УДК 611.715.6

 Д.А. ЩЕРБАКОВ¹, В.Н. КРАСНОЖЕН², Е.М. ПОКРОВСКАЯ³

 ¹Тюменский государственный медицинский университет МЗ РФ

²Казанская государственная медицинская академия – филиал РМАНПО МЗ РФ

³Казанский (Приволжский) федеральный университет

Контактная информация:

Щербаков Дмитрий Александрович – кандидат медицинских наук, доцент кафедры ортопедической и хирургической стоматологии с курсом ЛОР-болезней

Адрес: 625000, г. Тюмень, ул. Одесская, д. 54, тел.  (3452) 68-92-01

Цель: на основе метода вычислительной аэродинамики смоделировать воздушные потоки в полости носа и ВЧП после ремоделирования крючковидного отростка.

Материал и методы: 19 пациентам с хроническими гнойными верхнечелюстными синуситами проведено  ремоделирование крючковидного отростка и CFD–моделирование аэродинамики.

Результаты: методом CFD-моделирования аэродинамики доказано уменьшение патологического воздухообмена между верхнечелюстной пазухой и полостью носа после ремоделирования крючковидного отростка.

Ключевые слова: крючковидный отросток, верхнечелюстная пазуха.

 

D.A. SHCHERBAKOV¹, V.N. KRASNOZHEN², Е.М. POKROVSKAYA³

¹Tyumen State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

²Kazan State Medical Academy ― Branch Campus of the FSBEI FPE RMACPE MOH Russia

³Kazan (Volga Region) Federal University

Restoration of the uncinate process of the ethmoid bone with the “Recost” biomaterial

Contact details:

Scherbakov D.A. – PhD, Professor assistant of the Department of Orthopedic and Surgical Dentistry with the course of ENT-diseases

Address: 54 Odesskaya St., Tyumen, Russian Federation, 625000, тел.  (3452) 68-92-01

 Objective: To simulate airflow in nasal cavity and paranasal sinuses after remodeling of uncinate process, based on the computational aerodynamics method.

Material and methods: 19 patients with chronic purulent maxillary sinusitis underwent remodeling of the uncinate process and CFD – aerodynamic modeling.

Results: CFD-modeling of aerodynamics proved the reduction of pathological air exchange between the maxillary sinus and the nasal cavity after remodeling the uncinate process.

Key words:  uncinate process (UP), maxillary sinus cavity.

 

Несмотря на то, что функциональная эндоскопическая риносинусохирургия  (ФЭРС) является наиболее часто выполняемой операцией, постоянной темой дискуссий специалистов является «резецировать или сохранять крючковидный отросток». В соответствии с накопленным опытом и результатами проводимых исследований воздухообмена и газового состава околоносовых пазух, пересматриваются уже имеющиеся данные. Актуальным является поиск новых решений по отношению к крючковидному отростку. Поскольку излишний радикализм по отношению к крючковидному отростку и естественному соустью ВЧП способен привести к нарушению аэродинамики околоносовых пазух [1-5], назрела необходимость в разработке методики ремоделирования крючковидного отростка при его анатомо-функциональной несостоятельности [6,7].

Цель работы. Доказать эффективность предложенной методики ремоделирования крючковидного при его анатомо-функциональной несостоятельности у больных хроническим верхнечелюстным синуситом, используя метод вычислительной аэродинамики смоделированных воздушных потоков.

 Материал и методы. Ретроспективному анализу подвергнуты 54 пациента с хроническим гнойным верхнечелюстным синуситом, в анамнезе у которых была инфундибулотомия или баллонная синусопластика. Несмотря на успешно проведенные операции, у 24 (44,4%) пациентов этой группы продолжали рецидивировать гнойные верхнечелюстные синуситы. При анализе компьютерных томограмм пациентов с рецидивами было выявлено, что типы резекции кости при выполнении данных операций соответствовали полной резекции крючковидного отростка, а средний размер естественного соустья верхнечелюстной пазухи составил  11,4 мм МКР 8,78-12,43** (**- медиана).  19 пациентам с рецидивами гнойных верхнечелюстных синуситов выполнена разработанная нами операция ремоделирования крючковидного отростка. Пациентов брали на ремоделирование в стадии ремиссии после проведенной общей и местной антибактериальной терапии.

