RU2775882C1 - Checkpoint for the passage of people who do not pose a threat of infecting others with an aerosol-transmitted viral disease - Google Patents
Checkpoint for the passage of people who do not pose a threat of infecting others with an aerosol-transmitted viral disease Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775882C1 RU2775882C1 RU2021122695A RU2021122695A RU2775882C1 RU 2775882 C1 RU2775882 C1 RU 2775882C1 RU 2021122695 A RU2021122695 A RU 2021122695A RU 2021122695 A RU2021122695 A RU 2021122695A RU 2775882 C1 RU2775882 C1 RU 2775882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- control point
- point according
- counter
- readings
- Prior art date
Links
- 208000001756 Virus Disease Diseases 0.000 title abstract 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 abstract 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к системам пропуска на контролируемые объекты и может быть использовано во время пандемии в аэропортах, больницах, на массовых мероприятиях и т.п.для свободного прохода людей, не представляющих опасности для окружающих и отделения, изоляции тех, кто может быть источником распространения вирусных заболеваний с целью последующего контроля. Устройство способно выявлять носителей вирусных заболеваний, распространяющихся аэрозольным путем, то есть, в виде отдельных вирусных частиц или их скоплений (например, COVID-19, корь, и др.).The invention relates to pass systems for controlled facilities and can be used during a pandemic at airports, hospitals, public events, etc. for the free passage of people who do not pose a danger to others and to separate, isolate those who may be a source of the spread of viral disease for follow-up. The device is able to detect carriers of viral diseases spread by aerosol, that is, in the form of individual viral particles or their clusters (for example, COVID-19, measles, etc.).
Известна полезная модель CN 212583582 U, E05F 15/70, 17.04.2020, в которой описана дверь, способная отсекать посетителей с повышенной температурой тела, которая содержит дверную раму, блок сбора данных и механический рычаг, а также инфракрасный термометр, расположенный на конце механического рычага. Инфракрасное определение температуры тела, включая интеллектуальную механическую руку, может быть дополнено системой распознавания лиц, а металлоискатель используется для сканирования всего тела.Known utility model CN 212583582 U, E05F 15/70, 04/17/2020, which describes a door capable of cutting off visitors with elevated body temperature, which contains a door frame, a data collection unit and a mechanical lever, as well as an infrared thermometer located at the end of a mechanical lever. Infrared body temperature detection, including an intelligent mechanical arm, can be supplemented with a face recognition system, and a metal detector is used to scan the entire body.
Аналогичный турникет описан в CN 202020169382 U, А61В 5/01, 2020-02-14. Турникет срабатывает по результатам бесконтактного измерения температуры пассажира или посетителя, который хочет пройти через него.A similar turnstile is described in CN 202020169382 U, A61B 5/01, 2020-02-14. The turnstile is activated based on the results of non-contact temperature measurement of a passenger or visitor who wants to pass through it.
Однако, эффективность контроля состояния посетителей такими устройствами невелика, так как вирусные заболевания вообще и их активная фаза в частности далеко не всегда сопровождаются повышенной температурой.However, the effectiveness of monitoring the state of visitors by such devices is low, since viral diseases in general and their active phase in particular are not always accompanied by fever.
В патенте AU 2020102228 (A4), А61В 5/01, 2020-10-29 описана система экспресс-диагностики коронавируса.Patent AU 2020102228 (A4), A61B 5/01, 2020-10-29 describes a coronavirus express diagnostic system.
Изобретение использует искусственный интеллект и позволяет измерить сатурацию кислорода и температуру пациента. Система включает испытательный стенд, который имеет стетоскопы, подключенные к микрофону для прослушивания и записи звуков дыхания пациента, пульсоксиметр для измерения уровня насыщения крови кислородом, инфракрасный датчик температуры для измерения температуры пациента и компьютер, который состоит из программного обеспечения машинного обучения для объединения и анализа всех показаний для получения окончательного результата.The invention uses artificial intelligence and makes it possible to measure oxygen saturation and patient temperature. The system includes a test bench that has stethoscopes connected to a microphone to listen to and record the patient's breath sounds, a pulse oximeter to measure blood oxygen saturation levels, an infrared temperature sensor to measure the patient's temperature, and a computer that consists of machine learning software to combine and analyze all indications for the final result.
В данном решении инфекционная фаза вирусного заболевания диагностируется по одновременному появлению ряда косвенных признаков.In this solution, the infectious phase of a viral disease is diagnosed by the simultaneous appearance of a number of indirect signs.
Известно, что так же диагностируют корь, краснуху или ветряную оспу (см. Агафонов А. П. и др. Корь. Современные представления о возбудителе. Клиника, диагностика, профилактика. С. 14. https://www.mbu.ru/assets/files/kor.pdf).It is known that measles, rubella or chickenpox are also diagnosed (see Agafonov A.P. et al. Measles. Modern ideas about the pathogen. Clinic, diagnosis, prevention. S. 14. https://www.mbu.ru/ assets/files/kor.pdf).
