مهندسان پزشکی پزشکی از مدل رایانه ای برای مطالعه سطح پایین اکسیژن خون در بیماران مبتلا به COVID-19 استفاده می کنند – ScienceDaily

[ad_1]

دانشمندان هنوز در حال حل بسیاری از جنبه های مرموز چگونگی حمله ویروس کرونا به ریه ها و سایر قسمت های بدن هستند. یکی از بزرگترین و تهدیدآمیزترین رمز و رازها این است که چگونه ویروس باعث “هیپوکسی خاموش” می شود ، وضعیتی که در آن سطح اکسیژن در بدن به طور غیر طبیعی پایین است ، که در صورت عدم شناسایی طولانی مدت می تواند به اندام های حیاتی آسیب برساند. اکنون ، به لطف مدل های رایانه ای و مقایسه با داده های واقعی بیمار ، مهندسان پزشکی و همکاران در دانشگاه ورمونت در دانشگاه بوستون کشف رمز و راز را آغاز کرده اند.

اگرچه به طور خطرناکی سطح اکسیژن کمتری را تجربه می کنند ، اما بسیاری از افراد مبتلا به موارد شدید COVID-19 گاهی علائم تنگی نفس یا دشواری در تنفس ندارند. توانایی هیپوکسی در ایجاد صدمه خاموش دلیل اختراع آن “بی سر و صدا” است. در بیماران مبتلا به ویروس کرونا ، تصور می شود که ابتدا عفونت به ریه ها آسیب می رساند و باعث می شود که بخشی از آنها به درستی عمل نکنند. این بافتها اکسیژن را از دست داده و کار خود را متوقف می کنند و دیگر جریان خون را با اکسیژن تزریق نمی کنند و باعث هیپوکسی خاموش می شوند. اما اینکه این اثر دومینو دقیقاً چگونه ظاهر شده هنوز مشخص نیست.

“ما نمی دانستیم [how this] از نظر فیزیولوژیکی امکان پذیر بود ، “می گوید بلا سوکی ، استاد مهندسی پزشکی و علوم مواد و یکی از نویسندگان این مطالعه در دانشکده مهندسی BU. برخی از بیماران ویروس کرونا آن چیزی را که برخی از متخصصان به عنوان سطح اکسیژن خون توصیف می کنند” ناسازگار است “تجربه کرده اند. با زندگی. “سوکی می گوید ، این نگران کننده است که بسیاری از این بیماران هنگام انجام اسکن ریه ، تقریباً هیچ نشانه ای از ناهنجاری نشان نمی دهند.

مهندسان زیست پزشکی BU برای کمک به رسیدن به دلیل کمبود اکسیژن خاموش ، از مدل سازی رایانه ای برای آزمایش سه سناریوی مختلف استفاده می کنند که به توضیح چگونگی و دلیل توقف اکسیژن در ریه ها در ریه ها کمک می کند. تحقیقات آنها ، که در ارتباطات طبیعت ، طبق گفته مهندس پزشکی پزشکی ، یعقوب هرمان ، عضو فوق دکترا در آزمایشگاه سوکی و نویسنده اصلی مطالعه جدید ، هیپوکسی خاموش به احتمال زیاد ناشی از ترکیبی از مکانیسم های بیولوژیکی است که می تواند همزمان در ریه های بیماران مبتلا به COVID-19 ایجاد شود.

ریه ها معمولاً وظیفه ماندگاری تبادل گاز را با تأمین اکسیژن به هر سلول در بدن هنگام تنفس و آزاد کردن دی اکسید کربن در هر بازدم انجام می دهند. ریه های سالم سطح اکسیژن خون را بین 95 تا 100 درصد نگه می دارند – اگر به زیر 92 درصد برسد ، جای نگرانی است و ممکن است پزشک تصمیم بگیرد با اکسیژن اضافی مداخله کند. (در ابتدای شیوع ویروس کرونا ، وقتی پزشکان شروع به هشدار در مورد کمبود اکسیژن خاموش کردند ، اکسی مترها از قفسه های فروشگاه خارج شدند زیرا بسیاری از مردم نگران بودند که ممکن است آنها یا اعضای خانواده شان نیاز به بهبودی از موارد خفیف تری داشته باشند). موارد ویروس کرونا در خانه ، می خواستند بتوانند سطح اکسیژن خون آنها را کنترل کنند.)

