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Einleitung: Strömungsanalysen der menschlichen Nase sind aufgrund der engen anatomischen Verhältnisse kompliziert. Während früher Flüssigkeitsmodelle herangezogen wurden, übernehmen heute dreidimensionale, hochauflösende Computer-Modelle diese Aufgabe. Mit steigender Rechenleistung erhöhen sich auch die Möglichkeiten der dreidimensionalen Darstellung. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Darstellung der nasalen Durchströmung im Normalmodell, nach Muschelchirurgie, bei Vorliegen verschiedener Septumperforationen und während des Niesens im Vergleich zu bisherigen Strömungsmodellen.

Methoden: Realistische 3D-Nasenmodelle wurden aus CT-Daten erstellt. Mit der Software Fluent (ANSYS Workbench 14) wurde die Strömungsdynamik, Befeuchtung und Erwärmung der eingeatmeten Luft berechnet. Ergebnisse von in vivo Untersuchungen wurden als Randbedingungen der Simulation verwendet. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgte über Schnittbilder und dreidimensionale Videosimulationen.

Ergebnisse: Bei normalen anatomischen Verhältnissen erfolgen die Erwärmung auf über 30°C und Befeuchtung auf annähernd 100% relative Feuchte für Ruheatmung fast ausschließlich in der Nasenhaupthöhle. Muschelresektionen und Septumperforationen können je nach Lage erheblichen Einfluss auf Strömung und Klimatisierung haben. Vor allem Pathologien im vorderen Bereich der Nase unter Einschluss der Nasenklappe haben negative Auswirkungen

Schlussfolgerung: Eine gleichzeitige Analyse von Luftströmung, Erwärmung und Befeuchtung ist nur mit numerischen Modellen möglich. Effekte auch sehr kleiner Veränderungen können mit beliebig vielen Messpunkten dargestellt werden. Auswirkungen von geplanten Operationen und Pathologien auf die Nasenphysiologie können noch genauer analysiert werden.

Unterstützt durch: ANSYS Germany

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.