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手術時におけるマイクロバイオームの実態把握による病原菌拡散機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K21036
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分23:建築学およびその関連分野
研究機関工学院大学

研究代表者

柳 宇  工学院大学, 建築学部(公私立大学の部局等), 教授 (50370945)

研究分担者 永野 秀明  東京都市大学, 理工学部, 准教授 (50610044)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード手術室 / 開胸術 / 内視鏡手術 / イン・サイチュ測定 / 微粒子 / 細菌 / マイクロバイオーム / CFD / 実証試験 / 外科手術 / 浮遊粒子 / リアルタイム測定 / 浮遊微粒子 / 手術部位感染 / サージカルスモーク / 病原菌
研究開始時の研究の概要

本研究では、工学的・微生物学的の視点から手術時に発生するサージカルスモークに含まれる微粒子の手術室内での拡散機構の解明と、その微粒子中の病原菌の拡散による医療従事者への曝露量を明らかにすることを目的としている。
実際手術を行う際に術部から発生する病原菌とその拡散特性を解明するために、術野と空調の吸込み口(室内平均濃度とみなされる箇所)において、粒径別浮遊微粒子濃度変化をリアルタイムに測定すると同時に、手術時間帯における各箇所の細菌叢についてメタゲノム法を用いた測定を行う。また、次世代シーケンサーを用い、細菌叢の実態を網羅的に把握するとともに、病原菌の手術室内での拡散特性を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では,同日同手術室で行った2種類の手術時における浮遊微粒子,浮遊細菌(生菌),マイクロバイオームの測定を行った。開胸術中,メス(レーザーメスと超音波メス)の使用開始時に空中浮遊微粒子濃度の急激な上昇が確認された。内視鏡手術に比べ,開胸術中の浮遊微粒子への曝露量は4-27倍高かった。また,内視鏡手術中に手術台付近と還気口の細菌濃度は,それぞれ56 CFU/m3と不検出であったのに対し,開胸術中はそれぞれ533CFU/m3と11CFU/m3であった。さらに,16SrRNA解析の結果,各サンプルの上位4属の全てはヒト由来の連鎖球菌,アシネトバクター,ナイセリア,およびブドウ球菌であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2018年の全症例数54537件の内手術部位感染発生数は2948(5.4%)件があった。先進国の日本においては依然として高水準にある。手術室内空気清浄度の改善は手術部位感染の低減のみならず,医療従事者への有害物質曝露量の低減において極めて重要である。
本研究では,世界初の同日同一手術室における2種類の外科手術時に微粒子と細菌の発生特性について現場での実測を行い,その2種類の手術による医療スタッフへの有害物質曝露量の差を定量した。また,CFDの検討では,気流分布による空気清浄度の改善が可能であることが示唆された。本研究の成果は,今後手術時の医者への曝露量の低減に有益な情報を提供している。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Comparison of generation of particles and bacteria in endoscopic surgery and thoracotomy2021

    • 著者名/発表者名
      Odagiri Akane、Yanagi U.、Kato Shinsuke
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 193 ページ: 107664-107664

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2021.107664

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Actual Indoor Air Cleanliness for Surgical Site Infections during Thoracotomies and Endoscopic Surgeries2021

    • 著者名/発表者名
      U Yanagi, Shinsuke Kato, Akane Odagiri
    • 雑誌名

      Journal of Infectious Diseases & Therapy

      巻: 9 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 病院内感染予防のための空調・換気の設計手法-SARS-CoV-2の対策を含めて2021

    • 著者名/発表者名
      柳 宇
    • 雑誌名

      建築設備と配管工事

      巻: 58 ページ: 13-19

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 院内感染対策への建築環境工学的な取り組み-SARS-CoV-2の対策を中心に2021

    • 著者名/発表者名
      柳 宇
    • 雑誌名

      防菌防黴

      巻: 49 ページ: 467-472

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Age of Air and Suspended Particle Distribution in Ventilated Operating Room2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Riou; Nagano, Hideaki; Asami, Hidehiro; Yanagi, U; Kato, Shinsuke
    • 学会等名
      Clima2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The characteristic of particle spread in during open chest surgery in hospital operating room and the analysis of air flow2021

    • 著者名/発表者名
      Akane Odagiri, U Yanagi
    • 学会等名
      ROOMVENT2020
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The bacterial diffusion characteristic during a thoracotomy operation in a hospital operating room2021

    • 著者名/発表者名
      Akane Odagiri, U Yanagi, Kato Shinsuke
    • 学会等名
      The 16th Conference of the International Society of Indoor Air Quality & Climate ONLINE
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The bacterial diffusion characteristic during a thoracotomy operation in a hospital operating room2020

    • 著者名/発表者名
      Akane Odagiri, U Yanagi, Kato Shinsuke
    • 学会等名
      The 16th Conference of the International Society of Indoor Air Quality & Climate
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] バイオクリーン環境の知識2021

    • 著者名/発表者名
      柳宇
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      日本工業出版
    • ISBN
      9784819033145
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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