Данной системе присущ тот же недостаток, поскольку все перечисленные выше симптомы далеко не всегда проявляются именно в активной фазе (фазе выделения вирусов, когда пациент является их источником и представляет опасность для окружающих), если проявляются (в ряде случаев указанная симптоматика не проявляется вообще, несмотря на наличие заболевания).This system has the same disadvantage, since all the symptoms listed above do not always manifest themselves precisely in the active phase (the phase of virus isolation, when the patient is their source and poses a danger to others), if they appear (in some cases, these symptoms do not appear at all, despite for disease).
Известен пропускной пункт в виде био-камеры по US 2004166550 A1 G01N 33/53, 2004-08-26, в которой пассажиры аэропорта, проходя через двери камеры (шлюза), оказываются под струей воздуха, который удаляет все биологически активные агенты с поверхности их кожи и одежды.A checkpoint is known in the form of a bio-chamber according to US 2004166550 A1 G01N 33/53, 2004-08-26, in which airport passengers, passing through the doors of the chamber (gateway), find themselves under a stream of air, which removes all biologically active agents from their surface. skin and clothes.
Шлюз выполнен с возможностью прохода пассажиров и содержит нагнетатель воздуха, средства сбора воздушных масс, полученных после обдува пассажира и в результате его дыхания, а также средства приема и тестирования собранного таким образом воздуха на наличие известных патогенов методом ELISA и блок управления. И, поскольку тестирование в данном устройстве продолжается дольше, чем пассажир находится в шлюзе, ему присваивается порядковый номер, по которому впоследствии подозрительного пассажира можно идентифицировать. Данное устройство является наиболее близким к предложенному.The airlock is made with the possibility of passing passengers and contains an air blower, means for collecting air masses obtained after blowing the passenger and as a result of his breathing, as well as means for receiving and testing the air thus collected for the presence of known pathogens using the ELISA method and a control unit. And, since testing in this device lasts longer than the passenger is in the gateway, he is assigned a serial number by which a suspicious passenger can subsequently be identified. This device is the closest to the proposed.
Однако в случае непрерывного потока пассажиров пропускная способность шлюза оказывается недостаточной. Кроме того, идентифицироваться как потенциально опасные будут пассажиры, на одежде которых оказались патогенные биоагенты, но которые на самом деле не представляют опасности для окружающих, если заболевание передается аэрозольным путем.However, in the case of a continuous flow of passengers, the capacity of the gateway is insufficient. In addition, passengers who have pathogenic bioagents on their clothes, but who do not actually pose a danger to others if the disease is transmitted by aerosol, will be identified as potentially dangerous.
Техническим результатом данного изобретения является повышение достоверности и производительности тестирования, и, как следствие, пропускной способности контрольного пункта. В заявленном техническом решении ставится задача тестирования пассажиров, пациентов, посетителей, курьеров и пр. непосредственно в процессе прохождения ими контрольного пункта (шлюза) без задержки с целью выявления людей с активной фазой вирусного заболевания.The technical result of this invention is to increase the reliability and productivity of testing, and, as a result, the throughput of the control point. In the claimed technical solution, the task is to test passengers, patients, visitors, couriers, etc. directly in the process of their passage through the control point (gateway) without delay in order to identify people with the active phase of a viral disease.
Указанный результат достигается тем, что в известном контрольном проходном пункте для пропуска людей, не представляющих угрозы заражения окружающих вирусным заболеванием с аэрозольным распространением, содержащем средство подачи воздуха, а также, по меньшей мере, одну управляемую преграду и средство управления этой преградой в зависимости от показаний средств приема и тестирования воздуха, отличающимся тем, что последние выполнены в виде средств отбора фиксированной порции воздуха, преимущественно порции выдоха, счетчика количества микрочастиц в диапазоне 0,05-0,55 мкм в отобранной порции воздуха и средства анализа показаний счетчика микрочастиц.This result is achieved by the fact that in a known checkpoint for passing people who do not pose a threat of infection of others with a viral disease with aerosol spread, containing an air supply means, as well as at least one controlled barrier and a means of controlling this barrier, depending on the indications means for receiving and testing air, characterized in that the latter are made in the form of means for sampling a fixed portion of air, mainly an exhalation portion, a counter for the number of microparticles in the range of 0.05-0.55 μm in the selected portion of air and a means for analyzing the readings of the microparticle counter.
Следует отметить, что под отбором порции воздуха мы понимаем отбор той воздушной или газовой смеси, которая находится вблизи (не далее 80 см) от органов дыхания тестируемого, а лучше всего непосредственно из выдыхаемых им воздушных масс.It should be noted that under the selection of a portion of air, we mean the selection of that air or gas mixture that is close (no further than 80 cm) from the respiratory organs of the test person, and best of all directly from the air masses exhaled by him.
