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Os pesquisadores identificam os processos físicos “violentos” que causam chiar

Uma equipe dos coordenadores identificou os processos físicos “violentos” no trabalho dentro dos pulmões que causam chiando, uma circunstância que afectasse até um quarto da população de mundo.

Os pesquisadores, da universidade de Cambridge, usaram a modelagem e técnicas video de alta velocidade para mostrar que as causas que chiam e como o prever. Seus resultados poderiam ser usados como a base de um diagnóstico mais barato e mais rápido para a doença pulmonar que exige apenas um estetoscópio e um microfone.

A compreensão melhorada do mecanismo físico responsável para gerar sons chiando podia fornecer uma relação causal melhor entre sintomas e doença, e ajuda a melhorar o diagnóstico e o tratamento. Os resultados são relatados na ciência aberta da sociedade real do jornal.

Em algum momento, a maioria de nós experimentaram chiar, um som de assobio estridente feito ao respirar. Para a maioria de povos, o fenômeno é provisório e geralmente o resultado uma reacção alérgica fria ou suave. Contudo, chiar regular ou crônico é frequentemente um sintoma de umas condições mais sérias, tais como a asma, o enfisema, a doença pulmonar obstrutiva crônica (COPD) ou determinados cancros.

Porque chiar faz mais duro respirar, aplica uma quantidade enorme de uma pressão sobre os pulmões. Os sons associados com chiar foram usados para fazer há séculos diagnósticos, mas os mecanismos físicos responsáveis para o início de chiar são compreendidos deficientemente, e não há nenhum modelo para prever quando chiar ocorrerá.”

Dr. Alastair Gregory, primeiro autor do estudo, departamento da engenharia, universidade de Cambridge

Co-author o Dr. Anurag Agarwal, cabeça do laboratório da acústica no departamento da engenharia, disse-o que obteve primeiramente a ideia estudar chiar após umas férias em família diversos anos há. “Eu comecei chiar a primeira noite onde nós éramos lá, de que me tinha acontecido nunca antes,” ele dissemos. “E como um coordenador que estudasse a acústica, meu primeiro pensamento era como fresco era que meu corpo fazia estes ruídos. Após alguns dias contudo, eu tinha o problema real respirar, que fez a novidade vestir fora consideravelmente rapidamente.”

Chiar de Agarwal foi causado provavelmente por uma alergia do ácaro da poeira, que fosse tratada facilmente com os antistamínicos legais. Contudo, após o discurso com um vizinho que fosse igualmente um especialista na medicina respiratória, aprendeu que mesmo que fosse uma ocorrência comum, os mecanismos físicos que causam chiar seja um tanto misterioso.

“Desde chiar é associado com tão muitas circunstâncias, ele é difícil para ter certeza do que é errado com um paciente apenas baseado no chiado, assim que nós estamos trabalhando em compreender como chiando os sons são produzidos de modo que os diagnósticos possam ser mais específicos,” disseram Agarwal.

As vias aéreas do pulmão são uma rede de ramificação das câmaras de ar flexíveis, chamada os bronchioles, que obtêm gradualmente mais curtos e por mais mais estreitos que obtenham mais profundas no pulmão.

A fim imitar esta instalação no laboratório, os pesquisadores alteraram uma parte de equipamento chamada um resistor do estorninho, em que o fluxo de ar é conduzido através das câmaras de ar elásticas finas de vários comprimentos e espessuras.

O professor Joana Lasenby do especialista da visão do co-autor e de computador desenvolveu uma técnica do stereoscopy da multi-câmera para filmar o ar que é forçado através das câmaras de ar em graus diferentes de tensão, a fim observar os mecanismos físicos que causam chiar.

“Surpreendeu-nos apenas como violento o mecanismo de chiar é,” disse Gregory, que é igualmente um research fellow júnior na faculdade de Magdalene. “Nós encontramos que há duas condições para que chiar ocorra: o primeiro é que a pressão nas câmaras de ar é tal que uns ou vários dos bronchioles dos colapsos quase, e os segundos são que o ar é forçado embora a via aérea desmoronada com bastante força para conduzir oscilações.”

Uma vez que estas circunstâncias são estadas conformes, as oscilações crescem e estão sustentadas por um mecanismo da vibração em que as ondas que viajam da parte dianteira à parte traseira têm a mesma freqüência que a abertura e o closing da câmara de ar. “Um fenômeno similar estêve considerado nas asas de aviões quando falham, ou nas pontes quando desmoronarem,” disse Agarwal. “Quando para cima e para baixo vibrações esteja na mesma freqüência que no sentido horário e as vibrações de torção no sentido contrário às agulhas do relógio, nós obtêm a vibração que faz com que a estrutura desmorone. O mesmo processo está no trabalho dentro do sistema respiratório.”

Usando estas observações, os pesquisadores desenvolveram da “uma lei câmara de ar” a fim prever quando esta oscilação potencial prejudicial pôde ocorrer, segundo as propriedades materiais da câmara de ar, a geometria e a quantidade de tensão.

“Nós usamos então esta lei para construir um modelo que possa prever o início de chiar e poderia mesmo ser a base de um diagnóstico mais barato e mais rápido para a doença pulmonar,” dissemos Gregory. “Em vez dos métodos caros e demorados tais como raios X ou MRI, nós não precisaríamos qualquer coisa mais do que um microfone e um estetoscópio.”

Um diagnóstico baseado neste método trabalharia usando um microfone - testes adiantados foram feitos usando o microfone em-construído em um smartphone normal - para gravar a freqüência do som chiando e para usar isto para identificar que bronchiole está perto do colapso, e se as vias aéreas são raramente duras ou flexíveis a fim visar o tratamento. Os pesquisadores esperam aquele encontrando mudanças em propriedades materiais de chiar, e os lugar de que chia vindo, a informações adicionais facilitarão distinguir entre circunstâncias diferentes, embora um trabalho mais adicional nesta área seja ainda necessário.

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.