Southampton Üniversitesi araştırmacıları; Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığı (KOAH) ve diğer akciğer hastalıklarının tanısında ve değerlendirilmesinde bir dönüm noktası oluşturabilen, akciğerlerin röntgen görüntülerini analiz etmede yeni bir hesaplama yöntemi geliştirdiler.
Southampton’daki üç fakülteden gelen matematikçi, klinisyen ve görüntü uzmanı ekibi; karmaşık şekillerin incelenmesi için özel olarak tasarlanmış, matematiğin bir parçası olan topolojiyi kullanarak, akciğerin karmaşık üç boyutlu yapısını sayısal olarak açıklamak için çalışmalarda bulundu.
Bilgisayarlı tomografi (BT) taramalarında, yüksek performanslı bilgi işlem ve algoritmaların bir kombinasyonunu kullanan araştırmacılar; dört farklı grupta kategorize edilen 64 hastanın tüm ‘bronş ağaçları’nın üç boyutta sayısal özelliklerini hesapladılar: …sigara içmeyenler, sağlıklı ancak sigara içenler, orta KOAH’lı hastalar ve hafif KOAH’lı hastalar…
KOAH, çeşitli derecelerde, solunum yollarının (bronşlar) ve akciğer dokusunun (alveoller) dahil olduğu karmaşık bir akciğer rahatsızlığıdır. Bu, ilerleyen akciğer fonksiyonu kaybına yol açar. Dünya çapında 200 milyondan fazla insanı etkilemektedir. Orta yaş ve üstü kişiler, özellikle sigara dumanına önemli ölçüde maruz kalanlar; dünya çapında ölümlerde dördüncü sıradadır.
Ekip, ‘bronş ağacı’nın yapısı ve boyutu, dallarının uzunluğu ve yönü ve derin inhalasyon (soluk alma) ve tam ekshalasyon (soluk verme) sırasındaki şekli, karşılaştırmalı değişiklikleri gibi özellikleri incelemiştir. Tipik olarak, daha büyük bir karmaşık ağacın, daha iyi akciğer fonksiyonunu ve daha küçük çarpık bir ağacın, daha kötü akciğer fonksiyonunu gösterdiğini keşfettiler.
Araştırmacılar; yeni yöntemlerinin farklı hasta gruplarında, akciğer fonksiyonlarının özellikleri ve durumlarının farklı aşamaları arasında doğru bir şekilde ayırt edebildiğini buldular. Çıplak gözle tespit edilemeyen karakter özelliklerini tanımlayabildiler.
Dahası, bu yöntemin çok daha büyük bir veri tabanında tekrarlanması ve onu diğer verilerle birleştirmenin, KOAH ve astım gibi durumların erken teşhisi için umut ışığı olacağına inanıyorlar.
Southampton Üniversitesi Matematik Profesörü Jacek Brodzki: “Şimdiye kadar, akciğer koşullarının şiddeti bir spirometre* kullanılarak değerlendirildi. BT görüntülerini inceleme ve yorumlama konusunda geniş deneyime sahip olan ve akciğer yoğunluğu ve bronş duvar kalınlığının nispeten basit ölçümlerini kullanan uzmanlar; iki boyutlu BT görüntülerini değerlendirdi.
Çalışmamız, topolojik veri analizini kullanan bu yeni yöntemin, bireylerin akciğer fonksiyonu hakkında değerli ve doğru bir bilgi aralığı sağlamak için yerleşik teknikleri tamamlayabildiğini ve genişletebildiğini gösteriyor. Potansiyel olarak ciddi akciğer rahatsızlığı olan hastaların tedavisinde böyle bir uygulamaya çok ihtiyaç var.”
* Spirometre: Bir hastanın nefes verebileceği kuvveti ve miktarını ölçen bir cihaz
Southampton Üniversitesi’nde Tıp Profesörü ve NIHR Kıdemli Araştırmacı Ratko Djukanovi: “Bu yöntem, KOAH’ın yapısal anormalliklerini, çok kişiyi etkilemesini ve sonuçlarını analiz edebilmemizde büyük bir ilerlemedir. Üniversitemizin matematikçileri tarafından geliştirilen görüntü analizi yöntemi, akciğer hastalıklarında topoloji alanını ilk uygulayan ve tıpta bu türden sadece birkaç çalışmadan biri olan Southampton; bu tür işbirlikçi araştırmalar için harika bir yerdir. Bu yüzden, rutin klinik bakımda kullanılmak üzere bu yöntemi geliştirmek için matematikçi meslektaşlarımızla birlikte çalışmayı dört gözle bekliyoruz.”
