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科学通报
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夏建白

旬刊

0023-074X

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010-64036120

100717

北京东城区东黄城根北街16号

科学通报/Journal Chinese Science BulletinCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>《科学通报》创刊于1950年，是中国科学院主办、中国科学杂志社承办的自然科学综合性学术刊物，报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性和和高水平的、具有重要意义的最新研究成果，要求文章的可读性强，能在一个比较宽范的学术领域产生深刻的影响。我们的目标是：成为国内外读者了解中国乃至世界范围的自然科学各研究领域最新成果的主要窗口之一。《科学通报》进入了国际上主要检索系统，如CA，EI，日本《科技速报》和美国科学信息研究所（ISI）的以下系统：Science Citation Index(SCI-CDE)，SCISearch，Current Contents(PC&E)和Research Alert。
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    SARS-CoV-2"后暴发"阶段医院感染控制

    王力翔刘兴会唐小燕张慧...
    439-452页
    查看更多>>摘要：新型冠状病毒SARS-CoV-2在世界范围内引发了大流行.在暴发数月后,病毒在中国内地的传播已基本得到控制,新发病例数较暴发期间显著减少,以境外输入病例及局部流行为主,我们将此阶段称为SARS-CoV-2的“后暴发”阶段.如何在全球大流行背景下遏制新发病例,防止中国再次出现大规模暴发,对卫生系统的所有人员都是巨大挑战.目前研究公布的Ro数据表明,SARS-CoV-2比其他可引起人下呼吸道感染的冠状病毒,如SARS-CoV和MERS-CoV,具有更强的传播力.另外,最新的病毒传播动力学预测模型显示,SARS-CoV-2可能会周期性暴发,甚至造成季节或常年性流行,因此医疗系统需持续保持警惕.在疫情暴发时期,我国和许多其他国家医务工作者的感染率相对较高.因此本文重点分析了几个高危科室如呼吸科、眼科、产科等的病毒传播特点和风险点,提出了针对性的防控措施.并总结及分析了在“后暴发”阶段医院防控的共同性举措,包括防止病毒在患者和医生之间通过气溶胶传播,研发快速、可靠的诊断方法,建立有效的远程医疗咨询和实践患者风险分层系统以减少交叉传播等.本文旨在强调“后暴发”阶段对SARS-CoV-2病毒传播的认识,并为疫情防控研究提出建议.

    SARS-CoV-2医院感染控制医务工作者防护病毒检测后暴发阶段

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    不同国家和时段COVID-19控制策略效果评价:基于自适应PSO-SEIR模型

    罗丹婷钱华刘聪黄顺祥...
    453-464页
    查看更多>>摘要：新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在超过100个国家和地区相继暴发.目前,疫情依然在蔓延,如何快速控制疫情已成为各国面临的首要问题.本文基于常规粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法,提出了一种采用自适应权重的PSO算法,对SEIR(susceptible-exposed-infected-recovered)改进模型的关键参数进行反演计算.利用中国大陆、意大利、西班牙和德国的确诊、治愈和死亡数据进行模拟及预测,发现所得结果与实际值的相关系数R2均在0.93以上,验证了算法有效性.再利用反演求得的不同阶段各国疫情防控中的关键参数,分析并评估疫情控制中的有效策略及其所占比重,发现送医时间为降低患者数量的首要因素,隔离率次之,且隔离率影响程度随送医时间缩短而提高.当送医时间从13d缩短至1d时,即使不考虑隔离率和人群防护意识的作用,有效再生数依然可以从3.9下降至1.4.通过研究有效控制疫情的重大事件,发现增加临床诊断和建立方舱医院使湖北省患者就医时间从16 d逐渐降至1～2 d.各国防疫效果主要受患者就医时间差异的影响,侧面佐证了加快患者收治速度和建立方舱医院的重要性.此外,当人群的防护意识指数从0.25上升至0.69时,所研究国家的确诊人数均可下降近1/3.本文对防疫影响因素进行研究分析,可为疫情尚未得到控制的地区制定有效的防控措施提供理论指导,并对未来可能出现的类似疫情的防控政策制定提供参考.

