It is an article generated by AI based on my study.
I have corrected a few approximations and errors.
Empty Nose Syndrome (ENS) is een van de meest raadselachtige en schrijnende aandoeningen in de geneeskunde. Patiënten die vaak een neusoperatie hebben ondergaan om hun ademhaling te verbeteren, blijven achter met het paradoxale gevoel dat ze helemaal niet meer kunnen ademen. Ondanks fysiek open luchtwegen ervaren ze een gevoel van verstikking, chronische droogte en een reeks andere invaliderende symptomen.
Een nieuwe, verhelderende studie met geavanceerde computersimulaties van de luchtstroom heeft nu nieuw licht op dit mysterie geworpen. Door gedetailleerde 3D-modellen van de neusholten van patiënten te maken, konden onderzoekers (ik ^^) in dit kleinschalige pilotproject specifieke anatomische en aerodynamische kenmerken identificeren die samenhangen met de ernst van de symptomen. In dit bericht worden de vier belangrijkste inzichten uit dit veelbelovende onderzoek uiteengezet.
De belangrijkste doorbraak van het onderzoek kwam voort uit het bestuderen van niet alleen wat was verwijderd, maar ook wat was achtergebleven.
Onderzoekers ontdekten dat de meest betrouwbare afzonderlijke voorspeller van de ernst van ENS het totale resterende oppervlak van het neusslijmvlies was, de delicate, functionele binnenbekleding van de neus. Hoewel het volume van het verwijderde weefsel een rol speelt, bleek uit het onderzoek dat het behoud van dit slijmvliesoppervlak een veel sterker statistisch verband had met betere uitkomsten. Het was zelfs de enige bevinding die in het onderzoek statistische significantie bereikte (correlatie r = -0.5, p-waarde = 0.034). De onderzoekers benadrukken het belang van deze bevinding in duidelijke bewoordingen:
Hoe meer slijmvlies er overblijft, hoe lager de ENS6Q-score, ongeacht alle andere resultaten. Met andere woorden: iemand die een ingrijpendere turbinectomie heeft ondergaan dan een ander, maar bij wie meer slijmvlies is achtergebleven, zal toch minder symptomen hebben.
Dit inzicht is cruciaal, omdat het de chirurgische focus verschuift van alleen het volume weefsel dat chirurgen verwijderen naar het zorgvuldig behouden van het functionele, zintuiglijke oppervlak dat overblijft.
Contra-intuïtief vond het onderzoek een sterke trend die erop wees dat patiënten die van nature een groter gemiddeld dwarsdoorsnede-oppervlak van de neusholte hadden, over het algemeen minder symptomen rapporteerden.
Dit lijkt op het eerste gezicht paradoxaal. De operatie die tot ENS kan leiden, werkt immers juist door het dwarsdoorsnede-oppervlak van de neus te vergroten. Het onderzoek, waarin dit verband dicht bij de drempel voor statistische significantie lag (p-waarde = 0.0848) biedt echter een duidelijke verklaring: mensen met een van nature grotere neusholte (door factoren zoals een breder gehemelte) hebben van meet af aan ook een groter totaaloppervlak van het slijmvlies.
Deze grotere initiële "reserve" aan functioneel weefsel kan hen veerkrachtiger maken tegen de gevolgen van een turbinectomie. Het helpt verklaren waarom twee mensen een vergelijkbare ingreep kunnen ondergaan, maar zeer verschillende uitkomsten hebben. Degene die begint met meer slijmvliesoppervlak is mogelijk beter in staat de chirurgische verandering op te vangen zonder ernstige ENS-symptomen te ontwikkelen.
Onderzoekers signaleerden ook een trend die erop wees dat een onevenwichtige luchtstroom aan symptomen zou kunnen bijdragen, maar het verband was zwak en bereikte in deze kleine steekproef geen statistische significantie.