محققان ابتدا بررسی کردند که چگونه COVID-19 بر توانایی ریه ها در تنظیم محل هدایت خون تأثیر می گذارد. معمولاً اگر مناطقی از ریه اکسیژن زیادی به دلیل آسیب ناشی از عفونت جمع نکنند ، رگهای خونی در آن نواحی منقبض می شوند. در واقع این یک چیز خوب است که ریه های ما برای انجام آن تکامل یافته اند ، زیرا در عوض خون از طریق بافت ریه پر از اکسیژن جریان می یابد و سپس به بقیه بدن گردش می کند.

اما طبق گفته هرمان ، داده های اولیه بالینی نشان می دهد که ریه برخی از بیماران مبتلا به COVID-19 توانایی محدود کردن جریان خون به بافت آسیب دیده قبلی را از دست داده و در مقابل ، به طور بالقوه این رگ های خونی را حتی بیشتر باز می کند – چیزی که دیدن آن دشوار است. یا با توموگرافی کامپیوتری اندازه گیری می شود.

هرمان ، سوکی و تیم آنها با استفاده از یک مدل محاسباتی ریه ، این تئوری را آزمایش کردند و نشان دادند که برای پایین آوردن سطح اکسیژن خون در بیماران مبتلا به COVID-19 ، جریان خون باید در واقع بسیار بیشتر از آنها می گویند در مناطقی از ریه ها که دیگر قادر به جمع آوری اکسیژن نیستند – طبیعی است و باعث کمبود اکسیژن در بدن می شود.

آنها سپس بررسی کردند که چگونه لخته شدن خون می تواند بر جریان خون در مناطق مختلف ریه تأثیر بگذارد. هنگامی که پوشش رگهای خونی از عفونت COVID-19 ملتهب می شود ، لخته های خون کوچکی در ریه ها ایجاد می شود که بسیار کوچک هستند و در اسکن های پزشکی دیده نمی شوند. آنها با استفاده از مدلسازی رایانه ای ریه ها دریافتند که این امر می تواند باعث کمبود اکسیژن در سکوت شود ، اما تنها این احتمال کافی نیست که باعث شود سطح اکسیژن به اندازه آنچه در داده های بیمار کاهش می یابد ، پایین بیاید.

سرانجام ، محققان از مدل رایانه ای خود برای تعیین اینکه COVID-19 با نسبت طبیعی هوا به خون که ریه ها باید به طور طبیعی کار کنند ، تداخل دارد ، استفاده کردند. سوکی می گوید ، این نوع نسبت جریان هوا و خون با هم تطبیق نمی یابد ، چیزی است که در بسیاری از شرایط تنفسی مانند بیماران آسم اتفاق می افتد و ممکن است یک عامل احتمالی در کمبود اکسیژن شدید و خاموش در بیماران COVID-19 باشد. مدل های آنها نشان می دهد که برای این امر می تواند باعث هیپوکسی خاموش شود ، این اختلاف باید در قسمت هایی از ریه رخ دهد که هنگام اسکن ریه ها آسیب دیده یا غیرطبیعی به نظر نمی رسد.

به طور کلی ، یافته های آنها نشان می دهد که ترکیبی از سه عامل احتمالاً مسئول موارد شدید کم اکسیژن در برخی از بیماران مبتلا به COVID-19 است. با درک بهتر این مکانیسم های اساسی و اینکه چگونه ممکن است ترکیبات از بیمار به بیمار دیگر متفاوت باشد ، پزشکان می توانند با استفاده از اقداماتی مانند تهویه و اکسیژن اضافی ، آگاهانه تری برای درمان بیماران انتخاب کنند. در حال حاضر تعدادی از مداخلات در حال مطالعه است ، از جمله یک مداخله با فن آوری پایین به نام تمایل موقعیتی ، که بیماران را روی شکم خود چرخانده و به پشت ریه ها اجازه می دهد اکسیژن بیشتری بگیرند و نسبت هوا و خون ناسازگار را برابر کنند.

سوکی می گوید: “افراد مختلف به این ویروس واکنش های مختلفی نشان می دهند.” برای پزشکان ، وی می گوید درک همه دلایل احتمالی کمبود اکسیژن خون بیمار بسیار مهم است تا آنها بتوانند در مورد روش صحیح درمان تصمیم بگیرند ، از جمله داروهایی که می توانند به کوچک شدن کمک کنند. رگهای خونی ، تخریب لخته های خون یا اصلاح نسبت نامناسب هوا و خون.

[ad_2]

منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>