Introduction

Dans cet article, je comparerai de nombreux paramètres avant et après la pose des implants virtuels afin de voir s’il y a des améliorations. Mais avant cela, j’aimerais expliquer les causes de SNV, car avant de trouver des solutions, il est nécessaire de bien comprendre le problème. Dans le deuxième paragraphe, je définirai les objectifs. Quels paramètres pensez-vous que je puisse améliorer avec ces implants virtuels ?

Dans l’article, je parlerai de différentes régions de la cavité nasale. Pour être clair, voici une illustration. En
rouge, la partie antérieure, qui correspond au début de la cavité nasale ; en vert, le méat moyen, où se trouvent les cornets moyens ; et enfin, en bleu, le méat inférieur, où se trouvent les cornets inférieurs.

Causes de SNV

Le syndrome du nez vide peut être causé par une résection partielle ou complète des cornets inférieurs ou moyens. Il peut même être provoqué par une brûlure de la muqueuse. La résection entraîne une perte de volume, c’est-à-dire une augmentation du vide et une réduction de la surface de la muqueuse. La brûlure nuit à la santé de la muqueuse. Tout cela a de nombreux effets :

• L’augmentation du vide entraîne :
  • Une modification de la répartition du flux d’air : la majeure partie du flux d’air est redirigée vers le méat moyen en cas de turbinectomie inférieure [1].
  • Une augmentation de la section transversale, qui réduit la vitesse du flux d’air et affecte négativement la contrainte de cisaillement pariétal. Une WSS plus faible signifie une moindre évaporation du mucus due au passage de l’air, ce qui entraîne un effet de refroidissement moindre de la muqueuse. En effet, le passage du mucus de l’état liquide à l’état gazeux consomme de l’énergie, ce qui refroidit la muqueuse. Et c’est ce refroidissement qui est détecté par les récepteurs TRPM8 et nous donne la sensation du flux d’air [2]. L’augmentation de la section transversale réduit également la résistance nasale.

• La réduction de la surface de la muqueuse entraîne :
  • Une réduction du nombre de récepteurs TRPM8, tout simplement parce que ces récepteurs se trouvent dans la muqueuse et que moins il y a de muqueuse, moins il y a de récepteurs.
  • Une réduction de la production de mucus, pour la même raison : les glandes qui produisent le mucus se trouvent dans la muqueuse [3].
  • Une réduction du nombre de vaisseaux sanguins, ce qui peut diminuer la température de la muqueuse. Tout simplement parce que la muqueuse est maintenue à la bonne température grâce à la circulation sanguine.

• La résection des cornets perturbe le cycle nasal, car une grande partie des cornets a disparu. Le cycle nasal est un phénomène qui consiste en une vasodilatation des cornets d’un côté, puis de l’autre, au cours d’un cycle de quelques heures. Cependant, il semble que l’utilité du cycle nasal soit encore inconnue [4]. Mais le phénomène de vasodilatation/vasoconstriction joue un autre rôle très important : il adapte la section transversale en fonction de l’activité physique. En effet, pendant une activité physique, le flux d’air augmente ; en réponse, les cornets diminuent de volume par le phénomène de vasoconstriction [5].

Objectifs des implants virtuels

Ce qu’il semble impossible de faire avec des implants, c’est d’augmenter la surface de la muqueuse : un implant ne fait que déplacer la muqueuse. Dans certains cas, il peut créer un peu de surface muqueuse en l’étirant, mais cela ne peut pas constituer une augmentation importante.
Ce qu’il est possible de faire, c’est réduire le vide et donc diminuer la section transversale. L’objectif est de concevoir les implants afin de :

• Obtenir une meilleure répartition du flux d’air entre les méats moyen et inférieur, car il semble que ce paramètre ait un impact important sur les symptômes de SNV [1].
• Obtenir une meilleure répartition de la WSS entre les deux régions et l’augmenter dans la région touchée par la turbinectomie. En effet, la WSS joue un rôle majeur dans la sensation du flux d’air, comme je l’ai expliqué dans les causes de SNV. Dans cette étude [1], les chercheurs ont trouvé une corrélation entre la valeur de la WSS dans le méat inférieur et la sensation d’étouffement. « Parmi les 6 items de l’ENS6Q, les plaintes d’« étouffement » et de « nez trop ouvert » étaient significativement corrélées au pic de WSS dans la région du cornet inférieur »
  Fait intéressant, ils n’ont trouvé aucune corrélation entre la résistance nasale et les symptômes de SNV. « La résistance nasale n’était corrélée ni à l’ENS6Q ni à aucun autre score symptomatique ».

