Implantes virtuais, segunda rodada com Flowgy

Introdução

Neste artigo, compararei vários parâmetros antes e depois dos implantes virtuais para verificar se houve melhorias. Mas, antes, gostaria de explicar as causas da ENS, pois, antes de encontrar soluções, é necessário compreender corretamente o problema. No segundo parágrafo, definirei os objetivos. Quais parâmetros acho que posso melhorar com esses implantes virtuais.

No artigo, falarei sobre diferentes regiões da cavidade nasal. Para deixar claro, eis uma ilustração. Em
vermelho, a parte anterior, que é o início da cavidade nasal; em verde, o meato médio, onde ficam as conchas médias; e, finalmente, em azul, o meato inferior, onde ficam as conchas inferiores.

Causas da ENS

A Síndrome do Nariz Vazio pode ser causada por um corte parcial ou completo das conchas inferiores ou médias. Também pode ser causada por uma queimadura da mucosa. O corte provoca perda de volume, ou seja, um aumento do vazio e uma redução da superfície da mucosa. A queimadura afeta negativamente a saúde da mucosa. Tudo isso tem muitos efeitos:

• O aumento do vazio provoca:
  • Uma alteração na distribuição do fluxo de ar; a maior parte do fluxo de ar é redirecionada para o meato médio em caso de turbinectomia inferior [1].
  • Um aumento da área transversal, que reduz a velocidade do fluxo de ar e afeta negativamente a tensão de cisalhamento na parede. Um WSS menor significa menos evaporação do muco devido à passagem do fluxo de ar, o que resulta em um menor efeito de resfriamento da mucosa. De fato, a mudança do muco do estado líquido para o gasoso leva ao consumo de energia, que resfria a mucosa. E é esse resfriamento que é detectado pelos receptores TRPM8 e nos dá a sensação do fluxo de ar [2]. O aumento da área transversal também reduz a resistência nasal.

• A redução da superfície da mucosa provoca:
  • Uma redução no número de receptores TRPM8, simplesmente porque os receptores estão na mucosa e, quanto menos mucosa houver, menos receptores haverá.
  • Uma redução na produção de muco, pelo mesmo motivo: as glândulas que produzem muco encontram-se na mucosa [3].
  • Uma redução no número de vasos sanguíneos, o que pode diminuir a temperatura da mucosa. Simplesmente porque a mucosa é mantida na temperatura adequada graças ao fluxo sanguíneo.

• O corte das conchas perturba o ciclo nasal porque uma grande parte delas desapareceu. O ciclo nasal é o fenômeno que consiste na vasodilatação das conchas de um lado e depois do outro ao longo de um ciclo de algumas horas. No entanto, parece que a utilidade do ciclo nasal ainda é desconhecida [4]. Mas o fenômeno de vasodilatação/vasoconstrição tem outra função muito importante: adaptar a área transversal de acordo com a atividade física. De fato, durante a atividade física, o fluxo de ar aumenta e, em resposta a isso, as conchas diminuem de volume por meio do fenômeno de vasoconstrição [5].

Objetivos dos implantes virtuais

O que parece não ser possível fazer com implantes é aumentar a superfície da mucosa; um implante apenas desloca a mucosa. Em alguns casos, ele pode criar um pouco de superfície de mucosa ao esticá-la, mas não pode proporcionar um aumento significativo.
O que é possível fazer é diminuir o vazio e, portanto, reduzir a área transversal. O objetivo é projetar os implantes para:

• Obter uma melhor distribuição do fluxo de ar entre o meato médio e o inferior, pois parece que esse parâmetro tem um grande impacto nos sintomas da ENS [1].
• Obter uma melhor distribuição do WSS entre as duas regiões e aumentá-lo na região afetada pela turbinectomia. Isso porque o WSS desempenha um papel fundamental na sensação do fluxo de ar, como expliquei nas causas da ENS. Neste estudo [1], os pesquisadores encontraram uma correlação entre o valor do WSS no meato inferior e a sensação de sufocamento. “Entre os 6 itens do ENS6Q, as queixas de “sufocamento” e “nariz aberto demais” apresentaram correlação significativa com o WSS máximo na região da concha inferior”
  Curiosamente, não encontraram nenhuma correlação entre a resistência nasal e os sintomas da ENS. “A resistência nasal não apresentou correlação com o ENS6Q nem com qualquer outra pontuação de sintomas”.