Het onderzoek mat de verhouding van de lucht die door elke kant van de neus stroomt. De gegevens lieten een zwakke positieve correlatie zien (r = 0,246, p-waarde = 0,31), waarbij een grotere onbalans — de ene kant ontvangt aanzienlijk meer of minder lucht dan de andere — samenhing met hogere symptoomscores.
Hoewel deze bevinding in grotere onderzoeken moet worden bevestigd, wijst ze op een belangrijk concept: comfortabel ademen hangt mogelijk niet alleen af van de totale hoeveelheid lucht die de longen binnenkomt, maar ook van de kwaliteit en symmetrie van die luchtstroom. Een sterk asymmetrisch patroon kan een gevoel van ademhalingsongemak veroorzaken dat bijdraagt aan het algemene gevoel niet goed te kunnen ademen.
In een andere ogenschijnlijk paradoxale bevinding stelde het onderzoek een zwakke correlatie vast waarbij een hogere neusweerstand samenhing met hogere symptoomscores.
Dit vormt een uitdaging voor de gangbare aanname dat ENS uitsluitend een probleem is van te weinig weerstand, waarbij lucht te gemakkelijk door de neus stroomt om goed te worden waargenomen. Hoewel deze specifieke correlatie niet statistisch significant was, onderstreept ze de ingewikkelde fysica van de nasale aerodynamica.
Onderzoekers boden enkele mogelijke verklaringen voor deze waarneming. Ten eerste omvatten hun simulaties de farynx (het deel van de keel achter de neus), wat de berekening van de totale weerstand kan beïnvloeden. Belangrijker is dat deze bevinding waarschijnlijk een weerspiegeling is van de dominante factor: een grotere neusholte, die bescherming biedt, heeft toevallig ook een lagere weerstand.
Dit onderzoek maakt duidelijk dat de ernst van ENS een complexe kwestie is die door veel meer wordt bepaald dan alleen de hoeveelheid verwijderd neusschelpweefsel. Het behoud van het slijmvliesoppervlak, het handhaven van een symmetrische luchtstroom en zelfs de anatomie van de patiënt vóór de operatie spelen cruciale en voorheen onderschatte rollen.
Hoewel de kleine steekproefomvang betekent dat sommige van deze bevindingen voorlopig zijn, biedt de studie een cruciale routekaart voor toekomstig onderzoek door het statistisch krachtige signaal van het slijmvliesoppervlak duidelijk te onderscheiden van andere, zwakkere correlaties. De belangrijkste boodschap is dat het behoud van een maximaal slijmvliesoppervlak een primair doel moet zijn bij elke neusoperatie om het risico op ENS te minimaliseren.
Naarmate ons inzicht in de aerodynamica van de neus zich verdiept, hoe zouden toekomstige chirurgische technieken zich dan kunnen ontwikkelen om patiënten beter tegen deze verwoestende aandoening te beschermen?
In het vorige artikel voerde ik een virtuele operatie uit door implantaten toe te voegen. Ik heb de virtuele operatie opnieuw uitgevoerd, waarbij ik de vorige implantaten heb behouden en er aan de linkerkant één heb toegevoegd. Dit is de kant waar de luchtstroom het slechtst verdeeld is tussen de middelste en de onderste neusgang. Daarom wil ik dit met dit nieuwe implantaat verbeteren.
Deze doorsnede is iets na het voorste gedeelte gemaakt; blauw stelt het vorige implantaat voor en rood het implantaat dat ik zojuist heb toegevoegd. Ik heb dit implantaat ontworpen om beter te proberen te voldoen aan de regel die ik in het vorige artikel had opgesteld: overal in de neusholte moet er tussen de wanden 1,5 en 3 mm ruimte zijn. En we kunnen duidelijk zien dat dit hier niet het geval was.
In het rood omcirkelde gebied zien we een toename van de luchtstroom (meer stroomlijnen). Het is niet enorm, maar wel significant.
