2021-10-18 22:22

基于COVID-19气溶胶传播模拟的当面学习风险分析

在预印本服务器上最近发表的一项研究中,研究人员讨论了他们开发的一种模拟模型,以描述在不确定情况下指导决策和行动的风险和不确定性,该模型的特点是在课堂上接触气溶胶导致感染。为此,目前的研究发现,在大学里所有人都使用口罩,再加上安装近天花板、风扇安装的紫外线C (UVC)系统,大大降低了风险。

背景

在因2019冠状病毒病(COVID-19)大流行而实施封锁和关闭之后,学校和大学等教育机构恢复了面对面授课,因此必须制定缓解措施的战略,以便安全实施和行动。这些问题可能包括遮蔽、班级学生人数、高效微粒吸收(HEPA)过滤系统、供暖、通风和空调(HVAC)系统或教室中的UVC病毒灭活,以及测试政策。

是否实施这些措施的决定将不可避免地影响病毒的传播,以及机构业务和成本。因此,有必要进行风险分析,以提供定性和定量的见解,以帮助决策者。然而,局部条件涉及病毒传播、社区病毒流行和感染影响的不确定性和时间变异性。

由严重急性呼吸系统疾病冠状病毒2型(SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在全球范围内造成了严重的死亡率和发病率。实施了封锁和关闭所有机构和场所等非药物干预措施。

研究人员指出,这项研究的目的是提供对不同干预措施下潜在结果的概率理解,并对风险进行排序;因此,有助于在这种情况下做出谨慎的决定。

一个场研究

在目前的研究中,研究人员开发了一个随机模拟框架,不仅估计感染,而且在个人水平和集体(校园)水平上估计感染、住院和死亡的概率。他们将这些风险与不同的潜在缓解措施进行了比较。

虽然设计的模型旨在分析COVID-19环境下的风险,但研究人员指出,它可以用于建模任何其他气溶胶传播病毒,从每年的流感毒株到未来的大流行。

在这项研究中,研究人员只关注基于气溶胶的传播,在一所真实的大学中,约有1.1万名学生,模拟了一个学期的covid19风险。值得注意的是,该模型考虑了来自接种疫苗和先前自然感染的免疫,以提供整个学期的完美免疫。这种假设低估了感染的风险。

然后,研究人员计算了非免疫个体在课堂上感染病毒的概率,然后计算了学校、课程安排和房间设施的感染概率。通过计算大学累计的感染、住院和死亡人数,研究人员可以得出信息来估计个体属性和每种结果总数的概率密度函数。

研究人员指出,虽然他们可以包括无数的干预措施,但他们将干预措施限制在掩盖指令和安装UVC吊扇。这些措施增加了气溶胶失活的速度,也可以消除室内的停滞区域。

该研究表明,与学生戴口罩和不戴口罩的情况相比,课堂上气溶胶感染的相对风险,从而表明感染的可能性降低了教师。值得注意的是,在本研究中使用的环境中,单靠掩蔽不能应对低免疫力。通过掩蔽、UVC风扇和60%的免疫力,感染率降低。

研究人员观察了高传播可能性的教职员工感染情况,给出了戴口罩和不戴口罩以及使用UVC风扇的相应免疫力。与国际政策建议一致,研究人员发现,即使在没有免疫能力的学生中,戴口罩也能显著降低感染几率。此外,研究人员发现,在每个教室引入UVC风扇比单独使用口罩更能降低感染风险。

与掩蔽不同,UVC粉丝并不直接依赖于行为依从性。

利用基于县卫生部门比率的住院和死亡数据,研究人员显示了不同情况下学生住院或死亡的相关概率。这些场景包括遮蔽和不遮蔽,是否使用UVC风扇,以及不同的免疫水平。此外,他们在社区层面扩展了相同的风险分析。

由于住院和死亡受年龄的影响,本研究的作者还考虑了不同情况下学生的年龄,并给出了概率。即使是95%的免疫力,住院和死亡的风险也不是零。因此,掩蔽和UVC进一步降低了一个数量级的风险。

结论

目前的研究表明,与没有干预的情况相比,在不同的情况下,掩蔽和UVC风扇联合使用的风险降低最大。研究人员建议,这项研究中的模型可以用于任何环境,如K-12学校、日托机构或养老院等高危人口中心。

本研究采用仿真建模的方法,为风险分析提供了有价值的数据,从而指导决策,即使在不确定的情况下。

基于模拟的风险分析是帮助决策者准备、缓解、适应和从此类事件中恢复的关键工具,以评估决策者控制范围内外变量的影响。

*我创造的通知

发表未经同行评审的初步科学报告,因此不应被视为结论性的、指导临床实践/与健康有关的行为的,或被视为已确定的信息。