123RF
Ultradźwięki zmienią diagnostykę chorób układu oddechowego?
Redaktor: Jacek Janik
Data: 25.03.2024
Źródło: PAP/Paweł Wernicki
Dzięki ultradźwiękom można wykryć niemożliwe dotychczas do oceny drobne ruchy klatki piersiowej, co powinno pomóc rozpoznawać choroby układu oddechowego – informuje pismo „AIP Advances”.
Subiektywna ocena
Przeprowadzane przez lekarza typowe badanie fizykalne klatki piersiowej polega na badaniu dotykiem, ocenie ruchów klatki piersiowej podczas oddechu, ocenie drżenia głosowego podczas wokalizacji, oraz na 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.
Nowa technologia AUSMC
– 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 – wyjaśnił.
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 podali 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 – stwierdził Couade.
– Zgodnie z oczekiwaniami rozkład częstotliwości wokalizacji nie pokrywa się u mężczyzn i kobiet, przy czym ta druga jest wyższa – dodał.
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.
Przeprowadzane przez lekarza typowe badanie fizykalne klatki piersiowej polega na badaniu dotykiem, ocenie ruchów klatki piersiowej podczas oddechu, ocenie drżenia głosowego podczas wokalizacji, oraz na 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.
Nowa technologia AUSMC
– 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 – wyjaśnił.
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 podali 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 – stwierdził Couade.
– Zgodnie z oczekiwaniami rozkład częstotliwości wokalizacji nie pokrywa się u mężczyzn i kobiet, przy czym ta druga jest wyższa – dodał.
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.
Patronat naukowy portalu: