Zusammenfassung
Die Erwärmung und Befeuchtung der eingeatmeten Luft ist neben der Reinigung und Riechfunktion
die zentrale Aufgabe der Nasenwege. Die optimale Konditionierung der Atemluft in der
Nase soll einen unbeeinträchtigten alveolären Gasaustausch ermöglichen. Aufgrund der
komplexen dreidimensionalen Struktur der Nasenhöhle und der schlechten Zugänglichkeit
insbesondere tieferer Nasenabschnitte, sind in vivo Messungen des intranasalen Temperatur-
und Wärmeaustausches anhand verschiedener Versuchsanordnungen der gesamten Nase technisch
nicht realisierbar. Das Hauptproblem von intranasalen in vivo Messungen ist die eingeschränkte
räumliche und zeitliche Auflösung. Es können nur Daten an einzelnen Stellen in der
Nase erhoben werden. Eine exakte Untersuchung und Kartierung der Lufttemperatur, -feuchte
und Mukosatemperatur innerhalb der gesamten Nase ist in vivo technisch nicht realisierbar,
da unendlich viele Messungen während des Atemzyklus erforderlich wären und dies nur
bis zu einem gewissen Grad durchführbar ist. Diese Schwierigkeiten mit in vivo Messungen
haben in den letzten Jahren zu einer großen Zahl an numerischen Simulationsprojekten
geführt, die ergänzend Informationen zur äußerst komplexen Funktion der Nasenwege
liefern können. Generell können numerische Simulationen nur eingeschränkt und abhängig
von den eingestellten Randbedingungen des Computermodells, z. B. realistisches Nasenmodell,
Vorhersagen berechnen. Es handelt sich also immer um numerische Näherungen. Ziel dieses
Referates ist die Zusammenschau der messtechnischen Erkenntnisse der nasalen Klimatisierung
in vivo, der Informationen aus den numerischen Simulationen und speziell der Wissensstand
bezüglich des Einflusses von chirurgischen Eingriffen an der Nase und den Nasennebenhöhlen
auf die Klimatisierungsfunktion der Nase.
Abstract
Simulation and Air-conditioning in the Nose
Heating and humidification of the respiratory air are the main functions of the nasal
airways in addition to cleansing and olfaction. Optimal nasal air conditioning is
mandatory for an ideal pulmonary gas exchange in order to avoid dessication and adhesion
of the alveolar capillary bed. The complex three-dimensional anatomical structure
of the nose makes it impossible to perform detailed in vivo studies on intranasal
heating and humidification within the entire nasal airways applying various technical
set-ups. The main problem of in vivo temperature and humidity measurements is a poor
spatial and time resolution. Therefore, in vivo measurements are feasible to a restricted
extent, only providing single temperature values as the complete nose is not entirely
accessible. Therefore, data on the overall performance of the nose are only based
on one single measurement within each nasal segment. In vivo measurements within the
entire nose are not feasible. These serious technical issues concerning in vivo measurements
led to a large number of numerical simulation projects in the last few years providing
novel information about the complex functions of the nasal airways. In general, numerical
simulations only calculate predictions in a computational model, e. g. realistic nose
model, depending on the setting of the boundary conditions. Therefore, numerical simulations
achieve only approximations of a possible real situation. The aim of this report is
the synopsis of the technical expertise on the field of in vivo nasal air conditioning,
the novel information of numerical simulations and the current state of knowledge
on the influence of nasal and sinus surgery on nasal air conditioning.
Schlüsselwörter
Klimatisierung - Strömung - numerische Simulation - CFD - Nase
Key words
climatisation - air flow - numerical simulation - CFD - nose
Literatur
Korrespondenzadresse
kecktill@aol.com
joerg.lindemann@uniklinik-ulm.de
