Visualiserar flödet av bakterier i luften
Forskare vid KTH har tagit fram en teknik där superdatorsimuleringar används för att beräkna och visualisera flödet av partiklar inklusive bakterier i inomhusluften. Målgruppen är inledningsvis sjukvårdspersonal som arbetar med operationer, där bakterier i luften är ett stort problem. Enligt Socialstyrelsen dör drygt 1 500 patienter varje år i Sverige på grund av infektioner som de ådragit sig under vistelsen på sjukhus. Av de bakterier som hittats i kirurgiska sår kan hela 98 procent härledas till den omgivande luften. Vissa bakterier kan överleva länge i mikroskopiska droppar i luften.
Simuleringarna tar hänsyn till geometrisk information – hur salen ser ut, var sjukvårdspersonal befinner sig under operationen, var utrustning står och hur ventilationsluften strömmar.
Systemet är fortfarande nytt och under utveckling – även en del forskningsfrågor kvarstår. Arbete med hur personalens rörelser och positionering påverkar resultaten pågår. De ”personer” som visas upp i VR-världen är statiska. De kan utföra små rörelser, men de står kvar där personal brukar stå i verkligheten.
– KTH-gruppen arbetar ihop med ortopedikliniken vid Danderyds sjukhus för att få mer information om vad som händer i en operationssal. Personalens rörelser och den utrustning som används är två av flera faktorer som varierar mellan olika operationer. Idag finns det inget regelverk för var utrustning ska stå i en operationssal, men detta påverkar luftflödet avsevärt och därmed även risken för infektion. Bland annat har värmeflödet från elektriska apparater stor inverkan på luftens rörelser, säger Christophe Duwig, forskningsledare för Visbac-projektet..
Med särskilda glasögon kan sjukvårdspersonal ta del av simuleringsresultaten som visar animeringar av luft- och partikelflöden i virtual och augmented reality, VR respektive AR. Förhoppningen är att öka kunskapen om vad som händer i luften under pågående operation så att arbetet, placeringen av utrustning med mera kan planeras för att på bästa sätt motverka spridningen av bakterier.
– Just nu bjuder vi in vårdpersonal till vår visualiseringsstudio för att få ett första intryck. De känner till och bidrar med hur det ser ut i en operationssal och vi på KTH arbetar med att synliggöra osynliga partiklar. Vårdpersonal vet att det finns spridning av bakterier i rummet men inte exakt hur den går till.
– Vi är fortfarande i början av projektet så det är svårt att i detalj säga vad det ska leda till, men vi har utvecklat ett 30-tal olika simuleringar. En är tänkt att användas när man väljer ut rätt ventilationssystem till sin operationssal. Idag är det valet sällan baserat på kunskap utan huvudsakligen på pris.
Den som tittar in i det virtuella operationsrummet ser allt, men kan inte påverka någonting där.
– Det är något vi tittar på för vidareutveckling av tekniken för framtiden, att man ska kunna röra sig i rummet, säger Christophe Duwig.
– En annan utmaning är användningen av VR. Idag säger man att folk klarar av virtual reality i ungefär en timme utan att må dåligt, så kallad cyber sickness. Det begränsar hur länge man kan spela. I vissa fall skulle vi nog behöva uppemot fyra timmar för att testa alla moment som kan vara med i en operation. Det är något vi vill möjliggöra inför framtiden.
Projektet bakom tekniken kallas Visbac. Det genomförs i samarbete med Region Stockholm och har fått finansiering från Formas.
Skulle samma simuleringar kunna användas för att visualisera spridningen av virus, som corona?
– Just när det gäller operationssalar är bakterier det största problemet, men för framtida planering av exempelvis intensivvården och isoleringsrum tittar vi på simuleringar även av virus.
Visbac är finansierat av Formas. Teammedlemmar är Mario Romero, Tianli Zhang, Parastoo Sadeghian, Sture Holmberg, Sasan Sadrizadeh, Christophe Duwig och Cong Wang.