本プロトコルは、スマート病院接続を提供する新しい乾燥エアロゾライズ過酸化水素(aHP)霧化消毒技術を用いる方法を説明しており、データプラットフォーム内で機器の使用履歴データ、aHP用量の検証、病室の被覆、消毒時間、医療関連感染症(HAIs)の減少のための場所などの過去データを提供できる方法を説明しています。
本プロトコルは、スマート病院接続を提供する新しい乾燥エアロゾライズ過酸化水素(aHP)霧化消毒技術を用いる方法を説明しており、データプラットフォーム内で機器の使用履歴データ、aHP用量の検証、病室の被覆、消毒時間、医療関連感染症(HAIs)の減少のための場所などの過去データを提供できる方法を説明しています。
従来の手動および紫外線消毒方法は、手の届きにくい場所や影のある場所の徹底的な全室消毒に穴を残し、医療関連感染症(HAIs)のリスクを高めています。効果的な環境消毒は包括的な感染予防プログラムの中核要素です。従来の制約には、消毒不完全、医療従事者の曝露リスク、労働コストの高騰があり、これらは新しい技術の採用を正当化しています。 これらの制約を克服するために設計された自動エアロゾル化過酸化水素(aHP)ドライフォギング技術が最近市場に登場し、より臨床的かつ経済的に効果的な解決策を提供する可能性があります。この新しい技術は、ミクロンサイズの過酸化水素の滴を部屋全体に供給し、すべての表面の最適な消毒を実現します。 また、このシステムはデータプラットフォーム内での統合を可能にし、機器の使用履歴、aHP投与量の検証、部屋のカバー範囲、消毒時間、場所の確認を行い、品質保証や監査可能な記録を提供します。マイクロドロップレットaHPのドライフォギングによる分散は均一なカバレッジを提供し、現代の医療現場においてより優れた殺菌効果を提供します。 このプロトコルの目的は、自動aHPドライフォギングシステムの利用方法を概説し、感染リスク管理におけるリアルタイム追跡および監査機能の貢献を含みます。その後、CDCによって「緊急の脅威」と認定された多剤耐性菌であるカルバペネム耐性ア シネトバクター・バウマンニイ (CRAB)に関連する伝播の減少、直接的なコスト、生産性に対する影響を示す代表的な結果が示されています。入院あたりの最低再生産数0.40では、施設内での患者感染が9.6件と予想される中で、ドライフォギング技術を強固なカルバペネム耐性菌(CRO)緩和戦略の一環として適用したことで、実際の感染率が予想される発生率に比べて統計的に有意に減少することが示されました。
汚染された表面は、医療関連感染症(HAIs)を引き起こす病原体の伝播において重要な役割を果たします1。HAIは入院時に存在しない、または潜伏していない感染症であり、患者、医療スタッフ、訪問者によって感染することがあります。報告の目的では、全米医療安全ネットワーク(NHSN)が提供する監視定義を活用し、入院患者の感染を特定するための標準化された定義を提供しました。HAIは入院から48時間以上経過して発生し、死亡および有害な転帰増加の主な原因と定義されます。HAIを引き起こす病原体は、ドアノブ、ベッド、蛇口、電話、共有の臨床機器などの感染した表面との接触を通じて広がることがあります4,5。一般的なHAIsには、クロストリジウム・ディフィシル(C. diff)、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、バンコマイシン耐性腸球菌(VRE)、ノロウイルスなどが含まれ、感染患者から脱落し、乾燥した表面で長期間生存し、手作業での洗浄や消毒が困難で、感染に対して比較的低用量で十分です。.病原体が長期間生存できるメカニズムは、栄養源なしで栄養菌がコロニーで生きられるバイオフィルムの発見によって示唆されています。バイオフィルムは自己作りの細胞外マトリックスによって結ばれた多細胞群集であり、自由漂浮細菌よりもバイオサイドに対してはるかに耐性があります。したがって、表面の適切かつ徹底した消毒方法は、HAIの感染や感染リスクを抑える上で極めて重要です。