Positionnement des implants virtuels

Les implants virtuels apparaissent en rouge. On peut dire qu’il y a 3 implants dans la cavité nasale gauche : un sur le plancher, un dans la paroi nasale et un petit dans la cloison. À droite, il y a un implant assez volumineux. Notez que je ne sais pas si cet implant est réalisable, car il est placé derrière mon implant existant et la forme que j’ai conçue est énorme.
En concevant ces implants, j’ai essayé de rétablir la distance « idéale » entre les parois. Laissez-moi vous expliquer ce que j’appelle la distance « idéale » entre les parois. Lorsque l’on observe le scanner d’une cavité nasale saine, on constate que la distance entre deux parois est presque la même partout. Je l’ai mesurée : elle est comprise entre 1,5 et 3 mm. J’ai donc conçu ces implants pour tendre vers ces valeurs sans les atteindre partout, en raison de contraintes techniques. J’ai essayé de respecter ce qui pourrait être réalisé en matière d’implantation, tout en ayant de gros doutes concernant l’implant droit.

Variation de la section transversale

Après la pose de l’implant virtuel, il n’est pas surprenant que la section transversale ait diminué et soit un peu plus régulière dans l’ensemble de la cavité nasale.
Notez que les valeurs des groupes témoins sont tirées de cette étude [6], mais j’ai moi-même mesuré quelques scanners de sujets sains et trouvé des valeurs comprises entre 250 et 300 mm² pour la section transversale totale, au lieu des 200 mm² indiqués dans l’étude. Je ne sais donc pas quelles sont les valeurs normales. Il s’agit peut-être d’une plage comprise entre 200 et 300 mm², je ne sais pas. La section dépend également de la position du corps et de l’activité physique, mais je suppose que presque tous les scanners sont réalisés en position allongée. Les valeurs obtenues sont donc comparables.

Résultats

Lignes de courant

Avant les implants virtuels

Dans l’article précédent, je n’avais pas montré le côté droit. On peut voir que la répartition du flux d’air y est légèrement meilleure.

Après implants virtuels

On peut voir qu’il n’y a presque aucun changement dans la répartition du flux d’air. Peut-être que, sur la vue du côté gauche, il y a un peu plus de lignes de courant dans le méat inférieur. Mais ce n’est pas une amélioration majeure.

Vitesse

Avant les implants virtuels

Après implants virtuels

Toutes les surfaces où la vitesse du flux d’air est supérieure à 2,5 m/s apparaissent en rouge. Le pic atteint 3,24 m/s.
Même constat ici : aucune réelle amélioration de la vitesse.

Contrainte de cisaillement pariétale

Avant les implants virtuels

Après implants virtuels

Toutes les parois dont la WSS est supérieure à 0,1 Pa apparaissent en rouge. Le pic atteint environ 0,9 Pa.
On peut voir ici un réel changement : dans les zones où les implants virtuels sont placés, les parois sont davantage « colorées ». Cela signifie que la WSS est plus élevée.

Dans ces coupes, nous pouvons clairement voir que l’implant virtuel a augmenté la WSS. Il y a maintenant du bleu et même du jaune, ce qui signifie que la WSS est passée de presque 0 Pa à des valeurs comprises entre 0,025 et 0,07 Pa.

La même chose se produit ici, il y a davantage de WSS, en particulier du côté droit. Ce que je peux dire, c’est qu’il s’agit vraiment d’un changement positif. Concrètement, cette amélioration de la WSS devrait améliorer la sensation du flux d’air dans le méat inférieur. Les implants virtuels ont simplement rapproché les parois du flux d’air. Je pense que c’est une bonne stratégie à adopter : identifier le flux d’air, puis rapprocher les parois du flux d’air afin d’augmenter la WSS tout en respectant la distance minimale entre les parois (1,5 - 3 mm).

Humidité du flux d’air

Avant les implants virtuels

Après implants virtuels

Nous pouvons voir qu’il n’y a presque aucun changement au niveau de l’humidité du flux d’air.

