歯科医院の模擬診療室において、大量排気により流場と粒子除去特性がどのように変化するか

How the high-volume evacuation alters the flow-field and particle removal characteristics in the mock-up dental clinic.

抄録

口腔内から放出される飛沫やエアロゾルの歯科医療従事者や患者への曝露リスクは，特に現在進行中のCOVID-19の発生により注目されるようになってきている．本研究の目的は，個人防護具（PPE）のみの場合と比較して，大量排気（HVE）の使用によりリスクプロファイルがどのように変化するかという疑問に答えることである．液滴速度，流れ場の特性，粒子除去効率の観点から，異なる状況でのリスクプロファイルを分析した．実験用モックアップ歯科医院で吸引を伴う超音波スケーリングを行い，HVEが液滴に作用する瞬間の様子をレーザー光散乱法で可視化した．速度分布の結果から，本研究で初めて，マネキンの口元付近の高速小滴にHVEが適度に作用するという仮説が証明された．吸引は，汚染領域の縮小に大きな効果をもたらす低閾値装置であることがわかった．吸引の協力により、歯科医師の顔面シールド部にあった一対の渦が除去され、歯科医師の呼吸領域付近の高濃度汚染領域が除去されました。低・中容量吸引に比べ、HVEの粒子除去効率は60％と安定していた。本研究は、歯科臨床診療ガイドラインにおけるHVE推奨の参考となるものである。

The exposure risk of droplets and aerosols emitted from the oral cavity to the dental professionals and patients has received more attention especially the ongoing outbreak of COVID-19. The aim of this study is to address the question about how the use of the high-volume evacuation (HVE) alters the risk profiles compared with the situation only personal protective equipment (PPE). The risk profiles of the different situations were analyzed in terms of droplet velocity, flow field characteristics, and particle removal efficiency. The ultrasonic scaling with suction was performed in the mock-up experimental dental clinic, and the instantaneous moment when the HVE acted on the droplets was visualized using a laser light scattering technique. From the results of the velocity profiles, the hypothesis about the moderate effect of the HVE on high-velocity small droplets near the mannequin's mouth had been firstly proven in this study. The suction can be characterized as low-threshold equipment to bring substantial benefits to reduce the area of the contaminated region. Once the cooperation of suction, the pair of vortexes that were in the face shield area of the dental professional would be eliminated, removing the high-level contaminated region near the breathing area of dental professionals. Compared with the low and medium volume evacuation, the particle removal efficiency of the HVE was more stable at 60%. The research will provide references to the HVE recommendation in the dentistry clinical practice guidelines.