【助成 40 - 61】

感染症予防難易度の高い社会福祉施設における環境特徴量抽出と空気質管理方法に関する研究

電気通信大学 i-パワードエネルギー・システム研究センター 教授

横川 慎二

電気通信大学 国際社会実装センター 特任教授
産業医科大学 産業医実務研修センター 准教授

石垣 陽

喜多村 紘子〔研究の概要〕感染症予防難易度の高い社会福祉施設における空気質管理のために，実際に感染症クラスタが発生した施設
における現地調査（フィールドワーク）による環境特徴量の抽出と，空気質管理方法について検討した．換気量だ
けでは定義出来ないリスクをトレーサガス法，熱流体シミュレーションなどで明らかにした．それらの結果に基づき，自己診断と改善のツールとしての感染症対策レベル表を設計，提案した．さらに，CO2 濃度の時系列データからエアロゾル感染リスクを定量判定する手法を開発した．これらの結果は，動画やガイドブックとして広く展開している．

気流によるものであることを明らかにした 4)．

〔研究経過および成果〕
これまで我々は，COVID-19 の感染症クラスターがさらに，集団検診に用いられる循環器健診車（レン発生した職場への立ち入り調査を多数行い，いずれトゲン車）内の換気に関する調査も行った 3)．自動車

も施設管理または安全組織運営に何らかの問題を抱は建築基準法の対象ではないことや，放射線を扱うこえていたことを示した 1, 2, 4, 5)．製造工場で発生した感とや，受診者が軽装となる必要があることなどから気染症クラスターの調査では，当時の１時間あたりの換密性が高く，季節に応じて適切な換気経路を確保す気量（Air Change per Hour; ACH）が平均で 0.73 回る必要があることを，トレーサーガス法による実験や，/h であり，厚生労働省が推奨する 2 回/h を下回るこ熱流体シミュレーションなどで示した．とがわかった．また，換気経路の確保などの対策により 3.41〜8.33 回/h まで改善することができた５）．

クラスターが発生した保育園の調査においては，換気設備，窓，布団の位置に依存して昼寝時に発生し典型的な社会福祉施設として，50 人を超える感染た局所クラスターの事例に遭遇した 6, 8)．社会福祉施者が報告された宮城県の高齢者介護施設で実施した設は施工から長年経過した建物を使用していることが調査では，居室の ACH が 2.0〜6.8 回/h であったも多く，一般の飲食店や事務所の対策が適用し難いこのを，窓開けなどの低コストの介入によって 2.2〜5.7とも判明した．また，COVID−19 により職員の業務負倍改善することができた．さらに，感染者が滞在する担が大幅に増加しており，対策効率を上げる支援策

個室から多数の入居者が集うデイルームへのエアロの必要性が非常に高い場所ともいえる．このような制ゾル移流を，CO2 センサーネットワークを用いた測定と約の多い場所では，ファシリティの改善だけでは改善

熱流体シミュレーションで確認し，集団感染の要因がが難しく，マネジメントから現場に至るまでの業務オペ

126

レーションの自律サイクルの体制構築し，全国の施設

３． 齋藤彰，石垣陽，横川慎二，川内雄登，田中晴にノウハウを展開する必要がある．空気質改善に向け

美，浅野美穂，小川美紀，石川正悟，高橋里美，た活動を支援するフィードバック機能を持ったオンライ

齋藤泰紀; “CO2 センサを活用した循環器健診車

ン診断システムを開発し，その効果を検証した 6)．

内の換気可視化の検討,” 日本人間ドック学会誌,

また，センサーデータを用いた客観評価として，さVol.37, No.4, pp.699-707 (2022).

まざまな業態の場所において観測された CO2 濃度変４． Yo Ishigaki, Shinji Yokogawa, Yuki Minamoto,

化のデータを用いた時系列クラスタリングにより，観測

Akira Saito, Hiroko Kitamura, and Yuto Kawauchi;

されるデータが４つのクラスタに分けることができること，“Pilotその違いを生じる要因には「クローズドスペース」，「呼Transmission in a Geriatric Care Facility Using

気が溜まりやすい空間」，「空気の澱みの発生しやすCarbon Dioxide Tracer Gas: Case Study,” JMIRさ」などの環境特徴量が影響することがわかった．また，Form. Res., Vol.6, e37587 (2022).

EvaluationofPossibleAirborne

ナイーブベイズ分類器を用いて，測定されたデータか

５． Hiroko Kitamura, Yo Ishigaki, Hideaki Ohashi,ら属するクラスタを推測する方法を示した 7)．これらのand Shinji Yokogawa; “Ventilation improvement

方法に基づいて，CO2 センサーの時系列データのみ

and evaluation of its effectiveness in a Japaneseによって，感染症リスク診断を行うことが可能となる．

manufacturing factory,” scientific reports, Vol.12,以上の研究結果を広く社会還元するために，現場の担当者に向けた解説動画やガイドブックとして編集

17642 (2022).
６． 横川慎二, 石垣陽, 喜多村紘子, 齋藤彰, “感染し，無償で公開して成果を展開している 9)．

症予防難易度の高い社会福祉施設の空気質管〔発表論文〕

理,” 第 14 回横幹連合コンファレンス, E-1-3 (202

１． Shinji Yokogawa, Yo Ishigaki, Hiroko Kitamura,３).

Akira Saito, Yuto Kawauchi, and Taisei Hiraide;

７． 川内雄登, 横川慎二, 石垣陽, “CO2 センサを用“Estimation of air change rate by CO2 sensor

いたフィールドワークと時系列データ解析に基づ

network in workplace with COVID-19 outbreak,”くエアロゾル感染リスク診断,” 第 31 回日本信頼

Environmental and Occupational Health Practice ,性学会春季シンポジウム, S2-4 (2023).

Vol.5, 2023-0007-OA (2023).

８． 横川慎二, 石垣陽, 喜多村紘子, 齋藤彰, “保育２． Yo Ishigaki, Yuto Kawauchi, Shinji Yokogawa,園・幼稚園・高齢者施設の感染症抑制に向けたAkira Saito, Hiroko Kitamura, and Takashi

課題と現状分析,” 第 13 回横幹連合コンファレン

Moritake; “Ventilatory effects of excessive plastic

ス, B-3-2 (2022).

sheeting on the formation of SARS-Cov-2 in a

９． 病院の換気対策ガイド（動画版）／保育園の換気

closed indoor environment,” Environmental and対策ガイド（動画版）／高齢者施設の換気対策ガ

Occupational Health Practice, Vol.5, 2022-0024-

イド（動画版）, エアロゾル感染対策ガイド,

OA (2023).

https://www.design4humanity.com/kanki.

127