Name: 利用新型气溶胶过氧化氢微滴分布技术的自动病房消毒 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-24T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 27 s
Description: 了解自动化过氧化氢干雾消毒技术在医院感染控制中的应用方法。该系统通过微滴分布实现病房全面消毒，有效降低耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌等耐药菌传播风险，并支持数据追踪与质量保障。

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作者感谢德克萨斯州奥斯汀市 Bedwatch, LLC 团队提供病房周转时间数据。

1. 智能控制器初始设置
<ol>
	<li>将智能控制器安装在支撑雾化装置的手推车把手上的控制器支架中。智能控制器是用于控制雾化装置的移动设备，控制器支架位于手推车的把手上。</li>
	<li>将控制器电缆插入控制器的充电端口和移动推车上的USB插座中。使用制造商提供的电缆夹或绑带将电缆固定到位。</li>
</ol>
2. 气溶胶化过氧化氢（aHP）消毒喷雾器的初始设置
<ol>
	<li>将移动推车中配备的电源线插入过氧化氢干雾消毒器底部的插座，并将其安装到移动推车的凹槽内。</li>
	<li>拧开储液罐的真空密封盖，倒入足量的5%过氧化氢溶液，直至加满1加仑，完成对过氧化氢干雾消毒器储液罐的加液。</li>
	<li>当溶液耗尽时，设备会发出提示，此时需要重新加注。建议在加液时佩戴手套和护目镜。</li>
</ol>
3. 仪表板启动
<ol>
	<li>使用先前发送至用户的电子邮件邀请来设置云账户。如果未收到邀请，请联系 info@breezymed.com 申请。有关研究中所用材料的更多详情，请参见材料表。</li>
	<li>登录 https://cloud.breezymed.com/</li>
	<li>在云网页仪表板的左侧导航菜单中选择设备，以查看aHP消毒喷雾设备。如果拥有多个喷雾设备，每个设备都会列出；否则，仅显示一个喷雾设备。</li>
	<li>点击查看全部数据按钮，以在主屏幕（图2）上查看消毒活动的概览及消毒事件的详细信息。 
	注意：成功完成的消毒事件将记录在Breezy云仪表板上。如果喷雾过程被中断或消毒液不足，这些错误将在仪表板上记录为未成功的喷雾事件。</li>
</ol>
4. aHP 消毒喷雾器的初始配置
<ol>
	<li>将 aHP 消毒喷雾器的电源线（为推车上的喷雾器和控制器供电）插入墙上的电源插座。</li>
	<li>确认 aHP 消毒喷雾器的腰带灯已亮起。如果腰带灯为黄色，请按下设备顶部的按钮，将腰带灯切换为蓝色。</li>
	<li>打开智能控制器电源，并确认其电池正在充电。</li>
	<li>如有需要，使用您的云账户用户名和密码登录智能控制器。如果已登录站点上的账户，控制器应显示扫描界面。</li>
	<li>确认推车上的 aHP 消毒喷雾器设备出现在设备列表中。aHP 消毒喷雾器底部的序列号将显示为列表中的设备名称。</li>
	<li>按下+ 添加常用设备按钮，从列表中选择推车上的 aHP 消毒喷雾器，然后点击继续。</li>
	<li>在扫描界面中，按下要控制的aHP 消毒喷雾器对应的按钮。该设备现在应显示在常用设备中。</li>
	<li>如有需要，在弹出窗口中点击配对。</li>
</ol>
5. 使用 aHP 消毒喷雾器进行消毒
<ol>
	<li>将aHP消毒喷雾器放置在待处理房间的角落，喷雾器朝向房间中心，喷嘴周围5英尺内不得有遮挡液滴流动的物体。</li>
	<li>将移动推车的电源线插入待消毒房间的墙壁插座中。</li>
	<li>按下智能控制器屏幕上对应于移动推车上的aHP消毒喷雾器的按钮。该设备应为智能控制器屏幕上显示的常用设备。</li>
	<li>按下对应适当喷雾时间的按钮，并在7秒倒计时内离开房间。具体喷雾时间请参考aHP消毒喷雾器附带的常见问题解答（FAQ）。以下为部分喷雾时间示例：
	<ol>
		<li>在120平方英尺的检查室中，实现5个对数级（99.999%）病原体减少所需的喷雾时间为30秒。</li>
		<li>在250平方英尺的病房中，实现5个对数级（99.999%）病原体减少所需的喷雾时间为45秒。</li>
		<li>在200平方英尺的病房中，实现6个对数级（99.9999%）病原体减少所需的喷雾时间为100秒。</li>
		<li>在500平方英尺的手术室中，实现5个对数级（99.999%）病原体减少所需的喷雾时间为125秒。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>喷雾完成后，保持房间关闭且无人进入，以确保消毒剂达到10分钟的接触时间。在接触时间结束后，房间可在立即或最长15分钟内恢复使用，具体时间取决于所用剂量和消毒剂。 
	注意：具体重新进入房间的时间请参考aHP消毒喷雾器附带的常见问题解答（FAQ）。系统配备有可悬挂在门把手上的警示标识，用于提示正在进行喷雾消毒。若在喷雾后15分钟消散时间结束前进入房间，建议佩戴个人防护装备，否则无需佩戴。</li>
