Exploration et modélisation de l'écoulement inspiratoire au passage des fosses nasales

Investigation and predictive model of Inspiratory flow at the passage through nasal airways

Résumé

En routine, l'exploration des troubles obstructifs du nez se fait essentiellement à l'aide de techniques ne donnant qu'une image très statique du nez (tomodensitométrie, examen clinique endoscopique, ...). Ici, nous présentons deux méthodes d'investigation non-invasives permettant d'avoir une image fonctionnelle de la fosse nasale. La rhinomanométrie postérieure donne un index de la résistance globale de chaque fosse nasale. La rhinométrie acoustique apporte une visualisation du calibre des voies aériennes sous forme de l'évolution longitudinale de l'aire des sections droites de ce conduit. Un modèle à éléments individualisés compliants a été associé à ces 2 méthodes dans le but de mieux comprendre le couplage fluide structure se développant dans la fosse nasale à l'inspiration. Ce modèle, utilisé en conditions statiques, permet de simuler la relation pression débit observée in vivo chez le sujet sain comme chez le sujet pathologique. Nos résultats suggèrent que la compliance des fosses nasales est un paramètre essentiel pour comprendre les phénomènes de limitation de débit observés par les physiologistes à l'inspiration. Ce model par sa faculté de prédire la relation fonctionnelle entre pression et débit, pourrait devenir un outil pour le clinicien dans le but d'évaluer les effets potentiels du traitement envisagé.

Abstract

In clinical routine the exploration of the obstructive disorders in the nose is done primarily using techniques (tomodensitometry, endoscopic clinical examination) giving only a static image of the nose. Here, we present two noninvasive investigation methods allowing to have a functional image of the nasal fossae. The posterior rhinomanometry gives an index of the resistance of each nasal fossae. The acoustic rhinometry gives the longitudinal cross-sectional area along the airways. A model with individualized compliant elements was associated with these methods in order to better understanding the fluid-structure coupling in the nasal fossae during inspiration. The proposed model, used in steady state conditions, allowed to simulate the pressure-flow relationship in vivo observed in normal conditions as well as in pathological conditions. Our results suggest that the wall compliance is an essential parameter to understand the inspiratory flow limitation phenomenon well-known by physiologists. This model, by predicting the functional pressure flow relationship, could become a useful tool for the clinician to evaluate the potential effects of treatments.