Lydia Bourouiba

Lydia Bourouiba
Alma mater	McGill University
Vetenskaplig karriär
institutioner	Massachusetts Institute of Technology York University
Avhandling	Numerisk och teoretisk studie av homogen roterande turbulens ( 2008)
Hemsida	Bourouiba-gruppen

Extern video
The dynamics of disease transmission , Lydia Bourouiba, MIT School of Engineering, 7 dec 2018
"How diseases and epidemics move through a breath of air" , Lydia Bourouiba, TedMed Talk, 2018
"Turbulent Gas Clouds and Respiratory Pathogen Emissions" , JAMA 26 mars 2020

Lydia Bourouiba är professor i Esther och Harold E. Edgerton, en docent vid avdelningarna för civil- och miljöteknik och maskinteknik, och vid Institutet för medicinsk teknik och vetenskap vid Massachusetts Institute of Technology . Hon är också en fakultet för hälsovetenskaper och teknologi vid Harvard-MIT och en affiliate-fakultet vid Harvard Medical School. Hon leder Fluid Dynamics of Disease Transmission Laboratory vid MIT.

Bourouibas forskning tar hänsyn till vätskedynamiken i sjukdomsöverföring. Hennes arbete har störtat tidigare konventionellt tänkande om nysningar och sjukdomsöverföring. Bourouiba studerar utsläpp av luftvägspatogener, arbete som har betydande konsekvenser för covid-19-pandemin och för att begränsa överföringen av coronavirussjukdomen och framtida pandemier . Hon valdes till Fellow i American Physical Society 2021.

tidigt liv och utbildning

År 2008 avslutade Bourouiba sin forskarutbildning vid McGill University, Kanada , där hon utvecklade en teoretisk beskrivning av turbulensvätskeflöde , efter att ha studerat matematik och fysik i sina grundstudier. Efter att ha avslutat sin doktorsexamen började hon på Institutionen för matematik vid MIT. Där började hon koncentrera sig på hosta och nysningar; "våldsamma expiratoriska händelser". Hon trodde att genom att rota sina epidemiologiska studier i fysik och vätskemekanik skulle hon kunna förstå spridningen av nya infektionssjukdomar, inklusive SARS och ebolavirussjukdom . Hon arbetade också i Toronto på Center for Disease Modeling där hon modellerade spridningen av influensa .

Forskning och karriär

Bourouiba använder matematisk modellering för att förstå spridningen av sjukdomar. Efter sitt tidiga arbete med modellering och teoretiska aspekter av expiratoriska händelser, när hon började på Massachusetts Institute of Technology 2010, blev hon intresserad av storleksfördelningen av utandningsdroppar. Bourouiba etablerade ett nytt laboratorium vid Massachusetts Institute of Technology, Fluid Dynamics of Disease Transmission Laboratory, som kombinerar vätskedynamik med epidemiologisk modellering. Det inkluderar på biosäkerhetsnivå 2 laboratorium, som tillåter studier av nysningar hos friska patienter såväl som de med influensa.

År 2016 använde Bourouiba två höghastighetsvideokameror för att visa rörelsen av vätskedroppar som spred sig från en nysning. Kamerorna sattes upp för att samla in tusentals bilder per sekund, vilket underlättade studiet av nysningarna i slow motion. Höghastighetsvideofilmer med mer än 100 nysningar gjorde det möjligt för Bourouiba att analysera de 150 millisekunder långa ögonblicken under vilka en nysning kastas ut i luften. Hennes videor visade att nysningar, utandningar och hosta består av slemhinnedroppar som huvudsakligen är gjorda av ett flerfasgasmoln. Detta gasmoln växer när det rör sig bort från munnen och drar in luft från den omgivande miljön. Hon visade att flytande ark av droppar ballonger sedan utvecklas till långa filament och så småningom sprids som en spray av mindre droppar.

Denna komplexa vätskekaskad var inte lika enkel som modeller som tidigare använts för att modellera hosta och nysningar, och visade att spridningen av droppar kunde påverkas starkt av omgivningens temperatur och luftfuktighet. Förhållandena inom det turbulenta gasmolnet kan förlänga livslängden för de inneslutna dropparna. Dessa turbulenta gasmoln visade sig skydda dropparna när de rör sig genom luften, och molnets inre klimat visade sig förlänga livslängden för de inneslutna dropparna. Bourouiba visade att utandning kan nå hastigheter på 10 – 30 ms ⁻¹ , vilket innebär att droppar som bär patogener kan färdas upp till åtta meter. Så småningom förångas de patogenbärande dropparna i dessa turbulenta moln och lämnar efter sig en spray av rester och droppkärnor. Resterna kan överleva i luften i timmar, så småningom efter luftflödet som påtvingas av klimatkontrollsystem . Bourouiba tror att denna analys bättre kan informera folkhälsointerventioner, samt identifiera personer som kan fungera som superspridare.