従来の清掃方法は、患者環境の目に見える清潔さを確保するために、1日に数回行うことが多いです。ターミナルクリーニング(部屋のより深い清掃)は通常、患者の退院時に実施され、その後の患者に安全な環境を確保します。しかし、最終消毒後に行われる環境サンプリングでは、依然として病原体に汚染された表面が特定されることが多く、MRSA1のような一部の病原体を複数回漂白しても殺滅に不十分であることが判明します。ある研究では、細菌は消毒用ワイプで生き残ることがあり、これらの微生物が根絶されるのではなく拡散につながっていることが分かりました。適切な消毒剤の配布と十分な接触時間を確保するという課題が、信頼性の高い消毒の不整合をさらに生み出しています。手動消毒法を補完するために、紫外線C光(UVC)消毒などの新しい技術が導入されています。しかし、紫外線技術の効果には限界があり、光に直接当たらない表面を十分に通過できない(影)や、光源8からの距離が遠くなるにつれて線量強度が低下するなどがあります。これらの技術の多くは線量を測定しておらず、投与量がなければ実際の有効性を知ることはできません。シャドーイングや適切な投与量の確保は、複数回の再配置を必要とし、労働コストを増加させることがあります。
したがって、エアロゾル化過酸化水素(aHP)ドライフォギング消毒システムは、一貫性のある効果的な全室消毒を提供する魅力的かつ新しい方法として機能します。aHPシステムはミクロンサイズの過酸化水素液滴で空間を満たし、オペレーターの介入を不要にします。この利点の一つはスタッフの負担を軽減し、部屋の入れ替わり率を速めることです。最近の研究では、タッチレスのaHP全室消毒システムの追加により、従来の手動方法単独と比べてC. diff感染が大幅に減少したことが示されています。過酸化水素は、その有効性、安全性、環境への影響、使いやすさ、安定性、表面材料との適合性から、複数の産業で「理想的な」バイオサイドとみなされています。過酸化水素は、エアロゾル化後不安定で、酸素や水に指数関数的に分解されやすく、蒸発後に有害な副産物の残留が残らないという利点もあります。霧がかかった時や直後に部屋に入る場合は、個人用防護具が必要です。しかし、過酸化水素の拡散と分解後(処理から15分後)、残留過酸化水素は健康被害を引き起こすレベルを下回り、労働安全衛生局(OSHA)の最大曝露限度である最大曝露限度<75ppm、8時間加重平均(TWA)限度<1ppmを下回っています。
このプロトコルは、5%過酸化水素溶液を用いた新しいaHP消毒システムを利用する方法を説明しています(図1)。これにより、スマート病院環境に統合され、機器の使用、aHP用量、病室のカバー範囲、消毒時間、場所に関する過去のデータが得られ、プロセスの改善、検証、監査可能な記録が可能になります。

図1:乾燥エアロゾル化過酸化水素 霧化消毒システム。乾燥したエアロゾル化過酸化水素の霧化に使われる機械です。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
1. スマートコントローラーの初期設定
2. エアロゾル化過酸化水素(aHP)消毒用フォガー初期設置
3. ダッシュボード開始
4. aHP消毒用フォガーの初期構成
5. aHP消毒フォガーによる消毒
6. 数学的モデリング
注:数学的モデリングはさまざまな方法で実現できますが、最も簡単なのは既存のソフトウェアパッケージを利用することです。COMSOL Multiphysicsは広く使われているソフトウェアシステムであり、追加の粒子トレーシングモジュールパッケージを用いることで、エアロゾル化した液滴分布などの物理現象を効率的に解析する手段を提供します。
7. 有効性分析
8. 経済分析

図2:ホームページビューで消毒活動が示されています。 消毒イベントを成功裏に完了した場合はBreezy Cloudのダッシュボードにログアップされます。霧の発生が中断されたり消毒液が不足した場合、これらのエラーはダッシュボードに失敗した霧のイベントとして記録されます。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図3:消毒イベントの詳細。 イベントは「VIEW ALL DATA ボタン」を押すことで確認できます。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
数学的モデリング
aHPを用いたドライフォギングの使い方をより明確に理解するために、水滴の拡散を定量化し、部屋の被覆率を決定する数学モデルを提供します。これは特に有用です。なぜなら、乾いた曇りは肉眼では見えないからです。液滴の拡散と部屋の被覆率は、標準化された部屋形状(図4)で、ドライaHP霧化システムの典型的な設定を用いて定量化されました。部屋の寸法は11フィート×12フィート(132平方フィート)、天井は8フィートに設定されました。部屋内では静止した乱流の空気流が仮定され、流体流中に時間依存的な水滴噴霧(抗力や重力を含む)が発生しますが、破壊や蒸発は無視されました。

図4:標準化されたシミュレーションの部屋の形状。 部屋の寸法は11フィート×12フィート(132平方フィート)、天井は8フィートに設定されました。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
