Wprowadzenie
Przede wszystkim, czym jest Flowgy? Flowgy to oprogramowanie przeznaczone do CFD jamy nosowej, wyposażone w narzędzia do wirtualnej chirurgii. W tym artykule porównam wyniki uzyskane za pomocą mojego oprogramowania przemysłowego (Onshape i Simscale) z wynikami uzyskanymi w Flowgy. Chciałbym podziękować prof. Manuelowi Burgosowi za użyczenie mi oprogramowania i odpowiedzi na wszystkie moje pytania.
W obu programach ustawiłem maksymalną prędkość na 3,25 m/s. Widzimy to samo: większość przepływu powietrza przechodzi przez przewód nosowy środkowy. Zwróć uwagę, że w Flowgy pokazałem przepływ powietrza tylko w lewej jamie nosowej, aby wyraźniej zobaczyć, co się dzieje.
Przekroje - prędkość
Główna różnica między tymi dwoma widokami dotyczy maksymalnej prędkości: w Simscale jest ona ustawiona na 3,5 m/s, a w Flowgy na 2,5 m/s, ponieważ nie udało mi się ustawić w Flowgy wartości 3,5 m/s. Możemy jednak mniej więcej zobaczyć to samo: prędkość przepływu powietrza jest znacznie niższa w przewodzie nosowym dolnym. To uspokajające, że widzimy to samo, ponieważ oznacza to, że narysowany przeze mnie model 3D jamy nosowej był dość dokładny.
Naprężenie styczne na ścianie
Najciekawsze w Flowgy jest teraz to, że dostępne są również inne dane. Jedną z nich, szczególnie interesującą w kontekście ENS, jest naprężenie ścinające przy ścianie (Wall Shear Stress, WSS). Wspominałem już o WSS w innych artykułach. Wyjaśnię nieco dokładniej, czym jest WSS i dlaczego jest to szczególnie interesująca dana w kontekście ENS. WSS to nacisk wywierany przez przepływ powietrza na ściany, a jego jednostką jest paskal (Pa). Im większy gradient prędkości w pobliżu ściany, tym większe WSS. Jest to ważna wartość, ponieważ to właśnie WSS odpowiada za odczuwanie przepływu powietrza.
Ciśnienie wyższe niż 1 Pa jest oznaczone kolorem czerwonym. Widzimy, że maksymalne WSS występuje głównie w części przedniej, a także w przewodzie nosowym środkowym, co odpowiada prędkości przepływu powietrza. Chcemy więc uzyskać lepszy rozkład WSS między przewodem nosowym środkowym a dolnym. Spróbuję to zrobić za pomocą wirtualnych implantów w następnym artykule.
Wilgotność przepływu powietrza
Na tym widoku przedstawiono wilgotność przepływającego powietrza. Oczywiście widzimy, że wzrasta ona w miarę przechodzenia powietrza przez jamę nosową. Widzimy, że w ostatnim przekroju część przepływu powietrza ma wilgotność 92%. Wartości te z pewnością nie są bardzo precyzyjne. Domyślnie w parametrach symulacji wilgotność błony śluzowej ustawiona jest na 100%, co jest nieco optymistyczne, biorąc pod uwagę, że z powodu ENS błona śluzowa często jest sucha. Jednocześnie wartość wilgotności wdychanego powietrza ustawiono na 20%, co jest pesymistyczne, ponieważ powietrze na zewnątrz często jest bardziej wilgotne. Interesujące będzie porównanie przed i po zastosowaniu wirtualnych implantów, dlatego parametry wejściowe nie są aż tak istotne.
Temperatura przepływu powietrza
To samo dotyczy temperatury przepływającego powietrza. W parametrach symulacji temperatura błony śluzowej ustawiona jest na 309,65°K, czyli 36,65°C. Temperatura wdychanego powietrza ustawiona jest na 21,15°C. Temperatura błony śluzowej w kontekście ENS również może być nieco zbyt optymistyczna. Sądzę, że temperatura w wejściu do nosa jest niższa z powodu braku błony śluzowej. Nie potrafię jednak tego skwantyfikować i będzie to zależeć od agresywności turbinektomii. Na tej ilustracji minimalna temperatura jest ustawiona na 300°K (27°C) i oznaczona kolorem niebieskim.
Podsumowanie, co dalej?
Flowgy dostarcza naprawdę interesujących danych, które będą cenne przy porównaniu stanu przed i po dodaniu wirtualnych implantów. Opowiem o tym w następnym artykule, ale uważam, że w 2022 roku nie powinno się już wykonywać operacji nosa bez wcześniejszego przeprowadzenia wirtualnej operacji, aby sprawdzić, jaki będzie jej wpływ na przepływ powietrza, WSS itd. …
Teraz spróbuję zaprojektować wirtualne implanty, aby poprawić rozkład przepływu powietrza, rozkład WSS itd. …