流体シミュレーション

はじめに

著者：Aurélien RUMIANO

患者：Mustafa Amid

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

下鼻甲介は、鼻腔の最初の3分の2全体にわたって完全に欠損しています。
鼻中隔が偏位しており、左側（画像では右側）を閉塞しています。

気流速度

説明 & 分析

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を超える速度は赤で表示されます。
両側の下鼻甲介が欠損している下鼻道内で、空気が渦を巻いていることが観察できます。
左側（画像では右側）では、前方部分に閉塞があるため、気流は主に下鼻道から入っています。

壁面せん断応力

説明

赤色で表示された領域は、WSSが0.2 Paを超える領域を表しています。つまり、気流が粘膜に最も強く擦れ、最も強い空気感覚が生じる領域です。

WSSが最も高い領域は、主に前方部分であることがわかります。これは、断面積が最も小さい場所なので、正常な現象です。
鼻腔左側の底部ではWSSが低くなっています。右側には、底部にWSSが高い区域があります。そこは下鼻甲介がまだ存在している場所です。

気流の不均衡

気流の62%が右側を通過し、左側は38%です。
したがって、両側の気流のバランスは良くありません。不快感を引き起こすには十分です。
これは左側前方部分の閉塞によるものです。

鼻腔抵抗

説明と分析

総抵抗は約23 Paで、やや高めです。主な原因は左側の閉塞です。左側の鼻腔抵抗は右側より大きく、そのため両側の気流に偏りが生じています。流体シミュレーションに関する私のわずかな経験によれば、10〜20 Paの値は正常です。

断面積

鼻孔から30 mmの位置付近で、断面積は約400 mm²をピークに迎えます。これは大きな値です。
対照群のデータはある研究から引用したものですが、ENSではない症例で約300 mm²のものも見たことがあります。そのため、200〜300 mm²の間であれば正常と考えられると思います。

結論

主な問題は2つあります。左側の閉塞を引き起こしている鼻中隔弯曲症と、鼻腔の前方3分の2にわたる下鼻甲介の欠損です。
また、左右の気流にも偏りがあります。
外側壁に沿って下鼻道に大きなインプラントを入れると、効果がある可能性があります。
また、気流の偏りと閉塞を改善するために、鼻中隔をまっすぐにすることも考えられます。