أظهرت دراسة حديثة أول مرة كيف تتفاعل أجزاء مختلفة من الجهاز التنفسي البشري مع أجهزة العلاج التنفسي، مما يفتح آفاقًا جديدة لتحسين تصميم الأجهزة وضبط علاجات اضطرابات الرئة. قاد باحثون من جامعة التكنولوجيا في سيدني (UTS) هذا البحث باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد دقيق للجهاز الهوائي لكل مريض مستمد من صور الأشعة المقطعية، لمحاكاة سلوك العلاج داخل المجاري التنفسية. وُجد أن العلاج لا يؤثر بالتساوي على جميع المناطق، بل تختلف مستويات الضغط والاحتكاك من منطقة لأخرى. النموذج الذي استند إليه الفريق ساعد في فهم كيفية انتقال ضغط التردد العالي المستمر، وهو نوع من العلاج التنفسي المستخدم لدعم تنظيف المجاري التنفسية وتوسيع الرئة، داخل مجرى الهواء. أظهرت النتائج أن مناطق معينة، وخاصة حول الحنجرة والجزء العلوي من المجرى، تتعرض لضغوط واحتكاك أعلى بكثير من المناطق الأخرى. وكشفت الدراسة أن تغيير إعدادات العلاج إلى ضغوط أعلى يزيد من قوة الدعم، لكنه لا يغير المواقع الجغرافية للمناطق الأكثر تأثرًا. فالتشريح البشري هو العامل الرئيسي في تحديد أماكن تركيز الإجهاد الميكانيكي، مما يعني أن نقاط الضعف أو التركيز تظل ثابتة بغض النظر عن شدة الإعداد. هذا الفهم الدقيق ضروري لتعزيز السلامة والراحة والفعالية للعلاجات المستقبلية، حيث يمكن للأطباء ضبط الإعدادات بدقة أكبر بناءً على التشريح الفردي لكل مريض. تشير الأبحاث إلى إمكانية تطبيق هذه النتائج على حالات مثل توسع القصبات، والتليف الكيسي، والتهاب الرئة التالي للجراحة. الدكتور سوفاش سي ساها، المؤلف الرئيسي للدراسة وأستاذ مساعد في كلية الهندسة الميكانيكية والروبوتية بالجامعة، أكد أن الدراسة ملأت فجوة علمية كبيرة في قياس كيفية نقل الضغط التذبذبي عبر المجاري الهوائية، مما يوفر صورة واضحة لمكان وكيفية عمل العلاج. يعتقد الباحثون أن دمج الهندسة المتقدمة مع البحث الطبي يسمح باكتشاف تفاصيل يصعب قياسها مباشرة داخل جسم المرضى، مما يساعد الأطباء والباحثين على اتخاذ قرارات أكثر استنارة. كما يدعم العمل الحاجة إلى تصميم واختبار أجهزة دعم تنفسي قائمة على الأدلة، مع التركيز على نماذج مخصصة للمريض قدر الإمكان. وتُظهر الدراسة أيضًا قيمة توجيهات سريرية مستقبلية لا تكتفي بالسؤال عما إذا كان العلاج فعالًا، بل كيف تؤثر الإعدادات المختلفة على أجزاء محددة من الجهاز التنفسي. تم نشر الورقة البحثية التي تحمل عنوان "نمذجة ومحاكاة المجاري الهوائية الموصلة أثناء العلاج بالتذبذب عالي التردد المستمر" في مجلة فيزيولوجيا التنفس وعلم الأعصاب. تؤكد الدراسة أن التصميم الدقيق للأجهزة يمكن أن يستفيد من هذه النماذج الحاسوبية لتحسين النتائج العلاجية، مما يبرز أهمية التطور التقني في خدمة الصحة العامة وتحسين حياة المرضى الذين يعانون من اضطرابات تنفسية مزمنة أو مؤقتة.