JP6967329B1 - Infection risk quantification system and infection risk quantification method - Google Patents
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Abstract
【課題】施設内で計測された環境データに加え、市中感染状況を含んだ疫学データを入力情報として取り込んで感染リスクを確率的に定量化するシステム又は方法を提供する。【解決手段】本発明の方法は、区画内のCO2濃度を計測しつつ施設外のCO2濃度を計測する工程S1と、疫学データ閲覧サイトから施設の属する地域の感染症流行情報を取得する工程S2と、数理モデルを用いて区画での感染確率Pを随時導出する工程S6とを含む。本発明の方法は、数理モデルを用いて、区画の安全レベルを判断するための警報閾値TAを決定する工程S5を含むことが好ましい。さらに、空気環境を整えるための少なくとも1つの機器を備えた機器監視制御部を区画内に配置して機器の運転状況を確認する工程S3と、数理モデルを用いて機器の運転状況を変更するための機器制御閾値TDを決定する機器制御閾値決定工程S5をさらに含むことが好ましい。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system or a method for probabilistically quantifying an infection risk by incorporating epidemiological data including a community-acquired infection status as input information in addition to environmental data measured in a facility. SOLUTION: The method of the present invention is a step S1 of measuring the CO2 concentration outside the facility while measuring the CO2 concentration in the section, and a step S2 of acquiring infectious disease epidemic information of the area to which the facility belongs from an epidemiological data browsing site. And step S6 for deriving the infection probability P in the compartment at any time using a mathematical model. The method of the present invention preferably includes step S5 of determining the alarm threshold TA for determining the safety level of the compartment using a mathematical model. Further, in order to change the operation status of the equipment by using the mathematical model and the step S3 of arranging the equipment monitoring control unit equipped with at least one equipment for adjusting the air environment in the section and checking the operation status of the equipment. It is preferable to further include the device control threshold determination step S5 for determining the device control threshold TD. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、病院等の施設の建物内部における飛沫核・飛沫感染リスクを定量化するためのシステムや方法に関する。より具体的には、市中感染状況を踏まえつつ建物内部の感染寄与因子の状況をリアルタイムに計測しながら感染リスクを定量化するためのシステムや方法に関する。 The present invention relates to a system and a method for quantifying the risk of droplet nuclei and droplet infection inside a building of a facility such as a hospital. More specifically, it relates to a system and a method for quantifying the infection risk while measuring the status of infection contributing factors inside the building in real time while taking into account the status of community-acquired infection.
近年流行しているコロナウイルスの他、インフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、結核菌などの感染症に人類は脅かされてきた。これらの感染症を引き起こす病原体は目に見えないほど小さいため、感染症を治療すべき病院などでも院内感染が頻繁に発生している。このような事情からも、病院等の施設内の特定区画毎に感染リスクをリアルタイムに定量化して医療従事者へ通知することが望まれている。 In addition to the coronavirus that has become prevalent in recent years, humankind has been threatened by infectious diseases such as influenza virus, measles virus, and tuberculosis bacterium. Since the pathogens that cause these infectious diseases are so small that they are invisible, nosocomial infections frequently occur in hospitals where the infectious diseases should be treated. Under these circumstances, it is desired to quantify the infection risk in real time for each specific section in a facility such as a hospital and notify the medical staff.
(先行技術としての特許文献1)
上記要望に対応する先行技術として、例えば、特許文献1に施設内監視システムが開示されている。特許文献1に記載のシステムでは、施設内の環境パラメータ(温度・湿度等)をモニタリングし、各区画(病室)の感染症毎の発生危険度を取得し、注意通知表示データをナースステーションのPCや携帯端末に送信し、特定の感染症の危険のある病室を表示・警告することができる。
(
As a prior art corresponding to the above request, for example,
(特許文献1における技術的課題)
しかしながら、特許文献1に記載のシステムでは、施設(より具体的には各病室)内の温度や湿度などの環境パラメータを計測しているだけである。また、感染リスクの評価の際には計測中の各環境パラメータが「基準範囲」、「要注意」、又は「警告」に属するかを判定するための閾値を任意に設定しているだけであり(特許文献1の図面16を参照)、各閾値の設定にWHOなどの公的機関による疫学上の指針が反映されているわけではない。つまり、当該システムによる判定(基準範囲内か、要注意であるか否かの評価)は、システム提供者或いはシステムを操作する医療従事者の主観に依るところが大きい。
(Technical Issues in Patent Document 1)
However, the system described in
また、特許文献1に記載のシステムでは、感染リスクの評価に際して計測対象施設内の環境パラメータを利用するのみで、刻々と変動する施設外の市中感染状況の影響が反映されることは無い。例えば、インフルエンザの場合は季節による感染リスクが変動しており、こうした施設外の市中感染状況も感染リスクの評価に反映させられることが望ましい。
In addition, the system described in
また、特許文献1に記載のシステムでは、感染リスクの評価に際して環境パラメータの変動を単にモニタリングしているだけであり、感染確率を定量的に導出するものではない。
Further, the system described in
(非特許文献1,2 空気感染リスクを推定する数理モデルの例)
なお、空気感染リスクを推定する数理モデルとしてWells−Rileyのモデルが知られている。この数理モデルは結核菌の感染確率がポアソン過程に従うとの実験結果(非特許文献1を参照)から得られたものである。また、このWells−Rileyのモデルを改良した非特許文献2に開示のRudnick and Miltonのモデルも知られている。
(Examples of mathematical models for estimating the risk of airborne infection in
The Wells-Riley model is known as a mathematical model for estimating the risk of airborne infection. This mathematical model was obtained from the experimental results (see Non-Patent Document 1) that the infection probability of M. tuberculosis follows the Poisson process. Further, a Rudnick and Milton model disclosed in Non-Patent
(先行技術としての特許文献2)
また、特許文献2に記載のインフルエンザ予測表示装置では、インフルエンザの流行を予測するために外気温度や外気湿度をセンサで計測し、これらの計測値を基に水蒸気圧等を算出して流行(危険度)の判定を行う。そして、LED報知手段などの表示部により予測結果を表示したり、加湿ユニットで加湿運転を駆動させたりすることができる。
(
Further, in the influenza prediction display device described in
(特許文献2における技術的課題)
しかしながら、特許文献2に記載の装置では施設外の環境パラメータを計測するものの、施設(例えば、施設内の各区画(各病室))内の環境パラメータを計測するものでは無い。また、特許文献2に記載の装置では、各センサから実測された気温や相対湿度、これらの実測値から算出された絶対湿度や水蒸気圧の変動をモニタリングし、予め任意に設定した閾値を超えると、「危険度小」から「危険度中」や「危険度大」と判定するものである。
(Technical Issues in Patent Document 2)
However, although the device described in
従って、特許文献2に記載の装置も、特許文献1に記載の技術と同様に、各閾値の設定の際にWHOなどの公的機関による疫学上の指針が何ら反映されているわけではないし、感染リスクを確率的に定量化するものではない。さらに、市中感染状況を踏まえつつ施設内の環境パラメータをモニタリングしながら感染リスクを定量化するものではない。
Therefore, the device described in
(先行技術としての特許文献3)
また、特許文献3に記載の情報提供システムでは、複数の病原体検出装置(具体的にはウイルスセンサ)を用いて公共交通機関の駅や車両内の空気中の病原体を検出し、この検出結果(病原体への感染リスク)を踏まえてユーザは駅までの移動経路の決定が可能となる。
(
Further, in the information providing system described in
(特許文献3における技術的課題)
しかしながら、ウイルスセンサによってウイルス濃度を測定するとのことであるが、コロナウイルスなど多くのウイルス濃度を現実的かつリアルタイムに測定できる機器は存在していない。
(Technical Issues in Patent Document 3)
However, although it is said that the virus concentration is measured by a virus sensor, there is no device that can measure many virus concentrations such as coronavirus in a realistic and real-time manner.