Op de middelste afbeelding zien we dat na het virtuele implantaat ter hoogte van de onderste neusgang een gebied van lichtblauw naar groen verandert, maar dit is vrij subtiel. Het is een zeer kleine verandering.
We zien dat er in het eerste beeld, waar het virtuele implantaat is geplaatst, een toename van WSS is (rode pijlen). Dat is niet verrassend, omdat het implantaat de wand dichter bij de luchtstroom heeft gebracht. Aan de andere kant is het nogal teleurstellend dat er geen verandering in de onderste neusgang te zien is; de toename van de luchtstroom heeft zich niet vertaald in een toename van WSS. Ik denk dat de toename van de luchtstroom niet groot genoeg is om een significante verandering in WSS te zien.
Ik heb het er in het vorige artikel al over gehad, maar ik denk dat het heel belangrijk is om de "ideale" afstand tussen de wanden (van 1,5 tot 4 mm) te herstellen. En dat is wat ik met dit nieuwe virtuele implantaat heb geprobeerd te doen. Vanuit mijn oogpunt moet deze ideale afstand overal in de neusholte worden hersteld. Ik denk dat dit een van de beste strategieën is om verschillende belangrijke punten te verbeteren:
Dit is precies wat het lichaam doet na een snelle verandering in de anatomie van de neusholte, bijvoorbeeld na een septumdeviatie. Er bestaat namelijk een verband tussen een afwijkend neustussenschot en de vorming van een concha bullosa [1]. In deze studie schrijven de auteurs:
"We vonden ook dat er een sterk verband bestond tussen de aanwezigheid van een concha (unilateraal of een dominante concha) en een afwijking van de convexiteit van het neustussenschot weg van de concha (P < .0001). We vonden echter ook dat het neuskanaal tussen het mediale oppervlak van de concha (unilateraal of dominante concha) en het aangrenzende oppervlak van het neustussenschot altijd behouden bleef"
De interpretatie die we hieraan kunnen geven, is dat het "lichaam" dit doet om de ideale afstand tussen de wanden te herstellen. En als het dat doet, is daar ongetwijfeld een bepaald nut voor.
Het toevoegen van dit virtuele implantaat veranderde de luchtstroom niet drastisch, maar ik denk dat deze optimalisatie nuttig is. Merk op dat ik in het artikel niet over nasale weerstand en symmetrie van de luchtstroom heb gesproken, omdat de verandering na dit virtuele implantaat gering is.
In dit artikel vergelijk ik veel parameters vóór en na de virtuele implantaten om te zien of er verbeteringen zijn. Maar eerst wil ik de oorzaken van ENS uitleggen, want voordat we oplossingen vinden, is het noodzakelijk het probleem goed te begrijpen. In de tweede paragraaf definieer ik de doelstellingen. Welke parameters denk ik met deze virtuele implantaten te kunnen verbeteren?
In het artikel bespreek ik verschillende gebieden in de neusholte. Ter verduidelijking volgt hier een illustratie.I
n rood het voorste deel, het begin van de neusholte; in groen de middelste neusgang, waar de middelste neusschelpen zich bevinden; en ten slotte in blauw de onderste neusgang, waar de onderste neusschelpen zich bevinden.
Het Empty Nose Syndrome kan worden veroorzaakt door het gedeeltelijk of volledig verwijderen van de onderste of middelste neusschelpen. Het kan zelfs worden veroorzaakt door verbranding van het slijmvlies. De verwijdering veroorzaakt volumeverlies, dat wil zeggen een toename van de leegte en een afname van het slijmvliesoppervlak. De verbranding heeft een negatieve invloed op de gezondheid van het slijmvlies. Dit alles heeft veel gevolgen:
Wat met implantaten niet mogelijk lijkt, is het vergroten van het slijmvliesoppervlak: een implantaat verplaatst het slijmvlies alleen maar. In sommige gevallen kan het door het uit te rekken een klein beetje slijmvliesoppervlak creëren, maar het kan geen grote toename veroorzaken.
