摘要

在牙科，休耕时间是允许空气传播病原体落出空气并减轻空气传播传播到牙科专业人员和工作人员的风险。目前的推荐是一个小时的时间。

目标和目标:我们的目标是表明空气净化装置是低估的辅助措施，以减轻病原体的空气传播风险，因此减少了休耕时间。

方法:使用计算流体动力学软件，我们创建了虚拟牙科手术，并模拟了10分钟的气溶胶产生程序。然后，我们在房间里的空气流动，没有通风，然后在同一间室内有空气净化器，吞吐量为430米^3.H^-1，随后在房间里有一个开放窗口，提供6个ACH，没有净化器。监测释放的颗粒，测量和整理它们的行为和空气中的时间。

结果与结论：没有通风房间里以450万600S，这需要8400S由99％降低总粒子数。以开放的窗口提供6 ACH，我们对于在空气中的颗粒99％的减少，以及类似的峰颗粒体积得到的2500S的值。相反，使用在整个过程的空气净化器的情况下，峰粒子数比的峰值数降低无通风或具有开放窗口十倍，并且颗粒注射99％尘埃粒子还原在60秒后达到。我们的研究结果表明，使用的空气净化器的大大减少了烟雾生成过程期间在空气中的总颗粒体积，以及所需要的休耕期。6 ACH和一个开放的窗口中找到的值被证实在其它文献，它提供了一些验证到我们的测试模式。使用空气净化可以大大减少在牙科手术感染传播的风险。

免责声明:本刊物的内容不构成医疗咨询或指导，也不应以此为依据。做法应始终遵循适用的法律和指导，并采取根据本出版物的任何行动之前征求一下他们的个人情况具体的专业建议。

介绍和背景

在目前大流行期间已经丰富的情况是存在关于牙科生物溶胶溶胶管理的缺乏的证据和文学稀缺性，因此，这种气候中的练习牙科是可理解的。存在减轻新型冠状病毒的空气传播效果的一个指导性是休耕期。

休耕时间和保护患者和牙科专业人士的问题已陷入争议。当前的一般牙科从业者（FGDP）[1]和公共卫生英国（PHE）[2]指南由新的和新兴呼吸道病毒威胁咨询组（神经动画）[3]和国家提供支持，如果是气溶胶产生程序德赢vwin首页网址（AGP）进行了，它应该在一个有窗户的房间进行，并且房间应在下次预约之前充分净化。为了允许足够的净化，建议一个小时的休耕期，这应该允许六个空气变化进行[4]。

在这里，我们的目标是提供空气净化的使用如何减轻气溶胶产生暴露的风险，并用作牙科行业内休耕时间的安全减少的理由，并有助于恢复正常服务。

使用计算流体动态建模软件，我们评估了空气溶解的行为和一个没有窗户或门或空气净化的房间内的气流，然后在这个无窗口和无门房间中使用空气净化装置，并将其与型号进行比较一个有一个窗户，没有门的房间，每小时提供6个空气变化（ACH）。

生物对牙科的生产

气溶胶生成程序不仅在牙科中普遍存在，而且在日常和复杂的护理中也是不可或缺的。气溶胶是由直径小于100 μm的[5]悬浮在空气中的微粒组成，这些微粒有时被看作是在某些牙科手术中经常出现的细雾。

在任何时候，呼气活动，如呼吸、说话、咳嗽和打喷嚏，会产生一些气溶胶，其中含有不同大小的颗粒[6]，这些颗粒的大小决定了它们一旦雾化后的行为。较大的粒子可以被认为是“飞溅”，具有弹道式的行为，在几秒钟内从空中落到表面上[5,7];然而，其中一些可能需要10分钟才能完全落在表面上。小于20 μm的气溶胶由于其体积[8]，通常能够在空气中停留更长的时间。这些颗粒可以携带更长的距离，关键的是，在这些颗粒中，10µm以下的颗粒被认为是在可呼吸的分数[7]之内。这意味着它们足够小，可以沉积在呼吸道，更有穿透性的颗粒能够沉积在肺泡上皮上并被吸收。