モデルの結果は、エアロゾル化した過酸化水素粒子の速度が0.2 m/sから25 m/s以上の範囲であることを示しました。 図5 に示された定常速度流線は、液滴に作用する抗力を表しています。

図5:粒子速度場。 エアロゾル化した過酸化水素粒子の速度は0.2 m/sから2 m/s以上の範囲でした。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
この速度では、表面過酸化水素との接触による室内被覆は処理経過1分で完了しました(図6)。

図6:部屋のカバレッジ。 標準化された病室モデルにおけるエアロゾル化過酸化水素水滴の拡散後、1分間の部屋被覆率マップ。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
拡散と被覆の過程のアニメーションは、付随するプロトコルビデオでご覧いただけます。これらの結果は、自動エアロゾル化過酸化水素霧化システムが標準化された病室モデルで1分間の全室カバーを提供し、迅速かつ効果的な消毒の可能性を示唆していることを示しています。
有効性分析
この技術は、堅牢なカルバペネム耐性病原体(CRO)緩和戦略の一環として利用されています。慢性急性期病院(LTACH)で重篤な病気から回復中の慢性重症患者に高品質なポストアキュートサービスを提供することは、HAIsの可能性やカルバペネム耐性ア シネトバクター・バウマン( CRAB)などの多剤耐性菌(MDRO)の伝播がしばしば複雑です。米国のCRAB分離株の大多数はカルバペネマーゼ(カルバペネムや他のβ-ラクタム系抗生物質を不活性化する酵素)を産生するため、これらの治療は効果がありません。
自動化されたエアロゾル化過酸化水素フォグを活用したプロセス改善プログラムの実施後、24か月間に施設に入院したCROに感染または定住した患者数を測定し、この期間中に発生した施設内で発生した感染者数を分析しました。プロセス改善プログラムには、薬剤師主導の学際抗菌管理チームの関与増加が含まれ、プロジェクトの中核要素としては、スタッフの教育・訓練、データ収集と報告、リアルタイムのモニタリングとフィードバック、コンプライアンス監査、そして新しいaHP消毒システムを活用した環境清掃プロトコルが含まれていました。2023年1月から2025年7月までの24か月間で、CROに定植または感染が確認された患者24名が入院しました。この期間中、入院後に検出された症例は2件のみで、そのうち1件は疫学調査の結果、施設内での感染の可能性は低いと判断されました。入院あたりの最低再生産数0.4012(施設内患者伝播9.6件)と比較して、これは予想された伝播率(p < 0.004)を大きく下回ることを意味します(図7参照)。 これらの発見は、新しいエアロゾル化過酸化水素ドライフォギング消毒技術の導入を含む包括的な多職種プロセス改善プログラムが、カルバペネム耐性菌の伝播を統計的に有意に減少させることを示唆しています。

図7:伝送速度の比較。 包括的な多分野プロセス改善プログラムの開始後、新規のエアロゾライズ過酸化水素ドライフォギング消毒技術の導入により、CROの伝播率を予想から減少させること。略称:CRO;カルバペネム耐性菌 この図の拡大版を見るにはこちらをクリックしてください。
経済分析
この技術に関しては、直接的なコストや生産性への影響の分析が行われています。コストを推定するために、平均129床、1床あたり0.73人の患者を抱える米国の病院をモデル化しました。1日あたりの退院率は17%、環境サービススタッフの時間単価は22.81ドル、過酸化水素ドライフォグの使用による平均10分の短縮時間が仮定されました。これにより、転換床あたり3.80ドルのコスト削減が実現しました。1日あたり16床の回転率で、1日あたり61ドルのコスト削減、年間22,165ドルのコスト削減が達成されました。
