(Kết quả có thể giúp chẩn đoán và điều trị bệnh hô hấp tốt hơn.)

Một nhóm kỹ sư đã xác định được các quá trình vật lý “bạo lực” hoạt động bên trong phổi gây ra chứng thở khò khè, một tình trạng ảnh hưởng đến một phần tư dân số thế giới.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge đã sử dụng các kỹ thuật mô hình và video tốc độ cao để chỉ ra nguyên nhân gây ra chứng thở khò khè và cách dự đoán nó. Kết quả của họ có thể được sử dụng làm cơ sở cho một phương pháp chẩn đoán bệnh phổi rẻ hơn và nhanh hơn mà chỉ cần ống nghe và micrô.

Nâng cao hiểu biết về cơ chế vật lý chịu trách nhiệm tạo ra âm thanh khò khè có thể cung cấp mối liên hệ nhân quả tốt hơn giữa các triệu chứng và bệnh tật, đồng thời giúp cải thiện chẩn đoán và điều trị. Kết quả được báo cáo trên tạp chí Royal Society Open Science.

Ở một thời điểm nào đó, hầu hết chúng ta đều gặp phải tình trạng thở khò khè, tiếng rít the thé khi thở. Đối với hầu hết mọi người, điều này là tạm thời và thường là do cảm lạnh hoặc phản ứng dị ứng nhẹ. Tuy nhiên, thở khò khè thường xuyên hoặc mãn tính thường là triệu chứng của các tình trạng nghiêm trọng hơn, chẳng hạn như hen suyễn, khí phế thũng, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD) hoặc một số bệnh ung thư.

Tác giả đầu tiên, Tiến sĩ Alastair Gregory đến từ Khoa Kỹ thuật của Cambridge cho biết: “Bởi vì thở khò khè khiến bạn khó thở hơn, gây nhiều áp lực lên phổi. “Những âm thanh liên quan đến tiếng thở khò khè đã được sử dụng để chẩn đoán trong nhiều thế kỷ, nhưng cơ chế vật lý cơ bản của tiếng thở khò khè vẫn chưa được hiểu rõ và không có mô hình nào để dự đoán thời điểm thở khò khè. thở khò khè sẽ xảy ra ”.

Đồng tác giả, Tiến sĩ Anurag Agarwal, Trưởng Phòng thí nghiệm Âm học tại Khoa Kỹ thuật, cho biết lần đầu tiên ông có ý tưởng nghiên cứu chứng thở khò khè sau một kỳ nghỉ cùng gia đình vài năm trước. “Tôi bắt đầu thở khò khè vào đêm đầu tiên chúng tôi ở đó, điều đó chưa bao giờ xảy ra với tôi trước đây,” anh nói. “Và là một kỹ sư nghiên cứu về âm học, suy nghĩ đầu tiên của tôi là cảm giác tuyệt vời như thế nào khi cơ thể tạo ra những tiếng động này. Tuy nhiên, sau một vài ngày, tôi thực sự bị hụt hơi, điều này làm cho sự mới lạ mất đi khá nhanh. ”

Tình trạng thở khò khè của Agarwal có thể do dị ứng với mạt bụi, có thể dễ dàng điều trị bằng thuốc kháng histamine không kê đơn. Tuy nhiên, sau khi nói chuyện với một người hàng xóm cũng là một bác sĩ trị liệu hô hấp, anh ta được biết rằng mặc dù là một sự cố phổ biến, nhưng cơ chế vật lý gây ra chứng thở khò khè vẫn có phần bí ẩn.

“Vì thở khò khè có liên quan đến rất nhiều bệnh nên rất khó để biết chắc bệnh nhân bị bệnh gì nếu chỉ dựa vào tiếng thở khò khè, nên chúng tôi đang nghiên cứu cách tạo ra tiếng thở khò khè để chẩn đoán. đoán có thể cụ thể hơn. Agarwal nói.

Đường dẫn khí của phổi là một mạng lưới phân nhánh của các ống mềm, được gọi là tiểu phế quản, dần dần ngắn lại và thu hẹp khi chúng đi sâu vào phổi.