随时在牙科手术中创造的气溶胶含有悬气牙科材料，唾液和血液的雾化成分以及患者痰液中含有的任何病原体。这可以通过使用如高容量疏散（HVE）[9]等预防措施来从空气中相当有效地去除，以及通过穿戴面罩和遮阳板减轻裸露的粘膜的吸入或沉积的风险。

然而，尽管这些预防措施在手术过程中有效，但通常在手术完成后立即移除，使气道和粘膜暴露在任何更小的气溶胶颗粒中，这些气溶胶颗粒可能在产生气溶胶的手术[9]完成后长期存在于空气中。鉴于新型冠状病毒，这自然成为一个令人担忧的问题。

空气传播感染

呼吸道感染也可以传播通过直接或间接路线[10]或通过一个空气传播途径。直接路线依赖于物理接触，例如用感染的个体握手，如果他们的手通过咳嗽或打喷嚏，他们的手被毒品被污染或打喷嚏。相反，间接接触需要有一个粉碎，例如扶手，其充当中间感染对象。与此同时，空气传输不需要个体之间的物理接触[11]并采取两种不同的形式：首先，直接吸入接近的液滴，含有感染的个体释放的传染病病原体，通常超过5μm，直接影响易感个体靠近喷雾源。

第二种空气传播途径是真正的气溶胶传播；当直径小于5μm的小颗粒含有通过BLE病原体有时被描述为飞沫核[12]，被气雾化并且可以在传播更长的距离和在空气中停留延长的时间周期。几个呼吸道病原体如流感和以这种方式在鼻病毒传播，与许多其他传染病特别是麻疹[13]。的时间段在其病原体保持传染性或通过Ble在很大程度上取决于病原体本身和环境条件。然而，空气传播的风险在于这些飞沫核可能在远离飞沫排放源的空气中携带，这意味着仅靠社会距离是不够的。还可携带口罩和面罩等个人防护装备前往不允许佩戴的地区;更令人担忧的是，在没有过滤的内置通风系统的房间里，病原体可能会传播到建筑的其他部分。

政府在英国规定的许多预防策略都集中于直接和间接传播，即强调洗手和清洁表面，这两者在牙科中都是常规。保持社交距离也能减轻空气喷雾传播的影响，尽管这些措施并不能减轻间接空气传播。新的研究表明，SARS-cov-2的空气传播途径是重要的，甚至可能是日常相互作用中的主要传播方式[14]。除了在医院进行的高风险手术，如支气管镜检查和气管造口术，还会产生大量的气溶胶，在受感染的患者中，这些气溶胶将含有大量的通过BLE病毒颗粒。

生物溶胶，空气变化和休耕期的传播

无论是对气溶胶特性的研究，还是对粒子在空气中停留的时间长度的研究，以及潜在传染性病原体传播的距离的研究[15,16]，这都很重要。不应在进行过气溶胶产生程序的房间内取出个人防护装备，也不应在同一房间内见到其他患者，直到可能具有传染性的气溶胶被清除或中和。

理论上，有三种方法可以降低这种气溶胶的感染风险。最被动的方法是等待病毒从空气中沉淀到可以消毒或不消毒的表面上通过BLE由于时间长度经过一台主机的外侧。其次，使用通风，无论是机械的或天然的，稀释和分散感染性颗粒[17]也将降低感染的风险，和第三，这些颗粒可以被主动地从空气中除去，即通过过滤。

越来越多的证据表明，前一种方法需要几个小时，这是在牙科手术的情况下基本上是不切实际。目前很多气溶胶缓解指导通风形式：基本原则是提高室内空气的变化，以稀释和驱散任何潜在的传染性生物气溶胶的程序的过程中创建的。

目前由PHE制定并由NERVT德赢vwin首页网址AG和世界卫生组织(WHO)[18]支持的牙科指导方针建议，一旦进行了产生气溶胶的程序，在完成该程序的房间内，在一个小时之前，不应在没有个人防护装备(PPE)的情况下进入，这样就可以清理房间，看其他病人了。

