Technologia ultradźwiękowa może zmienić diagnostykę chorób układu oddechowego

Dzięki ultradźwiękom można wykryć niemożliwe dotychczas do oceny drobne ruchy klatki piersiowej, co powinno pomóc rozpoznawać choroby układu oddechowego – informuje pismo „AIP Advances”.

Technologia ultradźwiękowa pomoże w diagnozie

.Przeprowadzane przez lekarza typowe badanie fizykalne klatki piersiowej polega na badaniu dotykiem, ocenie ruchów klatki piersiowej podczas oddechu, ocenie drżenia głosowego podczas wokalizacji (w Polsce badany ma za zadanie powtarzać „44” lub „rrrrr”), opukiwaniu i osłuchiwaniu płuc. Dzięki temu można na przykład wykryć cechy zapalenia, zwężenie oskrzeli czy obecność płynu w opłucnej. Oczywiście taka ocena jest subiektywna i zależy od umiejętności lekarza.

Wprawdzie pojawienie się wielopunktowych stetoskopów elektronicznych pomogło w identyfikowaniu nieprawidłowości podczas normalnego oddychania, nadal jednak brakuje urządzeń, które mogłyby pomóc w scharakteryzowaniu powierzchniowych wibracji wytwarzanych przez wokalizację (czyli wydawanie głosu).

Zespół francuskich naukowców wykazał skuteczność technologii ultradźwiękowej w wykrywaniu ruchów o niskiej amplitudzie na powierzchni klatki piersiowej powodowanych przez wokalizację. Wykazali także możliwość wykorzystania „powietrznej ultradźwiękowej kamery ruchu powierzchniowego” (AUSMC) do mapowania tych wibracji w krótkich okresach czasu, aby zilustrować ich ewolucję.

„AUSMC to nowa technologia obrazowania, która umożliwia obserwację wibracji powierzchni klatki piersiowej człowieka spowodowanych czynnością oddechową i biciem serca przy dużej liczbie klatek na sekundę, zazwyczaj 1000 obrazów na sekundę – powiedział autor Mathieu Couade. – Technologia ta opiera się na zasadach fizycznych konwencjonalnego obrazowania ultradźwiękowego Dopplera, ale nie wymaga umieszczania sondy na skórze”.

Obiecujące wyniki wstępnych badań

.Naukowcy przetestowali AUSMC na 77 zdrowych ochotnikach, aby zobrazować wibracje powierzchniowe wywołane naturalną wokalizacją w celu odtworzenia „vocal fremitus” – wibracji na powierzchni ciała wywołanych wokalizacją – typowo analizowanych podczas badania przedmiotowego klatki piersiowej. Jak podają autorzy, u wszystkich badanych wykryto takie wywołane drgania powierzchni.

„Stwierdzono, że przestrzenny rozkład energii wibracyjnej jest asymetryczny, na korzyść odpowiedniego rozmiaru klatki piersiowej i zależny od częstotliwości w osi przednio-tylnej – powiedział Couade. – Zgodnie z oczekiwaniami rozkład częstotliwości wokalizacji nie pokrywa się u mężczyzn i kobiet, przy czym ta druga jest wyższa”.

Trwające badania kliniczne wykorzystają AUSMC do identyfikacji patologii płuc. Naukowcy mają jednak nadzieję, że technologia ta w połączeniu z algorytmami sztucznej inteligencji może zapoczątkować nową erę badań klatki piersiowej, w których można wyizolować wzorce wibracji. Umożliwiłoby to lepsze diagnozowanie chorób układu oddechowego.

Badania naukowe zmieniają świat

.„Najbardziej ambitne europejskie projekty badawcze realizowano w trzech dużych obszarach nauki: naukach o życiu, naukach ścisłych i technicznych oraz naukach społecznych i humanistycznych” – pisze na łamach „Wszystko co Najważniejsze” prof. Andrzej JAJSZCZYK.

„Trudno jest przecenić rolę badań naukowych w tym, co osiągnęła nasza cywilizacja. Wyniki pracy naukowców spowodowały, że żyjemy dziś znacznie dłużej niż jeszcze sto lat temu, głód stał się udziałem wyłącznie osób mieszkających w krajach upadłych i nękanych wojnami, podróże po całym świecie są już dostępne prawie dla każdego, przynajmniej w krajach bogatszych, a tania łączność zmieniła życie miliardów ludzi, nawet w najbiedniejszych zakątkach naszego globu.”

„Niestety, coś, co wielu nazywa postępem, ma też swoje ciemne strony. I jakkolwiek wyniki badań naukowych bywają używane także w złej wierze bądź ich niewłaściwe czy po prostu nierozumne zastosowanie prowadzi do opłakanych skutków, to nikt przy zdrowych zmysłach nie kwestionuje konieczności dalszego prowadzenia badań, chociażby po to, by walczyć ze wspomnianymi skutkami.”

„W obszarze nauk ścisłych i technicznych najwięcej badań w ostatnich latach prowadzi się w dyscyplinach inżynierii materiałowej i nauki o materiałach. Ich praktyczny potencjał nie podlega dyskusji. Następne dyscypliny w kolejności finansowania przez ERC to chemia fizyczna, fizyka materii skondensowanej i ciała stałego, elektronika i fotonika, a także chemia organiczna. Po nich następują informatyka i kryptologia, oddziaływania fundamentalne, w tym oddziaływania grawitacyjne czy elektromagnetyczne. Listę najpopularniejszych badawczo dyscyplin zamyka fizyka kwantowa. Warto przy tym pamiętać, że wspomniana kolejność nie wynika z jakichkolwiek priorytetów czy preferencji ERC, lecz jedynie z pojawiania się najbardziej interesujących pomysłów badawczych zgłaszanych przez samych naukowców.”

„Ważne jest także to, że w obszarze nauk ścisłych i technicznych obserwujemy w ostatnich latach znaczący postęp w opracowywaniu nowych metod badawczych. Obejmują one m.in. eksperymentalne metody skoncentrowane na modelach klimatycznych, modelowanie obliczeniowe, w tym symulacje związane z sieciami neuronowymi. Intensywnie rozwija się także metody matematyczne związane z teorią pola i algorytmami, a w obszarze chemii – nowe metody syntezy organicznej i katalizy.”

PAP/Paweł Wernicki/Wszystko co Najważniejsze/JT