2023年の平均データを用いて合計33か所を対象とし、効率化システムを導入するまでのルーム稼働時間が132分であることを基準に、生産性への影響を推定しました。この値を、1人の環境サービス(EVS)チームメンバーの標準生産性として、患者室の完全な入れ替え(消毒、リネン交換、廃棄物の除去などを含む)と12時間のシフト、1時間の休憩(11時間の勤務日)を含み、標準生産性はシフトあたり12室の完全な入れ替えとなります。自動過酸化水素ドライフォグによる消毒時間は、1部屋あたり10分から35分短縮されたと報告されています。手作業の「清掃」工程は常に土やゴミを除去するために必要ですが、掃除は通常、人間の目には見えない表面に微生物を残します。隔離患者の場合、通常は2つ目の「補足消毒」ステップがあり、(A)手作業でより徹底的に拭き取り、(B)紫外線で、(C)aHPで行います。後者の方が他の2つよりも時間短縮が可能です。そのため、UVやaHPは隔離終端清掃後の補完消毒の選択肢となります。自動過酸化水素ドライフォグングを用いることで、1部屋あたり10〜35分の節約時間が確保され、標準的な12部屋の生産性で最大420分の追加時間が確保されます。その結果、12時間のシフト中に自動過酸化水素ドライフォグングを用いてさらに3部屋を清掃できます。比較すると、UVC消毒は3か所で平均50分かかります。
感染予防は主にデータ駆動型のアプローチに依存して感染率を改善し監視する品質改善の分野です。プロトコルの重要なステップは、4ログから6ログの病原体減少を達成するために必要な10分間の接触時間に対して、特定のaHP用量(ppm-min)を生成することです。各消毒サイクルの検証により、有効性と信頼性の両方が保証されます。さらに、運用データの自動ログは労働力を削減し、ターミナルの清掃場所、時間、用量をプロセス改善や監査のために簡単に監視する方法を提供します。これは、主要な運用パラメータを検証できず、手動ログに頼る環境消毒技術に対する明確な利点です。
過去にaHP導入の主な障壁は、他のエリアへの漏れを防ぐために部屋を密閉する必要があることで、これはワークフローの時間と複雑さに加わるものであり、ほとんど受け入れがたいものとなっています。シールが施されているにもかかわらず、漏れの事例も報告されています。過酸化水素はエアロゾル化すると急速に蒸発するため、最初の10分が殺菌効果の大部分を提供します。aHPシステムは、非常に素早く(<4分)希望の用量を生成・満たせるシステムは、殺菌効果が高いだけでなく、飛沫が表面や乾燥した空気に触れてすぐに蒸発するため、部屋を密閉する必要もなくなります。10分以上で部屋を満たすのが遅い過去世代のaHPシステムは、漏れが起こりやすいです。エアロゾル化した過酸化水素は素早く蒸発し、水や酸素に分解されるため、漏れは健康被害の面で大きな問題にはなりません。同様に、霧がかかっている部屋の湿度勾配(霧がかかる短い期間は高くなります)と部屋外の空間(通常ははるかに低い)により、過酸化水素がエアロゾル化を維持できる能力は著しく制限され、漏れた水滴は急速に蒸発します。
プロトコルの重要なステップおよび方法の修正・トラブルシューティングの対象として、前述の過酸化水素エアロゾル化による適切な接触時間を確保する必要があり、病原体のログ削減を実現します。5.4節で説明されているように、部屋の大きさに応じてフォグ時間を設定することで、この目標の達成が確実に行われます。数学的モデリングの重要なステップには、適切なモデリングソフトウェアのモジュールで正確な物理変数(部屋の寸法)を活用し、正確な出力を得て、部屋の被覆時間などの論理的推論を可能にすることです。有効性分析の重要なステップには、過去の感染曝露率と伝播率の特定、または文献から対象病原体の予想伝播率を特定することが含まれます。経済分析の重要なステップには、比較の基準となる現在の現場特有の労働コストや作業完了時間を特定することが含まれます。
この方法の制限には、部屋の大きさの上限があります。単一のフォガーの最大部屋の広さは約1000平方フィートで、最大単一寸法は約40フィートです。これより大きいまたは長い部屋は、水滴の分布が不均一になります。この問題に対処するための方法の変更としては、複数のaHPフォガーを同時に稼働させる方法が含まれる。天井が高い場合は、水滴が部屋の容積全体に拡散するため、追加の霧処理時間が必要です。扉や壁のない開放的な部屋は、aHPの霧の均等な分布に問題をもたらします。HVACシステムによる非常に高い空気の流れは、水滴の分布や蒸発を複雑にすることがあります。この場合、10分の接触時間で測定されたaHP用量をppm分単位で測定し、望ましい病原体ログ削減のための霧時間調整に利用できます。病院環境で推奨される相対湿度(RH)60%を超える非常に高い湿度は、水滴の拡散や蒸発サイクルに影響を与えることがあります。病院では細菌の繁殖を抑えるために湿度を60%未満に抑えています。指定された再入場時間より前に部屋に入る必要がある場合は、過酸化水素による刺激を避けるためにゴーグルと呼吸マスクを着用してください。バイオフィルムやその他の土壌負荷は、エアロゾル化過酸化水素による消毒前に清掃工程で除去する必要があります。酸化可能な有機物が過剰にある場合、利用可能な過酸化水素が意図した空間全体を消毒するには不十分な状況が生じる可能性がありますが、これは病院環境では一般的ではありません。