Température du flux d’air

Avant les implants virtuels

Après implants virtuels

Il y a un peu moins de vert et de jaune dans la dernière coupe, ce qui signifie que la température du flux d’air est légèrement plus élevée après les implants virtuels. La température de l’échelle est exprimée en kelvins, vous devez donc soustraire 273 pour obtenir la température en degrés Celsius. Et vous devez également multiplier par 100 auparavant. Ainsi, par exemple, en rouge, la température est égale à 3,096*100 = 309,6 °K, puis 309,6 - 273 = 36,6 °C.

Résistance nasale et symétrie du flux d’air

Si vos résultats CFD se trouvent dans le carré vert, vous avez une forte probabilité d’avoir une résistance nasale normale et une symétrie normale du flux d’air. La résistance R se trouve sur l’axe horizontal et la symétrie du flux d’air thêta (𝚹) sur l’axe vertical. Vous pouvez voir comment ces indicateurs sont calculés dans cette étude [7].

Symétrie du flux d’air

Avant les implants virtuels, le débit est de 7 l/min à gauche et de 7,3 l/min à droite. Cela correspond à un 𝚹 de 1,028, ce qui est très bon : le flux est presque identique dans la cavité nasale droite et dans la gauche. Après les implants virtuels, le débit est de 6,9 l/min à gauche et de 7,68 l/min à droite. Cela correspond à un 𝚹 de 1,097, ce qui est un peu moins bon, mais reste normal selon Flowgy. Donc, si je voulais corriger cela, je devrais concevoir un implant plus petit à droite ou plus grand à gauche.

Résistance nasale

La résistance nasale R est calculée à partir de plusieurs paramètres, comme la différence de pression entre l’environnement et le pharynx (delta P), le débit, la densité de l’air et la surface des narines. Lorsque l’air traverse la cavité nasale, il subit une perte de pression due au frottement contre les parois : c’est le delta P.
Avant les implants virtuels, la valeur est de 4,7, et après, de 6,94. Il n’est pas surprenant que la valeur ait augmenté, car les implants virtuels ont réduit la section transversale dans certaines régions de la cavité nasale.
C’est plutôt une bonne chose, car selon le graphique, la valeur se situait tout juste dans la norme. Après les implants, les valeurs ont légèrement évolué dans la bonne direction. Notez toutefois que la valeur absolue de R n’est pas très précise, car elle dépend de nombreux paramètres de la simulation. Il s’agit simplement d’un indicateur permettant de voir si la chirurgie virtuelle a fait évoluer la valeur dans la bonne direction. De plus, cette valeur ne semble avoir aucun impact sur les symptômes de l’SNV, comme je l’ai indiqué dans le paragraphe « objectifs ». Je pense néanmoins qu’il est positif de se situer dans la norme, car la résistance nasale est utile au fonctionnement normal des poumons [8].

Conclusion

L’un des objectifs n’a pas été atteint : la répartition du flux d’air ne s’est pas améliorée. Je ne sais pas vraiment comment l’améliorer, en particulier du côté gauche où elle est particulièrement mauvaise.
Cependant, les implants virtuels ont considérablement amélioré la WSS, ce qui est positif. De plus, la température du flux d’air et la résistance nasale sont légèrement plus élevées.
Je pense donc que ce type d’implant peut être utile, notamment pour la sensation du flux d’air.

Références

1. Investigation of the abnormal nasal aerodynamics and trigeminal functions among empty nose syndrome patients, Chengyu Li, PhD, Alexander A. Farag, MD, Guillermo Maza, MD, Sam McGhee, Michael A. Ciccone, Bhakthi Deshpande, MA, Edmund A. Pribitkin, MD, Bradley A. Otto, MD, et Kai Zhao, PhD
2. Empty Nose Syndrome Pathophysiology: A Systematic Review, Jeanie Sozansky BS, Steven M. Houser MD,
3. Submucosal glands, Wikipedia
4. The nasal cycle in health and disease, J. Hanif
5. Sataloff's Comprehensive Textbook of Otolaryngology: Head & Neck Surgery, Robert T Sataloff, chapitre 19, p. 286
6. Computational fluid dynamics and trigeminal sensory examinations of empty nose syndrome patients, Chengyu Li , Alexander A Farag , James Leach , Bhakthi Deshpande, Adam Jacobowitz , Kanghyun Kim , Bradley A Otto , Kai Zhao
7. Robust nondimensional estimators to assess the nasal airflow in health and disease, E. Sanmiguel-Rojas M. A. Burgos C. del Pino M. A. Sevilla-García F. Esteban-Ortega
8. Surgery of the turbinates and “empty nose” syndrome, Marc Oliver Scheithauer, paragraphe 8