นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการประเมินการแพร่เชื้อ SARS-CoV-2 . ทางอากาศ

นักวิทยาศาสตร์จากเยอรมนีได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบใหม่เพื่อศึกษาการแพร่เชื้อในอากาศของ coronavirus 2 (SARS-CoV-2) กลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง นักวิทยาศาสตร์อ้างว่ารูปแบบใหม่นี้มีประสิทธิภาพในการประเมินความเสี่ยงของการสัมผัสในเชิงคุณภาพ การศึกษา ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารPLOS ONการศึกษา: สล็อต การสร้างแบบจำลองการส่งผ่านทางอากาศของ SARS-CoV-2 ในระดับท้องถิ่น  เครดิตภาพ: NIAIDการศึกษา: การสร้างแบบจำลองการส่งผ่านทางอากาศของ SARS-CoV-2 ในระดับท้องถิ่น เครดิตภาพ: NIAID

พื้นหลัง

SARS-CoV-2 ซึ่งเป็นสาเหตุของโรค coronavirus 2019 (COVID-19) เป็นไวรัส RNA ที่ห่อหุ้มซึ่งส่วนใหญ่ส่งระหว่างมนุษย์ผ่านละอองทางเดินหายใจและละอองลอยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ต่างๆ รวมถึงแบบจำลอง Susceptible-Infected-Removed (SIR) แบบแบ่งส่วน โมเดลเครือข่าย และแบบจำลองแบบใช้ตัวแทน ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงการแพร่ระบาดเพื่อทำความเข้าใจไดนามิกของการแพร่เชื้อ SARS-CoV-2 อย่างไรก็ตาม แนวทางการจำลองที่นำมาใช้ในแบบจำลองเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับการระบุการแพร่กระจายในอากาศซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับความใกล้ชิดระหว่างผู้ติดเชื้อและผู้อ่อนแอเสมอไป

การศึกษาต่างๆ ได้ใช้แบบจำลองไดนามิกส์ของไหลแบบแบ่งเป็นส่วนๆ แบบจุลภาค แบบอิงตัวแทน และเชิงคำนวณเพื่อทำความเข้าใจพลวัตโดยรวมของการระบาดใหญ่ของโควิด-19 ในทางตรงกันข้าม มีการใช้แบบจำลองด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อทำความเข้าใจการแพร่กระจายของ SARS-CoV-2 ระหว่างบุคคล   ในการศึกษาในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบใหม่เพื่ออธิบายการแพร่เชื้อ SARS-CoV-2 ในอากาศระหว่างบุคคลในสถานการณ์ประจำวัน

เรียนออกแบบ

นักวิทยาศาสตร์ได้รวมการจำลองฝูงชนด้วยกล้องจุลทรรศน์กับรูปแบบใหม่สำหรับการแพร่กระจายของโรคผ่านเมฆละออง พวกเขาจำลองสถานการณ์ในชีวิตประจำวันที่คนเดินถนนเดินเข้าแถวและใช้แบบจำลองเพื่อประเมินไดนามิกการส่ง SARS-CoV-2 ระหว่างคนเดินถนน  นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดสุขภาพของคนเดินถนนเสมือนจริง (ตัวแทนแบบจำลอง) ด้วยแรงบันดาลใจจากแบบจำลองแบบแบ่งส่วนว่ามีความอ่อนไหวหรือติดเชื้อ ในการจำลอง สารติดเชื้อจะปล่อย SARS-CoV-2 ที่จับกับละอองลอยในอากาศ โดยสูดดมโดยสารที่ไวต่อความรู้สึกขณะเดินผ่านเมฆละอองลอย

ระดับของการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับจำนวนของอนุภาคไวรัสในเมฆละออง ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ในการจำลอง ตัวแทนที่อ่อนแอซึ่งสูดดมเชื้อโรคจำนวนมากขึ้นถือเป็น "ความเสี่ยงสูง"    

โมเดลการส่งสัญญาณถูกรวมเข้ากับวงจรจำลองของ Vadere ซึ่งเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สำหรับการตรวจสอบพลศาสตร์ของทางเท้า การผสานรวมนี้ช่วยปรับปรุงโมเดลและรวมคุณลักษณะเพิ่มเติม

อ้างอิงสถานการณ์เพื่อตรวจสอบแบบจำลอง

สถานการณ์อ้างอิงที่แสดงถึง "การติดต่ออย่างใกล้ชิด" ถูกนำมาใช้ในแบบจำลอง โดยจะมีเจ้าหน้าที่เสมือนสองคนอยู่ใกล้ ๆ (ห่างกันน้อยกว่า 1.5 ม.) เป็นเวลา 10 นาที เชื้อที่ติดเชื้อจะหายใจเอาละอองละอองลอยออกมาอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ความเข้มข้นของ SARS-CoV-2 เพิ่มขึ้น เชื้อที่อ่อนแอถูกคาดการณ์ว่าจะสูดดมอนุภาคไวรัสประมาณ 3.2 ⋅ 10 3  อนุภาคภายใน 10 นาที สารที่อ่อนไหวได้รับการพิจารณาว่า "มีความเสี่ยงสูง" หากสูดดมอนุภาคไวรัสในปริมาณที่สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้