</ol>
6. 数学建模
注意：数学建模可以通过多种方法实现，但最直接的方法是利用现有的软件包。COMSOL Multiphysics 是一种广泛使用的软件系统，结合额外的粒子追踪模块包，可高效分析气溶胶液滴分布等物理现象。
<ol>
	<li>代码验证 
使用商业软件 COMSOL Multiphysics 版本 6.3，包含计算流体动力学（CFD）和粒子追踪模块。代码验证信息可在 COMSOL 验证与验证模型网页（https://www.comsol.com/verification-models）上获取。</li>
	<li>系统配置 
注意：模拟系统由测试房间内的液滴气溶胶发生装置组成，房间具有特定尺寸、内部物体及设备位置，均与实际实验条件一致。设备几何结构经过简化，但保留了有效的进/出口面积和相对位置。 
将系统的气流入口设置为与设备出口相同，系统的出口则设为设备的循环进气口。使用 COMSOL CAD 工具构建计算域。</li>
	<li>控制方程/本构关系 
采用湍流 k-epsilon 模型模拟房间内的湍流气流。 
注意：为提高计算效率，可将稳态气流视为拖曳液滴的背景速度。使用 COMSOL 粒子追踪模块中的液滴喷雾接口，追踪粒子在拖曳力和重力作用下的时变速度与位置。在此近似模型中，无需考虑液滴的蒸发和破碎过程。</li>
	<li>系统属性 
设定空气密度和动力粘度在温度 20 °C 和大气压条件下的值分别为 1.204 kg⋅m⁻³ 和 1.81×10⁻⁵ Pa⋅s。液滴的密度和直径根据系统取值，分别为 1.015 g/mL 和 5 µm。</li>
	<li>将系统入口处的稳态气流速度设为 25.8 cm/s，系统出口处设为零压力条件。房间、设备及物体的壁面均设为无滑移边界条件。总共 10,000 个粒子在 1 分钟喷雾时间内，以每组 50 个粒子的形式随机注入入口，时间上均匀分布。</li>
	<li>系统离散化
	<ol>
		<li>采用由 915,104 个四面体单元组成的网格，在壁面处设置边界层，并在入口和出口区域进行网格细化。</li>
		<li>对于稳态流体和湍流变量，以及时变液滴追踪，均采用 GMRES 迭代法；所有分析中非线性求解采用恒定（牛顿）方法。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. 有效性分析
<ol>
	<li>通过测量引入过氧化氢气雾消毒后发生的特定感染数量，并将该数量与预期或历史感染数量进行比较，来开展效力分析。如果医院系统中无法 readily 获得历史感染率，可利用基于患者数量和合并症的预期感染率。</li>
	<li>采用比较两个比例的统计学方法，例如使用 p &lt; 0.05 作为典型阈值的卡方检验，以确定差异的显著性。</li>
	<li>从已发表文献中获取因暴露于感染患者而预期发生的感染数量，该数值通常以繁殖数 R012 的形式报告。</li>
</ol>
8. 经济学分析
<ol>
	<li>进行经济影响分析，特别是直接成本和生产力影响。美国普通医院拥有129张住院床位（https://www.definitivehc.com），全美每日医院出院人数根据美国医院协会（AHA）年度调查的总出院数据得出（https://www.aha.org/），全美平均每日住院人数则基于2023年总出院人数和2023年平均住院时间（LOS）计算得出。</li>
	<li>利用典型的医院每日出院率、用户现场环境服务人员的每小时成本，以及采用过氧化氢干雾消毒后所实现的平均时间减少量，确定具体运营成本。采用诸如时间驱动作业成本法（TDABC）的方法是一种高效的方式，该方法根据执行各项任务所需的确切时间，将资源成本分配至相应活动。</li>
	<li>利用典型病房周转时间的数据，比较不同消毒方法之间的生产效率。</li>
</ol>
<img alt="医院消毒报告；饼图，喷雾持续时间：3小时59分钟，消耗量：14.4加仑。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig2.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图2"> 
图2：显示消毒活动的主页界面。成功完成的消毒事件将被记录在Breezy Cloud仪表板上。如果喷雾过程被中断或消毒液不足，这些错误将被记录为未成功的喷雾事件。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="医院雾化消毒记录表，显示位置、开始时间、持续时间、结果和数据分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig3.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图3"> 
图3：消毒事件的详细信息。 点击“查看全部数据”按钮可查看这些事件。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig3large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>