Wat wel mogelijk is, is de leegte verkleinen en dus het dwarsdoorsnedeoppervlak verkleinen. Het doel is de implantaten zo te ontwerpen dat ze:
De virtuele implantaten worden in rood weergegeven. We kunnen zeggen dat er 3 implantaten in de linker neusholte zijn: één op de bodem, één in de neuswand en een klein implantaat in het neustussenschot. Rechts bevindt zich een vrij groot implantaat. Houd er rekening mee dat ik niet weet of dit implantaat mogelijk is, omdat het achter mijn bestaande implantaat is geplaatst en de vorm die ik heb ontworpen enorm groot is.
Met het ontwerpen van deze implantaten heb ik geprobeerd de "ideale" afstand tussen de wanden te herstellen. Laat me uitleggen wat ik bedoel met de “ideale” afstand tussen de wanden. Wanneer we een CT-SCAN van een gezonde neusholte bekijken, zien we dat de afstand tussen twee wanden bijna overal hetzelfde is. Ik heb deze gemeten: de afstand ligt tussen 1,5 en 3 mm. Daarom heb ik deze implantaten zo ontworpen dat ze naar deze waarden toe neigen, zonder ze vanwege technische beperkingen overal te bereiken. Ik heb geprobeerd rekening te houden met wat implantatietechnisch mogelijk zou zijn, maar ik heb grote twijfels over het implantaat aan de rechterkant.
Na het virtuele implantaat is het niet verrassend dat het dwarsdoorsnedeoppervlak is afgenomen en dat het door de hele neusholte heen iets regelmatiger is geworden.
Merk op dat de waarden van de controlegroepen afkomstig zijn uit deze studie [6], maar ik heb zelf enkele CT-SCANs van gezonde personen gemeten en waarden tussen 250 en 300 mm² voor het totale dwarsdoorsnedeoppervlak gevonden, in plaats van de 200 mm² uit de studie. Ik weet dus niet wat de normale waarden zijn. Misschien ligt het bereik tussen 200 en 300 mm², maar ik weet het niet. Het oppervlak hangt ook af van de lichaamshouding en lichamelijke activiteit, maar ik ga ervan uit dat bijna alle CT-scans liggend worden gemaakt. De verkregen waarden zijn daarom vergelijkbaar.
In het vorige artikel had ik de rechterzijde niet laten zien; we kunnen zien dat de luchtstroom aan deze zijde iets beter verdeeld is.
We kunnen zien dat er vrijwel geen verandering is in de verdeling van de luchtstroom. Misschien zijn er in het linkerzijaanzicht iets meer stroomlijnen in de onderste neusgang. Maar het is geen enorme verbetering.
Alle oppervlakken met een luchtsnelheid van meer dan 2,5 m/s zijn rood. De piek ligt bij 3,24 m/s.
Ook hier geen echte verbetering van de snelheid.
Alle wanden met een WSS van meer dan 0,1 Pa zijn rood. De piek ligt rond 0,9 Pa.
Hier zien we wel een echte verandering: in de gebieden waar de virtuele implantaten zijn geplaatst, zijn de wanden meer “gekleurd”. Dat betekent dat de WSS hoger is.
In deze doorsneden kunnen we duidelijk zien dat het virtuele implantaat de WSS heeft verhoogd. Er is nu een blauwe en zelfs gele kleur, wat betekent dat de WSS is toegenomen van bijna 0 Pa tot waarden tussen 0,025 en 0,07 Pa.
Hetzelfde geldt hier: er is meer WSS, vooral aan de rechterzijde. Wat ik kan zeggen, is dat dit echt een positieve verandering is. Concreet zou deze verbetering van de WSS het gevoel van de luchtstroom in de onderste neusgang moeten verbeteren. De virtuele implantaten hebben de wanden eenvoudigweg dichter bij de luchtstroom gebracht. Ik denk dat het een goede strategie is om de luchtstroom te identificeren en de wanden vervolgens dichter bij de luchtstroom te brengen om de WSS te verhogen, met behoud van de minimale afstand tussen de wanden (1,5 - 3 mm).