Posicionamento dos implantes virtuais

Os implantes virtuais aparecem em vermelho. Podemos dizer que há 3 implantes na cavidade nasal esquerda: um no assoalho, um na parede nasal e um pequeno no septo. À direita, há um implante bastante grande; observe que não sei se é possível realizar esse implante, pois ele está colocado atrás do meu implante existente e o formato que projetei é enorme.
O que tentei fazer ao projetar esses implantes foi restaurar a distância "ideal" entre as paredes. Deixe-me explicar o que chamo de distância “ideal” entre as paredes. Quando vemos uma tomografia computadorizada de uma cavidade nasal saudável, podemos observar que a distância entre duas paredes é quase a mesma em toda parte. Eu a medi: fica entre 1,5 e 3 mm. Por isso, projetei esses implantes para se aproximarem desses valores, sem alcançá-los em todos os pontos devido a limitações técnicas. Tentei respeitar o que poderia ser feito em termos de implantação, embora tenha muitas dúvidas quanto ao implante direito.

Alteração da área transversal

Após o implante virtual, não é surpreendente que a área transversal tenha diminuído e esteja um pouco mais regular ao longo de toda a cavidade nasal.
Observe que os valores dos grupos de controle foram retirados deste estudo [6], mas medi pessoalmente algumas tomografias computadorizadas de indivíduos saudáveis e encontrei valores entre 250 e 300 mm² de área transversal total, em vez dos 200 mm² do estudo. Portanto, não sei quais são os valores normais. Talvez seja uma faixa entre 200 e 300 mm², não sei. A área também depende da posição do corpo e da atividade física, mas presumo que quase todas as tomografias sejam realizadas com o paciente deitado. Portanto, os valores obtidos são comparáveis.

Resultados

Linhas de corrente

Antes dos implantes virtuais

No artigo anterior, não tinha mostrado o lado direito; podemos ver que há uma distribuição um pouco melhor do fluxo de ar deste lado.

Após implantes virtuais

Podemos ver que quase não há alterações na distribuição do fluxo de ar. Talvez na vista do lado esquerdo haja um pouco mais de linhas de corrente no meato inferior. Mas não é uma grande melhoria.

Velocidade

Antes dos implantes virtuais

Após implantes virtuais

Todas as superfícies onde a velocidade do fluxo de ar é superior a 2,5 m/s estão a vermelho. O pico é de 3,24 m/s.
A mesma coisa aqui: não há uma melhoria real da velocidade.

Tensão de cisalhamento na parede

Antes dos implantes virtuais

Após implantes virtuais

Todas as paredes onde a WSS é superior a 0,1 Pa estão a vermelho. O pico é de cerca de 0,9 Pa.
Podemos ver uma alteração real aqui: nas áreas onde os implantes virtuais foram colocados, as paredes estão mais “coloridas”. Isto significa que a WSS é mais elevada.

Nestes cortes, podemos ver claramente que o implante virtual aumentou a WSS. Agora há azul e até amarelo, o que significa que a WSS aumentou de quase 0 Pa para valores entre 0,025 e 0,07 Pa.

A mesma coisa aqui: há mais WSS, especialmente do lado direito. O que posso dizer é que se trata realmente de uma alteração positiva; concretamente, esta melhoria da WSS deveria melhorar a sensação do fluxo de ar no meato inferior. Os implantes virtuais simplesmente aproximaram as paredes do fluxo de ar. Penso que é uma boa estratégia a adotar: identificar o fluxo de ar e depois aproximar as paredes do fluxo de ar para aumentar a WSS, respeitando simultaneamente a distância mínima entre as paredes (1,5 - 3 mm).

Humidade do fluxo de ar

Antes dos implantes virtuais

Após implantes virtuais

Podemos ver que quase não há alterações na humidade do fluxo de ar.

Temperatura do fluxo de ar

Antes dos implantes virtuais

Após implantes virtuais

Há um pouco menos de verde e amarelo no último corte, o que significa que a temperatura do fluxo de ar é ligeiramente mais elevada depois dos implantes virtuais. A temperatura na escala está em Kelvin, por isso é necessário subtrair 273 para obter a temperatura em Celsius. E também é necessário multiplicar por 100 antes disso. Por exemplo, a vermelho, a temperatura é igual a 3,096*100= 309,6°K e, depois, 309,6 - 273 = 36,6°C.