また、特許文献3に記載のシステムも、特許文献1,2に記載の技術と同様に、各閾値の設定の際にWHOなどの公的機関による疫学上の指針が何ら反映されているわけではないし、感染リスクを確率的に定量化するものではない。
Further, the system described in
また、特許文献3に記載のシステムでは、環境情報データベースとして国立感染症研究所や自治体からインフルエンザ流行情報を取得して感染リスク情報の評価に利用することも記載されている。しかしながら、取得されたインフルエンザ流行情報は、図面4に示すように、任意の基準で「無し」、「注意」及び「警報」の3段階に分類されるだけである。
Further, in the system described in
つまり、取得した現在の流行レベルが3段階のいずれの状態にあるかを示す情報のみが、その後の感染リスク情報の評価に利用されるだけであって、流行レベルの実測値(地域毎の患者数)を数理モデルのパラメータの一つとしてそのまま入力して感染リスク情報を評価・定量化していくものでは無い。 In other words, only the information indicating which of the three stages the current epidemic level has been acquired is used for the subsequent evaluation of infection risk information, and the measured value of the epidemic level (patients in each region). The number) is not input as it is as one of the parameters of the mathematical model to evaluate and quantify the infection risk information.
(本発明の目的)
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、施設内で計測された環境データの他に、市中感染状況を含んだ疫学データを入力情報(数理モデルに使用する入力パラメータ)として取り込んで一元化し、感染リスクを確率的に定量化する方法及びシステムを提供することを目的とする。
(Purpose of the present invention)
The present invention has been made in view of such circumstances, and in addition to the environmental data measured in the facility, epidemiological data including the community-acquired infection status is used as input information (input parameter used in the mathematical model). The purpose is to provide a method and system for incorporating and centralizing and probabilistically quantifying the risk of infection.
また、本発明のもう一つの目的は、ある区画での感染リスクの判定(例えば、安全、注意、又は危険であるか否かの評価)のための閾値の設定に、WHOなどの公的機関による疫学上の指針・基準を直接適用可能な感染リスク定量化方法及びそのシステムを提供することである。 Another object of the present invention is to set a threshold value for determining the risk of infection in a certain section (for example, evaluation of safety, caution, or danger) by a public organization such as WHO. To provide an infection risk quantification method and its system to which the epidemiological guidelines and criteria can be directly applied.
さらに、本発明のもう一つの目的は、ある区画での区画内の空気環境を整える機器の運転状況を変更するための閾値の設定に、WHOなどの公的機関による疫学上の指針・基準を直接適用可能であり、これらの機器の運転の自動制御を可能とする感染リスク定量化方法及びそのシステムを提供することである。 Further, another object of the present invention is to set an epidemiological guideline / standard by a public institution such as WHO for setting a threshold value for changing the operating condition of a device for adjusting the air environment in a certain section. It is to provide an infection risk quantification method and a system thereof that can be directly applied and enables automatic control of the operation of these devices.
本発明者らは、鋭意検討の末、上述の問題点を見事に解決できる新規なシステム及び方法を見出し、本発明を完成した。 After diligent studies, the present inventors have found a novel system and method that can brilliantly solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.
