به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل  به نقل از مدیکال اکسپرس؛ تیمی از مهندسان فرآیندهای فیزیکی "خشونت آمیز" را که در داخل ریه ها کار می کند و باعث خس خس می شود، شناسایی کرده اند، وضعیتی که تا یک چهارم جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار می دهد.

محققان از دانشگاه کمبریج از مدل سازی و تکنیک های فیلمبرداری با سرعت بالا برای نشان دادن علت ایجاد خس خس و چگونگی پیش بینی آن استفاده کردند. نتایج آنها می تواند به عنوان پایه تشخیصی ارزان تر و سریعتر برای بیماری های ریوی که فقط به استتوسکوپ و میکروفون نیاز دارند، استفاده شود.

درک بهتر از مکانیسم فیزیکی مسئول تولید صداهای خس خس سینه می تواند ارتباط علی بهتری بین علائم و بیماری ایجاد کند و به بهبود تشخیص و درمان کمک کند. نتایج در مجله Royal Society Open Science  گزارش شده است.

در برخی از مواقع، بیشتر ما دچار خس خس سینه، صدای سوت بلند هنگام تنفس می کنیم. برای اکثر افراد، این پدیده موقتی است و معمولاً نتیجه آن واکنش آلرژیک خفیف یا سرماخوردگی است. با این حال، خس خس سیر منظم یا مزمن اغلب نشانه ای از بیماری های جدی تر مانند آسم، آمفیزم، بیماری انسدادی مزمن ریوی (COPD) یا سرطان های خاص است.

دکتر آلاستر گریگوری، اولین نویسنده از گروه مهندسی کمبریج گفت: از آنجا که خس خس نفس کشیدن را دشوار می کند، فشار زیادی را به ریه ها وارد می کند. صداهایی که با خس خس همراه است قرن ها برای تشخیص استفاده می شده است، اما مکانیسم های فیزیکی مسئول خس خس سینه به خوبی درک نشده است و هیچ مدلی برای پیش بینی زمان خس خس وجود ندارد.

دکتر آنوراگ آگاروال، سرپرست آزمایشگاه آکوستیک در گروه مهندسی، نویسنده مشترک، گفت : اولین بار ایده تحصیل خس خس را پس از تعطیلات خانوادگی چند سال پیش پیدا کردم.

وی افزود: من از شب اول که آنجا بودیم، خس خس کردم. این اتفاق هرگز برای من رخ نداده بود. و به عنوان یک مهندس که در زمینه آکوستیک تحصیل می کند، اولین فکر من این بود که بدن من این صداها را می گیرد چقدر باحال است. با این حال، پس از چند روز، من در تنفس واقعاً مشکل داشتم، که باعث شد تازگی خیلی زود از بین برود.

خس خس آگروال احتمالاً به دلیل آلرژی گرد و غبار ایجاد شده است که به راحتی با آنتی هیستامین های بدون نسخه قابل درمان است. با این حال، پس از صحبت با همسایه ای که متخصص طب تنفسی نیز است، او آموخت که حتی اگر این یک اتفاق معمول باشد، مکانیسم های فیزیکی ایجاد کننده خس خس تا حدودی مرموز است.

آگاروال گفت: از آنجا که خس خس با بسیاری از شرایط همراه است، اطمینان از اینکه بیمار فقط بر اساس خس خس چه مشکلی دارد، دشوار است، بنابراین ما در حال درک چگونگی تولید صداهای خس خس هستیم تا تشخیص دقیق تر باشد. 

مجاری تنفسی ریه شبکه ای منشعب از لوله های انعطاف پذیر است که بنام برونشیول نامیده می شود و با عمیق شدن در ریه به تدریج کوتاه و باریک می شود.

به منظور تقلید از این تنظیمات در آزمایشگاه، محققان قطعه ای به نام مقاومت Starling را اصلاح کردند که در آن جریان هوا از طریق لوله های نازک الاستیک با طول و ضخامت های مختلف هدایت می شود.

پروفسور جوآن لازنبی، نویسنده همکار و متخصص بینایی رایانه، یک روش استریوسکوپی چند دوربین را برای فیلمبرداری از هوای وادار به لوله ها در درجات مختلف کشش، به منظور مشاهده مکانیسم های فیزیکی ایجاد کننده خس خس، ایجاد کرد.

گریگوری، که همچنین یک عضو پژوهشگر خردسال در کالج مگدالن است ، گفت: این ما را شگفت زده کرد که مکانیسم خس خس سینه تا چه حد خشونت آمیز است. 

ما متوجه شدیم که برای ایجاد خس خس دو حالت وجود دارد: اول اینکه فشار بر روی لوله ها به گونه ای است که یک یا چند برونشیول تقریباً فرو می ریزد، و دوم اینکه هوا مجبور می شود در حالی که مجرای تنفسی فرو ریخته با نیروی کافی برای تحریک نوسانات ایجاد می شود.

پس از برآورده شدن این شرایط، نوسانات رشد می کنند و توسط مکانیسم بال زدن که امواج در حال حرکت از جلو به عقب فرکانس باز و بسته شدن لوله را دارند، پایدار می مانند.

آگاروال گفت: پدیده مشابهی در بال هواپیما هنگام خراب شدن یا در پل هنگام فروپاشی دیده شده است. وقتی ارتعاشات بالا و پایین در یک فرکانس با ارتعاشات چرخش در جهت عقربه های ساعت و خلاف جهت عقربه های ساعت هستند، به لرزش هایی دست می یابیم که باعث ایجاد ساختار می شود. سقوط - فروپاشی. همین روند در داخل سیستم تنفسی در حال کار است.

با استفاده از این مشاهدات، محققان "قانون لوله" را به منظور پیش بینی زمان وقوع این نوسان بالقوه آسیب رسان، بسته به خصوصیات مواد لوله، هندسه و میزان کشش، ایجاد کردند.

گریگوری گفت: سپس ما از این قانون برای ساخت مدلی استفاده می کنیم که می تواند شروع خس خس را پیش بینی کند و حتی می تواند مبنای تشخیصی ارزان تر و سریعتر برای بیماری ریوی باشد. ما به چیزی بیشتر از میکروفون و استتوسکوپ احتیاج نداریم.

تشخیص مبتنی بر این روش با استفاده از میکروفون - آزمایشات اولیه با استفاده از میکروفن داخلی در تلفن هوشمند معمولی انجام شد - برای ضبط فرکانس صدای خس خس سینه و استفاده از این روش برای تشخیص اینکه کدام برونشیول نزدیک به فروپاشی است و آیا راه های هوایی به طور غیرمعمول سفت یا انعطاف پذیر به منظور هدف قرار دادن درمان هستند.

محققان امیدوارند با یافتن تغییر در خصوصیات مواد ناشی از خس خس سینه، و مکانهایی که خس خس از آنها می آید، اطلاعات اضافی تشخیص بین شرایط مختلف را آسان تر می کند، اگرچه هنوز کار بیشتری در این زمینه لازم است.