在上述气溶胶中和的第二种方法中预先取决于感染风险的空气变化：感染病原体的稀释和分散[17]以降低传播和感染的风险。卫生部门授权03-01进一步源于感染风险来自房间的居住者而不是进入空气，并且应作为预防策略稀释，重视稀释性[19]。

空气流量可以定义为房间内的空气流量除以房间的体积，通常用每小时的数值表示。一次换气应清除空气中63%的病原体[17,19,20]。从这个公式可以得出目前的指导意见，即6ach应导致从房间中清除传染性气溶胶，并允许恢复服务。

正如它所说，休耕时间的长度对患者护理产生了严重的后果;较少的患者可以在同一时间内看到，其中一些人在锁定期间无法访问护理，以及练习业主的严重财务后果。因此，这是一个需要审查的区域。

使用高效微粒空气（HEPA）过滤器和空气普瑞-fication的减少空气感染传输

The use of air purification as a justification for the reduction of fallow time is twofold: firstly, the use of certain air purification technologies can achieve an equivalent air change when compared to the parameters set out above, i.e., at least a 63% reduction in pathogen concentration in one air change and a corresponding reduction in pathogen concentration over successive air changes [17]. Moreover, the use of some air purification technologies allows for an increase in the frequency of these equivalent air changes, so that 6 air changes may take place in far less time than an hour, reducing the safety interval between patients.

使用过滤和净化的第二个理由是，一旦空气和气溶胶病原体被从空气中清除，当然，如果这种清除方法是有效的和防泄漏的，那么空气传播的风险就被中和了。如果这些病原体大小范围内的颗粒能够可靠地以超过1小时的速度从空气中清除，那么这就可以成为安全减少休耕地时间的理由。

为了获得高效微粒空气过滤器的认证，需要满足一定的参数;真正的高效微粒过滤器在去除0.3微米颗粒时的标准化效率为99.97%[22,23]，因此，每10000个通过过滤器的颗粒中，只有3个能够穿过过滤器。

Rutala WA, et al.[21]的一项研究表明，在便携式空气净化装置中使用HEPA过滤器可以去除0.3 um范围内渗透性最强的颗粒结核分枝杆菌在5-6分钟的非医院房间。在医院房间，在8分钟内实现，与没有净化器的控制相比，分别为171和16分钟。这是显着的减少，并且在本讨论中具有重要性，因为如果从空气中除去传染粒子，则空气传输不再存在风险，并且它们可以以其他方式除去。

Miller-Leiden S等人也指出，使用空气过滤可以减少空气中的颗粒[24]，尽管发现的值没有那么显著(30-90%，在每小时只有2次换气的气流中)，并发现这是控制结核病的有效辅助手段。他们提出的警告是，在非完全混合的空气中，这些过滤器可能没有那么有效;然而，这个警告在这个讨论中没有什么意义，因为使用任何形式的稀释换气理论也是基于空气[17]的完美混合。

NHS苏格兰指导确实提到了空气净化作为休耕时间计算中的减轻因子，但它表明0.5效率因素允许该问题的再循环和不完美混合时间[25]。即使考虑到这种效率因素，也很明显，空气净化器的性能远比自然通风更可靠。这是因为当然，自然通气依赖于几种不同的因素 - 例如环境和大气条件，并且有时可能远低于使一个小时休耕期有效的6个ACH值。

此外，专门测量病毒颗粒通过HEPA过滤器渗透的研究发现，令人放心的病毒保留值介于99.996%和99.97%之间[26,27]，尽管这一数值会随着环境条件而变化;例如，在考虑感染控制的有效性时，气流和湿度等其他因素显然是非常重要的[23,26,27]。然而，如果我们假设按照目前的实践标准使用自然通风，那么使用高效空气过滤器已经被证明是一种有效的方法，可以辅助降低空气中的颗粒浓度和减少休閒时间。

事实上，HTM-03-0119文档的健康状况的部门产生的HEPA过滤器在超洁净系统要求，如剧院和无菌室：HEPA过滤器是昂贵的。因此，它们的使用应保持在最低限度。需要HEPA过滤器应用包括在制造药房空气供给到无菌套件和从微生物安全柜[19]的放电。

