Inleiding
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.
Doorsneden - snelheid
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.
Wandschuifspanning
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.
Luchtvochtigheid
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.
Luchttemperatuur
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.
Conclusie, hoe nu verder?
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 …