フィルター付きマウスピースの有無にかかわらず、標準的なジェットネブライザーからの漏出エアロゾルの実験室での特性評価

The Laboratory Characterization of Fugitive Aerosol Emissions From a Standard Jet Nebulizer With and Without a Filtered Mouthpiece.

抄録

背景と目的 コロナウイルス感染症2019（COVID-19）患者からのネブライザーによる重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）伝播のリスクは不明である。本研究では、この問題を解決することを目的とした。方法 非フィルターおよびフィルター付きマウスピースを装着した標準的なジェットネブライザーを、マネキンを介して呼吸シミュレータに接続し、ネブライゼーション中のエアロゾル化生理食塩水の遁走排出を観察した。また、介護者がネブライゼーションを行う可能性のある場所と、マネキンの下流側で矢状面内のさまざまな距離にある他の3か所に光学式粒子計を配置して測定した。結果 標準的なフィルターなしのマウスピースを使用した場合、マネキンの前方および上方（前方2m以上）に飛散エアロゾルが顕著に放出された。フィルターアダプター付きのマウスピースでは、ネブライザーカップからの漏れはわずかであったが、放出は効果的に抑制された。粒子数測定は目視観測を裏付けるもので、測定地点での総粒子数レベルとエアロゾル濃度レベルを提供した。レベルは下流への距離とともに緩やかに減衰した。結論 上述の視覚化により、放出エアロゾルの分散が、矢状面に沿ったレーザーシートの面内で捉えられた。粒子数測定は、考慮した時間と場所にわたるエアロゾル濃度レベルの時間的・空間的分布を提供した。しかし、呼気とエアロゾル化した液滴は、マネキンの前方および上方で3次元的に広がっていた。この結果は、遁走エアロゾルを抑制する上でフィルター付きマウスピースを使用することの有効性を視覚的に強調し、ネブライザー治療を行っている間の医療従事者のこれらの放出物への職業暴露を制限するためのアプローチを明らかにした。

Background and objective The risk of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) transmission from patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) during nebulization is unclear. In this study, we aimed to address this issue. Methods Fugitive emissions of aerosolized saline during nebulization were observed using a standard jet nebulizer fitted with unfiltered and filtered mouthpieces connected via a mannequin to a breathing simulator. Fugitive emissions were observed by using a laser sheet and captured on high-definition video, and they were measured by using optical particle counters positioned where a potential caregiver may be administering nebulization and three other locations in the sagittal plane at various distances downstream of the mannequin. Results The use of a standard unfiltered mouthpiece resulted in significant emission of fugitive aerosols ahead of and above the mannequin (spread over 2 m in front). A mouthpiece with a filter-adaptor effectively suppressed the emissions, with only minor leakage from the nebulizer cup. Particle count measurements supported the visual observations, providing total particle count levels and aerosol concentration levels at the measurement locations. The levels decayed slowly with downstream distance. Conclusions The visualization described above captured the dispersion of emitted aerosols in the plane of the laser sheet, aligned with the sagittal plane. The particle count measurements provided temporal and spatial distributions of the aerosol concentration levels over the time and locations considered. However, the exhaled air and aerosolized droplets spread three-dimensionally in front of and above the mannequin. The results visually highlight the effectiveness of using a filtered mouthpiece in suppressing the fugitive aerosols and identify an approach for limiting the occupational exposure of healthcare workers to these emissions while administering nebulized therapies.