鉴于当前在非清洁系统中传输的风险，与创建更安全环境和减少休耕时间的影响，HEPA过滤的成本似乎可以忽略不计。

这并不是说所有净化装置都是合适的，正如同一备忘录中所述，它们必须是可更换的，具有防漏密封，并配备安全的消毒和更换方法，以免在牙科实践中产生另一个感染源[19]。

简要提及其他技术，例如在HEPA过滤的同时使用紫外线C（UVC）辐射，因为紫外线C已被用于消毒可能接触到SARS-CoV-2等病毒的设备[28,29]然而，关于商用空气净化装置在达到临界剂量时的有效性的文献很少。

材料和方法

我们使用OpenFoam，一种计算流体动力学软件，以便模拟气溶胶行为。尺寸的房间3×3×2.4米^3.为了尽可能接近英国牙科手术的条件，我们在其中放置了牙科椅和操作人员。

为了使模拟尽可能准确，我们还模拟了操作员、病人和头顶灯在两个模拟中释放的热量。这是需要注意的重要一点，因为在牙科实践中，由于热源和浮力的影响，产生了一些最小的空气流量，所以空气永远不会真正是静态的。我们的模拟没有包含门，因为在产生气溶胶的过程中，目前要求门是关闭的，以防止气溶胶离开房间。

我们的模拟中使用的空气净化单元是当前市售的Medicair单元，将HEPA过滤与UVC辐射和碳过滤器相结合。它的高度为0.8米，直径为0.3米，在模拟中完全复制。包括用于空气吸入的5000个入口孔。在我们的仿真过程中，净化器以430米的吞吐量运行^3.H^-1，这是一个空气流量在较高的吞吐量，由商业提供的空气净化器。

然后，我们决定在不使用HVE作为最坏情况的情况下重新创建超声波缩放约会[30]因此我们选择的流速为17毫升^-1这是超声波烫伤者的典型流速。该流动的持续时间为10分钟，释放的总粒子数为450万。

我们选择了10分钟的曝光，以创造与该主题的文献中的其他实验相当的结果，并且因为这是NHS苏格兰指导中的一个数字[15,16,25]。

为了进一步模拟牙科预约，我们使用了牙科手术过程中产生的颗粒大小的典型分布数据，其中大多数颗粒的直径约为1微米[5,6,8]。为了确定粒子的总质量，我们使用了水的密度，其中大多数牙科气溶胶组成，以更准确地模拟粒子行为，这是由它们的大小[8]决定的。使用这些大小的颗粒的另一个好处是，它们都属于通常认为的可呼吸组分[7]。这是一种有用的模型，因为新型冠状病毒似乎以在肺部发现的ACE-2受体为目标，所以最高的传播风险将来自这个大小范围的颗粒。因此，该模型将模拟最坏的情况，即气溶胶中的所有粒子都具有传染性，能够穿透下呼吸道。当然，应该注意的是，通常气溶胶中的病毒含量与痰液浓度相同，痰液浓度要低得多(图1)。

图1：显示颗粒大小和总颗粒数百分比的图表。

为了准确地模拟粒子在空中停留的时间，在没有通风的情况下，首先使用数学上获得的稳态流动解来模拟浮力效应。拉格朗日粒子跟踪也被使用。从病人的模拟口腔中注射颗粒10分钟，并监测其数量。这在空气净化器存在的模拟中得到了反映。

颗粒被建模为受重力影响，并且被建模为球体拖动，并且在研究中的粒子的拖动，所有均为10微米及以下。

利用房间的大小、热源、绝热物体和等温线等参数，我们为有空气净化器的房间和没有空气净化器的房间创建了一个流场，它向我们展示了流动的模式和方向，以及速度。

然后，我们创建并耗尽了以上述流速连续地将颗粒注入十分钟的仿真。这些显示在AGP期间颗粒的行为，并继续模拟，直到所有颗粒用房间中的空气净化器清除。模拟中没有打开的窗户或门。

