Skip to main content

A medical device for airflow simulation of the human upper airways

Article Category

Article available in the folowing languages:

Wyrób medyczny, który z większą dokładnością analizuje przepływ powietrza w jamie nosowej

Medyczne oprogramowanie SaaS, NASALFLOW, poprawia diagnozę niedrożności nosa, zwiększając skuteczność interwencji chirurgicznych i jakość życia pacjentów.

Zdrowie

Niedrożnością nosa nazywamy stan, gdy pacjent nie może dostarczyć wystarczającej ilości powietrza do górnych dróg oddechowych. Nie pozwala mu to spokojnie oddychać oraz sprawia wrażenie, że oddychanie jest utrudnione. Jest to jedna z najczęstszych dolegliwości laryngologicznych diagnozowanych w ramach podstawowej opieki zdrowotnej oraz jedna z najczęstszych przyczyn skierowania do otolaryngologa. Szacuje się, że ponad 30 % ludzi na świecie cierpi na niedrożność nosa. W ramach finansowanego ze środków UE projektu NASALFLOW powstała usługa diagnostyczna przeznaczona na rynek opieki zdrowotnej, która pomyślnie przeszła już serię badań klinicznych i otrzymała oznakowanie zgodności CE. Unijne wsparcie pomogło zespołowi z projektu w dalszej ocenie wykonalności pod względem technicznym, komercyjnym i finansowym przed wprowadzeniem rozwiązania na rynek.

Interaktywna wizualizacja i symulacja

Niedrożność nosa zazwyczaj spowodowana jest czynnikami anatomicznymi. Wśród jej najczęstszych objawów są: bóle głowy, duszności, zmęczenie, zaburzenia snu i ogólny spadek jakości życia. Sama diagnoza jest trudna ze względu na brak niezawodnego i obiektywnego sposobu pomiaru objawów. Obecnie wykorzystywane metody, takie jak rynomanometria aktywna przednia, szczytowy przepływ nosowy wdechowy i rynometria akustyczna, są inwazyjne i nie zapewniają wystarczająco wysokiej szczegółowości dla praktyki klinicznej niedrożności nosa. Niedawno przeprowadzone badanie wykazało, że większość laryngologów rozpoznaje niedrożność nosa jedynie w oparciu o dokumentację kliniczną pacjenta i endoskopię nosa. Oznacza to, że obecnie decyzja o operacji opiera się głównie na doświadczeniu i intuicji chirurga, a z raportu wynika, że od 25 % do 50 % zabiegów kończyło się niepowodzeniem. Pierwszym etapem procesu NASALFLOW jest trójwymiarowa rekonstrukcja górnych dróg oddechowych pacjenta, wykonana po wyizolowaniu obrazów jamy nosowej z tomografii komputerowej okolicy nosa anonimowego pacjenta. Następnie przy pomocy modelowania komputerowego pozyskiwane są informacje dotyczące przepływu płynów w każdym punkcie w jamie nosowej, obejmujące takie dane jak szybkość, ciśnienie, naprężenie ścinające i temperatura. Analiza zajmuje mniej niż 2 godziny, a jej rezultaty mogą wspomagać decyzje kliniczne, ponieważ rozwiązanie to jest dodatkowo wyposażone w narzędzie wirtualnej chirurgii, które umożliwia lekarzom symulowanie prawdopodobnych rezultatów różnych interwencji. W latach 2018–2019 w szpitalu im. Gregorio Marañóna w Madrycie wykonane zostało badanie czułości i swoistości tej metody diagnozy niedrożności nosa. Rozwiązanie projektu NASALFLOW osiągnęło wysokie wyniki: 0,85 dla czułości (zdolności do identyfikacji osób chorych) i 0,79 dla specyficzności (zdolności do identyfikacji osób zdrowych). Wyniki każdego etapu zostały również zweryfikowane poprzez wykonanie 200 symulacji na 100 pacjentach.

Złoty standard

Chcąc wprowadzić technologię na rynek, zespół pracuje obecnie nad udoskonaleniem funkcji diagnostycznej urządzenia, które będzie wymagało walidacji klinicznej. Celem naukowców jest wykorzystanie pełnego potencjału technologii opierającej się na obliczeniowej mechanice płynów w badaniu układu oddechowego u ludzi. Rozwiązanie może znaleźć zastosowanie w badaniach diagnostycznych różnych zaburzeń związanych z oddychaniem, wykorzystywanych w pediatrii, geriatrii czy sporcie. Może ono również symulować transport i odkładanie się cząstek w jamie nosowej. Wzbogaciłoby to podstawową wiedzę na temat procesów zachodzących w przypadku niedrożności oraz pomogłoby w ocenie skuteczności sprayów do nosa. „Chcemy ustanowić złoty standard w zakresie diagnostyki niedrożności nosa i procesów decyzyjnych otolaryngologów. Nasze narzędzie chirurgii wirtualnej pomoże zapobiec przeprowadzaniu niepotrzebnych operacji, jednocześnie ograniczając wskaźniki niepowodzeń i obniżając powiązane koszty medyczne. Jesteśmy obecnie jedyną firmą, która w tak zaawansowany sposób wykorzystuje obliczeniową mechanikę płynów w badaniu drożności dróg nosowych u ludzi”, mówi Guillermo Sanjuán, koordynator projektu.

Słowa kluczowe

NASALFLOW, przepływ powietrza, oprogramowanie jako usługa, diagnoza, oddychanie, tomografia, drogi oddechowe, wirtualna operacja, chirurg, 3D, obliczeniowa mechanika płynów

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania