Un team di scienziati dell’Università di Kaunas ha condotto una ricerca che ha svelato l’impatto delle basse frequenze ultrasuoni sui parametri del sangue. I risultati suggeriscono che l’influenza degli ultrasuoni sull’emoglobina può migliorare il trasferimento di ossigeno dai polmoni ai tessuti del corpo.
Sangue – visualizzazione artistica.
Lo studio ha comportato l’analisi di 300 campioni di sangue di 42 pazienti affetti da malattie polmonari. Questi campioni sono stati esaminati in sei diverse modalità di ultrasuoni a bassa frequenza presso l’Istituto di meccatronica dell’Università di tecnologia di Kaunas (KTU) in Lituania.
I cambiamenti in 20 parametri del sangue sono stati registrati utilizzando le apparecchiature per analisi del sangue nei laboratori dell’Università lituana di scienze della salute (LSMU). Per prevedere gli effetti degli ultrasuoni, sono stati impiegati metodi di intelligenza artificiale, tra cui l’analisi della varianza (ANOVA), il metodo Kruskal-Wallis non parametrico e algoritmi di apprendimento automatico, con calcoli eseguiti presso il KTU Artificial Intelligence Center.
I professori Vytautas Ostaševičius e Vytautas Jūrėnas della KTU evidenziano gli ultrasuoni come approccio non medicinale per il trattamento delle malattie circolatorie. Mentre nella letteratura scientifica si discute ampiamente dell’impatto degli ultrasuoni sulle piastrine in relazione alla coagulazione del sangue, il gruppo di ricerca della KTU ha scoperto che gli ultrasuoni non solo alterano i parametri della coagulazione del sangue, ma influenzano anche i globuli rossi. Questa influenza può migliorare il trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti e ridurre la pressione sanguigna.
“Durante l’azione degli ultrasuoni a bassa frequenza, i globuli rossi aggregati si dissociano in singole cellule del sangue e le molecole di emoglobina in esse contenute interagiscono con l’ossigeno sull’intera superficie delle cellule del sangue, migliorando la saturazione di ossigeno nel sangue”, spiega il professor V. Ostaševičius, direttore dell’Istituto di meccatronica KTU. La dissociazione dei singoli globuli rossi riduce contemporaneamente la viscosità del sangue e la pressione sanguigna a causa dell’aumento dello spazio tra loro.
I ricercatori sottolineano che l’impatto degli ultrasuoni sull’emoglobina supera il suo effetto sulla coagulazione del sangue, e ulteriori analisi presso il Laboratorio di Cardiologia Molecolare della LSMU contribuiscono a questi risultati.
“I risultati della ricerca suggeriscono che gli ultrasuoni a bassa frequenza potrebbero essere utilizzati per i pazienti con ipertensione polmonare per migliorare la saturazione di ossigeno nei polmoni. Considerando le ripercussioni della recente pandemia di COVID-19, vediamo un potenziale significativo per esplorare ulteriormente le capacità della tecnologia sviluppata”, osserva il professor V. Ostaševičius.
La collaborazione tra medicina e ingegneria sta dando risultati fruttuosi. Gli ultrasuoni ad alta frequenza, operanti tra 2 e 12 MHz, vengono utilizzati in medicina sia per scopi diagnostici che terapeutici. Il professor V. Jūrėnas spiega che le onde acustiche emesse dagli ultrasuoni ad alta frequenza hanno una penetrazione limitata nei tessuti, determinando un impatto maggiore sui tessuti rispetto agli organi interni. Al contrario, gli ultrasuoni a bassa frequenza penetrano più profondamente negli organi interni, con una pressione acustica distribuita in modo più uniforme.
Le applicazioni degli ultrasuoni in medicina sono diverse e vanno dalla frantumazione dei calcoli renali alla distruzione delle cellule tumorali. Il professor V. Jūrėnas suggerisce potenziali applicazioni, come l’uso degli ultrasuoni per attivare farmaci specifici o favorire la somministrazione di antibiotici nelle aree infiammate del corpo.
La ricerca descritta rappresenta una collaborazione di successo tra ricercatori di ingegneria e medici. Un altro esempio recente è lo sviluppo di un sistema per il posizionamento 3D del telaio stereotassico utilizzato in radiochirurgia presso il KTU Mechatronics Institute. Questo sistema immobilizza i pazienti sottoposti a radiochirurgia con il “coltello Gamma” presso l’Università lituana di Scienze della Salute.
“Durante tali operazioni è necessario che la testa del paziente sia ancorata in modo affidabile, poiché qui la precisione è particolarmente importante. A causa delle gravi condizioni dei pazienti, spesso è difficile immobilizzarli. La nostra soluzione proposta è già utilizzata e brevettata con successo”, afferma il prof. V. Jūrenas.
I ricercatori della KTU credono nel raggiungimento di risultati eccellenti sfruttando le conoscenze provenienti da diversi campi e mirano a una collaborazione continua e produttiva con i medici. L’articolo intitolato “Predizione dei cambiamenti nei parametri del sangue indotti dagli ultrasuoni a bassa frequenza” è pubblicato nel numero 6 della rivista Applied System Innovation 2023, disponibile Qui.
Scritto da Alius Noreika
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org