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<li>Johnson, M., Short, T., Stevenson, S., Kulstad, E., Warye, K. APIC South Dakota Annual Education Conference, October 2-3, South Dakota, , (2025).</li>
<li>Dal Ben, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model-based+strategy+to+control+the+spread+of+carbapenem-resistant+enterobacteriaceae%3A+simulate+and+implement%5BTitle%5D)+AND+%22Infect+Control+Hosp+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">A model-based strategy to control the spread of carbapenem-resistant enterobacteriaceae: simulate and implement.</a> Infect Control Hosp Epidemiol. 37 (11), 1315-1322 (2016).</li>
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<li>Attia, F., Whitener, C., Mincemoyer, S., Houck, J., Julian, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+pulsed+xenon+ultraviolet+light+disinfection+on+healthcare-associated+Clostridioides+difficile+rates+in+a+tertiary+care+hospital%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Infect+Control%22%5BJournal%5D)">The effect of pulsed xenon ultraviolet light disinfection on healthcare-associated Clostridioides difficile rates in a tertiary care hospital.</a> Am J Infect Control. 48 (9), 1116-1118 (2020).</li>
</ol>

Catherine Lazarus、Christopher Joseph、Erik Kulstad 和 Kathy Warye：担任 Breezy Med 的顾问；Meghan Johnson：无；Timothy Short：无；Savannah Stevenson：无；Marcela Montoya 和 Tatiana Bustamante：担任 IN SILICO STEM S.A.S. 的顾问；Ranya Sikka：无；Kristin Grimes：无；Barbara Hawkins：无。

