[ScienceDaily] Các nhà nghiên cứu xác định các quá trình “bạo lực” gây ra thở khò khè ở phổi

Advertisement

(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 “bạo lực” vật lý 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 kỹ thuật mô hình hóa và video tốc độ cao để chỉ ra nguyên nhân gây ra 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.

Tại một thời điểm nào đó, hầu hết chúng ta đều gặp phải tình trạng thở khò khè, tiếng huýt sáo cao vút khi thở. Đối với hầu hết mọi người, hiện tượng này chỉ 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 từ Khoa Kỹ thuật của Cambridge cho biết: “Bởi vì thở khò khè khiến bạn khó thở hơn, nó gây áp lực rất lớn lên phổi. “Những âm thanh liên quan đến thở khò khè đã được sử dụng để chẩn đoán trong nhiều thế kỷ, nhưng các cơ chế vật lý gây ra chứng thở khò khè vẫn chưa được hiểu rõ và không có mô hình nào để dự đoán thời điểm 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 này chưa bao giờ xảy ra với tôi trước đây”, anh nói. “Và với tư cách là một kỹ sư nghiên cứu về âm học, suy nghĩ đầu tiên của tôi là cảm giác thật tuyệt khi cơ thể tôi phát ra những tiếng động này. Tuy nhiên, sau vài ngày, tôi thực sự khó thở, điều này khiến sự mới lạ biến mất khá nhanh.”

Tình trạng thở khò khè của Agarwal có thể là 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 chuyên khoa hô hấp, anh được biết rằng mặc dù là một trường hợp phổ biến, nhưng cơ chế vật lý gây ra thở khò khè có phần bí ẩn.

“Vì thở khò khè có liên quan đến rất nhiều bệnh lý nên rất khó để chắc chắn bệnh nhân bị bệnh gì nếu chỉ dựa vào tiếng thở khò khè, vì vậy chúng tôi đang nghiên cứu cách tạo ra âm thanh thở khò khè để chẩn 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 hẹp hơn 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 kỹ thuật soi nổi nhiều camera để quay phim không khí bị ép qua các ống ở các mức độ căng khác nhau, nhằm quan sát các cơ chế vật lý gây ra thở khò khè.

Gregory, cũng là Nghiên cứu viên trẻ tại Đại học Magdalene cho biết: “Nó khiến chúng tôi ngạc nhiên về cơ chế thở khò khè bạo lực như thế nào. “Chúng tôi phát hiện ra rằng có hai điều kiện để xảy ra thở khò khè: thứ nhất là áp lực lên các ống dẫn đến một hoặc nhiều tiểu phế quản gần như xẹp xuống, và thứ hai là không khí bị ép lại mặc dù đường thở bị thu hẹp với đủ lực để dao động điều khiển. ”

Advertisement

Một khi các điều kiện này được đáp ứng, các dao động phát triển và được duy trì bởi một cơ chế rung trong đó các sóng truyền từ trước ra 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 bị sập”. “Khi rung 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 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 dao động có khả năng gây hại này có thể xảy ra, tùy thuộc vào đặc tính vật liệu, hình học và độ căng của ống.

“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, Gregory cho biết. “Thay vì các phương pháp tốn kém và tốn thời gian như chụp X-quang hoặc MRI, chúng tôi sẽ không cần bất cứ thứ gì khác ngoài micrô và ống nghe.”

Chẩn đoán dựa trên phương pháp này sẽ hoạt động bằng cách sử dụng micrô – các bài kiểm tra ban đầu được thực hiện bằng micrô tích hợp trên điện thoại thông minh thông thường – để ghi lại tần số của âm thanh thở khò khè và sử dụng điều này để xác định tiểu phế quản nào gần xẹp xuống và liệu đường thở có cứng hay mềm bất thường để điều trị đích hay không. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng bằng cách tìm ra những thay đổi trong đặc tính vật chất do thở khò khè và vị trí phát ra 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 về lĩnh vực này.

Tài liệu tham khảo:

  1. A. L. Gregory, A. Agarwal, J. Lasenby. An experimental investigation to model wheezing in lungsRoyal Society Open Science, 2021; 8 (2): 201951 DOI: 10.1098/rsos.201951

Nguồn: Science Daily

Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210223192444.htm

Tác giả: Ngọc Khánh.

Bài viết được dịch thuật và biên tập bởi ykhoa.org, vui lòng không reup khi chưa được cho phép!

 

Advertisement
Print Friendly, PDF & Email

Giới thiệu ngockhanh

Check Also

[Healthline] Tuyến thượng thận

Advertisement Tuyến thượng thận của bạn là gì? Bạn có hai tuyến thượng thận. Chúng …