すなわち本発明は、例えば、以下の構成・特徴を備えるものである。
(態様1)
施設内の少なくとも1つの区画の感染リスクを評価する感染リスク定量化方法であって、
前記区画内のCO2濃度を計測しつつ、前記施設外のCO2濃度を計測する計測工程と、
疫学データ閲覧サイトから、少なくとも1つの感染症に関する前記施設の属する地域の感染者報告数nrを随時取得する工程と、
数理モデルを用いて前記区画での感染確率Pを随時導出する工程と、
を含み、かつ、
前記数理モデルは、以下の数式で求められる、
ことを特徴とする感染リスク定量化方法。
(態様2)
前記数理モデルを用いて、前記区画の安全レベルを判断するための警報閾値TAを少なくとも1つ決定する警報閾値決定工程を更に含み、かつ、
前記警報閾値決定工程は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定する工程と、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定する工程と、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定する工程と、
前記基準B 3 を基に前記警報閾値T A を決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする態様1に記載の感染リスク定量化方法。
(態様3)
空気環境を整えるための少なくとも1つの機器を備えた機器監視制御部を前記区画内に配置して、前記機器の運転状況を確認する工程と、
前記数理モデルを用いて、前記機器の前記運転状況を変更するための機器制御閾値TDを少なくとも1つ決定する機器制御閾値決定工程と、
前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD未満であると判断されれば運転状態にある前記機器の数を減らす一方、前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD以上であると判断されれば運転状態にある前記機器の数を増やす機器運転変更工程と、
を更に含み、かつ、
前記機器制御閾値決定工程は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定する工程と、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定する工程と、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定する工程と、
前記基準B 3 を基に前記機器制御閾値T D を決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする態様1又は2に記載の感染リスク定量化方法。
(態様4)
前記数理モデルにより導出された感染確率Pをユーザが操作可能な端末に随時送信して、該端末の画面に表示可能にする、
ことを特徴とする態様1〜3のいずれかに記載の感染リスク定量化方法。
(態様5)
施設内の少なくとも1つの区画の感染リスクを評価する感染リスク定量化システムであって、
通信網に接続された通信部と記憶部と演算部とを備えたシステムサーバと、
前記通信網に直接又は間接的に接続され、かつ、前記区画内のCO2濃度を計測する室内環境センサと前記施設外のCO2濃度を計測する屋外環境センサとを備えた計測監視部と、
前記通信網に接続され、かつ、少なくとも1つの感染症に関する前記施設の属する地域の感染者報告数nrを随時蓄積する疫学データ閲覧サイトと、
を含み、かつ、
前記記憶部では、前記通信部を介して、前記計測監視部で取得されたCO2濃度と、前記疫学データ閲覧サイトで蓄積された前記感染者報告数nrを記憶し、
前記演算部では、前記記憶部で記憶された各CO2濃度と、前記感染者報告数nrとを以下の数式の数理モデルに代入して、前記区画での感染確率Pを導出する、
ことを特徴とする感染リスク定量化システム。
(態様6)
前記システムサーバの前記演算部では、前記数理モデルを用いて、前記区画の安全レベルを判断するための警報閾値TAを少なくとも1つ決定し、
前記システムサーバの前記記憶部では、前記警報閾値TAを記憶し、かつ、
前記システムサーバの前記演算部は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定し、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定し、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定し、かつ、
前記基準B 3 を基に前記警報閾値T A を決定する、
を含む、
ことを特徴とする態様5に記載の感染リスク定量化システム。
(態様7)
前記感染リスク定量化システムは、空気環境を整えるための少なくとも1つの機器を備えた機器監視制御部と、
を更に含み、かつ、
前記システムサーバの前記制御部では、前記機器の運転状況を確認し、
前記システムサーバの前記演算部では、前記数理モデルを用いて、前記機器の前記運転状況を変更するための機器制御閾値TDを少なくとも1つ決定し、
前記システムサーバの前記制御部は、前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD未満であると判断すれば運転状態にある前記機器の数を減らす一方、前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD以上であると判断すれば運転状態にある前記機器の数を増やし、かつ、
前記システムサーバの前記演算部は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定し、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定し、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定し、かつ、
前記基準B 3 を基に前記機器制御閾値T D を決定する、
を含む、
ことを特徴とする態様5又は6に記載の感染リスク定量化システム。
(態様8)
前記感染リスク定量化システムは前記通信網に接続されたユーザ操作端末を更に含み、
前記ユーザ操作端末は、前記システムサーバから、前記数理モデルにより導出された感染確率Pを随時受信して、該端末の画面に表示可能にする、
ことを特徴とする態様5〜7のいずれかに記載の感染リスク定量化システム。
That is, the present invention has, for example, the following configurations and features.
(Aspect 1)
An infection risk quantification method that assesses the risk of infection in at least one section of a facility.
A measurement process for measuring the CO 2 concentration outside the facility while measuring the CO 2 concentration inside the section.
The process of acquiring at least one infectious disease-related infectious person report number nr in the area to which the facility belongs from the epidemiological data browsing site at any time.
The process of deriving the infection probability P in the section using a mathematical model at any time, and
Including and
The mathematical model can be obtained by the following mathematical formula.
A method for quantifying infection risk.
(Aspect 2)
Using said mathematical model, further saw including an alarm threshold determination step of determining at least one alarm thresholds T A for determining the safety level of the partition, and,
The alarm threshold determination step is
A step of calculating the indoor environmental standards B 1 from the first public hands,
A step of calculating the epidemiological side environmental standards B 2 from the second public hands,
A step of substituting the criteria B 1 and B 2 into the mathematical model and setting the obtained infection probability P as the threshold basis criterion B 3;
And determining the alarm threshold T A on the basis of the reference B 3,
including,
The method for quantifying an infection risk according to the first aspect.
(Aspect 3)
A process of arranging a device monitoring control unit equipped with at least one device for adjusting the air environment in the section and confirming the operating status of the device, and a process of confirming the operation status of the device.
Using said mathematical model, the device control threshold value determining step of determining at least one device control threshold T D for changing the operating conditions of the device,
While the infection probability P reduces the number of the devices in the operation state when it is determined to be less than the device control threshold T D, if it is determined that the probability of infection P is the device control threshold T D or A device operation change process that increases the number of the devices in operation, and
Further only it contains, and,
The device control threshold determination step is
A step of calculating the indoor environmental standards B 1 from the first public hands,
A step of calculating the epidemiological side environmental standards B 2 from the second public hands,
A step of substituting the criteria B 1 and B 2 into the mathematical model and setting the obtained infection probability P as the threshold basis criterion B 3;
The step of determining the device control threshold value T D based on the reference B 3 and
including,
The method for quantifying infection risk according to
(Aspect 4)
The infection probability P derived by the mathematical model is transmitted to a terminal that can be operated by the user at any time so that the infection probability P can be displayed on the screen of the terminal.
The method for quantifying an infection risk according to any one of
(Aspect 5)
An infection risk quantification system that assesses the risk of infection in at least one compartment within a facility.
A system server equipped with a communication unit, a storage unit, and an arithmetic unit connected to a communication network,
A measurement monitoring unit that is directly or indirectly connected to the communication network and includes an indoor environment sensor that measures the CO 2 concentration in the compartment and an outdoor environment sensor that measures the CO 2 concentration outside the facility.
Connected to the communication network, and the epidemiological data browsing sites for storing at any time infected persons reported number n r of the area belongs the facility for at least one infection,
Including and
The storage unit stores the CO 2 concentration acquired by the measurement and monitoring unit and the number of reported infected persons nr accumulated at the epidemiological data browsing site via the communication unit.
In the calculation unit, each CO 2 concentration stored in the storage unit and the number of reported infected persons nr are substituted into the mathematical model of the following mathematical formula to derive the infection probability P in the section.