При этом средство подачи воздуха выполнено с возможностью подачи воздуха или иного пригодного для дыхания газа или смеси, очищенных от микрочастиц, в частности, смеси азота с кислородом и др.At the same time, the air supply means is configured to supply air or another breathable gas or mixture purified from microparticles, in particular, a mixture of nitrogen with oxygen, etc.
Контрольный пункт может быть выполнен в виде шлюза с избыточным давлением или камеры, и в нем может быть как одна управляемая дверь (преграда) для входа и выхода, так и две преграды - входная и выходная, а также три - входная, для раздельного выхода здоровых людей и для выхода инфицированных (см. ниже). Средство управления преградой (преградами) выполняется на базе микроконтроллера, подключенного к соответствующим исполнительным механизмам и счетчику микрочастиц.The control point can be made in the form of an overpressure lock or chamber, and it can have either one controlled door (barrier) for entry and exit, or two barriers - entrance and exit, as well as three - entrance, for separate exit of healthy people people and to exit the infected (see below). The barrier(s) control means is based on a microcontroller connected to the respective actuators and the microparticle counter.
Кроме того, средство анализа показаний счетчика микрочастиц может быть выполнено в виде порогового компаратора и/или анализатора формы гистограммы, полученной в результате подсчета количества микрочастиц в каждом из поддиапазонов, на которые разбит диапазон счетчика микрочастиц, при этом средство анализа показаний счетчика микрочастиц выполнено с возможностью сопоставления текущего или усредненного измеренного числа микрочастиц в отобранной порции воздуха с фоновым значением, либо сопоставления полученной гистограммы с характерной для данного типа вируса из анализируемой группы заболеваний соответственно.In addition, the means for analyzing the readings of the microparticle counter can be made in the form of a threshold comparator and/or an analyzer of the shape of the histogram obtained as a result of counting the number of microparticles in each of the subranges into which the range of the microparticle counter is divided, while the means for analyzing the readings of the microparticle counter is configured to comparison of the current or average measured number of microparticles in the selected portion of air with the background value, or comparison of the obtained histogram with that characteristic for a given type of virus from the analyzed group of diseases, respectively.
Средство анализа показаний счетчика может быть выполнено аппаратными средствами (особенно при сравнении с фоновым значением или иным предварительно установленным порогом), однако удобнее реализовать его в виде микроконтроллера, на вход которого поступает выходной код ячейки счетчика. В случае анализа вида гистограммы последний производит сопоставление соотношения выходных кодов счетчика или сравнение с заранее заданными пороговыми интервалами подиапазонно. Например, если интересующий нас диапазон 0,05-0,55 мкм разбит на поддиапазоны 0,05-0,2;0,2-0,37 и 0,37-0,55 мкм, а для интересующего нас вируса пороговые интервалы составляют 20-90; 210-400; 20-80 частиц на 0,1 литра, то показания счетчика микрочастиц 65,320,28 будут свидетельствовать, что полученная гистограмма имеет вид, свойственный данному заболеванию.The meter reading analysis tool can be implemented in hardware (especially when compared with a background value or other pre-set threshold), but it is more convenient to implement it in the form of a microcontroller, the input of which is the output code of the meter cell. In the case of analyzing the histogram type, the latter compares the ratio of the output codes of the counter or compares it with predetermined threshold intervals in a sub-range manner. For example, if the range of 0.05-0.55 µm that interests us is divided into subranges of 0.05-0.2; 0.2-0.37 and 0.37-0.55 µm, and for the virus of interest to us, the threshold intervals are 20-90; 210-400; 20-80 particles per 0.1 liter, then the readings of the microparticle counter 65,320,28 will indicate that the resulting histogram has a form characteristic of this disease.
Кроме того, контрольный пункт может быть снабжен средствами подтверждения выдоха, подключенными к средству управления управляемой преградой.In addition, the control point may be provided with expiration confirmation means connected to the controlled barrier control means.
Такими средствами может быть микрофон, видеокамера, а также выделение диапазона измерения 2-5 мкм для регистрации в счетчике микрочастиц, так что средство управления преградой разблокирует последнюю только в случае, если произошли два последовательных события: тестируемый выдохнул в средство отбора фиксированной пробы воздуха, и число микрочастиц в этой пробе оказалось ниже порогового при удовлетворительной гистограмме.Such means can be a microphone, a video camera, as well as the allocation of a measurement range of 2-5 μm for registration in the microparticle counter, so that the barrier control unlocks the latter only if two consecutive events have occurred: the test subject exhaled into the fixed air sampler, and the number of microparticles in this sample was below the threshold with a satisfactory histogram.
В качестве средства подтверждения выдоха может использоваться дополнительный поддиапазон счетчика микрочастиц 2-5 мкм, а средство анализа показаний счетчика микрочастиц выполнено с возможностью регистрации временного (совпадающего с временем выдоха или несколько его превышающего) превышения количества частиц (микрокапель) в данном диапазоне.An additional subrange of the microparticle counter of 2-5 μm can be used as a means of confirming exhalation, and the means for analyzing the readings of the microparticle counter is configured to register a temporary (coinciding with the exhalation time or slightly exceeding it) excess of the number of particles (microdroplets) in this range.
