Impulse Dispersion of Aerosols during Singing and Speaking: A Potential COVID-19 Transmission Pathway

Echternach, Matthias; Gantner, Sophia; Peters, Gregor; Westphalen, Caroline; Benthaus, Tobias; Jakubaß, Bernhard; Kuranova, Liudmila; Döllinger, Michael; Kniesburges, Stefan

doi:10.1164/rccm.202009-3438le

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“…3 b) and 4 b) for the cross flutes and clarinets. In accordance to the study with the singers [15], it could be assumed that this cloud motion was potentially produced by the motion of the player from the rear end of the platform (where he/she inhaled the aerosols) to the mark.…”

Section: Resultsmentioning

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“…A Lynden Vox e-cigarette was used to nebulize this liquid, (Lynden GmbH, Berlin, Germany). The particles generated in e-cigarettes have a diameter in the range of 250 - 450 nm and are thus in the range of aerosols expelled during breathing and talking [15, 17]. For each task a spirometer (ZAN100, Oberthulba, Germany) was coupled to the mouthpiece of the e-cigarette to measure the individual inhaling volume.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…In woodwinds, especially the cross flute caused an airflow over a distance of more than 1 m [13]. In a previous study [15], artificially added aerosols were analyzed with respect to the impulse dispersion characteristics in professional singers for singing and speaking tasks. It was found that the maximum impulse dispersion to the front was up to 1.4 m for singing and less pronounced to the sides.…”

Section: Introductionmentioning

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Impulse dispersion of aerosols during playing wind instruments

Gantner

Echternach

Veltrup

et al. 2021

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Musical activities especially singing and playing wind instruments have been singled out as potentially high-risk activities for transmission of SARS CoV-2, because of a higher rate of aerosol production and emission. Playing wind instruments can produce condensation water, droplets of saliva, and aerosol particles, which hover and convectional spread in the environmental air and can be potentially infectious.The aim of this study is to investigate the primary impulse dispersion of aerosols during playing different wind instruments in comparison to breathing and speaking. Nine professional musicians (3 trumpeters, 3 cross flutists and 3 clarinetists) of the Bavarian Symphony Orchestra performed the main theme of Ludwig van Beethoven‘s 9th symphony, 4th movement in different pitches and loudness. Thereby, the inhaled air volume was marked with small aerosol particles produced with a commercial e-cigarette. The expelled aerosol cloud was recorded by cameras from different perspectives. Afterwards, the dimensions and dynamics of the aerosol cloud was measured by segmenting the video footage at every time point.Overall, the cross flutes produced the largest dispersion at the end of task of up to maximum distances of 1.88 m in front direction. Thereby it was observed an expulsion of aerosol in different directions: upwards and downwards at the mouthpiece, at the end of the instrument and along the cross flute at the key plane. In comparison, the maximum impulse dispersion generated by the trumpets and clarinets were lower in frontal and lateral direction (1.2 m and 1.0 m in front-direction). The expulsion to the sides was also lower. Consequently, a distance of 3 m to the front and to the sides of 2 m for the cross flutes in an orchestral formation is proposed, for trumpets and clarinets a safety distance of 2 m to the front and 1.5 m between instrumentalists are recommendable.

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Section: Resultsmentioning

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Impulse dispersion of aerosols during playing wind instruments

Gantner

Echternach

Veltrup

et al. 2021

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“…Diese Arbeiten umfassten Grundlagenforschung, Eigen-und Patientenschutz, Ablauforganisation, Telemedizin, Lehrtätigkeit oder Besonderheiten in Bezug auf einzelne Patientengruppen (z. B. Cochlea-Implantat-, Onkologieoder Allergie-Patienten) [10][11][12][13][14][15]. Insgesamt machten die Corona-bezogenen Veröffentlichungen knapp 6 % der Publikationen des Jahres 2020 aus.…”

