استخدم بحث جديد مزيجا من النمذجة والفيديو عالي الدقة لمحاولة إلقاء بعض الضوء على آليات الأزيز، واكتشف أن هناك عملية "عنيفة" يمكن أن تجعل الرئة تصدر هذه الأصوات الخشنة.
ومع توفر هذه المعلومات الجديدة، يأمل الفريق في أن يتم فهم الأزيز وتشخيصه بشكل أفضل في المستقبل.
ويقول المهندس أليستر غريغوري، من جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة: "نظرا لأن الأزيز يجعل التنفس أكثر صعوبة، فإنه يضع ضغطا هائلا على الرئتين. واستُخدمت الأصوات المرتبطة بالصفير في التشخيص لعدة قرون، لكن الآليات الفيزيائية المسؤولة عن بدء الأزيز غير مفهومة جيدا، ولا يوجد نموذج للتنبؤ بوقت حدوث الأزيز".
وللوصول إلى الجزء السفلي من الأزيز، كان على العلماء الوصول إلى نهاية أنابيب القصيبات المرنة التي تشكل الشبكة المتفرعة في الرئتين. وقاموا ببناء بديل الرئة عن طريق تكييف جهاز يسمى المقاوم Starling، ويتكون من أنابيب مرنة رقيقة بأطوال وسماكة متفاوتة.
ودُفع الهواء عبر الأنابيب بدرجات توتر مختلفة، ثم صُوّر باستخدام إعداد مجسم متعدد الكاميرات. وتمكّن العلماء بعد ذلك من ملاحظة كيفية بدء الأزيز واستمراره، من خلال سلسلة من الاهتزازات في الأنابيب (أو في الرئتين).
ويقول غريغوري: "وجدنا أن هناك شرطين لحدوث الصفير: الأول هو أن الضغط على الأنابيب يسبب انهيارا واحدا تقريبا أو أكثر من القصيبات، والثاني أن الهواء يُدفع عبر مجراه المنهار بقوة كافية".
وفي كلتا الحالتين، يتم الحفاظ على التذبذبات من خلال آلية الرفرفة، حيث يكون لموجات الهواء المتنقلة تردد فتح وإغلاق الأنبوب نفسه. ويمكن أن يؤدي النوع نفسه من سيناريو الرنين إلى انهيار الأنابيب، ما يوضح مدى الضرر الذي قد يلحق بالرئتين.
وواصل العلماء تطوير "قانون الأنبوب"، الذي يأخذ في الحسبان خصائص المواد وهندسة الأنابيب، بالإضافة إلى مقدار الشد الموجود أسفلها، لحساب وقت حدوث التذبذبات. وإذا كان من الممكن تكييف القانون مع رئتي الإنسان، فقد يكون لدينا طريقة جديدة لتحليل الأزيز، وتحديد نوع ومكان مشاكل الشعب الهوائية الخطيرة.
وستكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل لضبط النظام والتقاط أصوات الصفير بشكل أفضل، لكن الباحثين يأملون في أن يحل إعداد تسجيل صوتي بسيط في بعض الظروف محل الأشعة السينية وفحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي، وهي مكلفة وتتطلب وقتا.