流体シミュレーション

はじめに

著者：Aurélien RUMIANO

患者：Walter Menez

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（スキャナー上では左側）の前方部分は、鼻中隔の偏位とその薄さによると思われる大きな開口部があります。
鼻腔のさらに奥では反対に、左側のほうが空洞化しており、実際、左の鼻甲介は体積が減少しています。

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。
気流が中鼻道に集中していることがわかります。これは、特に左側において、ENSに典型的な状態です。

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。
鼻腔底では、特に左側で下鼻甲介の体積が不足しているため、WSSが低くなっています。

気流の不均衡

気流の54%が右側を通過し、したがって46%が左側を通過しています。
つまり、前方部分の右側が大きく開いているにもかかわらず、両側の気流はよく均衡しています。

鼻腔抵抗

説明と分析

総抵抗は約5 Paで、かなり低い値です。これは体積が不足しているためです。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の値が正常です。

断面積

断面積のピークは、鼻孔から20 mmの位置付近で約330 mm²です。これはやや大きい値です。
対照群のデータはある研究から引用したものですが、私は約300 mm²のENSではない症例もいくつか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

2つの問題があることがわかります。
右側では鼻腔が前方部分で開きすぎており、左側では鼻腔の中央部分が開きすぎています。
その結果、鼻腔抵抗が低く、WSSも低くなり、気流が主に中鼻道に集中しています。
したがって、右側の前方部分と、左側の鼻甲介の反対側にある下方部分に体積を追加する必要があると思います。そのため、鼻中隔に2つのインプラントを入れることが良い解決策になると思います。