Section: Inhalte Der Publikationen Zur Corona-pandemieunclassified

Entwicklung der Publikationsleistung der Universitätskliniken für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie während der SARS-CoV-2-Pandemie im Jahr 2020 in Deutschland

Guderian

Leinung

Weiß

et al. 2021

Laryngorhinootologie

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Zusammenfassung Einleitung Die SARS-CoV-2-Pandemie hat an den Universitätskliniken für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde (HNO) zu tiefgreifenden Einschränkungen im Bereich der Krankenversorgung und der studentischen Lehre geführt. Die Auswirkungen auf den Bereich Forschung sind dagegen uneinheitlich. Zur Einordnung der pandemiebedingten Effekte auf die Forschung wurde die Entwicklung der Anzahl der wissenschaftlichen Publikationen der HNO-Universitätskliniken in Deutschland vor und während der Pandemie analysiert. Material und Methoden Es wurde die Publikationsleistung aus den Jahren 2015–2020 der derzeitigen 39 Klinikdirektoren mithilfe einer Literaturrecherche (PubMed) erhoben. Eingeschlossen wurden alle Nennungen der Klinikdirektoren als Erst-, Letzt- oder Co-Autor einer Arbeit. Es wurde die absolute und relative Entwicklung der Publikationsleistung jedes Autors ermittelt und statistisch ausgewertet. Ergebnisse Die Literaturrecherche ergab 2420 Publikationen. Zwischen 2015 und 2019 wurden pro Jahr durchschnittlich 368 Publikationen von allen Autoren veröffentlicht. 2020 stieg diese Zahl um 57,9 % auf 581 Publikationen an. Während zwischen 2015 und 2019 die Anzahl der monatlichen Publikationen konstant blieb, zeigte sich ab Mai 2020 ein deutlicher Anstieg bis zu einem Maximum von 74 Veröffentlichungen im September 2020. 34 Arbeiten (5,9 %) aus dem Jahr 2020 wiesen einen thematischen Bezug zur SARS-CoV-2-Pandemie auf, wobei 7 dieser Arbeiten (20,6 %) durch standortübergreifende Veröffentlichungen entstanden sind. Schlussfolgerung Im Jahr 2020 konnte die Zahl der wissenschaftlichen Publikationen auf mehr als das 1,5-fache der Veröffentlichungen der Vorjahre gesteigert werden. Diese Steigerung stand in einem deutlichen zeitlichen Zusammenhang zur Reduktion der elektiven Krankenversorgung während der SARS-CoV-2-Pandemie ab Mitte März 2020. Wahrscheinlich haben freie zeitliche Kapazitäten diese gesteigerte Publikationsleistung ermöglicht. Unsere Ergebnisse belegen das große wissenschaftliche Potenzial der universitären HNO-Kliniken, das trotz der Pandemie erfolgreich umgesetzt werden konnte.

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“…Exhaled virus may potentially be spread via large droplets (>5 μm) or smaller aerosols (≤5 μm), with droplets falling to the ground or onto surfaces within close proximity of the patient, typically 1–2 m, and smaller aerosols becoming suspended in the air for longer periods, potentially enabling them to travel further distances 2,3 . The predominant means of spread for SARS‐CoV‐2 is felt to be droplet 3 ; however, breathing, speech and coughing produce aerosols and droplets which exist together on a continuum and there is increasing recognition that airborne spread via small aerosol particles is also a potential mode of virus infection 4–7 …”

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Aerosol‐generating procedures in the COVID era

Hamilton

2021

Respirology

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Impulse Dispersion of Aerosols during Singing and Speaking: A Potential COVID-19 Transmission Pathway

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Impulse dispersion of aerosols during playing wind instruments

Impulse dispersion of aerosols during playing wind instruments

Entwicklung der Publikationsleistung der Universitätskliniken für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie während der SARS-CoV-2-Pandemie im Jahr 2020 in Deutschland

Aerosol‐generating procedures in the COVID era

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