感染预防在很大程度上属于质量改进领域，依赖以数据为基础的方法来改善并监测感染率。该方案中的一个关键步骤是确保技术能够在10分钟的接触时间内产生特定的过氧化氢气溶胶（aHP）剂量，剂量单位为ppm-min，以实现4-log至6-log的病原体减少。每次消毒循环的验证可确保其有效性和可靠性。此外，操作数据的自动记录可减少人力投入，并为监测终末清洁的地点、时间和剂量提供一种简便方法，有助于流程改进和审计。相较于无法验证关键操作参数或依赖人工记录的环境消毒技术，这一优势尤为显著。
过去采用气态过氧化氢（aHP）的主要障碍之一是需要对房间进行密封，以防止其泄漏到其他区域，这会增加工作流程的时间和复杂性，而这种额外操作在很大程度上被认为是不可接受的。即使进行了密封，仍曾有泄漏情况的报道。当过氧化氢以气溶胶形式释放时，会迅速蒸发，因此最初的10分钟内可实现大部分杀菌效果。一种能够在极短时间内（&#60;4分钟）快速生成并充满所需剂量的aHP系统，不仅在杀菌效果上更优，而且由于液滴在接触表面和干燥空气后迅速蒸发，因而无需对房间进行密封。上一代aHP系统填充房间所需时间超过10分钟甚至更长，因此更容易发生泄漏。由于气溶胶态的过氧化氢会快速蒸发并分解为水和氧气，因此泄漏在健康危害方面并不构成重大问题。同样，由于正在实施雾化处理的房间内部湿度（在短暂的雾化期间较高）与外部空间（通常低得多）之间存在湿度梯度，使得过氧化氢维持气溶胶状态的能力受到严重限制，任何逸出的液滴都会迅速蒸发。
该方案的关键步骤以及方法的潜在修改或故障排除包括上述需要确保气溶胶化过氧化氢有足够的接触时间，以达到对病原体的目标对数减少量。如第5.4节所述，根据房间大小设定喷雾时间可确保实现这一目标。数学建模的关键步骤包括在建模软件中使用正确的物理变量（房间尺寸）和适当的模块，以获得准确的输出结果，并进行合理的推断，例如房间覆盖时间。效力分析的关键步骤包括确定历史感染暴露和传播率，或从文献中查找所关注病原体的预期传播率。经济分析的关键步骤包括确定当前特定场所的劳动力成本和任务完成时间，作为比较的基线数据。
该方法的局限性包括对房间尺寸的上限要求。单个气雾发生器适用的最大房间面积约为1000平方英尺，最大单边长度约为40英尺。超过此尺寸或长度的房间将导致气溶胶液滴分布不均。为解决此问题，可对方法进行改进，例如同时使用多个过氧化氢气雾发生器。由于液滴会在整个房间体积内扩散，因此较高的天花板需要延长气雾作用时间。没有门或墙壁的开放空间会影响过氧化氢气雾的均匀分布。由于暖通空调（HVAC）系统导致的空气流动过强，可能会干扰液滴的分布和蒸发过程。在此情况下，可根据10分钟接触时间内以ppm·分钟为单位测得的过氧化氢剂量，调整气雾作用时间，以达到目标病原体的对数减少值。医院环境的相对湿度通常建议控制在60%以下，以抑制细菌生长；若湿度过高，超过推荐的60%相对湿度（RH），可能会影响液滴的扩散和蒸发过程。如果必须在规定的重新进入时间之前进入房间，应佩戴护目镜和呼吸面罩，以避免过氧化氢引起的刺激。在使用气溶胶化过氧化氢进行消毒之前，应通过清洁程序去除生物膜和其他有机污染物。如果存在大量可被氧化的有机物质，则可能出现可用过氧化氢不足以对所有目标区域完成消毒的情况，尽管在医院环境中这种情况并不常见。
还有其他因素会影响消毒效果，例如，产生热量的电气设备或温度较高或较低的窗玻璃（可能引起冷凝）会影响消毒剂的颗粒分布。消毒剂与目标表面之间的充分接触至关重要，尤其是在需要防止由附着在表面的病原体引起的感染时。若环境条件与典型医院病房条件存在显著差异，可能需要考虑调整气雾参数；但在医院环境中，这种情况并不常见。
该方法相较于现有或替代方法的重要性在于其覆盖范围和操作效率。与基于紫外线的系统不同，aHP 干雾技术能够对整个空间进行消毒，且不存在阴影效应，从而消除了有害病原体在处理后仍可能残留的风险，也无需为处理难以触及的区域而耗时地重新定位和重复施用。此外，紫外线灯的输出强度会随时间逐渐下降，需要定期更换8。更重要的是，基于紫外线系统的消毒效果仍存在不确定性，因为UVC剂量的强度与光源和表面之间距离的平方成反比，这意味着表面距离紫外线源越远，接收到的紫外线强度便显著降低8。一项最早采用集群随机交叉设计的研究评估了UVC光消毒（使用一种通过157.7 cm（62英寸）最大输出汞灯发射波长为254 nm的UVC光的移动设备），结果发现，在美国一家学术性三级转诊中心的癌症和移植住院病房中，尽管在标准患者病房清洁基础上增加了每日及出院时的UVC消毒，但并未显著降低VRE或C. difficile的新发感染率13。一项系统性综述在合并13项研究的数据后发现，使用紫外线照射进行病房消毒与C. difficile感染率显著下降相关，但亚组分析显示，仅在C. difficile感染率较高（≥每1,000患者日1.5例）的环境中才表现出显著降低效果14。其他研究同样显示出不一致的结果15,16，最近的一项综述得出结论认为，目前UVC消毒应被视为适用于低水平而非高水平消毒的方案8
aHP在感染预防方面的潜在应用十分广泛，为后续研究提供了丰富的课题。随着减少耐药病原体产生和传播的迫切需求日益增加，采用自动化aHP干雾消毒系统的方法对于改善相关结果以及量化多种医院获得性感染（HAIs）的降低程度均具有重要意义。目前的应用包括在环境服务（EVS）人员进行常规清洁前，使用该系统对公共卫生间、值班员工房间和办公室进行消毒，这为进一步研究优化操作参数和工作流程开辟了新的方向。员工反馈，在使用自动化aHP干雾消毒以降低感染性微生物暴露风险后，他们感到清洁环境更安全；同时指出，对于窗帘等复杂表面的清洁时间可进一步缩短，这些表面原本需要人工拆卸和更换，不仅存在病原体气溶胶化带来的安全风险，还需使用梯子或踏凳，增加操作危险性。

