Oamenii de știință dezvoltă un sistem de vizualizare a respirației pentru a oferi informații despre transmiterea COVID-19

Noua tehnică imagistică a fost utilizată pentru a surprinde respirația expirată a unei persoane care vorbește. Aceasta este o demonstrație a tehnicii imagistice publicate care este investigată în continuare. Imaginea arată doar schimbarea de temperatură asociată cu respirația expirată, care nu reflectă neapărat mișcarea particulelor virale conținute în respirație. Credit: Thomas Moore, Rollins College

Sistemul oferă o metodă practică de măsurare a modului în care se respiră respirația atunci când oamenii vorbesc sau cântă.

O nouă metodă de vizualizare a respirației care este expirată în timp ce cineva vorbește sau cântă ar putea oferi noi perspective importante despre modul în care boli precum COVID-19[feminine difusió i eficàcia de les màscares facials.

“Els científics creuen que SARS-CoV-2 el virus es contagia principalment a través de gotes respiratòries que es poden transportar per la respiració o expulsar-les per tos o esternuts “, va dir Thomas Moore del Rollins College, que va realitzar la investigació. “Però també es transmet pels aerosols aerotransportats, que són petites partícules que romanen a l’aire més temps que les gotes més grans. El sistema que vaig desenvolupar proporciona una manera d’estimar fins a quin punt viatja la respiració abans de dispersar-se a l’aire circumdant i pot proporcionar proves visuals que les màscares limiten significativament la distància que la respiració recorre a l’aire “.

A la revista The Optical Society (OSA) Aplicat Icsptica, Moore descriu com va utilitzar una variació de la interferometria del patró de taques electròniques per imaginar les diferències de temperatura entre la respiració exhalada i l’aire circumdant. La nova tècnica també es pot utilitzar per estudiar els detalls de com la respiració flueix de la boca mentre es parla o es canta, cosa que pot ser útil per a la instrucció musical i la logopèdia.


Noua tehnică imagistică a fost folosită pentru a-și imagina un muzician profesionist cântând la flaut. Videoclipul arată că un atașament disponibil comercial poate redirecționa în mod eficient fluxul de aer din flaut. Aceasta este o demonstrație a tehnicii imagistice publicate care este investigată în continuare. Imaginea arată doar schimbarea de temperatură asociată respirației expirate, care nu reflectă neapărat mișcarea particulelor virale conținute în respirație. Credit: Thomas Moore, Rollins College

De la instrumente muzicale la oameni

Moore a dezvoltat inițial tehnologia imagistică pentru a studia fluxul de aer prin instrumente muzicale, cum ar fi conductele de organe. „Ca răspuns la pandemia COVID-19, am început să-mi imaginez respirația oamenilor care vorbesc și cântă”, a spus el. „Mi-am dat seama că, prin extinderea sistemului existent, aș putea probabil să stabilesc cât de departe se extinde respirația și eficacitatea măștilor pentru a limita gradul de respirație.”

Majoritatea abordărilor existente utilizate pentru a imagina respirația expirată necesită echipamente scumpe și pot reprezenta doar o zonă relativ mică. Moore a proiectat un sistem care utilizează componente optice comerciale comune pentru a depăși aceste limitări.

„Am folosit o variație a interferometriei electronice a modelelor, care a fost utilizată de mulți ani pentru a studia modelele vibraționale ale obiectelor solide”, a spus Moore. „Inovația a fost schimbarea sistemului, astfel încât să poată fi folosit pentru a imagina lucruri transparente, cum ar fi respirația, în loc de obiecte solide care vibrează”.

Sistemul de imagine utilizează faptul că viteza luminii se va schimba în funcție de temperatura aerului care trece. Deoarece respirația este mai caldă decât aerul din jur, lumina transmisă prin respirație ajunge la cameră puțin mai devreme decât lumina care nu a trecut prin ea. Această ușoară diferență în viteza luminii poate fi utilizată pentru a crea imagini de respirație expirată.

Moore a testat noul sistem imaginându-și respirația a doi vocali profesioniști cântând și a unui muzician profesionist care cânta la flaut, unul dintre puținele instrumente în care muzicianul suflă direct în aerul înconjurător. „Lucrul cu muzicienii a confirmat imediat că sistemul a funcționat bine și că ar putea fi folosit pentru a studia diverse probleme”, a spus el.

Schimbarea debitului de aer

Moore folosește în prezent metoda pentru a studia eficacitatea măștilor în reducerea distanței parcurse de aerosolii expirați. El este interesat în special de studiul cântării, deoarece cercetările indică faptul că se expiră mai mult aerosol în timp ce cântă sau vorbește cu voce tare decât atunci când se vorbește normal. De asemenea, se lucrează pentru a face sistemul mai stabil împotriva vibrațiilor și pentru a crește în continuare dimensiunea sistemului în imaginea unor zone mai mari.

Moore spune că tehnica a dezvăluit deja informații noi care pot afecta modul în care abordăm cerințele de distanțare și mascare, în special în aer liber. Sper să trimitem aceste rezultate spre publicare în curând.

“Pandemia a provocat o catastrofă economică pentru mulți muzicieni și este importantă orice informație pe care le putem oferi, care îi va ajuta să se întoarcă la muncă”, a spus Moore. „Am avut mult interes din partea comunității muzicale și sper că și comunitatea medicală este interesată odată ce începem să postăm rezultatele noastre”.

Referință: „Vizualizarea respirației expirate prin interferometrie a modelelor de pete electronice de transmisie” de Thomas R. Moore, 21 decembrie 2020 Aplicat Icsptica.
DOI: 10.1364 / AO.410784

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Apneea obstructivă în somn este frecventă la persoanele cu tulburări cognitive – este tratabilă

O tulburare de somn tratabilă în mod obișnuit la persoanele cu probleme de gândire și memorie. Apnee obstructivă în somn - respirația se oprește de...

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Utilizarea moleculelor vibrante pentru a investiga proprietățile undelor materiei

Ionii moleculari HD + (perechi de puncte galbene și roșii) într-o capcană de ioni (gri) sunt iradiați de o undă laser (roșu). Acest...

Newsletter

Subscribe to stay updated.