    新型冠状病毒肺炎(COVID-19)SEIR模型粒子群算法疫情防控

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    新型冠状病毒肺炎个性化通风防控的非均布评价方法

    徐春雯刘文冰刘荔曹世杰...
    465-474页
    查看更多>>摘要：通风是预防新型冠状病毒室内传播的重要手段,个性化通风作为一种高效的通风方式在疾控方面具有较好的应用前景.个性化通风作为舒适性通风已在公共交通工具上得到广泛应用,其在新型冠状病毒肺炎疫情防控方面的作用需要进一步探索.然而,大部分空气感染风险预测模型基于室内病原体均匀分布的假设,不考虑呼吸活动产生的病原体近距离传播的问题以及局部通风的作用,因而无法准确预测新型冠状病毒在非均布状态下的传播风险.本文通过暖体假人及颗粒物实验对5种非均布风险评价模型进行验证,其中包括暴露风险系数(εbz)、暴露有效性系数(personal exposure effectiveness,PEE)、吸入比(intake fraction,IF)、剂量反应模型(P(t))和感染风险降低比(η),利用5种模型分别评价了个性化通风的保护效应,并探讨了模型应用于新型冠状病毒传播风险评价时的适用性.结果表明,5种评价方法均基于暴露者呼吸区飞沫浓度测量结果,能够预测个性化通风对飞沫传播风险的干预作用,其反映的规律基本一致.暴露风险指标εbz、PEE、IF及感染风险指标η可预测病毒相对暴露水平,适用于新型冠状病毒暴露风险的简单预测.剂量反应模型能够预测新型冠状病毒的感染风险,其病毒活性及感染性的准确测定是模型应用的关键.以上模型均能反映个性化通风在感染源使用时由飞沫横向传播和加速扩散引起的风险提高问题,及其保护效应与风险降低水平.本文结果将为评价及发展以疾控为目标的新型通风方式提供支持,为评价非均布状态下的新型冠状病毒传播风险提供依据.

    新型冠状病毒肺炎暴露风险感染风险个性化通风评价方法

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    新型冠状病毒肺炎疫情下综合医院发热门诊环境监测与感染控制

    陆依然李伊凡林明贵刘荔...
    475-485页
    查看更多>>摘要：新型冠状病毒肺炎疫情暴发初期,社会性恐慌导致感染新型冠状病毒的患者和有类似症状的患者涌向医院,尤其是发热门诊.此外,还有部分已感染新型冠状病毒的患者到医院其他科室就诊.疫情初期,由于医护人员个人防护物资储备不足及防护意识不到位,部分医护人员被感染,因此,必须严格控制医院内环境,减少医院内近距离人际接触频率,防止新型冠状病毒通过飞沫、接触等途径传播.本研究以清华大学附属北京清华长庚医院为例,基于二氧化碳(CO2)浓度的实时监测,建立了评估医院通风稀释情况、预警发热门诊内患者间传播风险的环境控制方法.根据发热门诊候诊区走廊、护理站和医生诊室在室人数限值及规定新风量,计算出上述区域内二氧化碳浓度理论上限值.环境监测期间,医护人员均采取二级防护,未有医患间感染发生;共接诊5名新型冠状病毒肺炎确诊患者,确诊患者停留在发热门诊期间,就诊患者佩戴口罩,候诊区走廊、护理站和医生诊室二氧化碳浓度均低于理论上限值且分别控制在609、654和711 ppm(1 ppm=10-6 mol/mol)以下,患者间未发生交叉感染.该经验与方法可供同类型综合医院发热门诊设计与改造参考.

    新型冠状病毒肺炎医院环境监测预警感染防控

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    呼吸道内病毒飞沫来源的数值模拟

    魏健健郭勇雷浩王磊...
    486-492页
    查看更多>>摘要：截至2020年7月底,新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称“新冠肺炎”)已导致全球超过1700万人感染,但其传播途径仍存在争议.呼吸道是病毒飞沫的重要来源,研究飞沫在呼吸道的沉积规律有助于明确它们的产生位置及不同粒径飞沫在新冠传播过程中的相对重要性.本文构建了人体呼吸道三维模型,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟的方法研究了30 L/min(正常呼吸)、60 L/min(说话)和180 L/min(咳嗽)等稳态呼气工况下,由咽、喉和气管等病灶位置释放的飞沫的沉积规律.结果表明,咽、喉连接部位释放并能逃逸到体外的飞沫最大粒径是20 μm(30 L/min)或10 μm(60～180 L/rmin),声带或气管底部对应的临界粒径都是7μm(30 L/min)、5μm(60 L/min)或3μm(180 L/min);由于喉部射流的存在,喉部和咽、喉连接部位是最重要的飞沫沉积位置,鼻腔对小粒径飞沫的沉积也有重要作用.口腔可产生直径数百微米的飞沫,但口腔并非病灶,这些飞沫携带病原体量很少,新冠肺炎患者发病前期有上呼吸道症状时,由病灶释放并能逃逸到体外的病毒飞沫临界粒径是20 μm;当上呼吸道症状消失、以下呼吸道症状为主时,临界粒径降为7 μm.需进一步研究真实呼气瞬态工况下的飞沫沉积规律,以明确携带病毒的呼吸飞沫的临界粒径.