An infection risk quantification system characterized by this.
(Aspect 6)
In the arithmetic unit of the system server, using said mathematical model, the alarm threshold value T A for determining the safety level of the compartment to determine at least one,
In the storage unit of the system server, storing the alarm threshold T A, and
The arithmetic unit of the system server
Calculate the indoor environmental standard B 1 from the first public guideline,
The epidemiology side environmental standards B 2 calculated from the second public hands,
The criteria B 1 and B 2 are substituted into the mathematical model, and the obtained infection probability P is set as the threshold basis criterion B 3 and
Determining the alarm threshold T A on the basis of the reference B 3,
including,
The infection risk quantification system according to the fifth aspect.
(Aspect 7)
The infection risk quantification system includes a device monitoring and control unit equipped with at least one device for adjusting the air environment.
Including, and
In the control unit of the system server, the operating status of the device is confirmed, and the operation status of the device is confirmed.
In the arithmetic unit of the system server, using said mathematical model, the device control threshold T D for changing the operating conditions of the device to determine at least one,
The control unit of the system server, while the infection probability P reduces the number of the devices in the operation state when it is judged to be less than the device control threshold T D, the probability of infection P is the device control threshold T D increase the number of said devices in the operation state when it is judged to be equal to or greater than, and,
The arithmetic unit of the system server
Calculate the indoor environmental standard B 1 from the first public guideline,
The epidemiology side environmental standards B 2 calculated from the second public hands,
The criteria B 1 and B 2 are substituted into the mathematical model, and the obtained infection probability P is set as the threshold basis criterion B 3 and
The device control threshold value T D is determined based on the reference B 3.
including,
The infection risk quantification system according to
(Aspect 8)
The infection risk quantification system further includes a user-operated terminal connected to the communication network.
The user-operated terminal receives the infection probability P derived by the mathematical model from the system server at any time and makes it displayable on the screen of the terminal.
The infection risk quantification system according to any one of
本発明の方法によれば、数理モデルを利用して定量的な感染確率を算出することができ、より定量的な感染リスクの評価や可視化が可能となる。 According to the method of the present invention, a quantitative infection probability can be calculated using a mathematical model, and a more quantitative infection risk can be evaluated and visualized.
また、本発明の感染リスクの定量化に際しては、施設内の環境データの変化の他に、施設外の感染状況(施設が属する地域の市中感染状況)に関する経時的な疫学データも利用するため、算出される感染確率は季節や地域によって変動しがちな感染症の流行レベルの実態が反映されたものになる。 In addition, in quantifying the infection risk of the present invention, in addition to changes in the environmental data inside the facility, epidemiological data over time regarding the infection status outside the facility (the community-acquired status of the area to which the facility belongs) is also used. The calculated infection probability reflects the actual epidemiological level of infectious diseases that tends to fluctuate depending on the season and region.
また、本発明の方法によれば、感染リスクの判定における閾値の設定に、WHOなどの公的機関の指針・基準を直接適用できる。本発明では、従来技術に比べ、閾値設定の根拠に信頼がおけるようになる。さらに、本発明の好適な態様によれば、ある区画での区画内の空気環境を整える機器の運転状況を変更するための閾値の設定にも、WHOなどの公的機関による疫学上の指針・基準を直接適用可能であり、これらの機器の運転の自動制御が可能となる。 Further, according to the method of the present invention, the guideline / standard of a public institution such as WHO can be directly applied to the setting of the threshold value in the determination of the infection risk. In the present invention, the basis for setting the threshold value becomes more reliable than in the prior art. Further, according to a preferred embodiment of the present invention, an epidemiological guideline by a public institution such as WHO can be used to set a threshold value for changing the operating condition of a device for adjusting the air environment in a section. The criteria can be applied directly and the operation of these devices can be automatically controlled.