受污染的表面在导致医疗机构相关感染（HAIs）的病原体传播中起着关键作用1。HAIs 是指患者、医护人员及访客在住院时不存在或未处于潜伏期，而在医疗机构内获得的感染2。为便于报告，我们采用了国家医疗安全网络（NHSN）提供的监测定义，该定义为识别住院患者中的感染提供了标准化标准。HAIs 被定义为入院 48 小时或之后发生的感染，是导致死亡率上升和不良结局的主要原因3。引起 HAIs 的病原体可通过接触被污染的表面传播，例如门把手、病床、水龙头、电话以及共用的临床设备4,5。常见的 HAIs 包括Clostridium difficile（C. diff）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、耐万古霉素肠球菌（VRE）、诺如病毒等，这些病原体均具有从感染者体内脱落、在干燥表面长期存活、难以通过人工清洁和消毒彻底清除、且感染所需剂量较低等特点1。病原体能够长期存活的机制可能与生物膜的发现有关，生物膜可使营养型细菌在缺乏营养来源的条件下以菌落形式生存。生物膜是由细菌自身分泌的胞外基质包裹形成的多细胞群落，相较于游离态细菌，其对杀菌剂的抵抗力显著增强6。因此，采用正确且彻底的表面消毒方法，对于降低 HAIs 的发生与传播风险至关重要。
传统的清洁方法通常每天进行数次，以确保患者环境的可见清洁度。终末清洁是对病房进行更彻底的清洁，通常在患者出院后进行，以确保为后续患者提供安全的环境。然而，在终末消毒后进行的环境采样经常发现某些表面仍被病原体污染，甚至多次使用漂白剂也可能不足以杀灭某些病原体（如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，MRSA）1。一项研究发现，细菌可在消毒湿巾上存活，导致这些微生物的传播而非清除7。在房间内反复实现消毒剂的均匀分布以及足够的接触时间存在困难，这进一步导致消毒效果的不一致。为补充人工消毒方法，已引入新型技术，例如紫外线C（UVC）消毒。然而，紫外线消毒技术的有效性存在局限性，包括无法有效穿透未直接暴露于光线的表面（阴影效应），以及随着与光源距离的增加，辐射剂量强度下降8。这些技术大多无法测量实际剂量，因此无法确定其应用的真实有效性。由于阴影效应和确保足够剂量的需求，可能需要多次重新定位设备，从而增加人力成本。
因此，气溶胶化过氧化氢（aHP）干雾消毒系统作为一种新颖且具有吸引力的方法，能够实现稳定且高效的全房间消毒。aHP系统可将微米级的过氧化氢液滴均匀分布于整个空间，减少了对人工操作的依赖；其优势之一是减轻工作人员负担，并提高房间周转速度。最近一项研究发现，与仅采用传统人工方法相比，引入非接触式aHP全房间消毒系统后，C. diff 感染率显著降低9。过氧化氢因其高效性、安全性、环境影响小、使用方便、稳定性好以及与各类表面材料的兼容性，被多个行业视为“理想”的杀菌剂6。气溶胶化后的过氧化氢还具有不稳定的特性，能以指数衰减的方式高效分解为氧气和水，蒸发后不会留下任何有毒残留物。若在雾化过程中或刚结束时进入房间，需佩戴个人防护装备；然而，在过氧化氢消散并完全分解后（处理完成后15分钟），残留的过氧化氢浓度已低于可能造成健康危害的水平，也低于美国职业安全与健康管理局（OSHA）规定的限值，即最高暴露限值&lt;75 ppm，以及8小时时间加权平均（TWA）限值&lt;1 ppm。
本方案描述了一种利用新型气化过氧化氢（aHP）消毒系统的方法，该系统采用5%过氧化氢溶液（图1），并可进一步集成至智能医院环境中，提供有关设备使用情况、aHP剂量、房间覆盖范围、消毒时间及位置的历史数据，从而有助于优化流程、验证效果以及生成可审计的记录。
<img alt="消毒过程、智能控制器、推车；aHP喷射产生液滴；便携式消毒装置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig1.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图1"> 
图1：干雾化过氧化氢气溶胶消毒系统。用于干雾化过氧化氢气溶胶消毒的设备。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>

<table><tbody><tr><td>清爽生物纯</td><td>BreezyMed</td><td>BBPURE-4GAL</td><td>7% 过氧化氢和 93% 水的消毒液，4 加仑/箱</td></tr><tr><td>清爽蓝色 aHP 干雾消毒系统</td><td>BreezyMed</td><td>BBR01</td><td>智能消毒雾化器，110V 交流电</td></tr><tr><td>清爽推车</td><td>BreezyMed</td><td>BB-CART</td><td>用于清爽蓝色设备和智能控制器的推车</td></tr><tr><td>清爽 HaloSpray</td><td>BreezyMed</td><td>BHSPRY-4GAL</td><td>5% 过氧化氢和 0.01% 银化合物消毒液，4 加仑/箱</td></tr><tr><td>清爽智能控制器</td><td>BreezyMed</td><td>BB01-WC</td><td>Breezy 设备控制器，第二代</td></tr></tbody></table>

