PCO助力抗COVID-19一：pco.dimax用于内窥镜手术中的气雾化研究
2026-07-13 来源:本站 点击次数:26Aerosolisation in endonasal endoscopic pituitary surgery
鼻内窥镜下垂体手术中的气雾化
鼻内窥镜下垂体手术中的气雾化
Rana S. Dhillon1 · Lana V. Nguyen1 · Wagih Abu Rowin2 · Ruhi S. Humphries3 · Kevin Kevin2 · Jason D. Ward3 · Andrew Yule4 · Tuong D. Phan5,7 · Yi Chen Zhao6 · David Wynne1 · Peter M. McNeill1 · Nicholas Hutchins2 · David A. Scott5,7
Accepted: 4 January 2021
© The Author(s), under exclusive license to Springer Science+Business Media, LLC part of Springer Nature 2021
Pituitary (2021). https://doi.org/10.1007/s11102-021-01125-8
【摘要翻译】
目的：为了确定在手术室中、为真正的患者进行鼻内窥镜下垂体手术时，产生的气雾的粒径、浓度、空气传播持续时间和扩散情况。
方法：这项观察性研究使用任意抽样方法招募了三名患者。研究步骤在正压手术室中进行，其中的气溶胶检测使用了颗粒图像测速仪（Particle Image Velocimetry）和空气采样光谱仪。
实验结果：插管和拔管产生的小颗粒（<5 μm）的平均浓度是背景噪音（p <0.001）的12倍。鼻内入路的平均颗粒浓度是背景的4.5倍（p = 0.01），颗粒通常较大（> 75 μm），在空气中停留时间长达10 s，可扩散至1.1 m。使用微清创术产生的平均气溶胶浓度比基线高18倍（p = 0.005）；高速钻探所产生的气溶胶浓度则不超过基线，垂体肿瘤切除产生的平均气溶胶浓度低于背景浓度（p = 0.18）。手术去除垂体会产生大小不一的颗粒，其平均浓度是背景的6.4倍（p <0.001）。
总结：插管和拔管过程会产生大量小颗粒，这些小颗粒长时间悬浮在空气中，并散布在整个手术室中。鼻内入路和垂体肿瘤切除过程会产生较小浓度的较大颗粒，这些颗粒在空气中传播的时间较短且扩散距离更短。
Keywords Aerosol-generating procedure · Aerosols · COVID-19 · Endonasal endoscopic pituitary surgery · Occupational exposure
关键词 气雾产生过程·气雾·COVID-19·鼻内窥镜下垂体手术·职业暴露
图文节选（1）
图1插管、鼻内入路、垂体瘤切除和拔管过程中，
通过空气动力学粒度仪（APS）测量的颗粒浓度和粒径的变化时间线。
A：线性和对数标尺下的总颗粒数浓度分别以深蓝色和浅蓝色显示。
虚线表示在空手术室（绿色）和手术中（红色）的检出限（平均值±3个标准差）。
B：气溶胶尺寸分布，其颜色代表了不同粒径的不同浓度。整体的尺寸分布对应于总浓度。
通过空气动力学粒度仪（APS）测量的颗粒浓度和粒径的变化时间线。
A：线性和对数标尺下的总颗粒数浓度分别以深蓝色和浅蓝色显示。
虚线表示在空手术室（绿色）和手术中（红色）的检出限（平均值±3个标准差）。
B：气溶胶尺寸分布，其颜色代表了不同粒径的不同浓度。整体的尺寸分布对应于总浓度。
图文节选（2）
图2 在鼻内外科手术步骤中产生的颗粒的扩散距离的示意图。
距离A对应于在进入鼻腔时、使用微清创术的步骤；距离B对应于给瘫痪患者在插管和拔管期间、
给面罩通气的步骤，其距离受手术室范围的限制。
距离A对应于在进入鼻腔时、使用微清创术的步骤；距离B对应于给瘫痪患者在插管和拔管期间、
给面罩通气的步骤，其距离受手术室范围的限制。
图文节选（3）
颗粒图像测速（PIV）
使用PIV技术时，研究者用IIIb级50 mW 532 nm波长的绿色激光所产生的光片，照亮目标区域。测量时，PIV目标区域紧邻患者的鼻孔上方——尾侧距鼻孔的距离300 mm和1100 mm。整个实验遵循临床激光安全预防措施。用低速和高速相机捕获了光片中的颗粒扰动。其中，高速系统使用了PCO dimax HS4相机（德国PCO AG），相机聚焦在15×15 cm的视野上，以每秒1000帧的速度运行10 s，其数字分辨率为75 μm/pixel。
【关于pco.dimax HS4】
pco.dimax HS4 高速摄像机相机融合先进的CMOS和电子技术，集超高帧速率、最佳光敏感度和真正的12位动态范围为一体。
因其1兆分辨率下超过7000 fps的速度，高速物件会被准确的以慢动作拍摄下来。并且基于其多种触发和同步选择，HS系列相机适合于多种挑战，例如内燃机研究、流体分析、材料测试等应用。
基本参数：
- 2277 fps @ 4百万分辨率（2000×2000像素）
- 7039 fps @ 1 兆分辨率（1000×1000像素）
- 量子效率峰值可达50% @ 600 nm（Typical）
- 12位动态范围
- 无须黑色基准标定
- 36 GB内置图像内存
- 曝光时间范围 1.5 μs 至 40 ms （1 μs可选）
- 多种触发选项
【关于埃赛力达科技Excelitas Technologies Corp.】
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【关于元奥仪器】
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