Целесообразно также источник воздуха или газа выполнить в виде нагнетателя, а средства отбора фиксированной порции воздуха расположить вне распространяющегося от него потока.It is also expedient to make the source of air or gas in the form of a blower, and place the means for extracting a fixed portion of air outside the flow propagating from it.
Проходя зону указанного потока, тестируемый производит вдох, а поток одновременно очищает его одежду, снижая фоновые значения числа микрочастиц.Passing through the zone of the specified flow, the tested takes a breath, and the flow simultaneously cleans his clothes, reducing the background values of the number of microparticles.
При этом в качестве счетчика микрочастиц может использоваться оптический счетчик микрочастиц (лазерный, на основе светодиодов с подсветкой в одной или нескольких областях спектра и т.п.), который предварительно откалиброван на органический материал, в частности, липиды (что сделает измерения более достоверными).In this case, an optical microparticle counter (laser, based on LEDs with illumination in one or several spectral regions, etc.) can be used as a microparticle counter, which is pre-calibrated for organic material, in particular, lipids (which will make measurements more reliable) .
Кроме того, контрольный проходной пункт может быть выполнен с по меньшей мере двумя управляемыми преградами, пространство между которыми преодолевается шагом за время, большее интервала времени, необходимого для вдоха, отбора фиксированной порции выдыхаемого воздуха и появления показаний счетчика микрочастиц.In addition, the checkpoint can be made with at least two controlled barriers, the space between which is overcome by a step over a time interval greater than the time interval required for inhalation, selection of a fixed portion of exhaled air and the appearance of microparticle counter readings.
Это позволяет завершить процедуру контроля, пока тестируемый находится между входом и выходом, но не задерживается для ожидания результата, поскольку, войдя в зону контроля, он производит вдох чистого воздуха, остановившись на мгновение у средства отбора пробы, он производит выдох в его направлении или в соответствующий сменный патрубок, и когда он подходит к выходу, зажигается зеленый индикатор и дверь разблокируется, или на основном выходе продолжает гореть красный, а зеленая стрелка загорается в направлении дополнительного выхода. При этом контрольный пункт может быть выполнен в виде шлюзас избыточным давлением, снабженного управляемыми входной, выходной и дополнительной выходной преградами, а средства управления могут быть выполнены с возможностью блокировки выходной преграды и разблокировки дополнительной выходной преграды при превышении показаний счетчика микрочастиц порогового значения или при характерном для вируса распределении микрочастиц.This allows you to complete the control procedure while the test subject is between the entrance and exit, but does not linger to wait for the result, because, having entered the control zone, he inhales clean air, stopping for a moment at the sampling device, he exhales in its direction or in the corresponding plug-in connector, and when it reaches the outlet, the green indicator lights up and the door is unlocked, or the main outlet remains red, and the green arrow lights up in the direction of the secondary outlet. In this case, the control point can be made in the form of an overpressure lock equipped with controlled inlet, outlet and additional outlet barriers, and the controls can be made with the possibility of blocking the outlet barrier and unlocking the additional outlet barrier when the readings of the microparticle counter exceed the threshold value or virus distribution of microparticles.
Кроме того, контрольный пропускной пункт может быть также снабжен дополнительным выходным нагнетателем воздуха.In addition, the checkpoint can also be provided with an additional outlet blower.
Этот нагнетатель устанавливается позади зоны контроля, в которой производится выдох и отбор фиксированной порции воздуха, по ходу потока пассажиров или посетителей. Это позволяет дополнительно очистить и изолировать контрольный пункт от основного помещения.This blower is installed behind the control zone, in which a fixed portion of air is exhaled and taken, in the direction of the flow of passengers or visitors. This allows you to further clean and isolate the control point from the main room.
Кроме того, контрольный пункт (или его средство подачи воздуха) может быть снабжен источником отфильтрованного воздуха или газа непосредственно для вдыхания. При этом вдох может производиться не только из струи подаваемого воздуха, но и через одноразовый мундштук /патрубок. То же касается выдоха - выдох может быть сделан как в направлении сборника (раструба), так и, например, ртом через одноразовый патрубок. И, наконец, одноразовый патрубок для вдоха и выдоха может быть один, если система подачи и отведения воздуха разделены взаимоперекрывающимися клапанами. При этом контрольный пункт может быть снабжен системой смены одноразовых патрубков для вдоха и/или выдоха.In addition, the checkpoint (or its air supply) may be provided with a source of filtered air or gas directly for inhalation. In this case, inhalation can be performed not only from a jet of supplied air, but also through a disposable mouthpiece / nozzle. The same applies to exhalation - exhalation can be done both in the direction of the collector (bell), and, for example, through the mouth through a disposable pipe. And, finally, there can be one disposable branch pipe for inhalation and exhalation if the air supply and exhaust systems are separated by mutually overlapping valves. In this case, the control point can be equipped with a system for changing disposable nozzles for inhalation and/or exhalation.
