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[大篇·搬运工] 教室、密接与烫嘴病毒传播

拍老师 拍帮主的后花园 2023-11-09


各位晚上好~

虽然今天周六,按理说应该休笔,

但昨天提前摆烂了,今天就补上一个大篇吧。


正如昨天预告的,来自清华张寅平老师团队的最新论文一枚,标题翻译成人话:《中国教室场景下学生密接行为与烫嘴病毒的传播》


原文传送门:

doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad142


剪断截说,这项研究的目的,是想要分析教室(或者说学校)场景下,烫嘴病毒的传播模式,找出最合理的干预方案。


——太长不看版结论,请品鉴:


简单翻译一下就是,了达成研究目的,张老师团队创造性地开发出了一种可穿戴设备(面详细八卦),以定量分析教室场景下学生之间的密接行为。


利用这套设备,他们实现了对教室中的密接行的实时监测和高频次采样,再结合建模分析,最终研究结果如下:

  • 学生之前的密接行为会对烫嘴病毒的传播造成显著影响;

  • 低年级学生互相密接发生得更频繁,于是病毒传播风险也就更大;

  • 建模计算发现,烫嘴病毒在教室场景的主要传播途径,以及控制传播所需的室外空气流通率,都跟之前普遍假设的不一样;

  • 最后张老师他们呼吁:需要优化现有NPI策略,才能有效减少病毒在教室场景的传播。


——请具体品鉴:

↑ 这个是张老师他们开发的可穿戴式试验设备的示意图~


这套设备是本研究最大的亮点,

所以下面详细介绍一嘴:

  • 如图所示,设备主要由深度传感器、一万mA移动电源、微型计算机和64GB存储卡组成。

  • 设备帧频为1/6 秒、距离检测的分辨率为1毫米、水平视角范围为-45.6 至 45.6°(精度 0.142°/像素)、垂直视角范围为-32.6至32.6°(精度0.136°/像素);

  • 设备的检测范围可覆盖佩戴者密接对象呼吸和说话时的喷射角度;

  • 设备续航12个小时以上,期间可以持续检测佩戴者的密接发生情况,同时确定佩戴者和密接对象之间的距离和面对面角度。


总之可以用一个词来概括:黑科技……


接下来,张老师他们选择了江苏省最大的私立学校之一的泰州民兴实验学校(全校共12个年级、约150个班级、超过5000名学生)来进行数据搜集,具体而言,他们采集了以下数据:

  • 一共24名学生(男女各12人)被选为设备佩戴者,在2022年3月1日到18日期间进行实时采样;

  • 为了避免座位太偏远带来的潜在偏倚,所有设备佩戴者都被安排坐在教室中间;

  • 每位佩戴者采样55分钟(包括45分钟上课时间和10分钟课间休息);

  • 设备采样集中在上午第二节课和第三节课,只纳入语文、数学、英语课以及课间休息的数据;

  • 采样内容既包括了设备录制的密接交流视频(供研究者进行人工分析),又包括了密接时的各种关键定量数据(距离、脸部朝向、水平和垂直方向的相角度等,由设备自动记录);

  • 除了黑科技可穿戴设备之外,研究人员还记录了学校各个场景的CO2浓度,以推算通风换气量;

  • 最后他们还对学生做了问卷调查,调查内容主要是学生之间交谈频率,以及烫嘴病毒防范知识等。


——详见这张图(可能需要放大):


搜集到上述数据之后,张老师他们通过一些大家不需要详细了解的建模计算(详见上图,但咱也看不太懂,所以就不介绍了)~


快进到研究结论环节:

  • 上课期间,学生们有37%左右的时间处于密接状态,课间休息期间的密接状态占比更是高达48%;低年级学生在教室场景的密接状态占比更高(因此烫嘴病毒传播风险也更高)——这里“密接”的定义是:两人(或多人)距离小于1.5米同时面朝对方;

  • 不管戴没戴口罩,教室场景下烫嘴病毒的主要传播模式都是长距离气溶胶传播,占比达到了90%左右(不戴口罩时)或者75%左右(戴口罩时);

  • 但在课间休息时,短距离气溶胶传播的占比有所增加,最多可以达到48%左右;

  • 仅靠教室通风换气没法有效控制传播风险。


——详见下图:


——“飞沫传播”、“短距离气溶胶传播”和“长距离气溶胶传播”的定义分别如下:

飞沫传播=相距1.5米之内,面对面,粒径大于50um的传播;

短距离气溶胶传播=相距1.5米之内不符合飞沫传播定义的呼吸传播;

长距离气溶胶传播=相距1.5米以上的呼吸传播。


于是,最关键的一张图来了……


——请品鉴:

↑ 解读一嘴:

  • 上图左边是不戴口罩的相对感染风险,右边则是戴了口罩的情况;

  • 不同颜色的方柱代表不同的科目(数学、语文、英语或课间休息);

  • 所以一图秒懂,最夸张的区别,出现在1-3年级的课间休息场景,不戴口罩的感染风险要比戴了口罩高出5倍多……

  • 原文没有明说,但是从上下文和引用文献不难判断,这里所谓的“戴口罩”,并没有规定口罩规格档次,也没有密合方面的要求——也就是说,如果能规范佩戴高等级口罩的话,数字只会更好看。


最后,摘抄一段作者们的原话吧~


——请品鉴:

↑ 翻译成人话:

  • 目前(在泰州民兴实验学校),室外空气流通率仅有8立方米/小时/人,远远低于足够减少病毒传播需要的数量,甚至也不符合相应国标对室内空气质量的要求(比如GB/T 17226-2017)。

  • 这种通风不良的状况可能会影响学生的认知能力,更严重的是会加剧烫嘴病毒的的传播。

  • 此外,学校应落实其他药物和非药物干预措施,如接种疫苗、佩戴口罩、紫外线消毒等和空气净化等。


以上,搬运完毕。


各位不妨结合之前关于美帝Abrome小学的几篇老文一起服用,风味尤佳~

(请看这里这里以及这里)。


呵呵!




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