解密 | 仿真揭晓抑制病毒传播的多个面
全球面临极为严峻的疫情形势，许多人只能被迫呆在家中，惆怅着何时才能恢复往昔岁月静好的日子。此时仿真专家想的更多的是：我们究竟可以帮着做些什么？他们深信平日里使用的这项技术对许多行业都有所裨益，其中自然也少不了医疗健康行业。在当下病毒肆虐，又将如何利用这项技术与人们共同战疫呢？
在新冠肺炎疫情期间，Ansys联合客户、合作伙伴积极努力为抗击疫情做出贡献，通过运用我们的软件、可用资源和员工的集体智慧，全力帮助受疫情影响的群体。本文将详细介绍Ansys及其客户和合作伙伴目前在抗击病毒中采取的部分措施，以及更多知识分享。
防扩散之「保持适当社交距离（Social Distance）」
如今，全球人民被告知并知晓人与人之间最好保持2米（约6英尺）的人际距离。通过仿真技术，可以呈现出喷嚏和咳嗽飞沫究竟是如何在人际距离间进行传播的，一目了然。该模型显示病毒飞沫在空气中迅速传播，咳嗽时产生的飞沫会扩散到1米外的人的脸部、颈部和衣服上，而当相距2米时，由于重力将携带病毒的飞沫坠向地面，这种传播风险就会显著降低
防扩散之「锻炼时请保持更大距离」
以当前多国和地区建议的2米（6英尺）社交距离为例，试想，这一社交距离是放诸任何情境下都足够安全吗？当进行户外锻炼时，这个标准的社交距离是不够的。Ansys合作伙伴也是来自埃因霍温理工大学和鲁汶大学的Bert Blocken与Fabio Malizia，他们构建的模型表明，为避免前面跑步或骑行者中的飞沫传播，人们在运动的时候应保持更远距离，如果紧跟在他人身后跑步，将会有极高的感染风险。
防扩散之「佩戴口罩，而且是正确的。」
那么戴口罩会有帮助吗？已经感染者如果佩戴口罩，能将传染他人的风险降低6倍。但我们也知道长时间佩戴口罩容易令人烦躁或导致不适，因此免不了会经常调整口罩，但这样就会破坏面部和口罩间的密封性。通过仿真建模向我们展示了不合时宜地调整口罩会造成怎样的感染风险，同时通过仿真显示，进行适当调整，务必确保口罩正确密闭，以降低可能暴露的风险。
防扩散之「消杀管控」
病毒最终会依附在各种物体表面，所以必须通过有力的清洁管控手段来避免其扩散传播。无论是准备让患者入住还是在确认有病毒存在的地方，对房间和相关设施进行消毒有助于遏制病毒的传播并保护易受感染人群的健康。仿真模型同样也对如何有效开展消杀清洁工作具有指导意义，以下，由Ansys合作伙伴InSilicoTrials Technologies开展的仿真分析揭示了如何优化消杀流程，以确保房间洁净安全。
助治疗之「优化设备设计与制造」
对已感染新冠肺炎患者的治疗，仿真技术针对优化治疗方案也大有可为。例如，医疗设备行业可利用仿真来优化呼吸机的设计，实际上仿真正是加快呼吸机研发的最有效途径，基于物理的仿真是加速产品研发最有效的方法，并确保这些设备能尽快到达需要的人手中。无疑，这有助于为患者提供更多急需的呼吸机。
建模工作由ARELabs开展
助治疗之「新药研发」
仿真技术对于新药研发也能提供帮助。如万众期待的那样，希望业界能够快速发现并批准抗击新冠肺炎的疫苗，一旦成功研发疫苗，生物制药行业面临的最大挑战是将疫苗生产从实验室规模扩大到工业生产规模。而通过仿真技术，制药企业可以采用虚拟环境试验产能扩容方案，这将有效提高其首次实现正确规模化量产的机会。
大型反应器可生产数十亿计规模的疫苗，借助仿真，能够将量产疫苗质量与实验室反应器生产的疫苗保持一致
助治疗之「药剂吸入和给药」
一旦研究人员找到制造商有能力生产的治疗方案，接下来的问题就是设计给药系统，而这也是仿真能够大显身手的领域。如果采用吸入方式给药，通过对吸入装置如何将药物输送到肺部建模，仿真有助于医疗设备公司改进吸入装置设计，并帮助医生训练患者掌握如何使用吸入装置，以达到最佳效果。正如以下Ansys合作伙伴——位于俄克拉荷马州立大学的生物流体与生物力学实验室的Yu Feng博士所研究的，通过仿真，给药系统在完成制造并用于人体后，将如同在虚拟系统中的表现一样，能够成功将正确的药物剂量送达感染肺部。
相关研究之「负压室及呼吸治疗过程中的污染」
在当前高传染性环境下，最大限度地降低医生和医护人员接触新冠肺炎患者时被感染风险极为重要。负压室（NPR）有助于降低医护人员在接触患者时感染病毒的可能性，仿真可以演示NPR不同房间的设计，从而帮助团队优化房间设计、进风口布局、风机容量，避免口鼻飞沫在室内再循环。利伯缇大学（Liberty University）机械工程学教授Wayne Strasser博士近期应一家专门研发呼吸治疗产品公司的邀请，协助他们研究关于新冠病毒的传播。该团队采用Ansys仿真解决方案研究医院病房内呼吸治疗过程中呼出的唾液和鼻涕的雾化颗粒分布。
