Um novo método para visualizar a respiração exalada enquanto alguém está falando ou cantando pode fornecer novos insights importantes sobre como doenças como o COVID-19 se espalham e a eficácia das máscaras faciais.

"Os cientistas acreditam que o vírus SARS-CoV-2 se espalha principalmente por meio de gotículas respiratórias que podem ser transportadas pelo ar ou expelidas pela tosse ou espirro, "disse Thomas Moore do Rollins College, quem realizou a pesquisa. "Mas também é transmitido por aerossóis transportados pelo ar, que são pequenas partículas que permanecem no ar por mais tempo do que as gotas maiores. O sistema que desenvolvi fornece uma maneira de estimar a distância que a respiração viaja antes de ser dispersa no ar circundante e pode fornecer evidências visuais de que as máscaras limitam significativamente a distância que a respiração viaja no ar. "

No jornal The Optical Society (OSA) Óptica Aplicada , Moore descreve como ele usou uma variação da interferometria de padrão de manchas eletrônicas para imagens de diferenças de temperatura entre a respiração exalada e o ar circundante. A nova técnica também pode ser usada para estudar os detalhes de como a respiração flui da boca enquanto fala ou canta, que pode ser útil para o ensino de música e terapia da fala.

De instrumentos musicais a pessoas

Moore desenvolveu originalmente a tecnologia de imagem para estudar o fluxo de ar através de instrumentos musicais, como tubos de órgão. "Em resposta à pandemia COVID-19, Comecei a imaginar a respiração de pessoas falando e cantando, "disse ele." Percebi que, ao aumentar o meu sistema existente, Eu poderia provavelmente determinar até que ponto a respiração se estende e quão eficazes as máscaras podem ser para limitar a extensão da respiração. "

A maioria das abordagens existentes usadas para obter imagens da respiração exalada requerem equipamentos caros e podem obter imagens de apenas uma área relativamente pequena. Moore projetou um sistema que usa componentes ópticos comuns disponíveis comercialmente para superar essas limitações.

"Eu usei uma variação de interferometria de padrão eletrônico de manchas, que tem sido usado por muitos anos para estudar os padrões vibracionais de objetos sólidos, "disse Moore." A inovação foi mudar o sistema de tal forma que ele possa ser usado para criar imagens de coisas transparentes, como a respiração, em vez de objetos vibrantes sólidos. "

O sistema de imagem usa o fato de que a velocidade da luz muda dependendo da temperatura do ar por onde passa. Porque a respiração é mais quente do que o ar circundante, a luz transmitida pela respiração chega à câmera um pouco mais cedo do que a luz que não passou por ela. Essa ligeira diferença na velocidade da luz pode ser usada para criar imagens da respiração exalada.

Moore testou o novo sistema imaginando a respiração de dois vocalistas profissionais cantando e um músico profissional tocando flauta, um dos poucos instrumentos em que o músico sopra diretamente no ar circundante. "O trabalho com os músicos confirmou imediatamente que o sistema funcionava bem e poderia ser usado para estudar uma variedade de problemas, " ele disse.

Mudando o fluxo de ar

Moore está usando o método para estudar a eficácia das máscaras na redução da distância que os aerossóis exalados percorrem. Ele está especialmente interessado em estudar canto porque pesquisas indicam que mais aerossol é exalado enquanto canta ou fala alto do que quando se fala normalmente. Ele também está trabalhando para tornar o sistema mais estável contra vibrações e para aumentar ainda mais o tamanho do sistema para obter imagens de áreas maiores.

Moore diz que a técnica já revelou novas informações que podem afetar a forma como abordamos os requisitos de distanciamento e mascaramento, especialmente quando ao ar livre. Ele espera enviar esses resultados para publicação em breve.

"A pandemia causou uma catástrofe econômica para muitos músicos, e qualquer informação que possamos dar para ajudá-los a voltar ao trabalho é importante, "disse Moore." Temos tido muito interesse da comunidade musical, e espero que a comunidade de saúde também se interesse assim que começarmos a publicar nossos resultados. "