在这个模拟之后，我们使用了相同的典型牙科手术，没有任何打开的窗户或门，并评估了气溶胶的行为，没有空气净化装置，以评估气溶胶粒子从空气中沉降所花费的时间。

我们的第三个仿真是基于同一个房间没有空气净化装置，但以开放的窗口。这是模型的一个重要方案因指导文件强调开放的窗口，通过稀释的牙科手术分散生物气溶胶的方法和。该参数保持不变如在上述模拟中，以及AGP进行模拟的时间相同的长度。与此仿真建模的困难被镜像在明显的缺陷，在使用自然通风，即，即有基于外部条件巨大的变化，这极大地影响在以开放的窗户的房间的ACH。

建模这个开放窗口方案的另一个压迫原因是缺乏研究的缺乏，尽管有推荐的指导量。一项研究最近由Haigh，Vasant和O'Holey进行[31]试图显示开放窗口对另一个人体模型研究中的颗粒去除的影响;然而，他们无法明确地量化这一的效果，尽管他们确实得出降低空气粒子体积。他们的研究也不包括低于0.3微米的颗粒，这是缺点，因为这是病毒落入的颗粒的尺寸。

鉴于此，我们决定通过将ACH设置为6来验证我们的方法，这是CDC和PHE指南中所述的值。德赢vwin首页网址我们还决定使用典型窗口的区域，0.65米×0.89米，作为我们的开口。

因此，使用世界卫生组织[18]方程计算窗口空气变化:

0.65×风速m/s×最小开口面积m^3.× 3600 s/h房间容积m^3.。

我们获得了为我们模拟中使用的大小的房间提供6个ACH所需的风速的值，并且能够创建流场，然后运行此模拟（图2-7）。

图2：流场与空气净化。

图3：无空气净化的流场。

图4：一个开放窗口和6ach流场。

图5：流与空气净化器的速度和方向。

图6：不通风的流速和方向。

图7：流动速度和方向与打开的窗口。

随后我们整理了所有三种模拟的数据，这给了我们图8-11，如下所述。

图8：图表显示在没有通风的房间里空气中粒子数随时间的变化。

图9：图表显示了在提供6个ACH窗口时空气中粒子数随时间的变化。

图10:图表显示了在一个装有空气净化装置的房间里空气中颗粒物的数量随时间的变化。

图11:在所有三个模拟中，显示空气中粒子数随时间变化的图表。

结果

首先，使用上述参数，我们绘制了流场的所有模拟。这向我们展示了有和没有空气净化以及有自然通风时气流的速度和方向。

在此之后，我们以17ml / min的流速连续向系统中注入气溶胶颗粒10分钟，从而对AGP进行建模^-1在方法中详述的尺寸和体积，在没有通风和空气净化的房间内，以及含有空气净化器的房间以及具有自然通风的房间。

图8中的图表显示了没有通风的模拟结果。在600秒，颗粒注射槽，达到的峰值粒子数约为450万，并且可以推断图，以在8400分钟的8400分钟内为99％的颗粒进行沉降时间，并在9000s时得到99.9％。

图9，有一个打开的窗户显示，使用自然通风，只要有足够的风速提供6ach，提供了休耕地时间的显著减少，在2500 00s下降99%，在6400s下降99.9%，基于线性近似。达到的粒子数峰值与不通风情况相似。

相反，图10显示了空气净化器在吞吐量为430 m时的模拟结果^3.H^-1。使用空气净化器，不仅在粒子注入停止后60秒清除99%的空气粒子所需的时间，而且总粒子数为450000，比上图减少了10倍。AGP后粒子数进一步下降104秒，此时99.9%的粒子从空气中清除。

有趣的是，在不通风的情况下，模型中空气粒子数减少99%所花费的总时间远低于第1次换气时的图，与第2次换气时的值相似(图11)。

讨论

休耕期的目前的指导基于使用数学模型，并使用与空气传播污染物的清除与空气变化相关的公式，以降低病原体浓度：

T.₂- T的₁= ln (C₂/C₁）q / v×60，（1）

和t₁= 0

在哪里：T.₁=几分钟内的初始时间点，

T.₂=最后的时间点(分钟)，

C₁=污染物的初始浓度，

C₂污染物的最终浓度，

C₂/ C₁= 1 - （去除效率/ 100），

Q =空气流量(立方英尺/小时)，

V =在立方英尺室体积，

Q / V = ACH [4]

