Un nuovo dispositivo per la valutazione della respirazione nasale: il videorinoigrometro (vrh). progettazione, sviluppo e sperimentazione clinica

Introduction Nasal obstruction is a common and well-known symptom in nasal pathologies and is one of the most common causes of an ENT visit. Despite the easy accessibility to the study of the nasal cavities and the high prevalence of nasal obstruction, the diagnosis is still largely entrusted to non-standard methods such as anamnesis and nasal endoscopy, sometimes integrated with acoustic rhinometry and rhinomanometry. We have recently developed a new instrument for the evaluation of nasal breathing, called video hygrometer (VRH), based on the "old" and long used rhinohygrometry. The VRH (PCT / IT 2006/000251) estimates nasal obstruction by image processing of the condensation halos formed on a plate following a nasal exhalation. During the examination the condensation areas are recorded by means of a video camera and then the video is processed by software that allows you to view the halos for each nostril, their position and inclination, the measurement of each area and their ratio. Having created the prototype, we performed a study on a group of patients undergoing functional nasal surgery, comparing the pre and post-operative data of the VRH with visual analogue scale, with the active anterior rhinomanometry (RAA) and with the responses of the Sino- Nasal Outcome Test (SNOT-20). Materials and methods We prospectively enrolled 60 adult patients with nasal obstructive syndrome. Based on the exclusion criteria, 20 patients (ratio M: F 1.2: 1, mean age 38 years, age range 19-61 years) candidates for septoplasty +/- decongestion of the lower turbinates, were included in the study. Patients taking aspirin and ibuprofen discontinued this treatment in the two weeks prior to and in the week following treatment. Each patient underwent pre and post-operative SNOT-20, analog scale assessment, endoscopic rhinoscopy, RAA and VRH. The post-operative evaluation was performed with the same investigations around the 90th day (70-120 days). Results From the preoperative SNOT-20 analysis, 8 patients (40%) had severe obstruction, 8 patients (40%) moderate obstruction, and another 4 patients (20%) belonged to the compatible class with paci-symptomatic obstruction. On the analog scale 4 patients (20%) had severe obstruction, 14 patients (70%) moderate obstruction), while 2 patients were in the mild obstruction class. After the surgery, the values obtained through the "subjective" tools (SNOT-20 questionnaire and analog scale) showed a significant reduction in nasal obstructive symptoms: at SNOT-20 most patients (17/20, 85%) except 3 they collected a score of less than 30, compatible with a physiological nasal breathing situation. Only 3 patients (15%) had values above 30 but always below 50 (mild respiratory obstruction). On the analogue scale, the median of the values was clearly shifted towards the values corresponding to an optimal subjective respiratory perception. All patients had a pathological pre-operative RAA> 0.35 Pa / cm3 / s, in particular: no patient showed NAR values below 0.35 Pa / cm3 / s, 5 patients (25%) had NAR included between 0.35 Pa / cm3 / s and 1 Pa / cm3 / s while 15 patients (75%) showed NAR> 1 Pa / cm3 / s. As part of the VRH assessment, the preoperative results highlight not only the inter-individual variability of the nasal respiratory flow but also the significant difference between the flows of the two nostrils (evidenced by the flow ratios), caused by the septal deviation. It should also be noted that in 7 patients (35%) the flow was so reduced, due to the marked septal deviation, that it did not generate a halo corresponding to the nostril with septal deviation. From the results obtained with RAA, all patients showed an improvement in nasal flows measured both at the nostril with septal deviation and at the contralateral post-operative. Analyzing the post-operative VRH values, the data show a reduction in the differences in nasal flows per nostril. The ratio between the flows is often less than 1.5 and always below 2.5. By evaluating the correlation between SNOT-20 scores and VRH sum dx / sin both pre and post-op, we can see a statistically significant inverse correlation (P = 0.02). A direct correlation, also statistically significant, was found both pre and post-operative between analogue scale and right / left sum VRH. Although RAA is statistically significantly correlated with both SNOT-20 and analog scale (p <0.05), there is no statistically significant correlation between RAA and VRH. Comparing the correlation between VRH sum and RAA sum with respect to the analog scale, both correlated statistically significantly, even if the correlation of the analog scale with RAA (P <0.001) is greater than the VRH (p = 0.05). Discussion Nasal airflow is a complex event dependent on numerous factors, such as the shape of the nasal cavities, the diameter of the areas that are physiologically of greatest resistance, abrupt changes in flow direction and receptor feedback mechanisms that are still largely unknown. In 1901 Glatzel showed that some information on the deviation of the nasal septum can be obtained by analyzing the image of the condensed breath on a reflective surface. Over the years a series of attempts have been proposed to make Glatzel's method more quantitative, through the use of graduated grids on the surface and hygroscopic material, but with poor results. From the analysis of our study, we were able to ascertain that the VRH, both pre and post-operative is a reliable parameter for estimating nasal respiration, correlating in a statistically significant way with the subjective parameters (SNOT-20 and analog scale) of the patient and also with the RAA data, although with the latter the correlation is not statistically significant; the lack of correlation between VRH and RAA could be traced back to the different methods of carrying out the exam or to the different parameters taken into consideration by the methods. Although the RAA represents the most widely used instrumental test in sinology laboratories, it has some important limitations that make its use not widespread. The VRH is a strictly expiratory test that provides a "static" estimate of the degree of obstruction of the nostril, not affected by any collapse of the internal nasal valve. VRH guarantees an immediate, simple and practical evaluation of nasal breathing by simultaneously comparing the respiratory flow of the individual nostrils without altering the shape of the nostril, since it does not require the introduction of any device in the nostril. VRH can also be used in children, does not require a great deal of cooperation from the patient, is fast (a few seconds) and could become an integral part of the ENT examination and can also be used by family doctors as a screening method for the evaluation of nasal respiratory stenosis. which, in addition to affecting the patient's quality of life by conditioning the oxygenation of the blood, can be considered a risk factor for cardiovascular and respiratory diseases. Further studies will be needed to confirm the encouraging preliminary validation results of the VRH. Like all diagnostic tests, VRH information must also be used to validate and integrate anamnesis, rhinoscopic data and instrumental test results.

