Phương pháp mới để tạo hình ảnh Hơi thở có thể giúp kiểm soát COVID

Một phương pháp mới để hình dung hơi thở khi ai đó đang nói hoặc hát có thể cung cấp những hiểu biết mới quan trọng về cách các bệnh như COVID-19 lây lan và hiệu quả của việc đeo khẩu trang.

Thomas Moore đến từ trường Đại học Rollins, người thực hiện nghiên cứu cho biết: “Các nhà khoa học tin rằng virus SARS-CoV-2 chủ yếu lây lan qua các giọt đường hô hấp có thể mang theo trong hơi thở hoặc bị tống ra ngoài qua ho hoặc hắt hơi. "Nhưng nó cũng được truyền qua các sol khí trong không khí, là những hạt nhỏ lưu lại trong không khí lâu hơn những giọt bắn lớn hơn.

Hệ thống do tôi phát triển phương pháp để ước tính xem hơi thở bay được bao xa trước khi phân tán vào không khí xung quanh và có thể cung cấp hình ảnh, bằng chứng rằng đeo khẩu trang sẽ hạn chế đáng kể khoảng cách mà hơi thở di chuyển trong không khí.

Trong tạp chí Quang học Ứng dụng của Hiệp hội Quang học (OSA), Moore mô tả cách ông sử dụng một biến thể của phép đo giao thoa mẫu đốm điện tử để tạo hình ảnh khác biệt nhiệt độ giữa hơi thở và không khí xung quanh. Cũng có thể sử dụng kỹ thuật mới để nghiên cứu chi tiết về cách hơi thở phát ra từ miệng khi nói hoặc hát, điều này có thể hữu ích cho việc hướng dẫn âm nhạc và trị liệu ngôn ngữ.

Từ nhạc cụ đến con người

Moore ban đầu phát triển công nghệ hình ảnh để nghiên cứu luồng không khí qua các dụng cụ âm nhạc như ống đàn organ. Ông nói: “Để đối phó với đại dịch COVID-19, tôi bắt đầu ghi hình ảnh hơi thở của mọi người đang nói và hát. Tôi nhận ra rằng, bằng cách mở rộng hệ thống hiện có của mình, tôi có thể xác định được hơi thở kéo dài bao xa và hiệu quả của đeo khẩu trang trong việc hạn chế phạm vi của hơi thở".

Hầu hết sử dụng các phương pháp hiện có để tạo hình ảnh hơi thở yêu cầu thiết bị đắt tiền và chỉ có thể cung cấp hình ảnh một phạm vi tương đối nhỏ. Moore đã thiết kế một hệ thống sử dụng các thành phần quang học phổ biến trên thị trường để khắc phục những hạn chế này.

Moore cho biết: “Tôi đã sử dụng một biến thể của phép đo giao thoa kiểu đốm điện tử, đã sử dụng trong nhiều năm để nghiên cứu các dạng dao động của các vật rắn. "Sự đổi mới là thay đổi hệ thống theo cách có thể sử dụng để tạo ra hình ảnh của những thứ trong suốt, chẳng hạn như hơi thở, thay vì các vật thể rung động rắn".

Sử dụng hệ thống hình ảnh thực tế là tốc độ ánh sáng sẽ thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ của không khí mà nó đi qua. Vì hơi thở ấm hơn không khí xung quanh nên ánh sáng truyền qua hơi thở đến máy ảnh sớm hơn một chút so với ánh sáng không truyền qua nó. Sự khác biệt nhỏ về tốc độ ánh sáng này có thể được sử dụng để tạo ra hình ảnh của hơi thở.

Moore đã thử nghiệm hệ thống mới này bằng cách chụp ảnh hơi thở của hai ca sĩ chuyên nghiệp đang hát và một nhạc sĩ chuyên nghiệp đang thổi sáo, một trong số ít nhạc cụ mà nhạc sĩ thổi trực tiếp vào không khí xung quanh. Ông nói: "Cuộc thử nghiệm với các nhạc sĩ ngay lập tức xác nhận rằng hệ thống hoạt động tốt và có thể được sử dụng để nghiên cứu nhiều vấn đề khác nhau".

Thay đổi luồng không khí

Moore hiện đang sử dụng phương pháp này để nghiên cứu hiệu quả của việc đeo khẩu trang trong việc giảm khoảng cách mà sol khí di chuyển. Ông đặc biệt quan tâm đến việc nghiên cứu ca hát vì nghiên cứu chỉ ra rằng nhiều sol khí thoát ra khi hát hoặc nói to hơn khi nói bình thường. Ông cũng đang làm việc để làm cho hệ thống ổn định hơn chống các rung động và nhằm tăng thêm kích thước của hệ thống để hình ảnh các khu vực lớn hơn.

Moore nói rằng, kỹ thuật này đã cho thấy thông tin mới có thể tác động đến cách chúng ta yêu cầu về giãn khảng cách và đeo khẩu trang, đặc biệt là khi ở ngoài trời. Ông hy vọng sẽ sớm gửi những kết quả này để công bố.

Moore nói: “Đại dịch đã gây ra thảm họa kinh tế cho nhiều nhạc sĩ và bất kỳ thông tin nào chúng tôi có thể cung cấp cho họ để giúp họ trở lại làm việc đều rất quan trọng. Chúng tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm từ cộng đồng âm nhạc và tôi hy vọng cộng đồng chăm sóc sức khỏe cũng sẽ quan tâm khi chúng tôi bắt đầu công bố kết quả của mình".

Đỗ Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager – Hoa Kỳ