Resistência nasal e simetria do fluxo de ar

Se os seus resultados de CFD estiverem no quadrado verde, há uma elevada probabilidade de ter uma resistência nasal normal e uma simetria normal do fluxo de ar. A resistência R está no eixo horizontal e a simetria do fluxo de ar theta (𝚹) está no eixo vertical. Pode ver como estes indicadores são calculados neste estudo aqui [7].

Simetria do fluxo de ar

Antes dos implantes virtuais, o caudal é de 7 l/min do lado esquerdo e de 7,3 l/min do lado direito. Isto corresponde a um 𝚹 de 1,028, o que é muito bom: o fluxo é quase igual na cavidade nasal direita e na esquerda. Depois dos implantes virtuais, o caudal é de 6,9 l/min do lado esquerdo e de 7,68 l/min do lado direito. Isto corresponde a um 𝚹 de 1,097, o que é um pouco menos bom, mas continua dentro da normalidade segundo a Flowgy. Portanto, se quisesse corrigir isto, teria de conceber um implante menor à direita ou um maior à esquerda.

Resistência nasal

A resistência nasal R é calculada com base em vários parâmetros, como a diferença de pressão entre o ambiente e a faringe (delta P), o caudal, a densidade do ar e a área das narinas. Quando o ar passa pela cavidade nasal, sofre uma perda de pressão devido ao atrito nas paredes: é o delta P.
Antes dos implantes virtuais, o valor é 4,7 e, depois, 6,94. Não é surpreendente que o valor tenha aumentado, porque os implantes virtuais reduziram a área transversal em determinadas regiões da cavidade nasal.
Isto é, na verdade, positivo, porque, de acordo com o gráfico, o valor estava apenas dentro da norma. Depois dos implantes, os valores avançaram um pouco na direção certa. Mas note que o valor absoluto de R não é muito preciso, pois depende de muitos parâmetros da simulação. É apenas um indicador para verificar se a cirurgia virtual alterou o valor na direção certa. Além disso, este valor parece não ter impacto nos sintomas de ENS, como mencionei no parágrafo “objetivos”. Ainda assim, penso que é bom estar dentro da norma, porque a resistência nasal é útil para o funcionamento normal dos pulmões [8].

Conclusão

Um dos objetivos não foi alcançado: a distribuição do fluxo de ar não melhorou. Não sei bem como melhorá-la, especialmente do lado esquerdo, onde é particularmente má.
No entanto, os implantes virtuais melhoraram bastante a WSS, o que é positivo. Além disso, a temperatura do fluxo de ar e a resistência nasal estão ligeiramente mais elevadas.
Por isso, penso que este tipo de implante pode ser útil, especialmente para a sensação do fluxo de ar.

Referências

1. Investigação da aerodinâmica nasal anormal e das funções trigeminais em pacientes com síndrome do nariz vazio, Chengyu Li, PhD, Alexander A. Farag, MD, Guillermo Maza, MD, Sam McGhee, Michael A. Ciccone, Bhakthi Deshpande, MA, Edmund A. Pribitkin, MD, Bradley A. Otto, MD, and Kai Zhao, PhD
2. Fisiopatologia da síndrome do nariz vazio: uma revisão sistemática, Jeanie Sozansky BS, Steven M. Houser MD,
3. Glândulas submucosas, Wikipedia
4. O ciclo nasal na saúde e na doença, J. Hanif
5. Manual abrangente de otorrinolaringologia de Sataloff: cirurgia da cabeça e do pescoço, Robert T Sataloff, capítulo 19, p 286
6. Dinâmica computacional de fluidos e exames sensoriais trigeminais de pacientes com síndrome do nariz vazio, Chengyu Li , Alexander A Farag , James Leach , Bhakthi Deshpande, Adam Jacobowitz , Kanghyun Kim , Bradley A Otto , Kai Zhao
7. Estimadores adimensionais robustos para avaliar o fluxo de ar nasal na saúde e na doença, E. Sanmiguel-Rojas M. A. Burgos C. del Pino M. A. Sevilla-García F. Esteban-Ortega
8. Cirurgia dos cornetos e síndrome do “nariz vazio”, Marc Oliver Scheithauer, parágrafo 8