流体シミュレーション

はじめに

著者：Aurélien RUMIANO

患者：Aurélien RUMIANO

研究のパラメータ

流体研究に使用した流量 15l/min。
吸気相。
湿度と温度は考慮していません。

🛑免責事項：私は流体力学の研究者でも医師でもありません。流体シミュレーションソフトウェアを使用して得られた結果は、近似的なものである可能性があります。これらの流体シミュレーションは、空気の流れと、それに関連する可能性のある問題について理解してもらうことを目的としています。

下の図は鼻腔を表しており、前方部分を赤色、中鼻道を緑色、最後に下鼻道を青色で示しています。

次の図は鼻腔の負の部分、つまり鼻腔内にある空気を表しています。以降のすべての図もこの形式で示します。

鼻孔に付着しているブロックは、単にその周囲の空気を表しています。

CTスキャン

右側：右の鼻甲介はほぼ完全に切除され、頭部がわずかに残っているだけです。赤色で示されているのは、主に前方に配置された軟骨インプラントです。
左側：左側では、左の鼻甲介のおよそ50%が欠損していることがわかります。

鼻中隔形成術を受けたにもかかわらず、鼻中隔が依然として湾曲していることもわかります。湾曲した鼻中隔に圧迫されているため、右の中鼻甲介はほぼ消失しています。

気流速度

説明

現在の線は気流を表しており、速度のスケールは0～2.5 m/sです。
2.5 m/sを超える速度は赤色で表示されています。
気流の大部分は中鼻道を通過します。
最大気流速度は前方で達します。
下鼻道には乱流が見られます。

分析

主に中鼻道を通過する気流は、明らかにENSの特徴です。右側では、軟骨インプラントにより、下鼻道の気流速度が左側よりわずかに高くなっています。
赤色の領域では、断面が狭くなっているため気流が加速されています。そのため、この領域に体積を追加すべきではありません。

壁面せん断応力

説明

赤色で示された領域は、WSSが0.2 Paを超える場所を表しています。つまり、空気が粘膜に最も強く擦れ付ける領域です。

分析

WSSが最も高い領域は、主に前方と、それより小さい範囲では中鼻道にあることがわかります。下鼻道には気流がほとんどないことを考えれば、これは驚くことではありません。

鼻腔抵抗

説明と分析

右の鼻孔は左よりも色が濃くなっています。これは、右側のほうが左側より圧力損失が大きいことを意味します。ただし、その不均衡はかなり小さいものです。総抵抗は約10 Paで、正常値の上限と考えられています。流体シミュレーションについての私のわずかな経験によれば、10～20 Paの値は正常です。

気流の不均衡

気流の44%が左側に流れ、したがって56%が右側に流れます。
気流にわずかな偏りがありますが、私の意見では問題ありません。この偏りは鼻周期によるものにすぎない可能性があります。

断面積

鼻孔から遠ざかるほど、断面積は大きくなります。これは当然、タービネクトミーの結果です。断面積は約350 mm²で安定しており、対照群より約100mm²大きくなっています。

結論

中央部から後方にかけて、右側の容積が大きく不足しています。軟骨インプラントによって増えた容積は前方部分だけです。左側も全体に容積が不足しており、特に鼻甲介と鼻腔底の間で顕著です。気流の大部分は中鼻道を通過しており、気流の偏りは正常です。奇妙なことに、異常な断面積によって定量化された容積不足があるにもかかわらず、鼻腔抵抗は正常範囲の限界にあります。

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