利用新型气溶胶化过氧化氢微滴扩散技术的医院病房自动化消毒

Automated Hospital Room Disinfection Utilizing a Novel Aerosolized Hydrogen Peroxide Microdroplet Disbursing Technology

传统的手动和紫外线消毒方法在难以触及或存在遮挡的区域难以实现彻底的全房间消毒，从而增加了医疗机构相关感染（HAIs）的风险。有效的环境消毒是综合性感染防控项目的核心组成部分。传统方法的局限性包括消毒不彻底、医护人员暴露风险以及人力成本较高，这些因素促使人们采用更新的技术。一种旨在克服上述局限的自动化气溶胶过氧化氢（aHP）干雾消毒技术 recently 进入市场，可能提供一种在临床和经济上更为有效的解决方案。该新型技术可将微米级的过氧化氢液滴均匀分布至整个房间，确保所有表面达到最佳消毒效果。该系统还可与数据平台集成，提供设备使用历史、aHP剂量验证、房间覆盖范围、消毒时间及位置等信息，以实现质量保证和可审计记录。通过干雾方式分散微小液滴的aHP可实现均匀覆盖，为现代医疗环境提供更强的杀菌效力。本实验方案的目的是阐述自动化aHP干雾消毒系统的使用方法，包括实时追踪与审计功能在感染风险管控中的作用。随后提供的代表性结果展示了其覆盖效能以及在减少耐碳青霉烯类病原体传播、直接成本和生产力损失方面的实际影响 鲍曼不动杆菌 （耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌，CRAB），一种被美国疾病控制与预防中心（CDC）列为“紧急威胁”的多重耐药菌。与每千次住院最低传播数0.40相比，在此情况下预计会发生9.6例患者机构内传播；而将干雾消毒技术纳入全面的耐碳青霉烯类微生物（CRO）防控策略后，实际传播率相较于预期传播率显示出统计学上显著的下降。