Introduzione L'ostruzione nasale è un sintomo comune e ben noto nelle patologie nasali e rappresenta una delle cause più comuni di visita otorinolaringoiatrica. Nonostante la facile accessibilità allo studio delle fosse nasali e l'elevata prevalenza dell'ostruzione nasale, la diagnosi è ancora in gran parte affidata a metodiche non standardizzate come l'anamnesi e l'endoscopia nasale, a volte integrate con rinometria acustica e rinomanometria. Abbiamo recentemente sviluppato un nuovo strumento per la valutazione della respirazione nasale, detto videorinoigrometro (VRH), basata sulla "vecchia" e a lungo utilizzata Rinoigrometria. Il VRH (PCT/IT 2006/000251) stima l'ostruzione nasale mediante l'elaborazione delle immagini degli aloni di condensa formatisi su una lastra in seguito ad una espirazione nasale. Durante l'esame le aree di condensazione vengono registrate tramite telecamera e successivamente il filmato viene elaborato mediante un software che permette di visualizzare gli aloni per ciascuna narice, la loro posizione ed inclinazione, la misura di ciascuna area ed il loro rapporto. Realizzato il prototipo abbiamo eseguito uno studio su un gruppo di pz sottoposti ad intervento di chirurgia funzionale nasale, confrontando i dati pre e post-operatori del VRH con scala analogica visiva, con la Rinomanometria anteriore attiva (RAA) e con le risposte del Sino-Nasal Outcome Test (SNOT-20). Materiali e metodi Abbiamo prospetticamente arruolato 60 pz adulti affetti da sindrome ostruttiva nasale. In base ai criteri di esclusione, 20 pz (rapporto M:F 1,2:1, età media 38 anni, range di età 19-61 anni) candidati ad interventi di settoplastica +/- decongestione dei turbinati inferiori, sono stati inclusi nello studio. I pazienti che assumevano aspirina ed ibuprofene, hanno sospeso tale trattamento nelle due settimane precedenti e nella settimana successiva al trattamento. Ciascun paziente è stato sottoposto pre e post-operatoriamente a SNOT-20, valutazione con scala analogica, rinoscopia endoscopica, RAA e VRH. La valutazione post-operatoria è stata eseguita con le medesime indagini intorno al 90° giorno (70-120 giorni). Risultati Dall'analisi dello SNOT-20 preoperatoriamente, 8 pazienti (40%) presentavano un'ostruzione severa, 8 pazienti (40%) un'ostruzione moderata ed altri 4 pazienti (20%) appartenevano alla classe compatibile con ostruzione paci-sintomatica. Alla scala analogica 4 pazienti (20%) avevano un'ostruzione severa, 14 pazienti (70%) ostruzione moderata), mentre 2 pazienti si collocavano in classe ostruzione lieve. Post-operatoriamente i valori ottenuti attraverso gli strumenti "soggettivi"( questionario SNOT-20 e scala analogica) hanno evidenziato una notevole riduzione della sintomatologia ostruttiva nasale: allo SNOT-20 la maggior parte dei pazienti (17/20, 85%) tranne 3 hanno collezionato un punteggio inferiore a 30, compatibile con una situazione di respirazione nasale fisiologica. Soltanto 3 pazienti (15%) mostravano valori superiori a 30 ma sempre inferiori a 50 (ostruzione respiratoria lieve). Alla scala analogica la mediana dei valori risultava essere nettamente spostata verso i valori cui corrisponde un ottimale percezione respiratoria soggettiva. Tutti i pazienti avevano una RAA pre-operatoria patologica >0,35 Pa/cm3/s, in particolare: nessun paziente mostrava valori di NAR inferiori a 0,.35 Pa/cm3/s, 5 pazienti (25%) mostravano NAR compresa tra 0,.35 Pa/cm3/s e 1 Pa/cm3/s mentre 15 pazienti (75%) mostravano NAR >1 Pa/cm3/s. Nell'ambito della valutazione VRH i risultati preoperatori mettono in evidenza non solo la variabilità interindividuale del flusso respiratorio nasale ma anche la notevole differenza tra i flussi delle due narici (evidenziabile dai rapporti di flusso), causata dalla deviazione settale. E' da osservare inoltre che in 7 pazienti (35%) il flusso era talmente ridotto, a causa della marcata deviazione settale, da non generare alone corrispondente