Progetto
La ricerca, interamente finanziata dalla Fondazione Serpero, è stata avviata nel 2017 dal Dipartimento di Scienze della Salute (DISS) della Università degli Studi di Milano ed è finalizzata alla realizzazione di un sistema per la previsione, ad alta fedeltà, del campo di fluidodinamica all’interno delle cavità nasali durante il ciclo respiratorio.
La ricerca permette di affrontare, in modo sistematico e innovativo, le difficoltà respiratorie nasali: problema clinico che coinvolge milioni di persone in Italia e ne determina un significativo peggioramento di qualità della vita, difficoltà cognitive, decadimento della qualità del sonno e diminuzione della produttività scolastico/lavorativa.
Il sistema si rivolge ai chirurghi di otorinolaringoiatria (ORL), con lo scopo di supportarli durante l’attività clinica quotidiana nelle decisioni chirurgiche relative a tutte quelle patologie delle cavità nasali in cui la conoscenza della sola anatomia attraverso la tomografia computerizzata (TC) non è sufficiente per individuare con certezza la funzione compromessa e l’intervento riparatore. Il sistema consiste in una procedura di simulazione numerica, interamente basata su software open source, che coniuga la semplicità d’uso, indispensabile per un suo realistico utilizzo in un reparto di otorinolaringoiatria, con accuratezza e affidabilità dei risultati: elementi che non possono essere garantiti dal classico approccio RANS – soluzione Reynolds-Averaged delle equazioni di Navier-Stokes.
La simulazione si basa su moderne tecniche LES/DNS (Large Eddy Simulation / Direct Numerical Simulation) ed è eseguita su anatomia patient-specific. I risultati dell’utilizzo dell’analisi patient-specific consentita dal sistema sono confrontati con quelli ottenuti dagli stessi pazienti con le metodiche di rinomanometria.
Il progetto si sviluppa in tre fasi:
1° fase – Ottimizzazione della procedura computazionale e all’analisi del campo di moto.*
2 °fase – Confronto e validazione di metodiche innovative per l’analisi fluidodinamica nasale.
3° fase – Trasferimento della procedura numerica a tutti i chirurghi ORL dell’Ospedale Santi Paolo e Carlo per ampliare casistica e esperienza, passando ad una attività su larga scala.
Pubblicazioni
Numerical simulation of thermal water delivery in the human nasal cavity.
Covello V, Pipolo C, Saibene AM, Felisati G, Quadrio M.
Comput Biol Med. 2018 Sep 1;100:62-73. doi: 10.1016/j.compbiomed.2018.06.029. Epub 2018 Jun 28.
Buijs EFM, Covello V, Pipolo C, Saibene AM, Felisati G, Quadrio M. Acta Otorhinolaryngol Ital. 2019 Dec;39(6):396-403. doi: 10.14639/0392-100X-2250. Epub 2019 Jan 31.
A.Saibene, G.Felisati, C.Pipolo, A.Bulfamante, M.Quadrio & V.Covello, 2020.
American Journal of Rhinology & Allergy, accepted for publication, 2020.
Carlotta Pipolo, Antonio Mario Bulfamante, Andrea Schillaci, Jacopo Banchetti, Luca Castellani, Alberto Maria Saibene, Giovanni Felisati & Maurizio Quadrio
International Journal of Medical Sciences, 2021; 18(10): 2102-2108. doi: 10.7150/ijms.56324
* Una parte collaterale dell’attività di ricerca effettuata nella prima fase del progetto ha riguardato l’analisi della deposizione di particelle di acqua all’interno della cavità nasale. Tale attività è stata realizzata mediante il finanziamento da parte della Fondazione FORST (FOndazione per la Ricerca Scientifica Termale) nell’ambito del progetto ATHEWADE (Assessment of the THermal WAter DElivery via computational fluid dynamics): le attività finanziate dalle due Fondazioni (Fondazione Serpero e FORST) si sono per un certo periodo sovrapposte e integrate in modo sinergico.