При этом счетчик микрочастиц может быть соединен с накопительной емкостью или размещен в накопительной емкости, выполненной со средством перемешивания воздуха. Это позволяет накапливать для тестирования воздушные массы нескольких выдохов, что может увеличить достоверность результата. Средство перемешивания (вентилятор и др.) должны препятствовать оседанию более крупных фракций.At the same time, the microparticle counter can be connected to a storage tank or placed in a storage tank equipped with an air mixing device. This allows you to accumulate air masses of several exhalations for testing, which can increase the reliability of the result. The means of mixing (fan, etc.) should prevent the settling of larger fractions.
И, наконец, контрольный пункт может быть снабжен информационными средствами, разъясняющими необходимое поведение тестируемого при его прохождении, в том числе, правильность выдоха (т.е. например, сделанного в правильном направлении и в достаточной близости от заборника масс выдоха).And, finally, the control point can be provided with information tools that explain the necessary behavior of the test subject during its passage, including the correct exhalation (i.e., made in the right direction and in sufficient proximity to the expiratory mass intake).
В качестве таковых, помимо демонстрационного экрана перед входом в контрольный пункт, внутри него могут быть размещены светящиеся указатели направления движения, дисплей с наглядной видео-инструкцией о вариантах поведения при прохождении шлюза, голосовой информатор и др.As such, in addition to the demonstration screen in front of the entrance to the checkpoint, luminous indicators of the direction of movement, a display with a visual video instruction on behavior options when passing through the lock, a voice informant, etc. can be placed inside it.
Разумеется, помимо вышеперечисленного, контрольный пункт может иметь дополнительное диагностическое оборудование и интерфейсы для связи с информационными системами. При этом, например, для более точного анализа гистограмм и улучшения алгоритмов работы могут использоваться статистические данные с других контрольных пунктов/шлюзов и облачные технологии. Это позволит вовремя определять новые типы аэрозольных инфекций и увеличить достоверность тестирования.Of course, in addition to the above, the control point may have additional diagnostic equipment and interfaces for communication with information systems. In this case, for example, statistical data from other checkpoints/gateways and cloud technologies can be used to more accurately analyze histograms and improve operation algorithms. This will allow timely detection of new types of aerosol infections and increase the reliability of testing.
На фиг.1 показана накопительная емкость, фиг.2 иллюстрирует выполнение контрольного проходного пункта в виде шлюза, а фиг.3 схематично показывает возможное выполнение системы смены одноразовых патрубков для пункта в виде турникета (такая же система может использоваться для шлюза).Fig. 1 shows a storage tank, Fig. 2 illustrates the implementation of a checkpoint in the form of a gateway, and Fig. 3 schematically shows a possible implementation of a system for changing disposable nozzles for a turnstile point (the same system can be used for a gateway).
Устройство (фиг.1) содержит емкость 1 с впускным патрубком 2 (последний может быть выполнен съемным, с тем чтобы использовать одноразовый патрубок) и впускным клапаном 3, не позволяющем произвести вдох из емкости 1. В емкости 1 установлены также счетчик 4 микрочастиц, микровентилятор 5 и выпускной клапан 6. Клапаны 3 и 6 обеспечивают поддержание в полости емкости 1 небольшого избыточного давления при многократных выдохах в патрубок 2 одного пациента. Микровентилятор 5 образует воздушный поток 7, препятствующий осаждению микрочастиц при многократных выдохах. Позицией 8 обозначен патрубок емкости с очищенным воздухом или газом для предваряющего тестирование обдува пациента или вдоха (вместо очищенного от микро- и микрочастиц воздуха допускается перед тестированием вдыхать таким же образом очищенный газ - азот, кислород). Этим обеспечивается значительное снижение фоновых значений и повышение достоверности тестирования. Позиция 9 показывает место размещения пациента (тестируемого), а стрелки 10 - направление движения воздуха (обдува и выдоха). Позицией 11 обозначен дисплей, указывающий тестируемому направление движения, подсказывающий очередное действие и т.п.The device (figure 1) contains a
Шлюз (фиг.2) содержит каркас 12, управляемые преграды в виде входной и выходной автоматических дверей 13,14 и дополнительную преграду (дверь) 15 в изолированное помещение. Блок управления 16 предназначен для управления дверями 13-15, подачей воздуха или газа в патрубок 8, забором воздуха через патрубок 17, а также сменой одноразовых патрубков соответствующей системы (см. ниже). Блок 16 может быть выполнен на базе микропроцессора и алгоритм его работы также описан ниже. Система 18 фото датчиков подключена к входам блока 16 и позволяет контролировать положение тестируемого.Gateway (figure 2) contains a