Under covid-19-pandemin har Bourouiba applicerat sina modeller av nysningar på SARS-CoV-2 för att hjälpa till att förstå och bromsa spridningen av sjukdomen. Tidiga rapporter från Kina visade att partiklar av viruset hittades i sjukhusrummen hos patienter som var infekterade med sjukdomen. Hon har hävdat att vägledningen från Världshälsoorganisationen (WHO) och Centers for Disease Control (CDC) kan underskatta de avstånd som krävs för säker social distansering eftersom de inte tar hänsyn till dynamiken i det turbulenta puffmolnet. Förutom att förbättra uppskattningarna av "säkra" avstånd, har Bourouiba försökt förstå effektiviteten av ansiktsmasker under covid-19-pandemin .

Bourouiba grundade den första internationella Fluids and Health Conference 2019. Konferensen kommer att bli en Gordon Research Conference från och med 2022.

Hennes forskning om nysningar låg till grund för utbildningsmaterial som tagits fram av Science Friday .

Utmärkelser

År 2021 valdes Bourouiba till Fellow i American Physical Society i Division of Fluid Dynamics för hennes "grundläggande arbete med att kvantitativt belysa mekanismerna för dropppåverkan och fragmentering och för att vara banbrytande för ett nytt område i skärningspunkten mellan vätskedynamik och överföring av respiratoriska och livsmedelsburna patogener med tydliga och påtagliga bidrag till folkhälsan.”

Bourouiba-gruppen fick Tse Cheuk Ng Tai-priset för innovativ forskning inom hälsovetenskap 2014. Bourouiba har även mottagit Smith Family Foundation Odyssey Award för högrisk/högbelöning grundläggande vetenskaplig forskning 2018, och Ole Madsen Mentoring Award i 2019.

Utvalda publikationer

• L. Bourouiba. Rekommendationer för hälsosam undervisning: Personlig undervisning i tider av covid-19, sommaren 2021, health-teaching.org, doi : 10.5281/zenodo.5228800 .
•     Bourouiba, Lydia (13 juli 2021). "Flödesdynamik för luftvägsinfektionssjukdomar" . Årlig översyn av biomedicinsk teknik . 23 (1): 547–577. doi : 10.1146/annurev-bioeng-111820-025044 . ISSN 1523-9829 . PMID 34255991 . S2CID 235823756 .
•    Bourouiba, Lydia (5 januari 2021). "Flödesdynamiken för sjukdomsöverföring" . Årlig översyn av vätskemekanik . 53 (1): 473–508. doi : 10.1146/annurev-fluid-060220-113712 . ISSN 0066-4189 . S2CID 225114407 .
•     Bourouiba, Lydia (12 maj 2020). "Turbulenta gasmoln och utsläpp av luftvägspatogener: potentiella konsekvenser för att minska överföringen av covid-19" . JAMA . 323 (18): 1837–1838. doi : 10.1001/jama.2020.4756 . ISSN 0098-7484 . PMID 32215590 . S2CID 214680715 .
•     Bahl, Prateek; Doolan, Con; de Silva, Charitha; Chughtai, Abrar Ahmad; Bourouiba, Lydia; MacIntyre, C Raina (16 april 2020). "Flygburna eller droppförsiktighetsåtgärder för hälsoarbetare som behandlar Coronaviruss sjukdom 2019?" . Journal of Infectious Diseases . 225 (9): 1561–1568. doi : 10.1093/infdis/jiaa189 . ISSN 0022-1899 . PMC 7184471 . PMID 32301491 .
•     Weitz, Joshua S; Stock, Charles A; Wilhelm, Steven W; Bourouiba, Lydia; Coleman, Maureen L; Buchan, Alison; Följer, Michael J; Fuhrman, Jed A; Jover, Luis F; Lennon, Jay T; Middelboe, Mathias (2015-01-30). "En multitrofisk modell för att kvantifiera effekterna av marina virus på mikrobiella näringsvävar och ekosystemprocesser. " ISME Journal . 9 (6): 1352–1364. doi : 10.1038/ismej.2014.220 . ISSN 1751-7362 . PMC 4438322 . PMID 25635642 .
•    Bourouiba, Lydia; Dehandschoewercker, Eline; Bush, John WM (2014). "Våldsamma expiratoriska händelser: på hosta och nysningar" . Journal of Fluid Mechanics . 745 : 537-563. Bibcode : 2014JFM...745..537B . doi : 10.1017/jfm.2014.88 . hdl : 1721.1/101386 . ISSN 0022-1120 . S2CID 2102358 .
•    Bourouiba, Lydia; Bartello, Peter (2007-08-31). "Det mellanliggande Rossby-talområdet och tvådimensionella–tredimensionella överföringar i roterande sönderfallande homogen turbulens". Journal of Fluid Mechanics . 587 : 139-161. Bibcode : 2007JFM...587..139B . doi : 10.1017/s0022112007007124 . hdl : 1721.1/86304 . ISSN 0022-1120 . S2CID 18943507 .

Privatliv

Bourouiba tillbringade en del av sin barndom i Algeriet , under det algeriska inbördeskriget, och bodde också i Frankrike. Vid sidan av sin forskning deltar Bourouiba i bergsklättring och långa cykelturer.