消毒の成功に影響を与える他の要因もあります。例えば、電気機器による熱の影響や、熱く冷たい窓ガラス(結露を引き起こす可能性がある)によって影響を受けることがあります。消毒剤と対象の表面との接触は極めて重要であり、特に表面に付着する病原体による感染を防ぐことが目的の場合です。一般的な病室環境条件から大きく逸脱する場合は、霧化パラメータの調整を検討する必要があることもあります。しかし、これらは病院の現場ではあまり見られません。
この方法が既存の方法や代替方法と比べて重要であるのは、空間全体の消毒が可能となるカバー性と運用効率にあります。UVベースのシステムとは異なり、aHPドライフォギングはシャドウ効果なしに空間全体を処理し、処理後に有害な病原体が残留する可能性や、手の届きにくい部分を処理するための時間のかかる再配置・再塗布の必要性を排除します。ランプの出力も時間とともに減少し、8台の交換が予定されています。最も重要なのは、UVベースのシステムの有効性が不確実である点です。なぜなら、UVCの強度は光源と表面の距離の二乗に反比例するため、表面が受け取るUV強度は表面が紫外線源から離れるほど有意に減少するためです。UVC光消毒(157.7cm(62インチ)最大出力水銀ランプを介して254nm波長のUVC光を発する移動装置)を評価するための初期のクラスターランダム化クロスオーバーデザイン研究の一つでは、米国の学術三次紹介センターのがんおよび移植入院ユニットにおける日々および放出UVC消毒の追加は、新たなVREまたはC. difficile感染率を有意に減少させなかったことが示されました。13.13件の研究データを統合したところ、紫外線ライトルーム消毒に関連するC. difficile感染率が有意に減少したことが示されましたが、サブグループ分析では高いC. difficile感染率(≥1,000患者日あたり1.5件)でのみ有意な減少が示されました14。他の研究も賛否両論を示しており、最近のレビューではUVC消毒は現在、高レベル消毒ではなく低レベルの解決策とみなされるべきだと結論づけられています
感染予防におけるaHPの応用可能性は無数にあり、さらなる研究に豊かな課題をもたらします。薬剤耐性病原体の発生と伝播を減らす必要性が高まる中、自動aHPドライフォギング消毒システムの利用は、多様なHAIの減少と結果の両面で重要となります。現在の応用例としては、公共トイレ、スタッフのオンコールルーム、オフィスを環境サービス(EVS)による清掃前に消毒することが含まれており、運用パラメータやワークフローの最適化に関するさらなる研究の道が開かれています。従業員は、感染菌への曝露リスクを減らすために自動aHPドライフォグングを使用した後、部屋の清掃がより安全だと感じたと報告しており、カーテンのような複雑な表面では手動で取り外しや交換が必要になるため、さらに掃除時間を短縮できること、さらに病原体のエアロゾル化による安全リスク、はしごや踏み台の使用にも伴うと指摘しています。
キャサリン・ラザラス、クリストファー・ジョセフ、エリック・クルスタッド、キャシー・ワリー:Breezy Medのコンサルタント;メーガン・ジョンソン:なし;ティモシー・ショート:なし;サバンナ・スティーブンソン:なし;マルセラ・モントーヤとタチアナ・ブスタマンテ:IN SILICO STEM S.A.S.のコンサルタント;ラニャ・シッカ:なし;クリスティン・グライムズ:なし;バーバラ・ホーキンス:全くありません。
著者たちは、テキサス州オースティンのBedwatch, LLCのチームが部屋のターンアラウンドタイムデータを提供してくれたことに感謝しています。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ブリージー・バイオピュア | BreezyMed | BBPURE-4GAL | 7%過酸化水素と93%の水消毒液、4ガロンケース |
| ブリージーブルーaHPドライフォギングシステム | BreezyMed | BBR01 | スマート消毒用霧器、110V AC |
| ブリージーバギー | BreezyMed | BB-CART | ブリージーブルーとスマートコントローラー用のカート |
| ブリージー・ハロースプレー | BreezyMed | BHSPRY-4GAL | 5%過酸化水素と0.01%の銀化化合物消毒液、4ガロンケース |
| ブリージースマートコントローラー | BreezyMed | BB01-WC | Breezyデバイス用コントローラー、Gen2 |