以下、添付の図面を参照しながら下記の具体的な実施形態に基づき本発明の技術的内容を説明するが、本発明はこれらの実施形態に何等限定されるものではない。 Hereinafter, the technical contents of the present invention will be described based on the following specific embodiments with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
(感染リスク定量化システムの主要な構成)
図1に、本発明の感染リスク定量化システム1(以下、単に「システム」とも呼ぶ。)を示す。本システム1は、システムサーバ2と、環境データ入出力装置3と、ユーザ操作端末4と、疫学データ閲覧サイト5と、計測監視部6と、機器監視制御部7と、から構成されている。これらの各構成要素2〜7は以下に詳述する。
(Main configuration of infection risk quantification system)
FIG. 1 shows the infection
(システムサーバの概要)
システムサーバ2は本システム1での感染リスク評価処理の中心的な役割を担う。なお、システムサーバ2は、通信網Wを経由しないスタンドアローン型の形態でも、通信網Wを経由したネットワーク型(例えば、図1に示すようなクラウドサーバ)の形態でもよい。図1の例では、システムサーバ2には通信部21、記憶部22、演算部23、制御部24、及び閲覧表示部25などが設けられている。
(Overview of system server)
The
通信部21は、通信網Wを介して、環境データ入出力装置3やユーザ操作端末4と情報のやりとりを行う。なお、通信部21は、疫学データ閲覧サイト5から、後述する疫学データの取得を行う。
The
記憶部22では、システムサーバ2外部の構成要素3〜7から通信部21を介して取得した信号やデータを保存したり、システムサーバ2内の演算部23で算出された演算データも保存したりすることができる。
The
演算部23では、通信部21で取得し記憶部22で保存された入力情報を利用しながら後述の定量化方法に示すように感染リスク情報を算出する。
The
制御部24では、通信網Wを介してシステムサーバ2と接続している環境データ入出力装置3、ユーザ操作端末4及び疫学データ閲覧サイト5とのデータの送受信に関する制御を行ったり、演算部23で算出した感染リスク情報(後述の感染確率P、機器制御閾値TDや警報閾値TA(TA1,TA2))を利用し、機器監視制御部7の後述する運転状況の変更を行ったりすることができる。
The
閲覧表示部25では、システムサーバ2やユーザ操作端末4の画面等に演算部23で算出された感染リスク情報を感染症(病原種)毎にリアルタイムに表示することができる。この他にも、通信部21で取得した入力情報を表示させたり、演算部23での感染リスク評価の際に使用する閾値等の各種パラメータ(後述)の選択画面を表示させたり、計測監視部6における各種センサ61,62や機器監視制御部7の運転状況を表示させたりすることもできる。なお、システムサーバ2の画面等に表示される内容と同様の内容をユーザ操作端末4の操作画面4dに表示させるようにしてもよい。
The
(環境データ入出力装置の概要)
環境データ入出力装置3は、通信網Wを介してシステムサーバ2に接続されるとともに、計測監視部6や機器監視制御部7にも接続されている。なお、図示の例では、環境データ入出力装置3と計測監視部6及び機器監視制御部7との接続が直接的であるが、通信網Wを介した接続であってもよい。
(Overview of environmental data input / output device)
The environment data input /
環境データ入出力装置3には、通信部31や信号入出力部32などが設けられている。信号入出力部32は、例えば、計測監視部6の後述する各種センサ61、62にて計測された環境データを受信して通信部31を介してシステムサーバ2へ送信する。
The environment data input /
さらに信号入出力部32は、機器監視制御部7から機器71,72,73の運転状況を受信してシステムサーバ2へ送信する。また、信号入出力部32はシステムサーバ2から機器監視制御部7への信号の受信も行う。具体的には、システムサーバ2の制御部24から発せられた制御信号を環境データ入出力装置3の通信部31を介して受信し、機器監視制御部7内の各種機器71〜73の運転状況を変更する。信号入出力部32として、例えば、市販のPLC(Programmable Logic Controller)を利用することができる。
Further, the signal input /
(ユーザ操作端末の概要)
ユーザ操作端末4は、施設(例えば、病院や介護施設)内の所定の空間を有した区画(例えば、ナースステーション、待合室、病室)内で使用されることを前提とするが、施設外での使用も可能である。ユーザ操作端末4は、ナースステーション等に据え置かれる据置端末41の形態であってもよいし、医療従事者が携帯する携帯端末42の形態であってもよい。
(Overview of user-operated terminals)
The
(疫学データ閲覧サイトの概要)
疫学データ閲覧サイト5は、少なくとも一種の感染症(病原種)の地域別の感染者情報などの感染症流行情報を閲覧・取得できるサイトである。例えば、国立感染症研究所や地方自治体のサイトが上記流行情報(例えば、地域別の感染者報告数nr)を公表しており、これらの情報の閲覧・取得が可能である。なお、感染症には、例えば、インフルエンザウイルス、結核、麻疹、新型コロナウイルスなどが挙げられる。
(Overview of epidemiological data browsing site)
The epidemiological
(計測監視部の概要)
計測監視部6には、例えば、施設内(病室や待合室など)の二酸化炭素(CO2)濃度を計測する室内環境センサ61と、施設外の二酸化炭素(CO2)濃度を計測する屋外環境センサ62とが設けられる。
(Outline of measurement monitoring unit)
The measurement monitoring unit 6 includes, for example, an indoor environment sensor 61 that measures the carbon dioxide (CO 2 ) concentration inside the facility (such as a hospital room or a waiting room) and an
(機器監視制御部の概要)
機器監視制御部7には、例えば、計測監視部6により監視されている対象空間(病室や待合室等の区画)に浮遊するウイルスを死滅又は不活化させることを目的とした殺菌装置71(例えば、紫外線照射装置)と、対象空間の空気を換気可能な換気送風装置72と、対象空間の空気を吸引しフィルタでもってろ過可能なフィルタろ過装置73(例えば、空気清浄機)とが設けられる。
(Overview of equipment monitoring and control unit)
The device monitoring control unit 7 includes, for example, a sterilizing device 71 (for example, a sterilizing device 71) for the purpose of killing or inactivating a virus floating in a target space (a section such as a hospital room or a waiting room) monitored by the
これらの機器監視制御部7の機器71〜73の少なくとも1つは監視対象空間の各区画に設置されていることが望ましく、本発明のシステム1により、ある区画の感染リスクが高い(「注意」や「警告」)と判定された場合に、該区画内を浮遊するウイルスを殺菌したり、換気やろ過を行うことで該区画内の空気を清浄したりできるよう作動する。加えて、機器監視制御部7の機器71〜73が複数配置されていた場合に、どの機器71〜73から優先的に作動させるかについて作動順序の優先順位を決めておくことが望ましい。例えば、本発明者らの経験によれば、感染リスクが高いと判定された場合、殺菌装置71(紫外線照射装置)、フィルタろ過装置73(空気清浄機)、換気送風装置72の順番で、優先的に作動(増段)させることがさらに望ましい。
It is desirable that at least one of the
(本発明の感染リスク定量化方法)
次に、図2を参照しながら、本発明の感染リスク定量化方法について詳しく説明する。
(Method for Quantifying Infection Risk of the Present Invention)
Next, the infection risk quantification method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.