Показания к операции: 1) хронический гнойный верхнечелюстной синусит с частыми обострениями; 2) в анамнезе – инфундибулотомия или баллонная синусопластика;

3) данные КТ ОНП и эндоскопии полости носа – отсутствие КО, размер ЕС ВЧП около 10 мм.

Ход операции: Вмешательство проводили под местной анестезией. После вертикального разреза слизистой серповидным скальпелем, производилась частичная отслойка слизистой оболочки боковой стенки перед зоной остиомеатального комплекса с формированием канала, в который имплантировался костнозамещающий материал «Рекост». «Рекост» использовался в твердой фазе. Имплантируемому материалу придавали бором форму «дольки». В канал имплантат заводился острым краем кпереди. После имплантации производилась передняя тампонада на сутки. Послеоперационный период у всех пациентов протекал без особенностей. Отторжение имплантационного материала отмечалось у одного пациента в течение месяца после операции, что было связано с возобновившимся гноетечением из верхнечелюстной пазухи. Всем пациентам через 1,5-3 месяца проводили КТ ОНП и эндоскопическую диагностику (рис. 1-3). Максимальная длительность наблюдения составила 2 года. Остальные пациенты в течение данного периода находились в ремиссии.

Рисунок 1.

Эндоскопическая картина через 3 месяца после операции 1 – реконструированный крючковидный отросток, 2 – средняя носовая раковина, 3 – средний носовой ход.

Fig.1.

Endoscopic picture 3 months after surgery 1 — uncinate process, 2 — middle turbinate, 3 — middle nasal passage.

Рисунок 2.

Аэродинамическая модель правой половины полости носа и ВЧП, после резекции КО, вид спереди (стрелкой указано направление движения воздуха).

Fig. 2.

Aerodynamic model of the right half of the nasal cavity and intracranial cavity, after resection of the UP, front view (the arrow indicates the direction of air movement).

Рисунок 3.

Аэродинамическая модель правой половины полости носа и ВЧП, после ремоделирования КО, вид спереди (стрелкой указано направление движения воздуха).

Fig. 3.

Aerodynamic model of the right half of the nasal cavity and intracranial cavity, after remodeling of the UP, front view (the arrow indicates the direction of air movement).

Цифровое моделирование воздушного потока осуществлялось с помощью программного комплекса «Ansys Fluent». Программа «Invesalius» генерирует файл формата STL из компьютерно-томографических снимков в трех проекциях. Было создано три рабочие модели: 1) модель 1 – околоносовые пазухи без патологии; 2) модель 2 –  состояние после инфундибулотомии – отсутствие крючковидного отростка, расширенное естественное соустье 10 мм; 3) модель 3 – состояние после ремоделирования крючковидного отростка.

Результаты и обсуждение

Моделирование воздушных пространств полости носа и ВЧП позволило получить цифровую модель, включающую всю пазуху, соответствующую половину полости носа и носоглотку.

Модель 1 – правая половина полости носа и верхнечелюстная пазуха (ВЧП) без патологии

По результатам проведенных расчетов Модели 1:

– в ВЧП отсутствует движение воздуха (скорость воздуха в ВЧП ниже 0 м/с);

– в полости носа скорость воздуха изменяется в пределах от 6 до 10 м/с.

Модель 2 — правая полость носа и верхнечелюстная пазуха (ВЧП) после резекции крючковидного отростка (КО)

По результатам проведенных расчетов Модели 2 (рис. 2):

– в ВЧП воздух попадает со скоростью в пределах 0.5-1м/с;

– в полости носа скорость воздуха изменяется в пределах от 12 до 16 м/с.

Модель 3 – правая полость носа и верхнечелюстная пазуха (ВЧП) после ремоделирования крючковидного отростка (КО)

По результатам проведенных расчетов Модели 3 (рис. 3):

– в ВЧП воздух попадает со скоростью в пределах 0.25-0.5м/с;

– в полости носа скорость воздуха изменяется в пределах от 9 до 12 м/с.

Выводы: 1) Полная резекция крючковидного отростка  и  излишнее расширение естественного соустья верхнечелюстной пазухи приводят к появлению патологической аэрации верхнечелюстной пазухи в пределах 0,5-1 м/с и увеличению воздухопотока в решетчатой воронке до 12-16 м/с.

2) Применение методики ремоделирования крючковидного отростка позволяет восстановить утраченный крючковидный отросток и уменьшить патологический воздухообмен между верхнечелюстной пазухой и полостью носа.

