Objective: To study the effects of an oronasal interface (OI) for noninvasive ventilation, using a three-dimensional (3D) computational model with the ability to simulate and evaluate the main pressure zones (PZs) of the OI on the human face.
Methods: We used a 3D digital model of the human face, based on a pre-established geometric model. The model simulated soft tissues, skull, and nasal cartilage. The geometric model was obtained by 3D laser scanning and post-processed for use in the model created, with the objective of separating the cushion from the frame. A computer simulation was performed to determine the pressure required in order to create the facial PZs. We obtained descriptive graphical images of the PZs and their intensity.
Results: For the graphical analyses of each face-OI model pair and their respective evaluations, we ran 21 simulations. The computer model identified several high-impact PZs in the nasal bridge and paranasal regions. The variation in soft tissue depth had a direct impact on the amount of pressure applied (438-724 cmH2O).
Conclusions: The computer simulation results indicate that, in patients submitted to noninvasive ventilation with an OI, the probability of skin lesion is higher in the nasal bridge and paranasal regions. This methodology could increase the applicability of biomechanical research on noninvasive ventilation interfaces, providing the information needed in order to choose the interface that best minimizes the risk of skin lesion.
Objetivo: Estudar os efeitos de uma interface oronasal (IO) durante a ventilação não invasiva usando um modelo computacional tridimensional (3D) com a capacidade de simular e avaliar os principais pontos de pressão (PP) na face humana.
Métodos: Foi utilizado um modelo digital 3D da face humana, baseado em um geométrico pré-estabelecido. O modelo simulava tecidos moles, crânio e cartilagem nasal. O modelo geométrico foi obtido por varredura a laser 3D e pós-processado para uso no modelo criado. Uma simulação computacional foi realizada para determinar a pressão necessária para criar os PP faciais com o objetivo de separar a almofada da parte rígida da IO. Imagens gráficas descritivas dos PP e de sua intensidade foram obtidas.
Resultados: Para as análises gráficas de cada par de modelos face-IO e suas respectivas avaliações, foram realizadas 21 simulações. O modelo computacional identificou vários PP com alto impacto sobre a ponte nasal e área paranasal. A variação da profundidade nos tecidos moles teve um impacto direto na quantidade da pressão aplicada (438-724 cmH2O).
Conclusões: Os resultados da simulação computacional indicam que, em pacientes submetidos à ventilação não invasiva com uma IO, a probabilidade de ocorrência de lesões cutâneas é maior na ponte nasal e nas áreas paranasais. Esta metodologia pode aumentar a aplicabilidade na investigação biomecânica das interfaces de ventilação não invasiva, fornecendo informações necessárias para a escolha de uma IO que minimize o risco de lesão na pele.
Keywords: Computer simulation; Noninvasive ventilation; Respiration, artificial.