Спосіб визначення ступеня впливу повітряного потоку на слизову оболонку носової порожнини

Реферат: Винахід належить до медицини і стосується способу визначення ступеня впливу повітряного потоку на слизову оболонку носової порожнини, у якому передбачено визначення нерівностей слизової оболонки носової порожнини на ділянках вздовж повітряного каналу за томографічними даними, розрахунок товщини ламінарного межового шару потоку повітря та UA 111311 C2 (12) UA 111311 C2 визначення ступеня впливу повітряного потоку на ділянки слизової оболонки носової порожнини за критерієм відношення довжини її виступів до товщини ламінарного межового шару повітряного потоку при різних режимах дихання. UA 111311 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до області медицини, а власне до оториноларингології, і може бути використаний для діагностики та лікування захворювань верхніх дихальних шляхів. Відомий спосіб передопераційного обстеження пацієнтів з деформаціями зовнішнього носу (Носуля Е.В., Ким И.А. Предоперационное обследование больных с деформациями наружного носа // Российская ринология. - 2000. - № 3. - С. 36-38), що складається з проведення ринометричних досліджень, виконання ендоскопічного обстеження порожнини носа, проведення функціональних досліджень верхніх дихальних шляхів, виконання інтроскопічного обстеження стану носових пазух та проведення психоемоційного аналізу статусу пацієнта. Однак у даному способі не проводяться побудова аеродинамічної моделі верхніх дихальних шляхів, визначення нерівностей слизової оболонки носової порожнини та розрахунки товщини ламінарного межового шару потоку повітря, що не дозволяє визначати ступінь травматизації ділянок слизової оболонки повітряним потоком та сприяти виявленню патогенезу хронічних ринологічних захворювань. Найбільш близьким за сукупністю ознак є спосіб планування оперативних втручань при лікуванні порушень повітряної провідності верхніх дихальних шляхів (Пат. України № 92395 МПК (2009) А61В 5/087, опубл. 25.10.2010, Бюл. № 20), який складається з проведення ринометричних досліджень, виконання ендоскопічного обстеження порожнини носа, проведення функціональних досліджень верхніх дихальних шляхів, виконання інтроскопічного обстеження стану носових пазух, проведення процедури формування просторової сегментованої лофтингової моделі повітряних шляхів носової порожнини, побудови аеродинамічної моделі верхніх дихальних шляхів для визначення витрати Q повітря за формулою: p p , Q  l R g S де l - довжина ділянки носового ходу, S - площа перетину ділянки носового ходу p - перепад тиску повітря на ділянці носового ходу, R - аеродинамічний опір на ділянці носового ходу,  g  8 / r 2 - характеристичний аеродинамічний опір, де   1,7  10 5 Па·с - коефіцієнт динамічної в'язкості для повітря при нормальних умовах, r - радіус перетину ділянки носового ходу, віртуального моделювання корекції форми анатомічних структур шляхом зміщення кісткових утворень та скорочення об'єму слизової оболонки на просторовій сегментованій лофтинговій моделі повітряних шляхів носової порожнини для зменшення локальних аеродинамічних опорів носових ходів, визначення основних аеродинамічних показників носового дихання та прогнозування результатів оперативного втручання щодо покращення повітряної провідності носових ходів за формулами K Q  Q2 / Q1  100 % та KR  R1 / R2  100% , які характеризують процентні співвідношення між існуючими Q1, R1 та прогнозованими Q2, R2 параметрами витрати повітря та аеродинамічного опору верхніх дихальних шляхів відповідно. Однак у даному способі не проводиться визначення нерівностей слизової оболонки носової порожнини та розрахунки товщини ламінарного межового шару потоку повітря, що не дозволяє визначати ступінь впливу повітряного потоку на ділянки слизової оболонки і знижує ефективність діагностики та лікування дихально-нюхальних порушень. В основу винаходу поставлена задача створення такого способу визначення ступеня впливу повітряного потоку на слизову оболонку носової порожнини, який дозволяв би, за рахунок визначення нерівностей слизової оболонки носової порожнини та розрахунку товщини ламінарного межового шару потоку повітря, визначати ступінь впливу повітряного потоку на ділянки слизової оболонки і, як наслідок, підвищити ефективність діагностики та лікування дихально-нюхальних порушень і сприяти виявленню патогенезу (механізму виявлення) хронічних ринологічних захворювань. Такий технічний результат може бути досягнутий, якщо в спосіб визначення ступеня впливу повітряного потоку на слизову оболонку носової порожнини, який складається з проведення ринометричних досліджень, виконання ендоскопічного обстеження порожнини носа, проведення функціональних досліджень верхніх дихальних шляхів, виконання інтроскопічного обстеження стану носових пазух, проведення процедури формування просторової сегментованої лофтингової моделі повітряних шляхів