数学建模
为了更直观地展示利用过氧化氢干雾（aHP）进行干雾消毒的效果，数学模型提供了一种量化液滴扩散和确定空间覆盖范围的方法10。这一点尤为重要，因为干雾本身对肉眼不可见。在标准化的房间几何结构下（图4），采用典型的过氧化氢干雾系统设置，对液滴扩散和空间覆盖情况进行了量化分析。房间尺寸设定为11英尺×12英尺（132平方英尺），层高8英尺。假设房间内为空气湍流稳态环境，液滴喷雾随流体流动呈时间依赖性，模型中包含阻力和重力作用，但忽略液滴的破裂或蒸发过程。
<img alt="三维房间示意图中的气流分析，带有方向矢量的通风设置，标注了尺寸。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig4.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图4"> 
图4：标准化模拟的房间几何结构。房间尺寸设定为11英尺×12英尺（132平方英尺），天花板高度为8英尺。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig4large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
模型结果显示，气溶胶化过氧化氢颗粒的速度范围从 0.2 m/s 到超过 25 m/s。在 图5 中所示的稳态速度流线表示作用在液滴上的阻力。
<img alt="流场速度示意图；采用颜色编码速度梯度的三维流体动力学可视化。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig5.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图 5"> 
图 5：颗粒物速度场。 气溶胶化过氧化氢颗粒物的速度范围为 0.2 m/s 至超过 2 m/s。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig5large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
在这些速度下，通过与过氧化氢的表面接触，房间覆盖在治疗开始1分钟时即已完成（图6）。
<img alt="室内气流模拟、颗粒物扩散、三维示意图、空气循环、气溶胶分布" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig6.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图6"> 
图6：房间覆盖情况。 气溶胶化过氧化氢液滴在扩散一分钟后在标准化医院病房模型中的覆盖范围图，显示整个房间已实现完全覆盖。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig6large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
分散与覆盖过程的动画可在配套的实验方案视频中查看。这些结果表明，在标准化的医院病房模型中，自动化气化过氧化氢喷雾系统可在1分钟内实现整个房间的覆盖，提示其具有快速且有效的消毒潜力。
疗效分析
该技术已被用作耐碳青霉烯类生物体（CRO）综合防控策略的一部分11在长期急性护理医院（LTACH）中，为患有慢性危重症、正从严重疾病中康复的患者提供高质量的急性后期服务时，常因存在医院获得性感染（HAIs）风险以及耐碳青霉烯类多药耐药菌（MDRO）等多重耐药菌的传播而变得复杂 鲍曼不动杆菌 (CRAB)。美国大多数CRAB分离株可产生碳青霉烯酶（一类能够使碳青霉烯类及其他β-内酰胺类抗生素失活的酶），导致这些治疗药物无效。
在实施了一项利用自动化气溶胶过氧化氢干雾消毒的流程改进计划后，研究人员对24个月内收治的已知定植或感染耐碳青霉烯类生物体（CROs）的患者数量进行了测量，并分析了在此期间医疗机构内传播事件的发生情况。该流程改进计划包括加强由药师主导的多学科抗菌药物管理团队的参与，项目核心内容涵盖员工教育培训、数据收集与报告、实时监测与反馈、依从性审计，以及采用新型aHP消毒系统的环境清洁规程。在2023年1月至2025年7月这24个月期间，共收治了24名已知定植或感染CROs的患者。在此期间，仅在入院后检出2例新发病例，其中经流行病学调查判定1例极不可能为医疗机构内传播所致。与最低的每例入院患者再生数0.4012相比（预期将发生9.6例患者医疗机构内传播），该结果表明传播率显著低于预期（p &lt; 0.004），如图7所示。这些发现提示，一项包含新型气溶胶过氧化氢干雾消毒技术的综合性多学科流程改进计划，与耐碳青霉烯类生物体传播率的统计学显著下降相关。 
<img alt="柱状图比较有无干预措施时的传播率，显示传播率显著降低（p&lt;0.004）。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69913/69913fig7.jpg" data-altupdatedat="1781582408000" data-alt="图7"> 
图7：传播率的比较。 实施综合性多学科流程改进计划（包括引入新型气溶胶过氧化氢干雾消毒技术）后，耐碳青霉烯类生物体（CRO）的传播率较预期显著下降。缩写：CRO，耐碳青霉烯类生物体 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69913/69913fig7large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
经济分析
已针对该技术进行了直接成本和生产力影响的分析。为估算成本，建立了一个拥有平均129张住院床位、每日每床 occupancy 为0.73名患者的美国医院模型。假设每日医院出院率为17%，环境服务人员的小时工资为22.81美元，使用过氧化氢干雾消毒技术后平均每次换床时间减少10分钟。据此，每次换床可节省3.80美元的成本。以每日16次换床计算，每日可节省61美元，每年可节省22,165美元。
基于2023年涵盖33个地点的平均数据，在未实施任何流程优化系统作为基线的情况下，病房周转时间为132分钟，据此估算了生产力影响。以此数值作为环境服务（EVS）团队一名成员完成一间患者病房全面周转（包括消毒、更换床单、废物清除等）的标准生产力，并按12小时轮班制（含1小时休息时间，实际工作时间为11小时），标准生产力为每班次完成12间病房的全面周转。使用自动化过氧化氢干雾消毒技术，每间病房的消毒时间据报道可缩短10至35分钟。尽管手动“清洁”步骤始终是必要的，用于清除污垢和碎屑，但清洁通常仍会在表面残留肉眼不可见的微生物。对于隔离患者，通常还需进行第二步“补充消毒”，该步骤可通过以下方式完成：（A）人工更彻底地擦拭，（B）使用紫外线（UV），或（C）使用气化过氧化氢（aHP），其中最后一种方式相比前两种可节省更多时间。因此，在隔离病房终末清洁后，紫外线或气化过氧化氢可作为补充消毒的可选方案。利用自动化过氧化氢干雾技术，每间病房可节省10至35分钟，在标准完成12间病房的工作量下，总共可多出多达420分钟的时间。因此，在12小时轮班中，使用自动化过氧化氢干雾技术可额外完成3间病房的清洁工作。相比之下，紫外线C（UVC）消毒在三个位置平均需要50分钟。

本方案描述了一种新型干雾过氧化氢（aHP）熏蒸消毒技术的使用方法，该技术具备智慧医院连接功能，可集成于数据平台，提供设备使用历史数据、aHP剂量验证、房间覆盖范围、消毒时间及位置等信息，以降低医疗相关感染（HAIs）的发生率。

