该团队包括: 清华大学万科公共卫生与健康学院助理研究员,为万科青年学者,其研究方向为建筑防疫。 北京协和医院消化内科副主任医师,研究方向为消化内科常见病及疑难病诊治,及消化道早癌和胰胆疾病的内镜诊治,以及内镜过程的感染防控。 清华大学建筑学院长聘副教授,研究方向为健康建筑。
飞沫与气溶胶传播作为新冠病毒的主要传播途径,在特定的医疗操作中(例如插拔管、气管切开、消化内镜检查)会释放高浓度的气溶胶飞沫,导致医护人员面临极高的感染风险。当前,由于真实医疗环境中生物安全要求的限制,难以精确量化医护人员个体所暴露的病毒剂量,因此,在选择个体防护措施时缺乏科学依据。这导致了在疫情初期防护物资短缺时防护不足,而在后期则可能出现过度防护,浪费医疗资源。
本研究提出了一种创新的飞沫/气溶胶暴露风险评价方法、专用装置、电子设备及存储介质。该方法首先选取特定的荧光标记物与最佳激发波长光源,通过获取荧光标记溶液的荧光发射光谱与激发光谱,利用这些光谱特性在患者飞沫生成区域进行荧光标记。随后,通过仿生系统模拟医疗过程中医护人员与患者之间的多种接触模式,采集暴露后在预设采样位置的第一荧光亮度,并与暴露前的荧光亮度进行比较,根据荧光强度的差值来评估飞沫/气溶胶在医护人员面部黏膜沉降和呼吸道吸入的暴露风险等级。这一方法能够模拟真实的医疗操作过程中的呼吸行为,从而准确测量飞沫/气溶胶的暴露剂量,有效解决了真实人体采样困难和安全要求高的问题。
相较于市场上主要依赖呼吸暖体假人模拟真人暴露过程的技术,本研究提出的方法具有显著优势。首先,通过荧光示踪技术和医护体外仿生系统的结合,能够更真实地模拟实际诊疗操作中人体的飞沫呼出过程,提高了评估的准确性和真实性。其次,传统方法中使用的荧光标记物多为化学合成,具有潜在毒性,限制了其在临床中的应用。而本技术则避免了这一问题,使得其在实际医疗环境中的适用性更强。此外,本技术不仅能够提高实验的安全性,特别是在高风险的研究环境中,如传染病研究,还能确保实验的可重复性,为个体暴露剂量提供客观、系统的评价,从而为优化医护人员防护措施、降低职业暴露风险提供科学依据和技术支持。
20241231
市场应用前景: 主要应用于医院气溶胶生成操作,降低医护人员职业暴露感染风险、优化医院不同诊疗操作个体防护措施,服务医护职业健康的同时节约医疗成本。发展规划: 医院院内感染是当前提升医疗救治质量的主要难点之一,本技术针对经呼出飞沫和呼出气溶胶途径造成的暴露风险,建立了相关评价方法、装置、设备及存储介质,为控制医院院内感染提供关键反馈,是未来健康医院的关键支撑。该技术的产品化有望在国内医院开展广泛应用。
寻求资源对接,需要涉足医院内气溶胶传播的防控,而且产品过硬,并且在国内医院有广泛渠道的企业,协助团队对接医院推广本专利开发的识别方法。
市场应用前景: 主要应用于医院气溶胶生成操作,降低医护人员职业暴露感染风险、优化医院不同诊疗操作个体防护措施,服务医护职业健康的同时节约医疗成本。发展规划: 医院院内感染是当前提升医疗救治质量的主要难点之一,本技术针对经呼出飞沫和呼出气溶胶途径造成的暴露风险,建立了相关评价方法、装置、设备及存储介质,为控制医院院内感染提供关键反馈,是未来健康医院的关键支撑。该技术的产品化有望在国内医院开展广泛应用。
一、痛点问题 飞沫、气溶胶传播是新冠已明确的主要传播途径,尤其在一些特殊的诊疗操作,例如插拔管、气切、消化内镜检查时,可能排放高浓度气溶胶飞沫,医护人员与患者的近距离暴露可能导致医源性感染。尽管人际间的交叉传染机理方面的科学研究不断深入,但受限于真实诊疗场景中暴露过程的生物安全要求,难以量化医护个体暴露剂量,科学合理地选择个体防护措施至今仍无依据可循,导致疫情早期因医疗物资不足而出现防护不到位,后期又出现过度防护,造成医疗资源浪费。 二、解决方案 本技术涉及一种飞沫/气溶胶暴露风险评价方法、装置、电子设备及存储介质,包括:选择荧光标记物和适合于荧光标记物的最佳激发波长光源;获取由荧光标记物得到的荧光标记溶液的荧光发射光谱,确定荧光激发光谱;以最佳激发波长光源为光源,基于荧光发射光谱、荧光激发光谱,在患者飞沫生成区域完成荧光标记后,通过仿生系统模拟诊疗过程中医护人员与患者的一种或多种接触模式,采集暴露后预设采样位置处的第一荧光亮度,参照暴露前的荧光亮度,根据第一荧光强度差值识别飞沫/气溶胶在医护人员的面部黏膜沉降和呼吸道吸入的第一暴露风险等级。由此,对降低医护人员职业暴露感染风险、优化医院不同诊疗操作个体防护措施,提供科学依据及技术支撑。 该模块可仿真诊疗操作时医护实际呼吸过程,完成飞沫/气溶胶的面部黏膜沉降、呼吸道吸入等途径的暴露剂量测量,克服了真实人体采样困难、安全性要求高等问题。 三、竞争优势分析 现有市场技术侧重于利用呼吸暖体假人模拟真人,完成呼出飞沫的吸入暴露过程,一方面可提高实验安全性,尤其适用于危险系数较高的实验条件下,如医院传染风险研究;另一方面可保证实验的可重复性,实现个体暴露剂量的客观、系统评价。 该类研究通过在环境中释放飞沫,营造真实飞沫/气溶胶暴露场景,测量呼吸暖体假人暴露剂量,量化传染风险。然而,简化的释放源与真实诊疗操作相差较大,难以模拟真实诊疗操作人体飞沫呼出过程,同时,荧光标记物多为化学合成的荧光素,对人体具有潜在毒性,受限于临床伦理要求,该类技术方法虽简单直观,但难以应用于医院真实场景,技术应用性不足。 本技术基于荧光示踪及医护体外仿生系统,开发适用于真实诊疗操作的医护飞沫/气溶胶暴露风险评价方法,真实性和准确性均优于现有技术。
