Klinische und experimentelle Untersuchungen zur Morphologie und Dynamik des Nasen-Lumens und deren Einfluss auf Atemströmung und Klimatisierung der Atemluft

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Diethard Bergers; Professor Dr. Jürgen Lamprecht; Dr. Michael Montag; Professor Dr.-Ing. Franz Peters
• Subject Area: Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 18324850

In Deutschland werden pro Jahr ca. 30.000 Operationen zur Verbesserung einer Nasenatmungsbehinderung durchgeführt. Entsprechend verschiedener Schätzungen empfindet ca. ein Drittel der operierten Patienten postoperativ subjektiv keine wesentliche Besserung. Die große Variabilität der Binnenstrukturen der Nase, die vielfältigen Möglichkeiten der morphologischen Ursachen für die Funktionsstörung, aber auch die erheblichen intraindividuellen Veränderungen der Nasenbinnenstrukturen spontan oder durch Schwankungen der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, durch allergische Erkrankung und Infekte sind bei der Operationsplanung dringend zu berücksichtigen.Ein besseres Verständnis der Durchströmung der oberen Atemwege, einschließlich der Funktion der Nase bezüglich Klimatisierung und Reinigung der Atemluft, ist deshalb für die rhinochirurgische Planung essentiell. Im Rahmen einer interdisziplinären Zusammenarbeit von klinischer und ingenieurwissenschaftlicher Forschung wird angestrebt, die Regeln der Aerodynamik der Nase, die Auswirkung verschiedener Strukturen und Formvarianten auf die Aerodynamik, sowie die Variabilität der Nasenbinnenform als Ausdruck dynamischer Prozesse im Rahmen der Klimatisierung der Atemluft genauer zu verstehen. Dabei sollen Antworten auf die folgenden Fragen erarbeitet werden:Wie strömt Atemluft durch die Nase?Wie wirken sich räumliche Strukturvarianten aus?Wie kommt die Nase ihrer Aufgabe der Klimatisierung der Atemluft nach?Wie (wo) reagiert die Nase auf Änderungen von Temperatur, Feuchte, Staubgehalt u.a.?Welche inter- und intraindividuellen Unterschiede der Nasenbinnenform bestehen?Welche Auswirkungen haben die Formvarianten auf die Atemströmung durch die Nase?Welche dieser Formvarianten / Strömungsbilder lassen sich bevorzugt mit dem subjektiven Gefühl einer freien Atmung korrelieren? Sind Vorhersagen möglich? Welche Konsequenzen ergeben sich für die allgemeine und individuelle Planung rhinochirurgischer Eingriffe?Das interdisziplinäre Konzept zur Untersuchung dieser Fragestellungen sieht die Anwendung klinischer als auch ingenieurwissenschaftlicher Methoden vor. Durch das Zusammenführen der jeweiligen Ergebnisse sollen strömungsmechanische Resultate dem subjektiven Empfinden von Patienten gegenübergestellt werden. Die ingenieurwissenschaftliche Analyse von Strömung und Transportprozessen in der Nase auf der Basis von Experiment, Numerik (im bereits bewilligten Projekt HA 1342/16-1 / Prof. Hänel, Universität Duisburg-Essen) und bildgebender Verfahren belastet den Patienten nicht; damit ist eine Grundvoraussetzung für die Analyse eines größeren Patientenkollektivs erfüllt.

• DFG Programme: Research Grants