传统的手动和紫外线消毒方法在实现对难以触及或存在遮挡区域的全面室内消毒方面仍存在不足，……

本研究重点是描述一种创新的自动气溶胶过氧化氢干雾技术的应用及其影响。该方案适用于整个医疗体系，任何有感染传播风险的地方，从隔离、病房到救护车运输。开始时，将智能控制器插入卡车手柄上的控制器架。用安装时附带的两颗螺丝安装控制器盖。把手柄线插到手柄充电口。然后把线的另一端插入移动卡的USB插座。用附带的线夹固定线缆在卡车上。通过按住开关键来控制手柄的电源，直到手柄震动。接着，将移动推车附带的电源线插入气溶胶过氧化氢消毒雾器底部的插座。将雾化器安装在移动推车指定的凹槽内，同时将多余的电线塞入推车底部。在气溶胶化过氧化氢消毒雾化器中注满一加仑5-7%过氧化氢溶液。然后把盖子拧回水箱上。把购物车的电源线插到房间里的墙壁插座进行消毒。对于已有 Breezy Cloud 网站的地点，请通过 Breezy Cloud 网站邀请新用户，担任网站管理员。如果需要新增用户到现有网站，而网站管理员不知名，请发送邮件给Breezy Med寻求进一步帮助。使用邀请邮件链接设置Breezy Cloud账户。发送验证码至用户邮箱后，必须完成账户设置。然后用刚创建的账户和密码登录控制器。或者，如果该地点还没有网站，可以在控制器上创建一个账户。发送验证码至用户邮箱后，必须完成账户设置。最后，用控制器创建一个网站。为准备起雾，请确认卡带上的微风蓝是否出现在扫描列表中。雾化清单显示了Breezy Blue序列号，可在雾器底部标签上找到。让Breezy Blue设备成为最爱，保持它在屏幕顶部。选择标记为收藏的Breezy Blue设备。点击配对以接受配对请求。没有必要允许访问联系人和通话记录。要查看每个雾化按钮的详细信息，请长按按钮直到出现窗口。按确定键返回雾化界面。通过在雾化屏幕上选择相应的房间大小按钮来消毒房间。在Breezy Blue的蓝色腰带显示雾化和沉降完成后，重新进入房间。拔掉购物车的插头，把线绕在把手上，然后去下一个消毒区。要查看消毒事件的详细信息，请登录Breezy Cloud，然后点击“查看日志”按钮进入雾化日志。要查看网站上的设备，请在屏幕左侧选择设备。通过COMSOL Multiphysics和额外的粒子追踪模块包，可以实现数学建模，从而高效地可视化气溶胶化的液滴分布。标准化的房间几何形状在数学模型中定义为11英尺乘12英尺，天花板为8英尺。模型显示气溶胶化的过氧化氢粒子速度范围从0.2米每秒到超过25米每秒不等。在处理过程进行一分钟时，房间表面接触过氧化氢的覆盖完成。在新墨西哥州南部康复医院进行了为期24个月的感染传播分析。在2023年1月至2025年7月的24个月期间，有24名已知被定植或感染碳青霉烯耐药病原体的患者被接收。在此期间，入院后仅发现两例病例。相比基于每次入院重现数0.40的预期9.6英寸设施内传输，观测到的传输量显著减少。该方案使研究人员能够测量气溶胶过氧化氢干雾技术对减少医疗相关感染的影响。还可以进行的额外分析包括量化对医疗体系的经济影响，并将其与替代方法进行比较。接下来可探讨的研究方向包括对特定病原体的影响以及技术在难以触及区域（如窗帘）上的表现。

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Research

科研

JoVE Journal

Immunology and Infection

免疫学与感染

利用新型气溶胶过氧化氢微滴分布技术的自动病房消毒

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用于去除水中微污染物的双曲涡旋等离子体反应器的实施

本方案描述了一种利用冷冻电子断层扫描和三维图像处理技术测定膜蛋白结构的高通量方法。内容涵盖了样品制备、数据采集、数据处理与解析的详细步骤，并以HIV-1包膜糖蛋白作为该方法的代表性研究目标进行示例。这些计算处理流程的设计使得研究人员和学生能够远程开展工作，参与数据处理与结构分析。...

利用冷冻电子断层扫描与自动化子断层平均化技术测定HIV包膜糖蛋白的分子结构

介绍了一种用于侵袭性肺曲霉病的快速、准确的即时检测方法。该方法采用侧向层析技术，利用一种特异性单克隆抗体，可结合肺部感染期间分泌的Aspergillus抗原。该检测适用于血清和支气管肺泡灌洗液，是一种新型的辅助诊断工具。...

利用侧向层析技术检测血液系统恶性肿瘤患者中的侵袭性肺曲霉病

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