先ず計測監視部6の各センサ61,62を運転させる。本実施例では、室内環境センサ61を用いて施設内の監視対象の各空間(区画)内のCO2濃度をリアルタイムに計測するとともに、屋外環境センサ62を用いて施設外(屋外)のCO2濃度をリアルタイムに計測する(工程S1)。このように計測されたCO2濃度のデータは環境データ入出力装置3や通信網Wを経由してシステムサーバ2に送られ、記憶部22に保存・蓄積される。ここで、区画内のCO2濃度は、一般に、日中、該区画内に患者や医療従事者等の在室者が居りCO2を発生するために、人口密度の低い施設外の屋外CO2濃度よりも高い。しかしながら、夜間になると、区画によっては在室者が減るか、全く存在しない状況も生まれ、区画内のCO2濃度は屋外CO2濃度に近づいていく。
First, the
そこで、夜間、監視区画内に在室者が居らず、室内環境センサ61で取得された該区画内CO2濃度が屋外CO2濃度と同等の値まで低下する場合に限り、夜間に低下した該区画内CO2濃度(以下、「初期値」とも呼ぶ。)を屋外CO2濃度として代用することも可能である。これにより、屋外環境センサ62を一時運休してその消費電力を抑制したり、或いは、屋外環境センサ62の設置を不要としたりすることができる。
Therefore, only when there is no occupant in the monitoring section at night and the CO 2 concentration in the section acquired by the
次に、システムサーバ2は、疫学データ閲覧サイト5にアクセスして監視対象の施設が存在する地域(都道府県)の流行情報(言い換えれば、市中感染状況)を取得し、記憶部22に保存・蓄積する(工程S2)。例えば、国立感染症研究所のサイトでは都道府県毎や感染症(病原種)毎の感染者数が日々更新・蓄積されている。
Next, the
また、システムサーバ2は、上述した機器監視制御部7について利用可能な機器71〜73の種類や運転状況を確認する(工程S3)。なお、監視対象の区画に機器監視制御部7が設置されていなければ、これを配置して本システム1に接続したうえで、運転状況を確認する。
Further, the
本システム1の操作者(「ユーザ」とも呼ぶ。)は、本システム1で監視(つまり、感染リスクの定量化)を希望する感染症(病原種)を選択する(工程S4)。図4などに示す例では、インフルエンザウイルス、結核、麻疹、新型コロナウイルスの合計4つの病原種から選択できる。
The operator (also referred to as “user”) of the
工程S4で選択した感染症に対応した機器制御閾値TDや警報閾値TA(TA1,TA2)を決定することが望ましい(工程S5)。ここで、機器制御閾値TDや警報閾値TA(TA1,TA2)は後述する数理モデルを利用して決定することができる。なお、機器制御閾値TDとは、システムサーバ2の制御部24が機器監視制御部7内の機器71〜73の運転状態を変更するか否かの基準値であり、警報閾値TA(TA1,TA2)とは、システムサーバ2の制御部24が、監視区画での現時点の感染確率Pから該区画の安全レベルを判定するための指標である。
It is desirable to determine the device control threshold T D and the alarm threshold T A ( TA1 , TA2 ) corresponding to the infectious disease selected in step S4 (step S5). Here, the device control threshold T D and the warning threshold T A (T A1, T A2 ) can be determined using a mathematical model which will be described later. Note that the device control threshold T D, the
上述の工程S1〜S2で取得した入力値(環境データ、疫学データ)や工程S3〜S4で選択した本システム1での運転条件や設定条件が揃うと、システムサーバ2の演算部23は、後述する数理モデルを利用して監視対象の各区画での感染確率P(選択した感染症における感染確率P)を算出する(工程S6)。この感染確率Pの算出は一定間隔毎に継続的に実行される。得られた感染確率Pは上述の設定条件(各種閾値TD,TA、機器運転状況)とともにユーザ操作端末4に送られて操作画面4dに表示される(工程S7)。なお、同様の感染リスク情報がシステムサーバ2の画面にも表示されるようにしてもよい。
When the input values (environmental data, epidemiological data) acquired in the above steps S1 to S2 and the operating conditions and setting conditions in the
随時算出される各区画の感染確率Pは上述の各種閾値TD,TAと比較される。具体的には、感染確率Pが機器制御閾値TDを超えているかどうかを判断する(工程S8)。感染確率Pが該閾値TDを超えていない場合は、制御部24は、運転状態の機器監視制御部7の機器71〜73の数を減らすよう信号を送信する(工程S81)。運転状態の機器監視制御部7が機器1台のみであれば、機器監視制御部7は停止状態となる。また、機器監視制御部7が既に停止状態であった場合は運転状態の機器71〜73は存在しないため、停止状態を継続することになる。
Infection probability P of each compartment from time to time calculated above various threshold T D, is compared to T A. Specifically, it is determined whether or not the infection probability P exceeds the device control threshold value T D (step S8). If the infection probability P does not exceed the threshold value T D, the
一方で、監視対象のある区画の感染確率Pが機器制御閾値TDを超えてしまった場合は、停止状態から運転状態に変更可能な機器監視制御部7の機器71〜73が少なくとも1つ存在するかどうかを判断する(工程S82)。もし存在すれば、予め定めた稼働優先順位に応じて機器監視制御部7の機器71〜73の追加運転を開始する(工程S83)。このような本システム1の制御部24の処理により、機器監視制御部7の運転に関する自動制御が可能となる。なお、機器制御閾値TDは1つの値に限られず、複数の値が設定されてもよい。
On the other hand, if the infection probability P of the monitored zone is exceeded the device control threshold T D is at least one is equipment 71-73 mutable equipment monitoring control unit 7 to the operating state from a stopped state exists It is determined whether or not to do so (step S82). If it exists, the additional operation of the
この工程S8〜S83を終えると、制御部24は、感染確率Pが警報閾値TAを超えているかどうかを判断する(工程S9(S9A))。警報閾値TAは、図2に示す例のように、値が異なる大小2種類の閾値TA1,TA2が用意されていてもよい。どちらの警報閾値TA1,TA2も超えていない場合は「安全」と判定して(工程S91)、当該信号をユーザ操作端末4へ向けて発信する(工程S10)。なお、一つ前のルーチン処理にて、後述の「注意」や「警告」と判定されていた場合は当該判定を解除する。この場合、システムサーバ2やユーザ操作端末4の操作画面4d上の対象区画の安全レベル表示欄に当該信号「安全」が表示される(図4を参照)。
After completing this step S8~S83,
これに対し、感染確率Pが、比較的小さな警報閾値TA1以上であるだけでなく比較的大きな警報閾値TA2以上であるかどうかを判定する(工程S9B)。感染確率Pが閾値TA2未満である場合(TA1≦P<TA2)には、「注意」と判定し(工程S92)、当該信号をユーザ操作端末4へ向けて発信する(工程S10)。この場合、システムサーバ2やユーザ操作端末4の操作画面4d上の対象区画の安全レベル表示欄に当該信号「注意」が表示される(図4を参照)。
In contrast, it is determined whether infection probability P is relatively not only a relatively small alarm threshold T A1 or greater alarm threshold T A2 above (step S9B). When the infection probability P is less than the threshold value TA2 (TA1 ≤ P < TA2 ), it is determined as "caution" (step S92), and the signal is transmitted to the user operation terminal 4 (step S10). .. In this case, the signal "Caution" is displayed in the safety level display column of the target section on the
さらに、感染確率Pが比較的大きな警報閾値TA2以上の範囲(TA2≦P)に入ってしまった場合には、「警告」と判定し、当該信号をユーザ操作端末4へ向けて発信する(工程S93)。この場合、システムサーバ2やユーザ操作端末4の操作画面4d上の対象区画の安全レベル表示欄に当該信号「警告」が表示される(図4を参照)。
Further, when the infection probability P falls within the range of the alarm threshold TA2 or more (TA2 ≦ P) having a relatively large alarm value, it is determined as “warning” and the signal is transmitted to the
(本システムに使用する数理モデルの導出)
次に、上述した工程S6での感染確率Pをリアルタイムに算出する数理モデルについて詳述する。このモデルは、非特許文献2に記載のRudnick and Miltonの感染確率モデル(数式3)から、本発明者らが独自に改良を加えて編み出した数式である。
(Derivation of mathematical model used for this system)
Next, a mathematical model for calculating the infection probability P in the above-mentioned step S6 in real time will be described in detail. This model is a mathematical formula originally developed by the present inventors from the infection probability model (formula 3) of Rudnick and Milton described in
ここで、fは室内CO2濃度全体に占める呼気由来のCO2濃度の割合であり、Iは閉鎖空間での感染者数であり、qはある感染症(病原種)に感染した者の呼気による感染性粒子発生速度(「quanta」とも呼ばれ、単位は〔1/h〕)であり、tは室内滞在時間であり、nは区画内(室内)の人数である。 Here, f is the ratio of the CO 2 concentration derived from exhaled breath to the total indoor CO 2 concentration, I is the number of infected persons in a closed space, and q is the exhaled breath of a person infected with a certain infectious disease (pathogen). Infectious particle generation rate due to (also called "quanta", unit is [1 / h]), t is the indoor stay time, and n is the number of people in the compartment (indoor).
