Forschungen eines Wissenschaftlerteams von Universitäten in Kaunas, Litauen, haben ergeben, dass tiefenfrequente Ultraschallwellen einen Einfluss auf die Blutparameter haben. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Effekt von Ultraschallwellen auf das Hämoglobin den Transport von Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben des Körpers verbessern kann.
Für die Studie wurden 300 Blutproben von 42 Patienten mit Lungenerkrankungen verwendet. Die Proben wurden mit sechs verschiedenen Moden von tiefenfrequenten Ultraschallwellen am Institut für Mechatronik der Kaunas University of Technology (KTU) behandelt.
Veränderungen in 20 Blutparametern wurden mithilfe von Blutanalysengeräten in den Laboren der Lithuanian University of Health Sciences (LSMU) gemessen. Künstliche Intelligenz, die Varianzanalyse (ANOVA), die nichtparametrische Kruskal-Wallis-Methode und maschinelles Lernen wurden eingesetzt, um den Einfluss der Ultraschallwellen vorherzusagen. Die Berechnungen wurden am KTU Artificial Intelligence Center durchgeführt.
Professoren Vytautas Ostasevicius und Vytautas Jurenas von der KTU behaupten, dass die laufenden Forschungen im Zusammenhang mit der Aggregation der Blutplättchen stehen. Die Forschung des KTU-Teams hat gezeigt, dass der Einfluss von Ultraschallwellen auf die Blutparameter über die Anzahl der Blutplättchen hinausgeht. Es beeinflusst auch die roten Blutkörperchen (RBCs), was zu einer verbesserten Sauerstoffzirkulation und niedrigerem Blutdruck führen kann.
„Während der Einwirkung von tiefenfrequenten Ultraschallwellen trennen sich zusammengeballte RBCs in einzelne RBCs, deren Hämoglobinmoleküle mit Sauerstoff über eine größere Oberfläche interagieren als die zusammengeballten RBCs und somit die Sauerstoffsättigung des Blutes verbessern. Die Anzahl der getrennten einzelnen RBCs pro Volumeneinheit Blut nimmt aufgrund der Zwischenräume zwischen ihnen im Vergleich zu den zusammengeballten Einheiten ab, was die Blutviskosität verringert und den Blutdruck beeinflusst“, erklärt Prof. Ostasevicius, der Direktor des KTU Institute of Mechatronics.
Die Wissenschaftler stellen fest, dass der Einfluss von Ultraschallwellen auf das Hämoglobin in RBCs größer ist als der Effekt auf die Blutplättchenaggregation, die für die Blutgerinnung verantwortlich ist. Ihre Erkenntnisse wurden durch zusätzliche Analysen im Molecular Cardiology Laboratory der LSMU bestätigt.
„Daraus ergibt sich, dass tiefenfrequente Ultraschallwellen möglicherweise zur Verbesserung der Sauerstoffsättigung in den Lungen von Patienten mit pulmonaler Hypertonie eingesetzt werden können. Angesichts der anhaltenden COVID-19-Pandemie sehen wir ein enormes Potenzial in der weiteren Erforschung der Möglichkeiten unserer Technologie“, sagt Prof. Ostasevicius.
Partnerschaft zwischen medizinischen Wissenschaftlern und Ingenieuren
In der Medizin werden hochfrequente Ultraschallwellen im Bereich von 2 bis 12 MHz sowohl für diagnostische als auch für therapeutische Zwecke eingesetzt.
„Die von hochfrequenten Ultraschallwellen abgegebenen akustischen Wellen haben eine begrenzte Eindringtiefe in den Körper, wodurch äußere Gewebe stärker den hochfrequenten Ultraschallwellen ausgesetzt sind als innere Organe. Die Ausbreitung von tiefenfrequenten Ultraschallwellen dringt tiefer in die inneren Organe vor und erzeugt eine gleichmäßigere Verteilung des Schalldrucks“, erklärt Prof. Jurenas.
Ultraschall hat viele Anwendungen im medizinischen Bereich.
„Zum Beispiel werden fokussierte Ultraschallwellen eingesetzt, um Nierensteine zu zertrümmern und Krebszellen abzutöten. Könnten Ultraschallwellen verwendet werden, um bestimmte Medikamente zu aktivieren? Oder um die Abgabe von Antibiotika in entzündeten Bereichen zu erleichtern?“, sagt Prof. Jurenas.
Die in der oben genannten Studie verwendete Technologie ist nur ein Beispiel für viele erfolgreiche Partnerschaften zwischen Ingenieuren und medizinischem Fachpersonal. So haben Forscher des KTU Institute of Mechatronics kürzlich einen Rahmen zur Immobilisierung von Patienten entwickelt, die sich einer Gamma-Knife-Radiochirurgie in der Klinik der Lithuanian University of Health Sciences unterziehen.
„Wir glauben, dass durch die Nutzung von Wissen aus verschiedenen Fachbereichen bessere Ergebnisse erzielt werden können“, sagen die Forscher der KTU im Hinblick auf die interinstitutionelle und interdisziplinäre Zusammenarbeit.
FAQ:
1. Was sind die Ergebnisse der Forschungen von Wissenschaftlern aus Universitäten in Kaunas, Litauen?
Tiefenfrequente Ultraschallwellen haben einen Einfluss auf die Blutparameter, und der Effekt von Ultraschallwellen auf das Hämoglobin kann den Transport von Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben des Körpers verbessern.
2. Wie viele Blutproben wurden in der Studie verwendet?
Die Studie verwendete 300 Blutproben von 42 Patienten mit Lungenerkrankungen.
3. Welche Methoden wurden in der Studie angewendet?
Künstliche Intelligenz, die Varianzanalyse (ANOVA), die nichtparametrische Kruskal-Wallis-Methode und maschinelles Lernen wurden verwendet, um den Einfluss von Ultraschallwellen vorherzusagen.
4. Was ist die Bedeutung der Forschung des KTU-Teams?
Die Forschung des KTU-Teams hat gezeigt, dass der Einfluss von Ultraschallwellen auf die Blutparameter über die Anzahl der Blutplättchen hinausgeht. Es beeinflusst auch die roten Blutkörperchen (RBCs), was zu einer verbesserten Sauerstoffzirkulation und niedrigerem Blutdruck führen kann.
5. Welche potenziellen Anwendungen haben tiefenfrequente Ultraschallwellen?
Tiefenfrequente Ultraschallwellen können möglicherweise zur Verbesserung der Sauerstoffsättigung in den Lungen von Patienten mit pulmonaler Hypertonie eingesetzt werden.
6. Welche anderen Anwendungen haben Ultraschallwellen in der Medizin?
Ultraschall hat viele Anwendungen in der Medizin, wie z.B. das Zertrümmern von Nierensteinen, das Abtöten von Krebszellen und die Unterstützung der Medikamentenabgabe in entzündeten Bereichen.
7. Welche anderen Partnerschaften zwischen Wissenschaftlern und Ingenieuren waren erfolgreich?
So haben Forscher des KTU Institute of Mechatronics kürzlich einen Rahmen zur Immobilisierung von Patienten entwickelt, die sich einer Gamma-Knife-Radiochirurgie in der Klinik der Lithuanian University of Health Sciences unterziehen.
8. Wie beschreiben Wissenschaftler die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren und medizinischem Fachpersonal?
Die KTU-Wissenschaftler sind der Meinung, dass durch die Nutzung von Wissen aus verschiedenen Fachbereichen bessere Ergebnisse erzielt werden können.
Verwandte Links:
Kaunas University of Technology (KTU)
Lithuanian University of Health Sciences (LSMU)
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