Цивилизация
Ученые из Пермского Политеха и Федерального научного центра медико-профилактических технологий создали компьютерную модель дыхательной системы человека, которая поможет оценивать риск развития заболеваний легких из-за загрязненного воздуха. Разработка позволяет прогнозировать, как частицы пыли и токсичные вещества оседают в разных отделах дыхательных путей и чем это может обернуться для здоровья. Об этом «Газете.Ru» рассказали в Пермском Политехе.
По данным ВОЗ, хронические болезни органов дыхания затрагивают около 80 миллионов человек по всему миру. Многие из них связаны с вдыханием промышленных загрязнителей — пыли, пара тяжелых металлов, аллергенов. Особенно уязвимы работники вредных производств: строители, химики, шахтеры.
Проводить токсикологические эксперименты на людях — опасно, поэтому ученые все чаще используют математические модели. Разработанная в Перми 3D-модель дыхательной системы учитывает движение грудной клетки, работу диафрагмы и свойства тканей легких, что делает ее максимально приближенной к реальности.
«Мы представили легкие как пористую среду, чтобы реалистично отразить механику вдоха и выдоха. Это повысило точность расчетов», — объяснил один из авторов проекта, кандидат физико-математических наук Михаил Цинкер.
С помощью моделирования исследователи выяснили, какие частицы и где именно оседают в дыхательной системе. Так, тяжелая пыль диаметром 5 мкм оседает в носоглотке, но может быть выведена при чихании. Частицы поменьше — около 2,5 мкм — проникают глубже, оседая в бронхах и провоцируя тяжелые болезни вроде силикоза. А мельчайшие — 1 мкм и менее — доходят до самых нижних отделов легких. Именно такие частицы содержатся в сигаретном дыме и выхлопных газах.
«Такие знания критичны для профилактики: мы можем уточнять нормативы, разрабатывать более эффективные СИЗ и оценивать индивидуальные риски для людей, живущих или работающих в загрязненной среде», — подчеркнул профессор ПНИПУ Петр Трусов.
Разработка может применяться в промышленной гигиене, медицине и экологии. В будущем она поможет предсказывать тяжелые заболевания легких и разрабатывать персональные стратегии защиты здоровья.
Ранее россиянам рассказали, как лето влияет на здоровье и настроение.