さらに、fは以下の数式4で示され、上述した各CO2濃度の測定値を利用可能である。
Further, f is represented by the following
ここで、Ciは室内環境センサ61で計測された区画内CO2濃度であり、Coは屋外環境センサ62で計測された屋外CO2濃度(但し、上述の区画内CO2濃度が夜間に屋外CO2濃度の値まで下がる場合は、区画内CO2濃度の前記夜間の前記値(初期値)で代用可能)であり、Caは人の呼気で発生するCO2濃度の割合(Ca=0.038の一定値)である。CiやCoは上述のセンサ61,62により計測し、システムサーバ2の記憶部22に保管されている環境データを利用することができる。
Here, C i is the compartment CO 2 concentration measured by the indoor
しかしながら、本発明者らは、公知の数式3では感染者数Iを「定数」として扱っていることに気が付いた。つまり、監視区画内の在室者の感染状況や空気中に浮遊する感染性粒子量を直接モニタリングできない以上、この数式3のままではリアルタイムに感染確率を随時求めていくことができないことになる。
However, the present inventors have noticed that the known
そこで、本発明者らは、感染者数Iにリアルタイム性を持たせるために疫学データ閲覧サイト5で公開されている疫学データを取得し、これから地域流行特性が在室者に与える影響因子Fを推定した上で感染者数Iを特定した。例えば、取得された疫学データのうち当日の感染者数(都道府県毎の感染者報告数nr)を対応する都道府県の人口で除することで、地域流行特性が在室者に与える影響因子F(例、F=(ある県の感染者報告数nr)/(当該県の県人口nt))とし、この影響因子Fに、監視対象区画の在室者数nを掛け合わせたものを感染者数I(I=n×F)とした。つまり、本発明の数理モデルは以下の数式5に書き直すことができる。
Therefore, the present inventors acquired the epidemiological data published on the epidemiological
ここで、qはある感染症(病原種)に感染した者の呼気による感染性粒子発生速度(quanta、単位は〔1/h〕)であり、病原種毎に決まった既定値である。例えば、本実施例で監視対象とする4つの感染症(病原種)の感染性粒子発生速度qを表1に示す。 Here, q is the rate of infectious particle generation (quanta, unit is [1 / h]) due to the exhaled breath of a person infected with a certain infectious disease (pathogen), and is a default value determined for each pathogen. For example, Table 1 shows the infectious particle generation rates q of the four infectious diseases (pathogens) monitored in this example.
この数式5により、本システム1による感染確率Pの評価が、監視する対象施設が属する地域の市中感染状況の変動に応じたものとなり、よりリアルタイムで現地状況をより反映した感染リスクの定量化が実現する。このように市中感染状況の統計値(疫学データ)を用いることで、施設内で得られる環境データのみを用いた評価手法よりも高精度に感染リスクを補足できているし、屋内外の二酸化炭素濃度の差分(Ci−Co)を用いることで、いわゆる「密」状況に起因するリスク上昇も感染リスクに反映することができるのである。
According to this
本発明者らは、監視対象区画に殺菌装置71、換気送風装置72,フィルタろ過装置73などの機器監視制御部7を設置することも想定しており、これらの機器71〜73を稼働させることにより、空気中の病原を不活化したり、除去したりすることができる。従って、本発明者らはこれらの機器監視制御部7の運転による病原除去効果を数式5に織り込んで、以下の数式6を導き出した。
The present inventors also assume that equipment monitoring control units 7 such as a
ここで、ηは区画(室)内に設置されている機器監視制御部7のワンパス除去率であり、QMは室内に設置されている機器監視制御部7の処理風量であり、Vは室(監視対象)の気積である。 Here, η is the one-pass removal rate of the equipment monitoring and control unit 7 installed in the compartment (room), Q M is the processing air volume of the equipment monitoring and control unit 7 installed in the room, and V is the room. It is the volume of (monitoring target).
空気清浄機等の機器監視制御部7の性能は基本的に「ワンパス除去率η」と「処理風量QM」とで規定される。ワンパス除去率ηとは、空気清浄機に空気が1回通過する際に除去できる粒子の割合を示したものである。なお、実際の感染性粒子の除去量は、ワンパス除去率ηと処理風量QMとを乗じたものに、更に感染性粒子濃度と機器運転時間とを乗じて求めることになる。そして、当該除去量を濃度として表現する場合には、当該除去量を気積Vで除せばよく、装置が複数台ある場合に拡張すると、以下の数式7で表される。 Equipment performance monitoring control unit 7 of the air cleaner and the like are specified out essentially as a "one-pass removal ratio η" and "process air volume Q M". The one-pass removal rate η indicates the ratio of particles that can be removed when air passes through the air purifier once. Incidentally, removal of actual infectious particles are those obtained by multiplying the processing air volume Q M and pass removal rate eta, it will be obtained by multiplying the more infectious particle concentrations and equipment operating time. Then, when the removed amount is expressed as a concentration, the removed amount may be divided by the air volume V, and when expanded to the case where there are a plurality of devices, it is expressed by the following mathematical formula 7.