我们可以获得138分钟的价值，以清除99％的空气污染物，2 ach，69分钟，4 ach，46分钟，6 +和35持续35°。

对于n次换气，相应减少0.37n[4,17]。5次换气时，一个房间99%的空气污染物应被清除，6次换气时，所有污染物应被清除[17]。因此，增加房间每小时的换气次数可以减少清除这些污染物所需的时间：例如，在外科手术室，公认的标准是每小时换气12次，这意味着25分钟的休养时间就足够了[17,18]，超净系统通常每小时换气25次，将需要更少的休耕时间[19]。

为实现这一目标目前的指导自然通风，即承担任何烟雾生成程序与窗户的房间，直到一个小时已经过去了没有呼吸保护进入房间。

这项建议是有缺陷的在几个方面;首先，这并不考虑到AGP，从而影响释放到空气中的总气溶胶粒子体积的持续时间。其次的前提是6 ACH的在具有开口窗的房间的值，但已测量的空气的变化在住宅建筑物具有开口窗的中性压力室的一个类似的模型的研究已经获得的值大于6低得多：在的0.45和1.9 ACH具有一个开口窗，和0.47和3.07与多个区域中。这是一个低得多的值，并且将需要休耕更长的时间超过一小时（图12）。

图12：图表显示了捕获99％的空降污染物的ACH和时间之间的关系[4]。

NHS苏格兰[25]最近发布了进一步的通风和换气指导，在决定休耕期时考虑了AGP的长度，基于3 × 3 × 4米的房间。本指南建议无论ACH如何，至少休耕10分钟，以便有时间让颗粒沉淀。该指导方针的一个优点是，在计算使用缓解因素(如使用温室气体和橡胶坝)时留有余地，并根据缓解战略明确、量化地相应减少休耕时间。

这比FGDP[1]指南更令人放心，该指南建议，根据从业人员对气溶胶产生的暴露风险的个人评估，可以减少休耕期，将减少休诊时间的责任放在首位，如果医生判断错误，可能会对工作人员和患者安全造成灾难性影响，这只会增加自疫情开始以来我们的一些专业人员所承受的巨大压力(图13)。

图13:图中显示了在10分钟AGP和ACH中释放的99%的空气颗粒清除所需的时间长度，没有缓解[25]的关系。

在FGDP指南中，HEP德赢vwin首页网址A过滤器的使用被提到作为一个弱证据证明的辅助措施[1]，然而，我们认为，按照治理机构提出的相同的空气更换原理，商用空气净化设备中经常使用空气过滤，这是一种得到充分证明的干预措施，可大大减少传染性病原体雾化的时间，因此在与自然通风一起使用时，可降低患者和牙科专业人员吸入病原体的风险。

相反，美国疾病控制与预防中心(CDC)最近修改了他们之前的指导建议。当永久性空气处理系统不可行时，考虑增加便携式解决方案(如便携式HEPA过滤装置)以提高地区的空气质量[4]。

这可以被认为是指那些没有窗户的房间，但也可能是有窗户的房间，如果只有自然通风的ACH不足或未经验证。

NHS苏格兰指南[25]更清楚地利德赢vwin首页网址用空气净化或“空气洗涤器”，因为它们表明空气净化器可获得0.5的效率因数，以便允许空气和不完全混合的效率。这意味着空气净化器的最大吞吐量应该减半，并且房间的体积除以这，以便得到ACH值。这些指南还表德赢vwin首页网址明，如果可以验证ACH的数量，则可以在机械通风的房间内进行AGPS，如果可以验证ACH的数量，则可以在没有自然通风的情况下进行。

这种关于使用机械通风的指导，以创造Ach借助空气净化的可信度作为降低传输风险和减少休耕期的一种方式。

我们的模拟结果（尤其在图11中清楚地显示）表明，基于这项研究，与开窗模型相比，从空气中清除99.9%的空气传播颗粒所需的时间大幅减少。

此外，我们的研究还能够表明，在整个模拟AGP中运行的纯化单元意味着总峰粒子浓度比开口窗模拟中的整体峰值粒子浓度为10倍，而且没有通风的模型。与被动打开窗口模型相比，我们将其归因于创造空气流动时的空气净化的主动性。