We kunnen zien dat er vrijwel geen verandering is in de luchtvochtigheid.
Er is in de laatste doorsnede iets minder groen en geel, wat betekent dat de temperatuur van de luchtstroom na de virtuele implantaten iets hoger is. De temperatuur op de schaalbalk wordt weergegeven in Kelvin, dus je moet 273 aftrekken om de temperatuur in Celsius te verkrijgen. Daarvoor moet je de waarde ook met 100 vermenigvuldigen. Zo is de temperatuur in het rood bijvoorbeeld gelijk aan 3,096*100= 309,6°K en vervolgens 309,6 - 273 = 36,6°C.
Als je CFD-resultaten zich in het groene vierkant bevinden, is de kans groot dat je een normale neusweerstand en een normale symmetrie van de luchtstroom hebt. De weerstand R staat op de horizontale as en de symmetrie van de luchtstroom theta (𝚹) op de verticale as. Je kunt hier in dit onderzoek zien hoe deze indicatoren worden berekend [7].
Vóór de virtuele implantaten bedraagt het debiet 7 l/min aan de linkerzijde en 7,3 l/min aan de rechterzijde. Dit komt overeen met een 𝚹 van 1,028, wat zeer goed is: de luchtstroom is vrijwel gelijk in de rechter- en linker neusholte. Na de virtuele implantaten bedraagt het debiet 6,9 l/min aan de linkerzijde en 7,68 l/min aan de rechterzijde. Dit komt overeen met een 𝚹 van 1,097, wat iets minder goed is, maar volgens Flowgy nog steeds normaal. Als ik dit zou willen corrigeren, zou ik een kleiner implantaat aan de rechterzijde of een groter implantaat aan de linkerzijde moeten ontwerpen.
De neusweerstand R wordt berekend op basis van verschillende parameters, zoals het drukverschil tussen de omgeving en de keelholte (delta P), het debiet, de luchtdichtheid en het oppervlak van de neusgaten. Wanneer de lucht door de neusholte stroomt, ondergaat deze een drukverlies door de wrijving tegen de wanden; dit is de delta P.
Vóór de virtuele implantaten bedraagt de waarde 4,7 en daarna 6,94. Het is niet verrassend dat de waarde is toegenomen, omdat de virtuele implantaten de dwarsdoorsnede in bepaalde delen van de neusholte hebben verkleind.
Dit is eerder positief, omdat de waarde volgens de grafiek maar net binnen de norm lag. Na de implantaten zijn de waarden iets in de goede richting opgeschoven. Houd er echter rekening mee dat de absolute waarde van R niet erg nauwkeurig is, omdat deze afhankelijk is van veel parameters in de simulatie. Het is slechts een indicator om te zien of de virtuele operatie de waarde in de goede richting heeft veranderd. Bovendien lijkt deze waarde geen invloed te hebben op de ENS-symptomen, zoals ik in de alinea “doelstellingen” heb vermeld. Toch denk ik dat het goed is om binnen de norm te vallen, omdat neusweerstand belangrijk is voor een normale longfunctie [8].
Een van de doelstellingen is niet bereikt: de verdeling van de luchtstroom is niet verbeterd. Ik weet niet echt hoe ik dit kan verbeteren, vooral aan de linkerzijde, waar de situatie bijzonder slecht is.
De virtuele implantaten hebben de WSS echter sterk verbeterd, wat positief is. Ook zijn de temperatuur van de luchtstroom en de neusweerstand iets hoger.
Daarom denk ik dat dit type implantaat nuttig kan zijn, vooral voor het gevoel van de luchtstroom.