alla narice con deviazione settale. Dai risultati ottenuti con RAA tutti i pazienti presentavano un miglioramento dei flussi nasali misurati sia alla narice con deviazione settale che alla controlaterale post-operatoriamente. Analizzando i valori di VRH post-operatorio, i dati evidenziano una riduzione delle differenze dei flussi nasali per narice. Il rapporto tra i flussi risulta essere spesso inferiore all'1,5 e sempre al di sotto di 2,5. Valutando la correlazione tra punteggi dello SNOT-20 e VRH somma dx/sin sia pre che post-op, si può constatare una correlazione inversa statisticamente significativa (P = 0.02). Una correlazione diretta anch'essa statisticamente significativa è stata riscontrata sia pre che post-operatoriamente tra scala analogica e VRH somma dx/sin. Nonostante la RAA sia correlata in maniera statisticamente significativa sia con SNOT-20 che con scala analogica (p <0.05), non vi è una correlazione statisticamente significativa tra RAA e VRH. Confrontando la correlazione tra VRH somma e RAA somma rispetto alla scala analogica, entrambi correlano in maniera statisticamente significativa, anche se la correlazione della scala analogica con RAA (P <0.001) è maggiore rispetto al VRH (p = 0.05). Discussione Il flusso aereo nasale è un evento complesso dipendente da numerosi fattori, come la forma delle cavità nasali, il diametro delle aree che fisiologicamente sono di maggiore resistenza, le brusche variazioni di direzione del flusso e meccanismi di feedback recettoriale ancora in gran parte poco noti. Nel 1901 Glatzel mostrò che alcune informazioni sulla deviazione del setto nasale possono essere ricavate analizzando l'immagine del respiro condensato su una superficie riflettente. Negli anni sono stati proposti una serie di tentativi per rendere più quantitativo il metodo di Glatzel, attraverso l'uso di griglie graduate sulla superficie e materiale igroscopico, ma con scarsi risultati. Dall'analisi del nostro studio, abbiamo potuto constatare che il VRH, sia pre che post-operatoriamente è un parametro affidabile di stima della respirazione nasale, correlando in maniera statisticamente significativa con i parametri soggettivi (SNOT-20 e scala analogica) del paziente ed anche con i dati RAA, sebbene con questa ultima la correlazione non sia statisticamente significativa; la mancanza di correlazione tra VRH e RAA potrebbe essere ricondotta alla diversa modalità di esecuzione dell'esame o ai diversi parametri presi in considerazione dalle metodiche. Nonostante la RAA rappresenti il test strumentale più largamente utilizzato nei laboratori sinologici, presenta alcune importanti limitazioni che rendono poco diffuso il suo utilizzo. Il VRH è un test propriamente espiratorio che fornisce una stima "statica" del grado di ostruzione della narice, non risentendo di eventuale collasso della valvola nasale interna. Il VRH garantisce una immediata, semplice e pratica valutazione della respirazione nasale comparando simultaneamente il flusso respiratorio delle singole narici senza alterare la forma della narice, poiché non prevede l'introduzione di alcun device nella narice. Il VRH può essere utilizzato anche nei bambini, non richiede una grande cooperazione del paziente, è rapido (pochi secondi) e potrebbe diventare parte integrante della visita otorinolaringoiatrica ed essere utilizzato anche dai medici di famiglia come metodica di screening per la valutazione della stenosi respiratoria nasale che, oltre ad inficiare sulla qualità di vita del paziente condizionando l'ossigenazione del sangue, può essere considerata un fattore di rischio per patologie cardiovascolari e respiratorie. Ulteriori studi saranno necessari per confermare gli incoraggianti risultati preliminari di validazione del VRH. Come tutti i test diagnostici anche le informazioni VRH devono essere impiegate per convalidare ed integrare l'anamnesi, i dati rinoscopici e i risultati dei test strumentali