这意味着，不仅不会在休耕期减少与使用该辅助措施，牙科专业人员和患者的整体气溶胶产生暴露于潜在传染性气雾剂通过整个的AGPs使用纯化的降低。

文献回顾表明，很少有关于生物气溶胶在牙科手术中传播的研究，然而，Allison JR，et al.，[15]进行了一项关于生物气溶胶在牙科中传播的研究，其中在一个有6.5 ACH的房间中，在一个人体模型上进行前冠制备，并关闭门窗。快速机头中用作冷却剂的水被荧光素污染，10分钟AGP后，产生的飞溅物沉淀到滤纸上，滤纸放置在距离AGP现场不同的位置。每隔30分钟和60分钟更换和评估滤纸。本文发现，在一个ACH为6.5的房间内，空气中的颗粒物在30分钟内沉降，基于此，建议休耕期可缩短至30分钟。

维纳HR，等人，在2015年中，超声缩放被执行都进行15分钟，再使用其中荧光素溶解，并且随后在从人体模型的距离不同沉积在滤纸水[16]进行了类似的研究。缩放完成后，立即将该滤纸更换新的，每30分钟90分钟。他们的研究结果表明，气溶胶留在空气中的缩放后的30分钟;可惜的是他们没有详细的空气变化在房间中的实验进行了编号。

这两项实验都发现，最大污染是AGP部位的2米范围内。然而，Allison JR等人，[15]在不使用HVE时，研究还发现了一些距离患者4米的污染物，这是它们测量的最远的距离。

这些研究的局限性在于，它们使用的人体模型无法模拟人体对流体动力学的影响，而且无法持续监测空气中粒子的数量。滤纸的使用也可能是一种不够敏感的量化方式。在Allison等人的60分钟的研究中也有一些二次沉积的证据，但没有完全解释[15]。

我们选择在我们的建模中使用这一10分钟的AGP持续时间，以便与Allison JR等人创建可比结果，[15]在评估空气净化时从空气中除去空气净化颗粒时的使用验证我们自己的方法，并在持续建模粒子数时提供比较。

在我们的模拟中，使用6 ACH的开放窗口模拟将粒子数减少99%所需的时间低于CDC和NHS苏格兰值[25]，但与Allison JR等人的论文[15]中使用6.5 ACH的30分钟值相当一致；我们认为，粒子数下降所需时间的差异主要是由于我们模拟中使用的房间尺寸较小。Allison JR等人的这项研究也证实了模拟中外部和内部环境的物理性。

我们提出，与我们模拟的没有通风的房间相比，在没有通风的情况下，空气中颗粒数量减少99%的数值差异是由于我们的模拟的详细性质。粒子可能解决从空气中表面上甚至在没有通风的房间比预计的快得多考虑浮力和轻微的空气流动时,当热源一样出现在房间里,就像在一个牙科手术。

我们的研究的局限性主要基于其模拟性质，这可能不完全镜像在活的有机体内结果;然而，为了减轻这种影响，我们努力尽可能地与大气条件相匹配。此外，作为其他研究，例如由Allison JR等，[15]和Veena HR等，[16]，不含用于评估和监测空气粒子数的变化的方法随着时间的推移，我们建议在仿真中建立这些条件，例如这些条件有助于填补我们知识的重要差距。

另一个限制是，仿真仅运行6000秒，因此开放窗口和无通风模拟减少的值为99.9％的值是线性推断的，并且我们会鼓励任何进一步的建模来运行更长时间。同样持续时间的AGP也可以释放出高于或低于我们研究中使用的值的总粒子数.OROOVERS，有很少的文献，从而研究牙科气溶胶中颗粒的大小分布，我们欢迎该地区的进一步研究。

