Ortognatik cerrahide solunum yolu değişimlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi ile incelenmesi
The investigation of airway changes in orthognathic surgery with computational fluid dynamics (CFD) analysis
Yazar: İLKER İNAN
Danışman: PROF. DR. HASAN RIZA GÜVEN ; DOÇ. DR. ERMAN ASLAN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Diş Hekimliği = Dentistry ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cerrahi-diş hekimliği = Dentistry-operative ; Ortognatik cerrahi = Orthognathic surgery ; Sayısal akışkanlar dinamiği = Computational fluids dynamic

Özet:
Tez çalışması kapsamında, diş ve çene yapısından dolayı genetik olarak çene maloklüzyonu (kapanış bozukluğu) olan bir hastanın bimaksiller (alt ve üst çeneyi kapsayan) ortognatik cerrahi operasyonu öncesi ve sonrası üst solunum yolundaki hava akışı, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi ile incelenmiştir. HAD analizi için öncelikle Konik Işınlı Bilgisayarlı Tomografi (KIBT) görüntüleri kullanılarak operasyon öncesi ve operasyon sonrası kanal geometrileri oluşturulmuş ve her iki durumdaki üst solunum yolu akışları incelenmiştir. Bimaksiller ortognatik cerrahi operasyonu sırasında maksillasına (üst çenesine) Le Fort I osteotomisi, mandibulasına (alt çenesine) Bilateral Sagital Split Osteotomisi (BSSO) uygulanan hastanın, bu operasyonu geçirmesinin nedenleri arasında yüz estetiği, dişsel kapanışın düzeltilmesi ve çiğneme fonksiyonunun iyileştirilmesi sayılabilir.

Literatürdeki retrospektif çalışmalara bakıldığında benzer çalışmalar olduğu görülmüştür; ancak bu konu ile doğrudan ilgili çok fazla çalışmaya rastlanmamıştır; ancak konu ile doğrudan ilgili olan iki çalışma mevcuttur. Bu çalışmada, iskeletsel sınıf III maloklüzyona sahip bir hastada burun boşluğu, nazofarinks, orofarinks ve hipofarinksten oluşan üst solunum yolunda hacimsel değişimler, akış hızı değişimleri, basınç değişimleri, duvar kayma gerilmesi değişimleri, akım çizgileri değişimleri ve türbülans yoğunluğu değişimleri incelenmiştir.

Çalışma sonucunda elde edilen bulgular ve sonuçlar, Ortognatik Cerrahi alanında yapılmış benzer çalışmalar ile kıyaslanarak bulguların ve sonuçların validasyonu yapılmıştır. Bimaksiller ortognatik cerrahi geçiren hastanın üst solunum yolundaki fiziksel değişimler, hastanın spesifik anatomisine bağlı özgün farklılıklar ile birlikte değerlenmiştir. Bu çalışma hem mühendislik hem de diş hekimliği disiplinlerinin birleşimi olan multidisipliner bir çalışma olduğundan hem sağlık bilimleri hem de mühendislik bilimleri literatürüne bilimsel açıdan yeni ve farklı bir katkı sağlanmıştır.

Abstract:
Within the scope of the thesis study, the air flow in the upper respiratory tract before and after bimaxillary (involving the lower and upper jaw) orthognathic surgery of a patient with a genetically malocclusion (closure disorder) of the jaw due to his tooth and jaw structure was investigated by Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis. For CFD analysis, preoperative and postoperative canal geometries were created by using Cone-Beam Computed Tomography (CBCT) images and upper respiratory tract flows in both cases were examined. Facial aesthetics, correction of dental occlusion and improvement of chewing function can be counted among the reasons for the bimaxillary orthognathic surgery of the patient who underwent bimaxillary orthognathic surgery by applying Le Fort I osteotomy to the maxilla (upper jaw) and Bilateral Sagittal Split Osteotomy (BSSO) to the mandible (lower jaw) within the scope of the thesis study.

The retrospective studies in the literature, it has been seen that there are similar studies; however, there are not many studies directly related to this subject; There are two studies directly related to the subject. In this study, volumetric flow rate changes, flow velocity changes, pressure changes, wall shear stress changes, streamline changes and turbulence intensity changes in the upper airway consisting of nasal cavity, nasopharynx, oropharynx and hypopharynx in a patient with skeletal class III malocclusion were investigated.

The findings and results obtained as a result of the study were compared with similar studies conducted in the field of Orthognathic Surgery, and the findings and results were validated. The physical changes in the upper respiratory tract of the patient who underwent bimaxillary orthognathic surgery were evaluated together with the specific differences depending on the patient's specific anatomy. Since this study is a multidisciplinary study, which is a combination of both engineering and dentistry disciplines, a new and different scientific contribution has been made to both health sciences and engineering sciences literature