CFD МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ НОСА У ПАЦИЕНТОВ С ИСКРИВЛЕНИЕМ НОСОВОЙ ПЕРЕГОРОДКИ
Актуальность. Искривление носовой перегородки является высоко распространённой патологией полости носа. Появление нового метода CFD моделирования позволило изучить биофизические процессы, происходящие в полости носа пациентов.
Целью данного эксперимента являлась изучение скорости и парциального давления воздушного потока в полости носа при разных типах искривления носовой перегородки.
Материалы и методы: в исследовании использовались компьютерные томограммы 7 пациентов. При помощи специальных программных алгоритмов CFD моделирования из данных снимков получены 3Д модели носа и виртуальные воздушные потоки. Мы изучили среднее значение скорости и парциального давления назального потока у каждого типа искривления носовой перегородки.
Результаты: средняя скорость потока у 4 и 7 го типов деформации носовой перегородки было равно 7,3 и 7,6 м/сек, а парциальное давление -10,2 и -9,8 Ра соответственно, что намного превышало данные других типов носа.
Заключение: тип искривления носовой перегородки влияет на скорость потока и парциальное давление в полости носа.
Назым С. Сагандыкова *1, https://orcid.org/0000-0002-7274-8101,
Майкл Йонг Джао 2, Сауле А. Таукелева 1
1 Казахский Национальный Медицинский Университет имени С.Д. Асфендиярова,
г. Алматы, Республика Казахстан;
2 Назарбаев Университет, г. Нур-Султан, Республика Казахстан.
1 Palchun V.T., Magomedov M.M., Luchikhin L.A. Otorhinolaryngology: textbook / - 3rd ed., revised and add. - Moscow: GEOTAR-Media, 2014.- 284 p. [in Russian]
2 Chen Xiao Bing et al. Assessment of septal deviation effects on nasal air flow: a computational fluid dynamics model. The Laryngoscope vol. 119,9 (2009): 1730-6. doi:10.1002/lary.20585
3 Cherobin Giancarlo B. et al. Sensitivity of nasal airflow variables computed via computational fluid dynamics to the computed tomography segmentation threshold\ //. PloS one vol. 13,11 e0207178. 16 Nov. 2018, doi:10.1371/journal.pone.0207178
4 Clement P. A R et al. Consensus report on acoustic rhinometry and rhinomanometry // Rhinology vol. 43,3 (2005): 169-79.
5 de Gabory, Ludovic et al. Numerical simulation of two consecutive nasal respiratory cycles: toward a better understanding of nasal physiology // International forum of allergy & rhinology vol. 8,6 (2018): 676-685. doi:10.1002/alr.22086
6 De Vos W. et al. Cone-beam computerized tomography (CBCT) imaging of the oral and maxillofacial region: a systematic review of the literature // International journal of oral and maxillofacial surgery Vol. 38,6 (2009): 609-25. doi:10.1016/j.ijom.2009.02.028
7 Garcia Guilherme J.M. et al. Septal deviation and nasal resistance: an investigation using virtual surgery and computational fluid dynamics // American journal of rhinology & allergy. Vol. 24,1 (2010): e46-53. doi:10.2500/ajra.2010.24.3428
8 Hsu H.C. et al. Evaluation of nasal patency by visual analogue scale/nasal obstruction symptom evaluation questionnaires and anterior active rhinomanometry after septoplasty: a retrospective one-year follow-up cohort study // Clinical otolaryngology : official journal of ENT-UK ; official journal of Netherlands Society for Oto-Rhino-Laryngology & Cervico-Facial Surgery. Vol. 42,1 (2017): 53-59. doi:10.1111/coa.12662
9 Kim Sung Kyun et al. Correlation between nasal airflow characteristics and clinical relevance of nasal septal deviation to nasal airway obstruction // Respiratory physiology & neurobiology. Vol. 192 (2014): 95-101. doi:10.1016/j.resp.2013.12.010
10 Kim Sung Kyun et al. Patient specific CFD models of nasal airflow: overview of methods and challenges // Journal of biomechanics. Vol. 46,2 (2013): 299-306. doi:10.1016/j.jbiomech.2012.11.022
11 Li Lifeng et al. Impact of Varying Types of Nasal Septal Deviation on Nasal Airflow Pattern and Warming Function: A Computational Fluid Dynamics Analysis // Ear, nose, & throat journal, 145561319872745. 30 Sep. 2019, doi:10.1177/0145561319872745
12 Liu Ting et al. Effects of septal deviation on the airflow characteristics: using computational fluid dynamics models // Acta oto-laryngologica. Vol. 132,3 (2012): 290-8. doi:10.3109/00016489.2011.637233
