Saúde

A identificação de processos violentos que causam sibila¢ncia pode levar a um melhor diagnóstico e tratamento para doenças pulmonares
Uma equipe de engenheiros identificou os processos fa­sicos
Por Sarah Collins - 24/02/2021


Pulmaµes dimensionais - Crédito: Hey Paul Studios

Uma vez que a respiração ofegante estãoassociada a tantas condições, édifa­cil ter certeza do que háde errado com um paciente apenas com base na respiração ofegante

Anurag Agarwal

Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, usaram técnicas de modelagem e va­deo de alta velocidade para mostrar o que causa o chiado e como prevaª-lo. Seus resultados podem ser usados ​​como base para um diagnóstico mais barato e rápido para doenças pulmonares que requer apenas um estetosca³pio e um microfone.

Uma melhor compreensão do mecanismo fa­sico responsável pela geração de sons sibilantes pode fornecer uma melhor relação causal entre os sintomas e a doença e ajudar a melhorar o diagnóstico e o tratamento. Os resultados são publicados na revista Royal Society Open Science .

Em algum momento, a maioria de nosjá experimentou respiração ofegante, um assobio agudo feito durante a respiração. Para a maioria das pessoas, o fena´meno étempora¡rio e geralmente resulta em uma reação alanãrgica fria ou leve. No entanto, a respiração ofegante regular ou crônica costuma ser um sintoma de doenças mais graves, como asma, enfisema, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) ou certos tipos de ca¢ncer.

“Como a respiração ofegante torna mais difa­cil respirar, ela coloca uma enorme pressão nos pulmaµes”, disse o primeiro autor, Dr. Alastair Gregory, do Departamento de Engenharia de Cambridge. “Os sons associados a  sibila¢ncia tem sido usados ​​para fazer diagnósticos háséculos, mas os mecanismos fa­sicos responsa¡veis ​​pelo ini­cio da sibila¢ncia são mal compreendidos e não existe um modelo para prever quando ocorrera¡ a sibila¢ncia.”

O coautor, Dr. Anurag Agarwal, chefe do laboratório de Acaºstica do Departamento de Engenharia, disse que teve a ideia de estudar a respiração ofegante depois de fanãrias em familia hávários anos. “Comecei a ofegar na primeira noite em que estivemos la¡, o que nunca havia acontecido comigo antes”, disse ele. “E como um engenheiro que estuda acaºstica, meu primeiro pensamento foi como era legal meu corpo estar fazendo esses rua­dos. Depois de alguns dias, no entanto, eu estava tendo problemas reais para respirar, o que fez com que a novidade se dissipasse rapidamente. ”

O chiado de Agarwal provavelmente era causado por uma alergia aos a¡caros, que era facilmente tratada com anti-histama­nicos de venda livre. Poranãm, ao conversar com um vizinho que também éespecialista em medicina respirata³ria, soube que, embora seja uma ocorraªncia comum, os mecanismos fa­sicos que causam o chiado são um tanto misteriosos.

“Como o chiado estãoassociado a tantas condições, édifa­cil ter certeza do que háde errado com um paciente apenas com base no chiado, então estamos trabalhando para entender como os sons de chiado são produzidos para que os diagnósticos possam ser mais específicos”. disse Agarwal.

As vias aanãreas do pulma£o são uma rede ramificada de tubos flexa­veis, chamados bronqua­olos, que gradualmente ficam mais curtos e estreitos a  medida que penetram no pulma£o.

Para imitar essa configuração no laboratório, os pesquisadores modificaram um equipamento chamado resistor Starling, no qual o fluxo de ar éconduzido por finos tubos ela¡sticos de vários comprimentos e espessuras.

O coautor e especialista em visão computacional, o professor Joan Lasenby, desenvolveu uma técnica de estereoscopia multica¢mera para filmar o ar sendo forçado pelos tubos em diferentes graus de tensão, a fim de observar os mecanismos fa­sicos que causam o chiado.

“Ficamos surpresos com o quanto violento éo mecanismo de chiado no peito”, disse Gregory, que também épesquisador jaºnior no Magdalene College. “Descobrimos que existem duas condições para a ocorraªncia de sibila¢ncia: a primeira éque a pressão nos tubos étal que um ou mais dos bronqua­olos quase entra em colapso, e a segunda éque o ar éforçado atravanãs da via aanãrea colapsada com força suficiente para impulsionar oscilações ”.

Uma vez satisfeitas essas condições, as oscilações crescem e são sustentadas por um mecanismo de flutter no qual as ondas que viajam da frente para trás tem a mesma frequência de abertura e fechamento do tubo. “Um fena´meno semelhante foi visto em asas de aeronaves quando elas falham, ou em pontes quando desabam”, disse Agarwal. “Quando as vibrações para cima e para baixo estãona mesma frequência que as vibrações de torção no sentido hora¡rio e anti-hora¡rio, temos vibração que causa o colapso da estrutura. O mesmo processo ocorre dentro do sistema respirata³rio. ”

Usando essas observações, os pesquisadores desenvolveram uma 'lei do tubo' para prever quando essa oscilação potencialmente prejudicial pode ocorrer, dependendo das propriedades do material do tubo, geometria e quantidade de tensão.

“Em seguida, usamos essa lei para construir um modelo que pode prever o ini­cio da sibila¢ncia e pode atémesmo ser a base de um diagnóstico mais barato e rápido para doenças pulmonares”, disse Gregory. “Em vez de manãtodos caros e demorados, como raios-x ou ressonância magnanãtica, não precisara­amos de nada mais do que um microfone e um estetosca³pio.”

Um diagnóstico baseado neste manãtodo funcionaria usando um microfone - os primeiros testes foram feitos usando o microfone embutido em um smartphone normal - para registrar a frequência do som sibilante e usar isso para identificar qual bronqua­olo estãoperto do colapso e se o as vias aanãreas são excepcionalmente ra­gidas ou flexa­veis para direcionar o tratamento. Os pesquisadores esperam que, ao encontrar alterações nas propriedades dos materiais devido a  sibila¢ncia e nos locais de origem da sibila¢ncia, as informações adicionais tornem mais fa¡cil distinguir entre as diferentes condições, embora mais trabalhos nesta área ainda sejam necessa¡rios.

 

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