Computational modeling of flow and gas exchange in models of the human maxillary sinus

Die vorliegende Studie nutzt numerische Modellierung, um das Verständnis des Gasaustauschs in den Nasennebenhöhlen zu erhöhen, der als Faktor bei Nasennebenhöhlenerkrankungen angesehen wird. Schätzungen der Größenordnung und numerische Strömungsmechanik-Simulationen wurden verwendet, um den konvektiven und diffusen Transport zwischen der Nase und der Nasennebenhöhle in einer Reihe von vereinfachten Geometrien zu untersuchen. Die Wechselwirkung zwischen dem mukoziliären Transport und dem Gasaustausch wurde modelliert und als vernachlässigbar befunden. Die Diffusion war der dominante Transportmechanismus für kleine Ostien und große Konzentrationsunterschiede zwischen der Nasennebenhöhle und der Nase, während die Konvektion für größere Ostien oder kleinere Konzentrationsunterschiede wichtig war. Das Vorhandensein eines oder mehrerer zusätzlicher Ostien kann die Ventilationsrate der Nasennebenhöhlen um mehrere Größenordnungen erhöhen, da es einen Nettostrom durch die Nasennebenhöhle ermöglicht. Schätzungen des Transports von Stickstoffmonoxid (NO) durch das Ostium basierend auf gemessenen NO-Konzentrationen in der Nasennebenhöhle und der Nase legen nahe, dass die Nasennebenhöhlen nicht das gesamte NO in der nasal ausgeatmeten Luft liefern können.