针对未成年佩戴者的过半面罩的虚拟适应和设计改进

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 公共卫生 公共卫生
• 人类测量学 人类测量学.

背景情况:

• COVID-19大流行突出了保护人口免受危险物质的挑战.
• 个人防护设备 (PPE) 是至关重要的,但未成年人适应性经常被忽视.
• 现有的个人防护设备设计可能无法充分保护年轻人.

研究的目的:

• 为了评估3D打印面部半面罩适合4-18岁的小成年人.
• 改进半面罩的设计,以增强儿童和青少年的呼吸道保护.
• 根据人体测量数据,开发一个适用于亚年人面膜的尺寸策略.

主要方法:

• 从1137名未成年人 (年龄为4.06-18.94岁) 获得了3D面部模型.
• 评估了一个单个尺寸的3D打印半面罩的适合性.
• 根据7个面部地标的年龄取决于心肌大小,开发了四个尺寸类别.
• 为每个类别创建了修改后的虚拟面具设计 (调整大小,重塑).
• 使用视觉和数值方法与平均和随机的3D面部模型评估合适.

主要成果:

• 原来的单个尺寸的小成年人口罩在目标年龄范围内显示不够适合.
• 根据面部人类学,建立了四个不同的尺寸类别.
• 经过修改的口罩设计显示,它们更适合于未成年人群.
• 数字和视觉评估证实,增强的口罩适合新的尺寸.

结论:

• 一种适合所有人的方法对于未成年人面膜是不够的.
• 根据人体测量数据开发尺寸特定的口罩可以改善适合性和保护性.
• 这项研究为设计更适合年轻人群的呼吸道防护设备提供了一个框架.