的点要注意的是，为了提供6 ACH，我们的窗口仿真所需0.096米/秒的恒定外部风速，0.65×0.89的窗口区域。这个值通常是由在英国的平均风速满足。然而，方向和角度，以及内部和外部的压力和温度也应该总是有利的，它被固定在我们的模拟，但在现实中无法控制的。

结论

使用在其上由CDC [4]和其它管理机构提供的空气变化的指导提供基于相同的模型中，很显然，如果空气的变化可以有效地提高了休耕期可以被减小。然而，医院的环境中，安装增加气流和不断变化的空气压力的机械方法之外是困难的，偶尔过于昂贵，如果不是不可能的，在许多牙科手术的当前配置。

使用包括HEPA过滤在内的便携式空气净化是一种可靠的辅助措施，可用于减少休閒时间和提高口腔环境的安全性，这最近已被NHS苏格兰[25]验证。

这可以通过我们进行的气流建模研究来证明，该研究表明，基于具有该空气净化装置的平均尺寸房间的流体动力学，从空气中清除颗粒的总时间大大低于没有空气净化装置的房间。在我们的模拟中，使用空气净化器时，99AGP后1分44秒内，空气中0.9%的悬浮颗粒物被清除。

我们的研究结果还表明，该空气净化装置的作用机制是双重的，即将空气颗粒吸入装置中并从空气中滤出，或者通过空气净化装置产生的房间的流体动力学力为空气颗粒沉淀到可以轻松消毒的表面，除去存在的任何病原体。

重要的是，我们能够通过使用在整个气雾产生的空气净化装置来显示，在手术过程中的峰值的粒子数低于室内没有空气净化装置，或者以开放的窗户的房间十倍，这将极大地减少空气中的感染传播的风险。

财务披露声明

这项工作是委托布莱恩特医疗有限公司。资助方没有参与研究设计、数据收集或分析。布莱恩特医疗有限公司参与了手稿的准备和出版的决定。

附录

湍流建模

根据问题的性质，选择komeg助理湍流进行分析。该方法已应用于许多类似的实例，与实验结果吻合较好。使用的是22摄氏度空气的运动粘度值(图14-17)。

图14:流场空气循环。

图15:孔附近的流场（左）；通过装置的空气循环。该分析有助于在模拟整个房间时获得适当的吸入压力值。根据该数据在房间分析案例中设置吸入压力。在我们的模拟中，空气净化装置放置在患者左侧0.5米处，与患者的脚对齐。

图16:房间分析几何。

图17:几何室分析，病人口中的细节。为了分析所述颗粒注射的圆形口被建模，并且它是从这个所述颗粒注射，模仿口腔。

网格（图18-24）

图18:网格分析。

图19：网格的表面。

图20:网格表面，细节。

图21:网格用于房间分析，分段。

图22:网格分析，部分细节。

图23:网格用于房间分析，双节。

图24：网格分析，双层细节。

补丁名称	细胞尺寸分钟[m]	单元格大小max [m]
Dentair设备	0.003125	0.00078125
入口	0.003125	0.00078125
出口	0.00078125	0.00078125
患者头	0.0125	0.00625
病人的身体	0.025	0.00625
牙科椅子	0.025	0.003125
凳子	0.003125	0.00625
灯	0.00625	0.003125
橱柜	0.1	0.05

模拟环境的物理学

边界条件	价值观
压力	固定-101325 pa
速度	无滑
温度	墙壁和家具的绝热表面
	患者和牙医-36.5摄氏度
	牙齿灯-57摄氏度

空气净化装置条件	价值观
压力	固定-101325 pa
速度	流量430米3.H-1
温度	绝热表面

参考文献

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文章信息

文章类型：研究文章

引用:Raghava N，维多维奇B（2021）利用计算流体动力学来评价空气净化的在牙科减少休耕时间中的作用。诠释J登特口腔健康7（4）：dx.doi.org/10.16966/2378-7090.362

版权：©2021 Raghava N，等人。这是在创意公约归因许可的条款下分发的开放式文章，其允许在任何媒体中不受限制地使用，分发和再现，只要原始作者和来源被记入。

出版历史记录：

收到日期：2021年4月12日

接受日期:2021年4月26日

发布日期：2021年5月03