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Estudio sistemA?tico del flujo nasal

Escrito por Nacho Saez el 18 noviembre, 2013 en Tema de portada
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El objetivo prioritario del proyecto NASAL FLOW es la consecuciA?n de una herramienta integrada y semiautomA?tica para el estudio sistemA?tico del flujo nasal en distintas cavidades. Una vez constituida la base de esta primera fase, nos planteamos una serie de lA�neas de continuaciA?n para dotar a la aplicaciA?n de nuevas funcionalidades que faciliten la tarea mA�dica y puedan ser constitutivas de futuro desarrollo industrial. Entre ellas se encuentran:

  1. Incorporar modelos matemA?ticos que permitan la resoluciA?n del flujo bajo condiciones de respiraciA?n forzada. Esto implica la incorporaciA?n de modelos de turbulencia con una complejidad elevada, pero resultan muy A?tiles sobre todo para estudiar la respiraciA?n en actividades deportivas extremas y tambiA�n el fenA?meno de la olfacciA?n. AdemA?s probablemente tambiA�n podremos caracterizar mejor las patologA�as, al ser estudiado el comportamiento de una cavidad nasal bajo dos regA�menes de respiraciA?n.
  2. ImplementaciA?n de una herramienta para simulaciones no estacionarias. PodrA�an visualizarse los patrones del flujo para cada instante de tiempo y construir animaciones que representasen un ciclo respiratorio completo. Por supuesto este mecanismo estA? mucho mA?s ligado a la realidad y contribuirA�a a la mejor interpretaciA?n del flujo nasal. El problema principal que se plantea aquA� son los elevados tiempos de ejecuciA?n que serA�a necesario reducir con una implementaciA?n de un solver que corriese en paralelo y permitiese aprovechar todos los procesadores de las mA?quinas, o bien utilizar un cluster de ordenadores.
  3. Funcionalidades que permitan la modificaciA?n anatA?mica de la geometrA�a nasal, con vistas a simular una intervenciA?n quirA?rgica (pre y post cirugA�a). Por ejemplo podrA�a aumentarse el A?rea turbinal con el objetivo de simular una cavidad con una obstrucciA?n y posteriormente practicar una turbinectomA�a virtual o una septoplastia (una de las intervenciones mA?s practicadas en el A?rea cervico-facial) y comprobar si con ello reestablecemos los patrones del flujo en condiciones de normalidad.
  4. OptimizaciA?n en la administraciA?n de fA?rmacos vA�a nasal, donde se obtendrA�a el tamaA�o, forma, velocidad de entrada, A?nguloa��que harA�a que la deposiciA?n en la administraciA?n de un medicamento fuese mA�nima y asA� conseguir que la cantidad necesaria del fA?rmaco alcanzase la zona deseada. Para esta tarea es necesario el uso de modelos de ecuaciones diferenciales ordinarias que modelen el transporte de las partA�culas (modelos multifase). SerA�a muy A?til para la industria farmaceA?tica en el diseA�o de dispositivos de administraciA?n de medicaciA?n inhalada y tambiA�n en toxicologA�a.
  5. Simulaciones de la respiraciA?n bajo distintas condiciones medioambientales. Su funcionalidad radicarA�a en la realizaciA?n de estudios sobre el impacto mediambiental en la respiraciA?n humana en ciudades grandes con mucha contaminaciA?n, edificios inteligentes con ventilaciA?n artificial, zonas afectadas por catA?strofes que afecten a la pureza del airea��Para las simulaciones serA�a necesario alterar tanto la temperatura como algunas de las propiedades del aire, asA� como eventualmente incluir algA?n modelo multifase donde se mezclaran dos fluidos distintos (aire y gas contaminante por ejemplo).


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