носової порожнини, побудови аеродинамічної моделі верхніх дихальних шляхів, визначення основних аеродинамічних показників носового дихання, згідно з винаходом, вводяться визначення нерівностей слизової оболонки носової порожнини на 1 UA 111311 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ділянках вздовж повітряного каналу за томографічними даними, розрахунок товщини ламінарного межового шару потоку повітря, визначення ступеня впливу повітряного потоку на ділянки слизової оболонки носової порожнини за критерієм відношення довжини її виступів до товщини ламінарного межового шару повітряного потоку при різних режимах дихання. Таким чином, за рахунок введення в спосіб визначення ступеня впливу повітряного потоку на слизову оболонку носової порожнини процедур визначення нерівностей слизової оболонки носової порожнини та розрахунку товщини ламінарного межового шару потоку повітря, досягається визначення ступеня впливу повітряного потоку на ділянки слизової оболонки і, як наслідок, підвищення ефективності діагностики та лікування дихально-нюхальних порушень і уточнення механізму виникнення хронічних ринологічних захворювань. На фіг. 1а представлено ділянку на аксіальному томографічному зрізі носової порожнини; на фіг. 1б представлено розподіл нерівностей слизової оболонки на відповідній ділянці вздовж носової порожнини відносно до товщини  ламінарного межового шару повітряного потоку при (н) (п) (ф) різних режимах ( - нормальному,  - підсиленому,  - форсованому дихання); позначено ділянки носової порожнини, де при спокійному диханні визначаються А - відсутність, В - високий ризик присутності, та С - присутність негативного впливу повітряного потоку на слизову оболонку лівої середньої носової раковини. Спосіб, що пропонується, може бути реалізований так: виконуються ринометричні дослідження, що включають визначення анатомічної форми та розмірів зовнішнього носа, оцінювання ступеня деформації зовнішнього носа шляхом вимірювань відстаней між серединною лінією носа та найбільш латеральною точкою його поверхні, виміри висоти зовнішнього носа у фронтальній та сагітальній площинах, визначення ступеня асиметрії колумели. Далі виконується ендоскопічне обстеження носа, яке включає огляд різних відділів верхніх дихальних шляхів за допомогою оптичного відеоендоскопа для безпосереднього візуального оцінювання локалізації та ступеня деформації глибоко розташованих анатомічних структур а також стану слизової оболонки носової порожнини. На наступному етапі виконуються функціональні дослідження верхніх дихальних шляхів для об'єктивної оцінки показників носового дихання (витрати повітря при диханні, відповідної різниці тиску повітря, аеродинамічний опір верхніх дихальних шляхів, пневматична потужність носового дихання) шляхом проведення передньої або задньої активної риноманометрії при різних режимах дихання (спокійне, підсилене, форсоване), а також дослідження нюхальних порушень ольфактометричним методом, що вказує на ступінь пошкодження нюхальних рецепторів. Далі виконується інтроскопічне дослідження порожнини носа та навколоносових пазух за даними рентгенівської спіральної комп'ютерної томографії (див. фіг. 1а). Сканування виконують з кроком 1 мм паралельно базовій площині черепа. За даними аксіальних томографічних зрізів виконується формування єдиної узагальненої вексельної томографічної моделі верхніх дихальних шляхів, яка містить структуровані дані щодо розташування кісткових та хрящових об'єктів носової порожнини, а також слизової оболонки, шкірних покровів зовнішнього носа, повітряних шляхів та навколоносових пазух. Далі за даними створеної узагальненої воксельної томографічної моделі за допомогою розробленого програмного забезпечення виконується формування та візуалізація сегментованої просторової лофтингової моделі повітряних шляхів носової порожнини, яка містить тільки контури структур, які обмежують порожнини носа та навколоносових пазух. Наступним кроком виконують побудову аеродинамічної моделі верхніх дихальних шляхів, для кількісної оцінки основних аеродинамічних параметрів, що характеризують процес проходження повітря через ділянки носової порожнини. При цьому в залежності від значення числа Re Рейнольдса, яке визначається за формулою V  dг , (1) Re   де V - середня швидкість повітря в носовій порожнині (задається за риноманометричними даними в залежності від витрати Q повітря) для різних режимів дихання - спокійного (0,3 л/с), підсиленого (1 л/с), форсованого (2 л/с));  - коефіцієнт кінематичної в'язкості, що дорівнює для повітря при нормальних умовах -5 2 1,5·10 м /с; d г - гідравлічний діаметр, що враховує складну конфігурацію перетинів носової порожнини за формулою 4S , (2) dг  П де S - середня площа перетину носового ходу; 2 UA 111311 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 П - змочений периметр перетину носового ходу, визначають режим течії повітря (при значенні Re