Association of nasal septal deviation types with obstruction symptoms severity and characteristics of nasal airflow dynamics: doctoral disertation

Abstract

To investigate the association between the nasal septal deviation (NSD) morphology with nasal airway obstruction (NAO) symptom severity and the nasal airflow parameters. Methods: The study included 225 patients with diagnosed NSD. The Nasal Obstruction Symptom Evaluation (NOSE) questionnaire was validated and cross-culturally adapted for the Serbian population and applied for the NAO assessment. Patients were examined by computed tomography (CT). CT images were used to classify NSD according to Mladina's classification and generate eight 3D computational models of the nasal cavity (one model without NSD, seven models representing each Mladina's NSD type). Inspiration was simulated by computational fluid dynamics (CFD) method and analyzed through CFD parameters (airflow partitioning, velocity, wall shear stress, pressure, nasal resistance (NR), heat flux (HF), turbulent kinetic energy (k), and airflow pattern). The obtained data were statistically analyzed. Results: Although NOSE scores differed between patients with various Mladina's NSD types, the differences were not confirmed as statistically significant (B=0.837, p=0.261). There was no significant link between NSD types and NAO severity after applying additional morphology-based NSD classifications. CFD analysis showed that Mladina's NSD types induce various side asymmetry in all CFD parameters. CFD parameters that significantly correlated with the NOSE scores were: side asymmetry in NR (R=0.762, p=0.028), HF on the narrow nasal passage (R=-0.732, p=0.039), and ipsilateral k (R=-0.723, p=.043). Conclusions: NSD morphology could not predict NAO severity. Side asymmetry in NR, reduction in HF and k in the narrow nasal passage may contribute to the NSD-related NAO perception.

испитати повезаност типова девијације носне преграде (ДНП) са тежином опструкционих симптома и параметрима протока ваздуха кроз носну дупљу. Метод: У студији је учествовало 225 пацијената са дијагностикованом ДНП. Упитник "Nasal Obstruction Symptom Evaluation (NOSE)" је валидиран и културално адаптиран за српску популацију и примењен за процену тежине опструкционих симптома. Снимци пацијената са апарата за компјутеризовану томографију (КТ) коришћени су за класификацију ДНП по Младининим критеријумима и за израду осам компјутерских модела носне дупље (један модел без ДНП, седам модела за сваки тип ДНП по Младини). Методом компјутеризоване динамике флуида (КДФ) симулирано је удисање на моделима и анализирани су параметри протока ваздуха кроз нос (дистрибуција удахнутог ваздуха између десне и леве стране, брзина, смичући напон, притисак, отпор, топлотни флукс (ТФ), турбулентна кинетичка енергија (ТКЕ) и образац протока). Добијени подаци су анализирани одговарајућим статистичким тестовима. Резултати: Иако су уочене разлике у NOSE скоровима међу Младининим типовима ДНП, исте нису биле статистички значајне (B=0.837, p=0.261). Такође није детектована статистичка веза између NOSE скорова и типова ДНП класификованих према другим критеријумима. КДФ анализа је показала постојање разлика у свим КДФ параметрима између Младининих типова ДНП. КДФ параметри који су значајно статистички повезани са NOSE скоровима су асиметрија у отпору између десне и леве стране (R=0.762, p=0.028), ТФ (R=-0.732, p=0.039) и ТКЕ (R=-0.723, p=.043) на страни сужења. Закључак: Није могућно предвидети тежину опструкционих симптома на основу морфологије ДНП. Асиметрија у отпору између страна носне дупље узрокована ДНП, редукција ТФ и ТКЕ на страни сужења могу бити одговорни за осећај опструкције.