    新型冠状病毒肺炎呼吸道呼吸飞沫临界粒径计算流体动力学模拟

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    人呼出飞沫和飞沫核的运动传播规律

    代慧赵彬
    493-500页
    查看更多>>摘要：很多呼吸道传染病均以人呼出的飞沫和飞沫核作为载体进行传播.了解飞沫和飞沫核的运动传播规律,不仅对制定有效的传染病工程防治方法具有实用价值,而且对探索新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的基本传播机制也具有重要意义.本文旨在对人体呼出飞沫的粒径分布、蒸发规律和传播距离等方面的研究成果进行梳理和总结.研究发现,正常说话、咳嗽和喷嚏所释放飞沫的主要粒径范围分别为10～50、73～100和80～340 μtm,而且小粒径飞沫的数量比大粒径多.飞沫传播的距离是病毒传播的关键因素,较大的飞沫能够在移动2.5 m的水平距离之前落地,是飞沫传播的前提;较小的飞沫在落地前完全蒸发成飞沫核,长时间停留在空气中并随气流运动,是空气传播(气溶胶传播)的前提.蒸发过程与环境空气的相对湿度(relative humidity, RH)以及飞沫的初始粒径显著相关.研究结果有助于认识新型冠状病毒通过空气传播的可能性,从而为工程控制和公共卫生预防提供指导.

    气溶胶空气传播飞沫蒸发传播距离新型冠状病毒

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    人类互动脑-脑耦合的计算方法

    王益文杨雪姚小强付超...
    501-514页
    查看更多>>摘要：人类互动的神经生理本质是个体脑与脑之间的相互关联,脑-脑耦合及脑间同步正是这种相互关联的具体体现.作为一种新的研究手段,超扫描能够揭示以往单脑研究无法揭示的信息,在探讨社会互动问题的神经机制方面具有重要价值.随着信号采集和数据分析方法的快速发展,超扫描研究正在经历从研究“离线”认知向研究真实社会互动,从严格控制的实验室范式向可以自由交互的“田野研究”范式跨越.本文在介绍耦合、同步等核心概念的基础上,以时间、技术发展为主线,对常见脑-脑耦合指标及其适用条件进行述评,同时对脑-脑耦合的相关理论进行介绍,并对未来研究方向进行了展望.本文所综述的脑-脑耦合强度表征和计算方法对人类社会化互动研究具有潜在的推动作用.

    超扫描脑-脑耦合脑间同步社会互动耦合强度

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    水蒸发诱导发电器件的研究进展

    牛纪远李雪梅
    515-525页
    查看更多>>摘要：随着环境污染以及能源紧缺的日益加剧,新型绿色能源技术的开发成为了全人类的迫切需求.水蒸发诱导发电是最近发现的从环境热能驱动的水蒸发过程中捕获能量的新方式,由于其吸热、可持续及具有巨大潜力,近年来得到了广泛关注和快速发展.本文从材料种类、器件构型、发电性能、器件应用以及发电机制五方面系统总结了水蒸发诱导发电器件的研究进展,并分析了水蒸发诱导发电器件目前在完善物理机制及提升器件性能方面存在的挑战,展望了其未来可能的发展方向.

    水蒸发绿色能源发电功率水伏效应多孔材料

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    人-地系统模式耦合中数据时空匹配方法的新探索

    丑洁明董文杰王淑瑜涂钢...
    526-532页
    查看更多>>摘要：人-地系统模式双向耦合的运行,存在着人-地数据时空尺度不相匹配的障碍.为使二者相匹配,在空间尺度上,提出通过经济模型将行政单元统计数据转变为网格数据的运行路径,并设计了“面积权重折算法”的数据转换方法,使经济系统的行政单元数据与地球系统模式的网格数据相匹配;在时间尺度上,将选取的不同时间尺度的经济统计数据整合到年际范围,使其与地球系统模式的时间步长尺度相一致.运用该方法分别对中国大陆和世界各国的人口、GDP、CO2排放等进行网格化处理,结果表明其特征与实际分布相一致.新方法结果可信度高,为人-地系统模式的双向耦合提供了可靠的变量运转的基础.

    模型耦合气候变化数据网格化时空匹配

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    《科学通报》征稿简则

    封3页
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