综述：呼吸颗粒测量研究的系统综述及人体呼吸、咳嗽和发声过程中颗粒排放测量的新方法

这篇综述系统评估了77项呼吸颗粒测量研究的方法学差异，创新性提出了一种结合气溶胶舱（aerosol chamber）、实时颗粒计数器（APS/CPC）和CO2 监测的标准化测量方案，重点解决了颗粒干燥（RH控制）、稀释比计算和采样损失等关键技术瓶颈，为呼吸道疾病（如COVID-19）的飞沫传播机制研究提供了高精度方法学工具。

　　

呼吸颗粒测量研究的系统综述与新方法

研究背景

呼吸道颗粒排放测量在SARS-CoV-2大流行后成为研究热点。既往研究存在方法学异质性，包括采样设置（密闭舱、近口导管等）、仪器（APS、OPS、CPC）和报告参数（干/湿颗粒、数量/质量浓度）的差异，导致数据可比性受限。

系统综述结果

通过PRISMA框架筛选77项研究，发现六大实验设计：

1. 累积收集法（12%）：颗粒在密闭舱内累积，易受重力沉降影响；
2. 近口导管法（43%）：实时采集但需精确控制流量；
3. 密封口器法（34%）：避免稀释但颗粒易吸湿增大；
4. 自由环境法（12%）：模拟真实暴露但背景干扰显著；
5. 成像法（13%）：适用于>1 μm大颗粒；
6. 表面收集法（6%）：简单但效率依赖颗粒大小。

关键问题包括：仅57%研究考虑稀释效应，46%未明确颗粒干湿状态，14%评估了采样损失。

创新测量方案

团队开发的气溶胶舱系统（图2）通过以下设计优化测量：

• 控湿与低背景：300 L/min HEPA过滤干空气（RH<1%）维持舱内稳定；
• 多仪器联用：APS（0.52-20 μm）、OPS（0.15-18 μm）、双CPC（4 nm-10 μm）覆盖全尺寸范围；
• CO₂
  校准：通过NDIR分析仪计算稀释比和呼出流量，修正浓度数据；
• 声学监测：结合校准麦克风记录声压（SPL）和基频，量化发声强度与颗粒排放关系。

案例验证

以一名37岁健康男性为对象，测量显示：

• 尺寸分布：超细颗粒（<0.1 μm）占比最高，咳嗽排放量是说话的3倍（图4）；
• 湿度控制：采样线RH≈50%（图5），确保颗粒干燥稳定；
• 声压关联：SPL与颗粒数显著相关（r=0.53，p<0.001），支持"声门湍流"生成假说。

方法论建议

未来研究应标准化报告：

1. 采样流量与稀释比；
2. 颗粒干湿状态及RH；
3. 声压（dB）与基频数据；
4. CO₂
   排放因子；
5. 受试者感染状态与人口学特征。

应用前景

该方案可精准量化呼吸道疾病（如流感、结核）的传播风险，并为公共场所通风设计提供参数依据。例如，合唱团需特别关注高强度发声（SPL>80 dB）时的颗粒排放控制。