Để bắt chước thiết lập này trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sửa đổi một thiết bị gọi là điện trở Starling, trong đó luồng không khí được dẫn qua các ống đàn hồi mỏng có độ dài và độ dày khác nhau.

Đồng tác giả và chuyên gia thị giác máy tính, Giáo sư Joan Lasenby đã phát triển một kỹ thuật lập thể nhiều camera để quay phim không khí bị ép qua các ống ở các mức độ căng thẳng khác nhau, nhằm quan sát các cơ chế vật lý. gây khò khè.

Gregory, cũng là một Nhà nghiên cứu trẻ tại Đại học Magdalene cho biết: “Chúng tôi ngạc nhiên về cơ chế thở khò khè dữ dội như thế nào. “Chúng tôi phát hiện ra rằng có hai điều kiện dẫn đến tình trạng thở khò khè: thứ nhất, áp lực lên các ống dẫn dẫn đến một hoặc nhiều tiểu phế quản gần như xẹp xuống, và thứ hai, không khí bị nén lại mặc dù đường thở đã được thu hẹp với đủ lực để điều khiển dao động. “

Một khi các điều kiện này được đáp ứng, dao động phát triển và được duy trì bởi một cơ chế dao động, trong đó các sóng truyền từ trước đến sau có cùng tần số với sự đóng mở của ống. Agarwal cho biết: “Một hiện tượng tương tự đã được nhìn thấy trong cánh máy bay khi chúng bị hỏng, hoặc ở những cây cầu khi chúng sụp đổ. “Khi các dao động lên và xuống có cùng tần số với dao động xoắn theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ, chúng ta sẽ bị rung lắc khiến cấu trúc bị sụp đổ. Quá trình tương tự cũng diễn ra bên trong hệ hô hấp ”.

Sử dụng những quan sát này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một ‘định luật ống’ để dự đoán khi nào những dao động có hại tiềm tàng này có thể xảy ra, tùy thuộc vào đặc tính vật liệu, hình học và độ cứng. sức căng của ống.

Gregory nói: “Sau đó, chúng tôi sử dụng định luật này để xây dựng một mô hình có thể dự đoán sự khởi phát của chứng thở khò khè và thậm chí có thể là cơ sở để chẩn đoán bệnh phổi rẻ hơn và nhanh hơn. biết. “Thay vì các phương pháp tốn kém và tốn thời gian như chụp X-quang hoặc MRI, chúng ta sẽ không cần bất cứ thứ gì khác ngoài micro và ống nghe”.

Chẩn đoán dựa trên phương pháp này sẽ hoạt động bằng cách sử dụng micrô – các xét nghiệm ban đầu được thực hiện bằng cách sử dụng micrô tích hợp trên điện thoại thông minh điển hình – để ghi lại tần số của âm thanh thở khò khè và sử dụng tính năng này để xác định tiểu phế quản nào gần xẹp và đường thở cứng hoặc mềm bất thường đối với liệu pháp nhắm mục tiêu. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng bằng cách tìm ra những thay đổi trong đặc điểm thể chất của tiếng thở khò khè và vị trí của tiếng thở khò khè, thông tin bổ sung sẽ giúp dễ dàng phân biệt giữa các tình trạng khác nhau, mặc dù vẫn cần nghiên cứu thêm trong lĩnh vực này.

Người giới thiệu:

1. AL Gregory, A. Agarwal, J. Lasenby. Một cuộc điều tra thử nghiệm để mô hình chứng thở khò khè ở phổi. Khoa học mở của Hiệp hội Hoàng gia, Năm 2021; 8 (2): 201951 DOI: 10.1098 / rsos.201951

Nguồn: Science Daily

Liên kết: https://www.sciasedaily.com/releases/2021/02/210223192444.htm

Tác giả: Ngọc Khánh.

Bài viết do ykhoa.org dịch và chỉnh sửa, vui lòng không reup khi chưa có sự cho phép!