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Les chercheurs recensent les procédés matériels « violents » qui entraînent wheezing

Une équipe des techniciens a recensé les procédés matériels « violents » au travail à l'intérieur des poumons qui entraînent wheezing, une condition qui affecte jusqu'à un quart de la population du monde.

Les chercheurs, de l'université de Cambridge, ont employé la modélisation et les techniques visuelles ultra-rapides pour montrer ce qui des causes wheezing et comment le prévoir. Leurs résultats pourraient être employés comme base d'une diagnose meilleur marché et plus rapide pour l'affection pulmonaire qui exige juste un stéthoscope et un microphone.

La compréhension améliorée du mécanisme matériel responsable de produire des sons wheezing a pu fournir un meilleur lien de causalité entre les sympt40mes et la maladie, et aide à améliorer le diagnostic et la demande de règlement. Les résultats sont rapportés en la Science ouverte de société royale de tourillon.

À une certaine remarque, la plupart d'entre nous a remarqué wheezing, un son siffleur aigu effectué tout en respirant. Pour la plupart des gens, le phénomène est temporaire et habituellement le résultat un rhume ou une réaction allergique douce. Cependant, wheezing régulier ou continuel est souvent un sympt40me de plus d'états graves, tels que l'asthme, l'emphysème, la bronchopneumopathie chronique obstructive (COPD) ou certains cancers.

Puisque wheezing le rend plus dur pour respirer, il exerce une énorme quantité de pression sur les poumons. Les sons liés à wheezing ont été employés pour effectuer des diagnostics pendant des siècles, mais les mécanismes matériels responsables du début de wheezing sont mal compris, et il n'y a aucun modèle pour prévoir quand wheezing se produira. »

M. Alastair Gregory, premier auteur d'étude, service du bureau d'études, université de Cambridge

M. co-auteur Anurag Agarwal, chef du laboratoire d'acoustique dans le service du bureau d'études, a dit qu'il a eu la première fois l'idée d'étudier wheezing après des vacances de famille il y a plusieurs années. « J'ai commencé à wheezing la première nuit où nous étions là, avant lesquels n'était jamais arrivé à moi, » il avons dit. « Et en tant que technicien qui étudie l'acoustique, ma première pensée était comme elle fraîche était que mon fuselage effectuait ces bruits. Après quelques jours cependant, j'avais une panne réelle respirer, qui a effectué la nouveauté s'user hors circuit assez rapidement. »

Agarwal wheezing a été vraisemblablement provoqué par une allergie d'acarien, qui a été facilement traitée avec des antihistaminiques délivrés sans ordonnance. Cependant, après avoir parlé avec un voisin qui est également un spécialiste en médicament respiratoire, il a appris que quoique ce soit un cas courant, les mécanismes matériels qui entraînent wheezing soyez quelque peu mystérieux.

« Depuis wheezing est associé dans tant de conditions, il est difficile d'être sûr de ce qui est erroné avec un patient juste basé sur le sifflement, ainsi nous travaillons à comprendre comment des sons wheezing sont produits de sorte que les diagnostics puissent être plus spécifiques, » ont dit Agarwal.

Les voies aériennes du poumon sont un réseau étant branché des tubes souples, les bronchioles appelées, qui deviennent graduellement plus courtes et tout plus étroites qu'elles deviennent plus profondes dans le poumon.

Afin d'imiter cette installation dans le laboratoire, les chercheurs ont modifié un appareil appelé une résistance d'étourneau, en laquelle le flux d'air est piloté par les tubes élastiques minces des longueurs variées et des épaisseurs.

Professeur Joan Lasenby de spécialiste en visibilité de co-auteur et d'ordinateur a développé une technique de stéréoscopie de multi-appareil-photo pour filmer l'air étant obligatoire par les tubes à différents degrés de tension, afin d'observer les mécanismes matériels qui entraînent wheezing.

« Elle nous a étonnés juste combien violent le mécanisme de wheezing est, » a dit Gregory, qui est également un chargé de recherches junior à l'université de Magdalene. « Nous avons constaté qu'il y a deux conditions pour que wheezing se produise : le premier est que la pression sur les tubes est telle qu'un ou plusieurs de bronchioles des effondrements presque, et le deuxième est que l'air est obligatoire cependant la voie aérienne effondrée avec assez de force pour piloter des vibrations. »

Une fois que ces conditions sont remplies, les vibrations se développent et sont supportées par un mécanisme d'oscillation en lequel les ondes se déplaçant du front à l'arrière ont la même fréquence que l'ouverture et la fermeture du tube. « Un phénomène assimilé a été vu dans des ailes d'avions quand elles défaillent, ou dans des passerelles quand elles s'effondrent, » a dit Agarwal. « Quand à travers des vibrations soyez à la même fréquence que dans le sens horaire et les vibrations se déformantes en sens inverse des aiguilles d'une montre, nous obtiennent l'oscillation qui fait effondrer la structure. Le même procédé est au travail à l'intérieur de l'appareil respiratoire. »

Utilisant ces observations, les chercheurs ont développé une « loi de tube » afin de prévoir quand cette vibration potentiellement dommageable pourrait se produire, selon les propriétés matérielles du tube, la géométrie et la quantité de tension.

« Nous employons alors cette loi pour établir un modèle qui peut prévoir le début de wheezing et pourrait même être la base d'une diagnose meilleur marché et plus rapide pour l'affection pulmonaire, » avons dit Gregory. « Au lieu des méthodes chères et longues telles que des rayons X ou l'IRM, nous n'aurions besoin de rien davantage qu'un microphone et un stéthoscope. »

Une diagnose basée sur cette méthode fonctionnerait à l'aide d'un microphone - premiers tests ont été faits utilisant le microphone incorporé sur un smartphone normal - pour enregistrer la fréquence du son wheezing et pour employer ceci pour recenser quelle bronchiole est près de l'effondrement, et si les voies aériennes sont exceptionnellement raides ou flexibles afin de viser la demande de règlement. Les chercheurs espèrent cela en trouvant des changements des propriétés matérielles de wheezing, et l'emplacement que les sifflements viennent de, les informations complémentaires le faciliteront pour distinguer différentes conditions, bien que davantage de travail dans cet endroit soit nécessaire toujours.

Source:
Journal reference:

Gregory, A., et al. (2021) An Experimental Investigation to Model Wheezing in Lungs. Royal Society Open Science. doi.org/10.17863/CAM.64220.