Przełomowe badanie z Kaunas University of Technology i litewskiego Uniwersytetu Nauk o zdrowiu ujawniło nowe spojrzenie na wpływ ultradźwięków o niskiej częstotliwości na parametry krwi. Zespół, kierowany przez dr Vytautasa Ostaseviciusa, badał wpływ różnych intensywności ultradźwięków i czasów trwania próbek krwi. Ich ustalenia, opublikowane w czasopiśmie Applied System Innovations, pokazują, że ultradźwięki o niskiej częstotliwości mogą znacząco zmienić parametry krwi, oferując potencjalne nowe możliwości diagnostyki medycznej i metod leczenia.
W badaniu wzięło udział zespół multidyscyplinarny, w tym profesor Agne Paulauskaite-Tarasevicine, profesor Vaiva Lesauskaite, dr Vytautas Jurenas, dr Laura Tatarunas, profesor Edgaras Stankevicius, Agile Tunaityte, Dr. Mantas Venslauskas i Dr Laura Kizausze. Ich praca badała, w jaki sposób ekspozycja na ultradźwięki wpływa na agregację erytrocytów i płytek krwi, z prognozami wzmocnionymi przez algorytmy uczenia maszynowego.
Dr Ostasevicius wyjaśnił motywację za ich badaniami: „Staraliśmy się zrozumieć, w jaki sposób ultradźwięki o niskiej częstotliwości mogą wpływać na różne parametry krwi, co może utorować drogę do nowych narzędzi diagnostycznych i metod leczenia. Nasze ustalenia sugerują, że ultradźwięki mają znaczący wpływ na parametry krwi, szczególnie na hemoglobinę w czerwonych komórkach krwi i agregacji płytowych.”
Naukowcy wystawili znaczną liczbę próbek krwi na ultradźwięki o niskiej częstotliwości w kąpieli wodnej działającej z częstotliwością około 46 kHz. Zastosowali analizy statystyczne, w tym ANOVA i nieparametryczną metodę Kruskal-Wallis, do oceny wpływu ultradźwięków na różne parametry krwi. Wyniki wskazują statystycznie istotne zmiany parametrów krwi z powodu ekspozycji ultradźwiękowej, szczególnie w przypadku sygnałów o wysokiej intensywności stosowanych dla różnych czasów.
Jednym z znaczących ustaleń był wpływ ultradźwięków na hemoglobinę w czerwonych krwinkach. Badanie wykazało, że ekspozycja ultradźwiękowa miała bardziej wyraźny wpływ na poziomy hemoglobiny w porównaniu do agregacji płytek krwi. Podkreśla to potencjał ultradźwięków w celu ułatwienia transferu tlenu z płuc do tkanek ciała, co może mieć dalekosiężne implikacje dla leczenia.
Zespół badawczy zastosował pięć algorytmów uczenia maszynowego, aby przewidzieć wpływ ultradźwięków na liczbę płytek krwi. Wśród nich regresja wektora wsparcia (SVR) wykazywała najwyższą dokładność prognozowania, co daje średni błąd prognozy około dziesięciu procent. Wskazuje to, że uczenie maszynowe może skutecznie przewidzieć zmiany parametrów krwi indukowanych przez ultradźwięki, oferując potężne narzędzie do przyszłej diagnostyki.
Wyniki badania sugerują, że ultradźwięki o niskiej częstotliwości mogą znacząco wpływać na różne parametry krwi, zapewniając nową metodę diagnostyki medycznej i potencjalnie poprawiając wyniki leczenia. Naukowcy sugerują, że przyszłe badania powinny koncentrować się na implikacjach klinicznych i potencjale terapeutycznym leczenia ultradźwiękowego, szczególnie w odniesieniu do zmian hematologicznych i leczenia choroby.
Jak zauważył dr Ostasevicius: „Nasze badania otwierają nowe możliwości wykorzystania ultradźwięków w diagnostyce medycznej i leczeniu. Zdolność do przewidywania zmian parametrów krwi z dużą dokładnością przy użyciu algorytmów uczenia maszynowego może zrewolucjonizować sposób, w jaki podejdźmy do diagnostyki i medycyny spersonalizowanej”.
Podsumowując, badanie to podkreśla potencjał ultradźwięków o niskiej częstotliwości jako nieinwazyjnej metody zmiany parametrów krwi, ze znaczącymi implikacjami dla diagnostyki medycznej i metod leczenia. Zastosowanie uczenia maszynowego w celu przewidywania tych zmian dodatkowo zwiększa potencjał spersonalizowanej medycyny, co czyni te badania kluczowym krokiem w nauce medycznej.
Referencje dziennika
Ostasevicius, V., Paulauskaite-Tarasevicine, A., Lesauskaite, V., Jurenas, V., Tatarunas, V., Stankevicius, E., Tunaityte, A., Venslauskas, M., i Kizauskoene, L. (2023). „Prognozowanie zmian parametrów krwi indukowanych przez ultradźwięki o niskiej częstotliwości”. Innowacje systemowe stosowane. Doi: https://doi.org/10.3390/asi6060099
O autorze
Dr Vytautas Ostaševičius jest litewskim inżynierem mechanicznym trzymającym habilitowane doktorat (1988). Pełni funkcję dyrektora Instytutu Mechatroniki na Kaunas University of Technology (KTU) i kierował projektem Department of Engineering Design i Santaka Valley (Integration of Science, Studies and Business). Jest pełnym członkiem litewskiej Akademii Nauk (2011–2023), zagranicznym członkiem Szwecji Royal Academy of Engineering Sciences (od 2010 r.), A wcześniej ekspertem ewaluatora programów Komisji Europejskiej. Jego badania obejmują dynamikę struktur mechanicznych, nieliniowe systemy mechaniczne, MEM, IoT dla przemysłu 4.0, pozyskiwanie energii, urządzenia lecznicze i prognozowanie procesów za pomocą AI.