Система смены одноразовых патрубков может быть образована Г-образной штангой 19, на которой установлен с возможностью вращения полый тор 20 с гнездами для установки патрубков 21-23 посредством манипулятора 24. Работа манипулятора 24 и поворот тора 20 также синхронизируются блоком 16. Управляемая преграда в этом случае выполнена в виде турникета 25.The system for changing disposable nozzles can be formed by an L-shaped
Существо предложения базируется на исследованиях заявителя в части состава выдоха здоровых и инфицированных людей и заключается в контроле числа микрочастиц (наночастиц) в диапазоне 0,05-0,55 мкм в порции воздуха, отобранного из окружающего тестируемого человека пространства, причем наилучший результат достигается, если отбор производится на расстоянии не более 80 см от его органов дыхания, в порции распространяющегося от выдоха воздуха с соответствующей задержкой от момента начала выдоха, либо в течение двух-трех выдохов. Отбор пробы производится соответствующей помпой счетчика 4 в емкость 1 (на чертеже не показано), работа которого также синхронизируется блоком 16.The essence of the proposal is based on the applicant's research in terms of the composition of the exhalation of healthy and infected people and consists in controlling the number of microparticles (nanoparticles) in the range of 0.05-0.55 microns in a portion of air taken from the space surrounding the tested person, and the best result is achieved if selection is made at a distance of no more than 80 cm from his respiratory organs, in a portion of the air spreading from exhalation with an appropriate delay from the moment the exhalation begins, or within two or three exhalations. Sampling is carried out by the corresponding pump of the
Под фиксированной порцией воздуха понимается фиксированный объем выдыхаемого воздуха, который отбирает помпа счетчика 4 для контроля в нем количества частиц.A fixed portion of air is understood as a fixed volume of exhaled air, which is taken by the
Разблокировка или открывание управляемой преграды 14 (25) осуществляется блоком 16 при превышении показаний счетчика 4 порогового или фонового значения, характерных для данных условий в отсутствие зараженного человека или среднестатистического значения. Кроме того, если диапазон счетчика разбит на несколько (3 или 4) поддиапазонов, то вид полученной гистограммы также может анализироваться блоком 16, и решение о разблокировке двери 14 или турникета 25 приниматься в зависимости от ее вида, поскольку для каждого типа вирусного заболевания он свой, характерный только для этого заболевания. Если по результатам тестирования дверь 14 не открывается, блок 16 разблокирует дверь 15, и данный посетитель или пассажир проходит в отдельное помещение для дальнейшего контроля.The unlocking or opening of the controlled barrier 14 (25) is carried out by
Открывание двери 13, подача воздуха в патрубок 8, поворот полого тора 20 и забор порции воздуха (выдыхаемого тестируемым человеком) последовательно производятся после того как блок 16 по показаниям системы 18 определил, что тестируемый (или группа) сначала находится перед дверью 13, а затем внутри каркаса 12. После того, как тестируемый покинул шлюз, производится его продувка через патрубки 8 и 17, продувка емкости 1 помпой счетчика 4, а при необходимости и обеззараживание ультрафиолетом, посредством разбрызгивания обеззараживающего раствора и т.п.Opening the
Вариант устройства с турникетом работает аналогично, но в отличие от шлюза с избыточным давлением простая система турникетов не обеспечивает достаточной изоляции и защиты в условиях плохой экологии и загрязненности воздуха микрочастицами. В последнем случае желательно использовать отфильтрованные массы воздуха (газа) непосредственно для вдоха, и забор выдоха обеспечивать также через патрубок/мундштук. В любом случае, фоновые показания счетчика микрочастиц в отсутствии испытуемого или при имитации выдоха однозначно говорят о работоспособности установленного в данном месте турникета или шлюза. Если турникет устанавливается на месте обычного устройства, например, для контроля пропусков или идентификаторов сотрудников учреждения, либо при контроле оплаты при проходе в платную зону и др. - разумеется, он может выполнять эту функцию параллельно с задачей выявления инфицированных, для чего система управления может иметь соответствующие входы/датчики для считывания пропусков и интерфейсы для взаимодействия с локальной информационной системой.The turnstile version of the device works similarly, but unlike a pressurized airlock, a simple turnstile system does not provide sufficient insulation and protection in conditions of poor ecology and air pollution with microparticles. In the latter case, it is desirable to use the filtered masses of air (gas) directly for inhalation, and also provide expiratory intake through the branch pipe / mouthpiece. In any case, the background readings of the microparticle counter in the absence of the test subject or when exhalation is simulated unequivocally indicate the operability of the turnstile or gateway installed in this place. If the turnstile is installed in place of a conventional device, for example, to control passes or identifiers of employees of an institution, or to control payment when entering a paid area, etc. - of course, it can perform this function in parallel with the task of identifying infected people, for which the control system can have appropriate inputs/sensors for reading badges and interfaces for interacting with the local information system.
