أثارت فاشية مرض تنفسي في أحد المستشفيات الشكوك حول كون نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) هو الناقل. ولتأكيد ذلك، تم مسح شبكة القنوات والغرف بأكملها ثلاثي الأبعاد باستخدام جهاز Faro Focus، مما أدى إلى إنشاء شبكة دقيقة. ثم تم إجراء محاكاة للديناميكا الحسابية للسوائل (CFD) في برنامج Ansys Fluent لتتبع الجسيمات المصابة. أظهرت النتائج، التي تم تصورها في ParaView، أن تسريبات مجهرية في القنوات سمحت بانتقال العامل الممرض من طابق إلى آخر، وهو اكتشاف مستحيل اكتشافه بالطرق التقليدية.
منهجية الطب الشرعي: من المسح بالليزر إلى تدفق الجسيمات 🔬
بدأت العملية باستخدام Faro Focus لالتقاط الهندسة الدقيقة للقنوات، بما في ذلك الوصلات والانحناءات والشقوق المحتملة. تم استيراد هذه البيانات إلى Revit لإنشاء نموذج معلومات البناء (BIM) مفصل للنظام. على هذا الأساس، قام Ansys Fluent بمحاكاة ديناميكا السوائل تحت ظروف واقعية من الضغط ودرجة الحرارة. تم حقن جسيمات متتبعة في منطقة الفاشية وحساب مسارها. كشفت المحاكاة أنه عند إغلاق بعض المخمدات، كان فرق الضغط يجبر الهواء الملوث على المرور عبر شقوق بمقياس المليمتر في القنوات، مما ينقل العامل المعدي إلى غرف العمليات والغرف النظيفة في طوابق أخرى.
الآثار المترتبة على علم الأوبئة البصري وتصميم المستشفيات 🏥
توضح هذه الحالة أن علم الأوبئة الجنائي لم يعد يعتمد فقط على تتبع المخالطين. إن الجمع بين المسح ثلاثي الأبعاد والديناميكا الحسابية للسوائل يحول نظام HVAC إلى دليل بصري. بالنسبة للصحة العامة، يعني هذا أنه يجب إعادة تصميم بروتوكولات التهوية باستخدام نماذج رقمية توأمية. تتيح التكنولوجيا منع الفاشيات المستقبلية من خلال تحديد النقاط العمياء في توزيع الهواء، مما يغير الطريقة التي ندقق بها في السلامة الميكروبيولوجية للمساحات الحرجة مثل المستشفيات أو المختبرات.
نظرًا لأن الدراسة تثبت أن تدفق هواء HVAC يمكن أن ينشر العامل الممرض دون اتصال مباشر، فما هي معايير المسح ثلاثي الأبعاد ومحاكاة CFD التي يوصي بها المؤلفون لنمذجة الانتقال الجوي للفيروسات في بيئات المستشفيات دون الحاجة إلى اللجوء إلى اختبارات باستخدام متتبعات بيولوجية؟
(ملاحظة: نمذجة البيانات الصحية تشبه اتباع نظام غذائي: تبدأ بالطاقة وتنتهي بالاستسلام)