Background Oriented Schlieren (BOS) Visualization for Evaluation of Risk in Aerosol-Generating Procedures
用于评估气溶胶生成程序风险的背景导向纹影 (BOS) 可视化
基本信息
- 批准号:10545023
- 负责人:
- 金额:$ 20.89万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-01-01 至 2024-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:2019-nCoVAddressAerosolsAirAlgorithmsBypassCOVID-19 pandemicClinicalCommunicable DiseasesDataDimensionsDisease OutbreaksEvaluationFutureGoalsHealth PersonnelHealth protectionHumanImageInfluenzaIntubationKnowledgeLightLightingLiquid substanceManikinsMechanicsMedicalMethodsOpticsOral cavityPatientsPatternProceduresPublishingResearchRiskRisk AssessmentSystemTechniquesTimeTracheostomy procedureVirus DiseasesVisualizationWorkcurrent pandemicdensitydesignexperimental studyhigh riskimage processingin vivoindexingnovelpathogenportabilityprototyperisk minimizationrisk mitigationsurgical masktooltransmission processventilation
项目摘要
Project Summary
Aerosol-generating procedures (AGPs) are medical procedures that produce aerosols that can be laden with
pathogens if the patient has a viral infection, such as SARS-CoV-2 or influenza. These aerosols pose a significant
risk to health care workers, as they can linger in the air for extended periods of time and are small enough to
bypass ordinary surgical masks. There is currently no established, unambiguous way to evaluate the risks to
healthcare workers associated with a specific AGP, nor is there a rigorous method by which to assess a proposed
risk-mitigation strategy. To address this gap, a flow visualization technique must be developed that can be applied
in a clinical setting during actual medical procedures and is capable of detecting aerosol-laden flows produced
by AGPs or potential AGPs.
In this R21 proposal, we will adapt background-oriented schlieren (BOS) visualization, a method from fluid
mechanics, into a technique that can be applied to study flows produced by AGPs. The R21 project is high
risk with no published preliminary data, but the PIs have successfully demonstrated visualziation of aerosols
produced by jet ventilation, a specific type of AGP, using BOS in a proof-of-concept experiment. The proposed
work is significant and timely, as assessment of the risk associated with AGPs is extremely important in the
context of the COVID-19 pandemic. We will use the novel BOS technique to assess risks and evaluate mitigation
strategies for three specific AGPs in both ex vivo and in vivo conditions.
Specific Aim 1: Develop a human-scale BOS system and establish a procedure for evaluating the risk
of AGPs in a clinical setting.
Specific Aim 2: Quantify the risk of aerosol exposure under different simulated and in-vivo conditions,
and identify strategies to mitigate the risks.
The significance and impact of the proposed research will be in developing a tool for unambiguously evaluat-
ing the risks associated with AGPs in realistic clinical settings, and urgently-needed risk assessments for three
specific AGPs and experimentally verified risk mitigation strategies for each.
项目概要
气溶胶产生程序 (AGP) 是产生气溶胶的医疗程序,气溶胶可能含有
如果患者患有病毒感染,例如 SARS-CoV-2 或流感,则这些气溶胶会产生显着的影响。
对医护人员构成风险,因为它们可以在空气中停留很长时间,而且体积小到足以
目前还没有既定的、明确的方法来评估其风险。
与特定 AGP 相关的医护人员,也没有严格的方法来评估拟议的 AGP
为了解决这一差距,必须开发一种可以应用的流程可视化技术。
在实际医疗程序期间的临床环境中,能够检测产生的充满气溶胶的流量
通过 AGP 或潜在的 AGP。
在这个 R21 提案中,我们将采用面向背景的纹影 (BOS) 可视化,这是一种来自流体的方法
R21 项目是一种可用于研究 AGP 产生的流动的技术。
尚未发布初步数据的风险,但 PI 已成功演示了气溶胶的可视化
由喷射通风(一种特定类型的 AGP)在概念验证实验中使用 BOS 产生。
这项工作意义重大且及时,因为与 AGP 相关的风险评估对于
我们将使用新颖的 BOS 技术来评估风险并评估缓解措施。
三种特定 AGP 在离体和体内条件下的策略。
具体目标 1:开发人性化的 BOS 系统并建立风险评估程序
AGP 在临床环境中的应用。
具体目标 2:量化不同模拟和体内条件下气溶胶暴露的风险,
并确定降低风险的策略。
拟议研究的意义和影响将在于开发一种工具来明确评估
在现实的临床环境中评估与 AGP 相关的风险,以及迫切需要对以下三个方面进行风险评估:
具体的 AGP 以及经过实验验证的风险缓解策略。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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