Рассмотрим другие возможные примеры реализации устройства, в том числе, в мобильном варианте. В период пандемии в месте прохода потока людей на вход (в транспортную систему, концертный зал, на стадион и т.п.) ставится (на разборном каркасе) палатка из полиэтилена или другого мало пропускающего воздух материала с одним входом и двумя выходами, которые закрыты гибкими занавесями, с достаточной степенью перекрывающими воздушный поток. В верхней части палатки стоит нагнетатель воздуха с фильтром для очистки от микрочастиц - для обеспечения изолирующего избыточного давления в палатке. При этом внутреннее пространство соответствующим направлением струй нагнетателя и/или дополнительными занавесями разделено на три зоны: с мощными потоками на входе для обдува и вдоха, с меньшими потоками для облегчения забора масс выдоха и с потоками в направлении выхода для улучшения изоляции. Для перекрытия выхода в палатке размещен, например, перекидной турникет, перекрывающий основной выход либо дополнительный - например, в помещение для дальнейшего тестирования (турникет работает, как описано выше, под управлением системы анализа выдоха человека на основе лазерного счетчика микрочастиц с настройкой на пороговое значение или характерную для конкретной инфекции гистограмму распределения, на вход которого воздух подается из системы забора масс выдоха в виде раструба или другого заборника). Турникет изначально открыт для прохода в помещение для дополнительного тестирования, а основной выход открывается только после приема выдоха и отрицательного теста.Let's consider other possible examples of the implementation of the device, including in the mobile version. During a pandemic, at the place where the flow of people passes to the entrance (to the transport system, concert hall, stadium, etc.), a tent made of polyethylene or other low-permeable material with one entrance and two exits, which are closed, is placed (on a collapsible frame) flexible curtains with a sufficient degree of blocking the air flow. At the top of the tent is an air blower with a particulate filter to provide insulating overpressure to the tent. At the same time, the internal space is divided into three zones by the appropriate direction of the supercharger jets and / or additional curtains: with powerful flows at the inlet for blowing and inhalation, with smaller flows to facilitate the intake of expiratory masses, and with flows towards the exit to improve insulation. To block the exit in the tent, for example, a flip turnstile is placed, blocking the main exit or an additional one - for example, to a room for further testing a distribution histogram characteristic of a particular infection, to which air is supplied from the expiratory mass intake system in the form of a bell or other intake). The turnstile is initially open for access to the additional testing room, and the main exit opens only after receiving an exhalation and a negative test.
Может быть предусмотрена стерилизация внутреннего объема источниками УФ при отсутствии людей, а при необходимости, введение дополнительной паузы для этого. Возможна также химическая дезинфекция поверхностей и решеток локальными автоматическими распылителями растворов.Sterilization of the internal volume by UV sources in the absence of people can be provided, and if necessary, the introduction of an additional pause for this. Chemical disinfection of surfaces and grids is also possible with local automatic solution sprayers.
Шлюз может быть дополнен средствами информации и мотивации к правильному выдоху (видео-инструкция на экране, голосовой информатор и. т.п), а также средствами контроля (подтверждения) произведенного выдоха (это может быть информация от счетчика о наличии капельных частиц в диапазоне 2-5 мкм как свидетельство выдоха, либо микрофон для регистрации звука выдоха или голоса, если тестируемый для выдоха мотивирован говорить (отвечать), видеокамера с процессором цифровой обработки изображения и др.). С помощью видеокамеры и распознавания изображений также может контролироваться отсутствие респиратора на лице и т.п., что важно ввиду влияния наличия маски класса FFP2 и выше на результат теста. Разумеется, аппаратный комплекс шлюза может быть дополнен пирометром, тепловизором, измерителем пульса и другими стандартными средствами диагностики.The gateway can be supplemented with means of information and motivation for the correct exhalation (video instruction on the screen, voice informant, etc.), as well as means of controlling (confirming) the exhalation performed (this may be information from the counter about the presence of droplets in the range 2 -5 µm as evidence of exhalation, or a microphone for recording the sound of an exhalation or voice, if the person being tested for exhalation is motivated to speak (answer), a video camera with a digital image processor, etc.). With the help of a video camera and image recognition, the absence of a respirator on the face, etc. can also be controlled, which is important due to the influence of the presence of a mask of class FFP2 and higher on the test result. Of course, the hardware complex of the gateway can be supplemented with a pyrometer, a thermal imager, a pulse meter and other standard diagnostic tools.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет практически без задержки пропускать посетителей в учреждения и помещения всех типов с одновременным контролем их на наличие активной фазы вирусного заболевания в реальном времени, что особенно важно в период пандемии.Thus, the proposed device allows almost without delay to let visitors into institutions and premises of all types while simultaneously monitoring them for the presence of the active phase of a viral disease in real time, which is especially important during a pandemic.