3) Разработанная нами методика ремоделирования крючковидного отростка, выполненная с целью предупреждения рецидивирования хронических гнойных верхнечелюстных синуситов у пациентов с анатомо-функциональной несостоятельностью крючковидного отростка оказалась эффективной в 94,7% случаев. Применение ремоделирования крючковидного отростка позволит снизить частоту рецидивов хронических гнойных верхнечелюстных синуситов, улучшив качество жизни данной категории больных.

Щербаков Д.А. – http:/orcid.org/ 0000-0002-4334-3789

Красножен В.Н. – http:/orcid.org/0000-0001-9437-4895

Покровская Е.М. – http:/orcid.org/0000-0002-1564-7726

ЛИТЕРАТУРА

1. Крюков А.И., Щербаков Д.А., Красножен В.Н. Компьютерное моделирование анатомо-функциональной недостаточности крючковидного отростка // Российская оториноларингология. – 2017. – №2(87). – С. 60-63.
2. Пискунов В.С. Функциональное и клиническое значение анатомических структур, формирующих полость носа: автореф. дис. … д-ра мед.наук. М., 2009. С. 42.
3. Щербаков Д.А., Крюков А.И., Красножен В.Н., Гарскова, Ю.А. CFD-моделирование воздушных потоков в верхнечелюстной пазухе // Вестник оториноларингологии. – 2017. – №4. – С.32-34.
4. Щербаков Д.А., Нураева А.Б., Штеренберг Д.Г., Ткачев А.А. Экспериментальное обоснование применения диспергированного костного аллотрансплантата для восполнения дефицита костной ткани // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2011. – № 14 (133). – С. 416–418.
5. Xiong G.X., Zhan J.M., Jiang H.Y., Li J.F., Rong L.W., Xu G. Computational fluid dinamics simulation of airflow in the normal nasal cavity and paranasal sinuses // American Journal of Rhinology. – 2008. – Vol. 22. – Р. 477–482.
6. Туровский А.Б. Лечение больных с синуситом, развившемся на фоне морфо-функциональной недостаточности крючковидного отростка // Российская оториноларингология. – 2008. – №5. – С. 159-161.
7. Туровский А.Б. Лечение и меры профилактики рецидивирующего бактериального синусита: автореф. дис. … д-ра мед. наук. М., 2009. С. 49.

REFERENCES

1. Kryukov A.I., Shcherbakov D.A., Krasnozhen V.N. Computer simulation of anatomical and functional insufficiency of the hooked process. Rossiyskaya otorinolaringologiya, 2017, no. 2(87), pp. 60-63 (in Russ.).
2. Piskunov V.S. Funktsional’noe i klinicheskoe znachenie anatomicheskikh struktur, formiruyushchikh polost’ nosa: avtoref. dis. … d-ra med. nauk [The functional and clinical significance of the anatomical structures that form the nasal cavity. Synopsis of dis. Dr med. sciences]. Moscow, 2009. P. 42.
3. Shcherbakov D.A., Kryukov A.I., Krasnozhen V.N., Garskova, Yu.A. CFD-modeling of air flow in the maxillary sinus. Vestnik otorinolaringologii, 2017, no. 4, pp. 32-34 (in Russ.).
4. Shcherbakov D.A., Nuraeva A.B., Shterenberg D.G., Tkachev A.A. Experimental substantiation of the use of dispersed bone allograft to compensate for the bone tissue deficit. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta, 2011, no. 14 (133), pp. 416–418 (in Russ.).
5. Xiong G.X., Zhan J.M., Jiang H.Y., Li J.F., Rong L.W., Xu G. Computational fluid dinamics simulation of airflow in the normal nasal cavity and paranasal sinuses. American Journal of Rhinology, 2008, vol. 22, rr. 477–482.
6. Turovskiy A.B. Treatment of patients with sinusitis, developed on the background of the morpho-functional insufficiency of the hooked process. Rossiyskaya otorinolaringologiya, 2008, no. 5, pp. 159-161 (in Russ.).
7. Turovskiy A.B. Lechenie i mery profilaktiki retsidiviruyushchego bakterial’nogo sinusita: avtoref. dis. … d-ra med. nauk [Treatment and prevention measures for recurrent bacterial sinusitis. Synopsis of dis. Dr med. sciences]. Moscow, 2009. P. 49.