Allereerst, wat is Flowgy? Flowgy is software voor CFD van de neusholte, met hulpmiddelen voor virtuele chirurgie. In dit artikel vergelijk ik de resultaten die ik met mijn industriële software (Onshape en Simscale) heb verkregen met de resultaten van Flowgy. Ik wil Pr Manuel Burgos bedanken voor het uitlenen van de software en het beantwoorden van al mijn vragen.
Ik heb in beide softwareprogramma's de maximumsnelheid ingesteld op 3,25 m/s. We zien hetzelfde: het grootste deel van de luchtstroom gaat door de middelste neusgang. Merk op dat ik in Flowgy alleen de luchtstroom in de linker neusholte heb weergegeven om duidelijker te kunnen zien wat er gebeurt.
Het belangrijkste verschil tussen de twee weergaven is de maximumsnelheid: deze is ingesteld op 3,5 m/s in Simscale en op 2,5 m/s in Flowgy, omdat ik 3,5 m/s niet kon instellen in Flowgy. Maar we kunnen ongeveer hetzelfde zien: de snelheid van de luchtstroom is veel lager in de onderste neusgang. Het is geruststellend om hetzelfde te zien, want dat betekent dat het 3D-model dat ik van mijn neusholte heb getekend behoorlijk nauwkeurig was.
Het echt interessante aan Flowgy is nu dat er andere gegevens beschikbaar zijn. Een daarvan is bijzonder interessant in de context van ENS: de Wall Shear Stress (WSS). Ik heb WSS al in andere artikelen genoemd. Ik zal iets meer uitleggen over wat WSS is en waarom dit gegeven bijzonder interessant is in de context van ENS. WSS is de druk die de luchtstroom op de wanden uitoefent; de eenheid is de pascal (Pa). Hoe groter de snelheidstoeslag nabij de wand, hoe hoger de WSS. Het is een belangrijke waarde, omdat de WSS het gevoel van de luchtstroom veroorzaakt.
De druk boven 1 Pa wordt rood weergegeven. We zien dat de maximale WSS zich voornamelijk in het voorste gedeelte bevindt, en ook in de middelste neusgang, wat overeenkomt met de snelheid van de luchtstroom. We willen dus een betere verdeling van de WSS tussen de middelste en onderste neusgang. Dat zal ik in het volgende artikel proberen te bereiken met virtuele implantaten.
In deze weergave wordt de luchtvochtigheid van de luchtstroom weergegeven. We zien natuurlijk dat deze toeneemt naarmate de lucht door de neusholte stroomt. In de laatste doorsnede zien we dat een deel van de luchtstroom een luchtvochtigheid van 92% heeft. De waarden zijn zeker niet erg nauwkeurig. Standaard is het slijmvlies in de simulatieparameters ingesteld op 100% luchtvochtigheid, wat een beetje optimistisch is aangezien we door ENS vaak een droog slijmvlies hebben. Tegelijkertijd is de waarde van de ingeademde lucht ingesteld op 20% luchtvochtigheid, wat pessimistisch is, omdat de buitenlucht vaak vochtiger is dan dit. Interessant wordt vooral de vergelijking vóór en na de virtuele implantaten, dus de invoerparameters zijn niet zo belangrijk.
Hetzelfde geldt hier voor de temperatuur van de luchtstroom. In de simulatieparameters is het slijmvlies ingesteld op 309,65°K, oftewel 36,65°C. De ingeademde lucht is ingesteld op 21,15°C. De temperatuur van het slijmvlies is in de context van ENS misschien ook een beetje optimistisch. Ik denk dat de ingang van de neus kouder is door het gebrek aan slijmvlies. Ik kan dit echter niet kwantificeren en het zal afhangen van de ingreep bij de turbinectomie. In deze illustratie is de minimumtemperatuur ingesteld op 300°K (27°C), weergegeven in blauw.