Заявители:Applicants:
1. ООО «АВТЭКС»1. LLC "AVTEKS"
Генеральный директор ООО «АВТЭКС» А.В. ФокинGeneral Director of AVTEKS LLC A.V. Fokin
2. А.П.Кирпичников2. A.P. Kirpichnikov
Claims (14)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775882C1 true RU2775882C1 (en) | 2022-07-11 |
Family
ID=
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040166550A1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-08-26 | Sullivan Brian M. | Bio-gateway |
| US20070222554A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-27 | Hart Andrew J | Access control method for medical facilities and retirement facilities |
| US20080136649A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Van De Hey Joseph F | Access control system and sanitizing station |
| JP2010217999A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Shimizu Corp | Access control system |
| US20120092162A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-19 | Mitchell Chester Rosenberg | Infectious disease warning system |
| US20120122075A1 (en) * | 1998-11-13 | 2012-05-17 | MesoSystems, Inc. | System and method for detecting threatening agents in the air |
| US20150125937A1 (en) * | 2011-11-22 | 2015-05-07 | The Boeing Company | Infectious disease detection system |
| CN211015679U (en) * | 2020-02-14 | 2020-07-14 | 河北三川科技有限公司 | Thermal imaging human body intelligent temperature measuring personnel verification channel system |
| DE202020103629U1 (en) * | 2020-05-18 | 2020-10-05 | FARAM TECH LAB s.r.l. | Device for the disinfection and control of people who want to enter a room |
| DE102020116375A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-23 | Ivat Gmbh | Hygiene unit and procedures for its operation |
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120122075A1 (en) * | 1998-11-13 | 2012-05-17 | MesoSystems, Inc. | System and method for detecting threatening agents in the air |
| US20040166550A1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-08-26 | Sullivan Brian M. | Bio-gateway |
| US20070222554A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-27 | Hart Andrew J | Access control method for medical facilities and retirement facilities |
| US20080136649A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Van De Hey Joseph F | Access control system and sanitizing station |
| JP2010217999A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Shimizu Corp | Access control system |
| US20120092162A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-19 | Mitchell Chester Rosenberg | Infectious disease warning system |
| US20150125937A1 (en) * | 2011-11-22 | 2015-05-07 | The Boeing Company | Infectious disease detection system |
| CN211015679U (en) * | 2020-02-14 | 2020-07-14 | 河北三川科技有限公司 | Thermal imaging human body intelligent temperature measuring personnel verification channel system |
| DE202020103629U1 (en) * | 2020-05-18 | 2020-10-05 | FARAM TECH LAB s.r.l. | Device for the disinfection and control of people who want to enter a room |
| DE102020116375A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-23 | Ivat Gmbh | Hygiene unit and procedures for its operation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104856679B (en) | The breast rail system and method managed for asthma, pulmonary tuberculosis and pulmonary cancer diagnosis and disease | |
| Johnson et al. | The mechanism of breath aerosol formation | |
| KR102333988B1 (en) | Antiviral air conditioning module and system for preventing spread of infectious disease | |
| JP6788503B2 (en) | Equipment and methods for analyzing nitric oxide levels in exhaled breath | |
| Xie et al. | Exhaled droplets due to talking and coughing | |
| CN105929145B (en) | For the portable sampling device and method from exhaled gas sampling drug substance | |
| US7964389B2 (en) | Quantitative sampler of pathogens in exhaled air | |
| CN105101873A (en) | Sampling and storage registry device for breath gas analysis | |
| US20190142303A1 (en) | Breath analysis systems and methods for screening infectious diseases | |
| US11009501B2 (en) | Device for measuring the concentration of gases in exhaled air and measurement procedure used | |
| KR20210122005A (en) | Elevator system with body temperature detection and quarantine function | |
| Kalavakonda et al. | A smart mask for active defense against coronaviruses and other airborne pathogens | |
| CN104287735A (en) | Respiratory monitoring and breath analysis system | |
| EP3359035B1 (en) | Device and system for determining a respiratory feature of a subject based on a breathing gas | |
| SA521421552B1 (en) | Airborne Organic Matter Detection System and Method | |
| KR102268711B1 (en) | Examination system and examination apparatus for exhalation | |
| KR20220027339A (en) | Non-contact virus collection and unmanned sputum collection booth for infection prevention | |
| US20220095948A1 (en) | Instantaneous olfactory disease detection system and method of use of detection | |
| RU2775882C1 (en) | Checkpoint for the passage of people who do not pose a threat of infecting others with an aerosol-transmitted viral disease | |
| KR20210153028A (en) | Respiratory Humidity Measurement Device | |
| US20220044827A1 (en) | Biological infection detection method, biological infection detection and personnel control method and biological infection response system | |
| US20210186344A1 (en) | Clinical artificial intelligence (ai) software and terminal gateway hardware method for monitoring a subject to detect a possible respiratory disease | |
| US11957447B2 (en) | Systems and methods of use thereof for determining aerosol particle characteristics | |
| RU2784291C1 (en) | Method for express diagnostics of viral diseases in phase of active virus isolation | |
| CN112945934A (en) | Rapid screening system, device and method for field epidemic prevention detection |