionally distinct sinus microbiota in chronic rhinosinusitis patients have immunological and clinically divergent consequences/Cope E.K., Goldberg A.N., Pletcher S.D., Lynch S.V.//Microbiome. -2017. -v. 5. -P. 53.
  • Dabholkar Y. G. Correlation of Nasal Nitric Oxide Measurement with Computed Tomography Findings in Chronic Rhinosinusitis/Dabholkar Y. G., Saberwal A.A.//Indian J Otolaryngol Head Neck Surg. -2014. -v. 66(1). -P. 92-96.
  • Hood C. M. Computational modeling of flow and gas exchange in models of the human maxillary sinus/Hood C. M., Schroter R. C., Doorly D. J. et al.//J Appl Physiol. -2009. -v. 107. -P. 1195-1203.
  • Kutluhan A. The efects of uncinectomy and natural ostial dilatation on maxillary sinus ventilation: a clinical experimental study/Kutluhan A., Salviz M., Bozdemir K. et al.//European Archives of Otorhinolaryngology. -2011.-v.268. -P. 569-573.
  • Louis B. Frictional resistance sheds light on the multicomponent nature of nasal obstruction: a combined in vivo and computational fluid dynamics study/Louis B, Papon JF, Croce C. et al.//Respir Physiol Neurobiol. -2013.-v.188(2). -P. 133-42.
  • Mladina R. Clinical Implications of Nasal Septal Deformities/Mladina R., Skitarelić N., Poje G., Šubarić M.//Balkan Medical Journal. -2015. -v. 32.-P. 137-46.
  • Mundra R. K. CT Scan Study of Influence of Septal Angle Deviation on Lateral Nasal Wall in Patients of Chronic Rhinosinusitis/Mundra R. K., Gupta Y., Sinha R., Gupta A.//Indian J Otolaryngol Head Neck Surg. -2014. -v. 66(2)-P. 187-190.
  • Poje G. Nasal septal deformities in chronic rhinosinusitis patients: clinicaland radiological aspects/Poje G., Zinreich J.S., Skitareli´ N., et al.//ACTA otorhinolaryngologica italica. -2014. -v. 34. -P. 117-122.
  • Steelant В. Restoring airway epithelial barrier dysfunction: a new therapeutic challenge in allergic airway disease/Steelant В., Seys S.F., Boeckxstaens G., et al.//Hellings. Rhinology. -2016. -v.54. -P. 195-205.
  • Stevens W. W. Chronic Rhinosinusitis Pathogenesis/Stevens W.W., Lee R.J., Schleimer R.P., Cohen N.A.//J Allergy Clin Immunol. -2015. -v.136(6). -P. 1442-1453.
  • Takeno S. Comparison of Nasal Nitric Oxide Levels between the Inferior Turbinate Surface the Middle Meatus in Patients with Symptomatic Allergic Rhinitis/Takeno S., Yoshimura H., Kubota K. et al.//Allergology International.-2014. -v. 63(3). -P. 475-483.
  • Xiong GX. Computational fluid dynamics simulation of airfow in the normal nasal cavity and paranasal sinuses/Xiong G.X., Zhan J.M., Jiang H.Y., et al.//American Journal of Rhinology. -2008. -v.22. -P. 477-482.
Еще
Статья научная