Flowgy levert ons echt interessante gegevens op, die waardevol zullen zijn om te vergelijken vóór en na de toevoeging van virtuele implantaten. Ik zal het er in het volgende artikel over hebben, maar ik denk dat het in 2022 niet langer mogelijk is om een neusoperatie uit te voeren zonder eerst een virtuele operatie te hebben uitgevoerd om te zien wat deze oplevert op het gebied van luchtstroom, WSS enzovoort …
Nu ga ik proberen virtuele implantaten te ontwerpen om de verdeling van de luchtstroom, WSS enzovoort te verbeteren …
Zoals gepland heb ik virtuele implantaten in mijn neusholte ontworpen om de verdeling van de luchtstroom te verbeteren en het dwarsdoorsnedeoppervlak te verkleinen, zodat dit meer in de richting van een gezonde neus gaat.
In het rood staan de virtuele implantaten die ik heb ontworpen. Je kunt zien dat ik aan de rechterkant een implantaat tegen de zijwand achter het bestaande implantaat heb toegevoegd. Het is ongeveer 30 mm lang, 10 mm hoog en 5 mm dik.
Aan de andere kant kunnen we zeggen dat het om twee implantaten gaat: een vloerimplantaat en een implantaat tegen de zijwand.
Het vloerimplantaat is ongeveer 35 mm lang, 6 mm breed en 3 mm dik.
Het implantaat tegen de zijwand is 35 mm lang, 10 mm hoog en 2 mm dik.
Ik weet dus niet of het überhaupt mogelijk is om achter het bestaande implantaat een implantaat toe te voegen, maar ik denk dat het een goed idee is om het dwarsdoorsnedeoppervlak over de hele rechterkant constant te houden.
Aan de linkerkant heb ik twee implantaten toegevoegd die bedoeld zijn om de ruimte tussen de bestaande onderste neusschelpen en de wanden te verkleinen.
We kunnen zien dat de verandering begint op 40 mm van de neusgaten en doorloopt tot 70 mm. Nu bereiken we een maximum van ongeveer 400 mm² in plaats van 500 mm², maar dat ligt nog steeds ver van een gezonde neus. We kunnen dus al zeggen dat de implantaten niet groot genoeg zijn. Mijn eerste doel was echter om een betere luchtstroomverdeling en een constant dwarsdoorsnedeoppervlak te bereiken.
We kunnen snel zien dat er vrijwel niets verandert aan de verdeling en snelheid van de luchtstroom. Misschien is er iets meer luchtstroom in de onderste neusgang, maar het is geen enorme verandering.
In de doorsnedeweergave zien we ook geen significant verschil in de snelheid van de luchtstroom wanneer we de situatie vóór en na de virtuele implantaten vergelijken.
Ik heb een doorsnede gemaakt op dezelfde afstand van de neusgaten bij de twee 3D-modellen (vóór en na de virtuele implantaten). Vervolgens heb ik een punt geplaatst om de snelheid op dezelfde locatie te meten. Na de virtuele operatie is de snelheid ongeveer twee keer zo hoog: 0,26 m/s in plaats van 0,14 m/s in het 3D-model na de virtuele operatie. Maar het gaat slechts om een klein gebied. We kunnen de kleurverandering zien en de snelheid is inderdaad twee keer zo hoog, maar 0,26 m/s is nog steeds een zeer lage snelheid vergeleken met bijvoorbeeld de 2 m/s in het groen. Ik vermoed daarom dat deze verandering wat betreft het gevoel van de luchtstroom vrijwel niet waarneembaar is.
Wat ik op basis van deze gegevens kan zeggen, is dat deze virtuele implantaten vrijwel niets hebben veranderd aan de snelheid en de verdeling van de luchtstroom. Het is mogelijk dat ik in werkelijkheid vrijwel geen verbetering zou voelen als deze implantaten daadwerkelijk zouden worden geplaatst. Maar ENS-symptomen worden niet alleen veroorzaakt door problemen met de luchtstroom. Ook de gezondheid van het slijmvlies, de neuscyclus — die met ingekorte neusschelpen vrijwel niet meer functioneert — en misschien nog andere zaken moeten in aanmerking worden genomen.
