Veido forma įtakoja kaukės prigludimą, rodo dvigubo maskavimo problemas nuo COVID-19

Savo atnaujintas vadovas 2022 m. pradžioje JAV ligų kontrolės ir prevencijos centrai teigė, kad laisvo audinio kaukės mažiausiai apsaugo nuo COVID-19, o N95 ir KN95 kaukės – didžiausią apsaugą. Vis dėlto, praėjus daugiau nei dvejiems metams nuo pandemijos pradžios, nėra iki galo suprantamos kaukės savybės, kad būtų užtikrinta optimaliausia apsauga.

Į Skysčių fizikanaudoja Floridos valstijos universiteto ir Johnso Hopkinso universiteto mokslininkai pagrindinių komponentų analizė (PCA) kartu su skysčių dinamikos modeliavimo modeliais, kad parodytų, kaip labai svarbu tinkamai pritaikyti visų tipų kaukes ir kaip veido forma įtakoja idealiausią prigludimą.

Tyrimas rodo, kad dvigubas maskavimas netinkamai pritvirtintomis kaukėmis gali žymiai nepagerinti kaukės efektyvumo ir sukelti klaidingą saugumo jausmą.

Daugiau sluoksnių reiškia mažiau porėtą veido dangą, todėl kaukėse, kurios ne taip saugiai priglunda, iš perimetro tarpų (šonų, viršaus ir apačios) atsiranda daugiau srauto. Dvigubi sluoksniai padidina filtravimo efektyvumą tik gerai prigludus prie kaukės, tačiau taip pat gali apsunkinti kvėpavimą.

Tyrėjai sumodeliavo vidutinio stiprumo kosulio srovę iš suaugusio vyro burnos, ant nosies ir burnos užsidėjusio medžiaginę kaukę su elastinėmis juostomis, apvyniojusiomis ausis. Jie apskaičiavo didžiausią tūrio srautą per kaukės priekinę dalį ir periferinius tarpus esant skirtingiems medžiagos poringumo lygiams.

Norėdami gauti tikroviškesnę 3D veido formą ir dydį, mokslininkai naudojo PCA, kuris integravo 100 suaugęs vyras ir 100 suaugusių moterų galvų, gautų iš galvos skenavimo duomenų Bazelio universitete Šveicarijoje. PCA kondensuoja didelius kintamųjų rinkinius, išsaugant didžiąją dalį informacijos.

Jų modelis parodė, kaip nedidelė asimetrija, būdinga visoms veido struktūroms, gali turėti įtakos tinkamam kaukės pritaikymui. Pavyzdžiui, kaukė gali būti tvirčiau prigludusi prie kairės veido pusės nei dešinėje.

„Veido asimetrija beveik nepastebima akimis, tačiau ją išryškina kosulys, tekantis per kaukę“, – sakė bendraautorius Tomas Solano iš Floridos valstijos universiteto. “Šiuo konkrečiu atveju pastebėtas vienintelis nefiltruotas nutekėjimas per viršutinę dalį. Tačiau skirtingoms veido formoms, nutekėjimas per kaukės apačią ir šonus taip pat yra įmanomas.”

Kurti „dizainerių kaukes“, pritaikytas kiekvieno žmogaus veidui, nėra praktiška. Vis dėlto, PCA pagrįsti modeliai gali būti naudojami kuriant geresnes kaukes skirtingoms populiacijoms, atskleidžiant bendrus vyrų ir moterų ar vaikų, palyginti su pagyvenusių veido struktūrų skirtumus, ir su tuo susijusį oro srautą per kaukes.