13 Mladina Ranko et al. Clinical Implications of Nasal Septal Deformities // Balkan medical journal. Vol. 32,2 (2015): 137-46. doi:10.5152/balkanmedj.2015.159957
14 Orlandi R.R. A systematic analysis of septal deviation associated with rhinosinusitis // Laryngoscope. 2010;120(8):1687-1695. doi:10.1002/lary.20992
15 Quadrio Maurizio et al. Review of computational fluid dynamics in the assessment of nasal air flow and analysis of its limitations. European archives of oto-rhino-laryngology : official journal of the European Federation of Oto-Rhino-Laryngological Societies (EUFOS): affiliated with the German Society for Oto-Rhino-Laryngology - Head and Neck Surgery. Vol. 271,9 (2014): 2349-54. doi:10.1007/s00405-013-2742-3
16 Ramanathan M. et al. Evaluation of airflow characteristics before and after septoplasty in unilateral cleft patients with a deviated nasal septum: a computational fluid dynamics study. International journal of oral and maxillofacial surgery. Vol. 50,4 (2021): 451-456. doi:10.1016/j.ijom.2020.07.032
17 Spataro Emily and Sam P. Most. Measuring Nasal Obstruction Outcomes // Otolaryngologic clinics of North America. Vol. 51,5 (2018): 883-895. doi:10.1016/j.otc.2018.05.013
18 Teixeira Jeffrey et al. Nasal Septal Deviations: A Systematic Review of Classification Systems // Plastic surgery international. Vol. 2016 (2016): 7089123. doi:10.1155/2016/7089123
19 Teixeira Jeffrey et al. Nasal Septal Deviations: A Systematic Review of Classification Systems // Plastic surgery international. Vol. 2016 (2016): 7089123. doi:10.1155/2016/7089123
20 Vainio-Mattila J. Correlations of nasal symptoms and signs in random sampling study // Acta oto-laryngologica. Supplementum. Vol. 318 (1974): 1-48. doi:10.3109/00016487409129567
21 Wang T. et al. Investigation on the nasal airflow characteristics of anterior nasal cavity stenosis // Brazilian journal of medical and biological research = Revista brasileira de pesquisas medicas e biologicas. Vol. 49,9 e5182. 1 Aug. 2016, doi:10.1590/1414-431X20165182
22 Wang T. et al. Association between subjective nasal patency and airflow characteristics of nasal cavity on nasal septum deviation // Journal of clinical otorhinolaryngology, head, and neck surgery. Vol. 32,20 (2018): 1557-1562;1567. doi:10.13201/j.issn.1001-1781.2018.20.006
23 Xiong Guan-xia et al. Computational fluid dynamics simulation of airflow in the normal nasal cavity and paranasal sinuses // American journal of rhinology. Vol. 22,5 (2008): 477-82. doi:10.2500/ajr.2008.22.3211
24 Zhao Kai, and Jianbo Jiang. What is normal nasal airflow? A computational study of 22 healthy adults // International forum of allergy & rhinology. Vol. 4,6 (2014): 435-46. doi:10.1002/alr.21319
25 Zhao Kai, and Pamela Dalton. The way the wind blows: implications of modeling nasal airflow // Current allergy and asthma reports. Vol. 7,2 (2007): 117-25. doi:10.1007/s11882-007-0009-z
26 Zhu Jian Hua et al. Assessment of airflow ventilation in human nasal cavity and maxillary sinus before and after targeted sinonasal surgery: a numerical case study // Respiratory physiology & neurobiology. Vol. 194 (2014): 29-36. doi:10.1016/j.resp.2014.01.004
Number of Views: 143
Category of articles:
Original articles
Bibliography link
Сагандыкова Н.С., Майкл Йонг Джао, Таукелева С.А. CFD моделирование воздушных потоков носа у пациентов с искривлением носовой перегородки // Наука и Здравоохранение. 2021. 4(Т.23). С. 123-129. doi 10.34689/SH.2021.23.4.013Related publications:
ANALYSIS OF CLINICAL AND DEMOGRAPHIC INDICATORS OF PATIENTS WITH PARKINSON'S DISEASE IN THE SOUTHERN REGION OF KAZAKHSTAN
A COMPARATIVE STUDY OF DRUG POLICY REGARDING ORPHAN DISEASES IN THE USA, THE EUROPEAN UNION, AND THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
MUTATIONS IN CARDIAC ION CHANNEL GENES IN KAZAKHSTANI PATIENTS WITH LONG QT SYNDROME
GENETIC FEATURES OF CONGENITAL DYSFUNCTION OF THE ADRENAL CORTEX CAUSED BY 21-HYDROXYLASE DEFICIENCY IN PERSONS OF KAZAKH NATIONALITY
NON-MOTOR SYMPTOMS IN PARKINSON'S DISEASE USING THE EXAMPLE OF AKTOBE PATIENTS