Wat is de volgende stap?
Betere plaatsing van de implantaten vinden, en misschien ook grotere implantaten om het dwarsdoorsnedeoppervlak te verkleinen … Ik weet het niet.
Echte neusschelpen reconstrueren… Oké, dat is in werkelijkheid niet mogelijk.
Uiteindelijk is het me gelukt om een 3D-model van mijn neusholte te maken dat met CFD-software kan worden gebruikt.
Voor wie niet weet wat CFD is: het staat voor Computational Fluid Dynamics, oftewel stromingsleer, de studie van vloeistoffen en gassen — in ons geval lucht.
Ik heb een debiet van 15 l/min genomen en geen temperatuurvoorwaarden op de wanden toegepast.
Ter informatie: elk neusgat heeft een oppervlak van ongeveer 68 mm² en het begin van mijn keelholte 420 mm². Je kunt mijn dwarsdoorsnedeoppervlak hier zien, in mijn vorige artikel.
In deze weergave wordt de luchtstroom weergegeven door kleine buisjes. We kunnen zien dat vrijwel alle luchtstroom door de middelste neusgang gaat, met een snelheid tussen 1,5 en 2 m/s. In de onderste neusgang daarentegen is vrijwel geen luchtstroom en is de snelheid zeer laag, minder dan 0,5 m/s. Dicht bij de neusgaten is de snelheid in sommige gebieden vrij hoog, rond 3 m/s.
Hetzelfde geldt voor de linkerkant.
In deze weergave is de neusholte in doorsneden weergegeven: links in de afbeelding bevindt deze zich dicht bij het neusgat en rechts dicht bij de keelholte. We zien alleen de snelheid, niet de hoeveelheid luchtstroom. We zien hetzelfde als in de andere weergaven: een zeer lage snelheid in de onderste neusgang, ondanks mijn implantaat tegen de rechterneuswand.
De resultaten zijn niet erg verrassend; sommige onderzoeken komen tot dezelfde conclusie over de verdeling van de luchtstroom. In dit onderzoek lieten ze bijvoorbeeld hetzelfde zien: een aanzienlijke vermindering van de luchtstroom in de onderste neusgang (25,8% ± 17,6%). Ook lieten ze een vermindering zien van de wandafschuifspanning (WSS) in het gebied van de onderste neusgang. Dat is de wrijvingskracht op de wanden van het slijmvlies. Minder afschuifspanning betekent een minder sterke gewaarwording van de luchtstroom. Ik weet het niet zeker, maar een kleinere hoeveelheid luchtstroom en een lagere snelheid betekenen waarschijnlijk minder wandafschuifspanning. In mijn simulatie kon ik de wandafschuifspanning door softwarebeperkingen niet meten, maar aangezien de snelheid en luchtstroom in de onderste neusgang zeer laag zijn, kunnen we zeggen dat dit ook voor de WSS geldt. Volgens ditzelfde onderzoek bleken de symptomen van "verstikking" en "een neus die te open aanvoelt" ook significant gecorreleerd te zijn met de maximale WSS rond de onderste neusschelp. Met andere woorden: minder WSS in het gebied van de onderste neusgang betekent meer symptomen van verstikking en een sterker gevoel dat de neus te open is.
Nu we duidelijk zien dat een van de problemen bij ENS de verdeling van de luchtstroom is, zal ik proberen dit te verhelpen met enkele virtuele implantaten die op verschillende plaatsen worden aangebracht. Het doel is natuurlijk om dezelfde verdeling van de luchtstroom als bij een gezonde neus te benaderen.
Voor alle duidelijkheid: ik ben geen onderzoeker en ook geen CFD-specialist, dus de resultaten kunnen door allerlei factoren onjuist zijn. Als je een fout in de omstandigheden of de redenering ziet, neem dan alsjeblieft contact met me op.