本システム1では、監視対象の区画内に、殺菌装置71、換気送風装置72,フィルタろ過装置73など、複数の機器監視制御部7を設置することを想定している。このため、上記数式は機器台数の総和の形で表している。mは機器番号を示し、Nは区画内の感染性粒子の濃度を示す。そして、数式7を数式6に反映することにより数理モデルは以下の数式8で表現される。
In this
この数式8が、本発明の感染リスク定量化方法で利用可能な数理モデルとなり、本システムの計測監視部6や機器監視制御部7で取得された環境データや信号、疫学データなどの入力情報を数式8に代入することによって、感染確率Pをリアルタイムに定量化し、本システム1のユーザ(例えば、医療従事者)に通知することができるようになる。
This mathematical formula 8 becomes a mathematical model that can be used in the infection risk quantification method of the present invention, and input information such as environmental data, signals, and epidemiological data acquired by the
(機器制御閾値と警報閾値の算出方法)
図3(a)及び(b)を参照しながら上述の工程S5の実施内容(機器制御閾値TDと警報閾値TA(TA1,TA2)の算出方法)の詳細について説明する。これらの閾値TD,TAを決定するに当たり、本発明者らは、1)区画(室内)側環境基準B1と、2)疫学側(屋外側)環境基準B2とを決定し、3)これらの2つの指標B1,B2を上述の数理モデルに代入して得られた感染確率Pを閾値根拠基準B3とすることにした。
(Calculation method of device control threshold and alarm threshold)
The details of the implementation contents of the above-mentioned step S5 ( calculation method of the device control threshold value T D and the alarm threshold value T A (TA 1 , TA 2 )) will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). These thresholds T D, in determining the T A, the present inventors have found that 1) compartment and in-room side environmental standards B 1, 2) Epidemiology side (outdoor side) determines the environmental standards B 2, 3 ) We decided to use the infection probability P obtained by substituting these two indexes B 1 and B 2 into the above-mentioned mathematical model as the threshold basis standard B 3 .
(室内側環境基準への環境衛生上の公的指針(第1公的指針)の利用)
先ず、室内側環境基準B1は、厚生労働省などの官公庁が公表しているCO2濃度に関する環境衛生上の指針(つまり、室内CO2濃度が屋外CO2濃度に700ppmを加算した値以下にすべきとの指針(「第1公的指針」とも呼ぶ。))から算定する(工程S51)。すなわち、室内側環境基準B1は、以下の数式9で表現できる。
(Use of public guidelines for environmental hygiene (first public guidelines) for indoor environmental standards)
First, the indoor environmental standard B 1 is an environmental hygiene guideline regarding CO 2 concentration published by government agencies such as the Ministry of Health, Labor and Welfare (that is, the indoor CO 2 concentration should be less than or equal to the value obtained by adding 700 ppm to the outdoor CO 2 concentration. It is calculated from the guideline (also referred to as "first public guideline")) (step S51). That is, the indoor environmental standard B 1 can be expressed by the following mathematical formula 9.
(疫学側(屋外側)環境基準への衛生上の公的指針(第2公的指針)の利用)
一方、疫学側(屋外側)環境基準B2は、世界保健機関(WHO)や国立感染症研究所などが公表している各感染症の流行レベルに関する警報指針(「第2公的指針」とも呼ぶ。))から算定する(工程S52)。
(Use of public hygiene guidelines (second public guidelines) for epidemiological (outdoor) environmental standards)
On the other hand, epidemiological side (outdoor side) environmental standards B 2 is, both the alarm guidance on the epidemic level of each infection such as the World Health Organization (WHO) and the National Institute of Infectious Diseases is published ( "the second official guidelines" It is calculated from (call)) (step S52).
例えば、第2公的指針として、結核菌の場合、年間罹患率が10万人当たり10人以上になると警戒すべきとの指針が得られていることから、疫学側(屋外側)環境基準B2は以下の数式10で表現できる。 For example, as the second official guideline, in the case of tubercle bacillus, there is a guideline that caution should be exercised when the annual morbidity rate is 10 or more per 100,000 people, so the epidemiological side (outdoor side) environmental standard B 2 Can be expressed by the following formula 10.
(閾値根拠基準の決定)
このように決定した基準B1,B2を、数理モデルのパラメータとして上述の数式7,8に代入し、最終的に得られた感染確率Pを閾値根拠基準B3として設定する(工程S53)。例えば、以上のB1やB2の具体的数値を代入すると、感染確率P(閾値根拠基準B3)=25×10−8(=0.000025%)が得られる(図7に示す感染症3の欄も参照)。
(Determination of threshold basis criteria)
The criteria B 1 and B 2 determined in this way are substituted into the above equations 7 and 8 as parameters of the mathematical model, and the finally obtained infection probability P is set as the threshold basis criterion B 3 (step S53). .. For example, by substituting the above specific numerical values of B 1 and B 2 , the infection probability P (threshold basis basis B 3 ) = 25 × 10-8 (= 0.000025%) can be obtained (infectious disease shown in FIG. 7). See also column 3).
(閾値根拠基準を基に警報閾値を決定・調整)
以上の閾値根拠基準B3を基に、警報閾値TA(TA1,TA2)や機器制御閾値TDをシステム管理者或いはユーザによって任意に決定すればよい(工程S54)。例えば、比較的大きな警報閾値TA2は閾値根拠基準B3と同じかそれ以上に設定し、比較的小さな警報閾値TA1は閾値根拠基準B3よりも幾分小さな値(例えば約80〜90%)に設定してもよい。
(Determining and adjusting the alarm threshold based on the threshold basis criteria)
Based on the threshold rationale reference B 3 above, it may be determined alarm threshold T A (T A1, T A2 ) and device control threshold T D arbitrarily by the system administrator or the user (step S54). For example, a relatively large alarm threshold T A2 set to greater than or equal to the threshold value basis reference B 3, a relatively small alarm threshold T A1 is somewhat smaller than the threshold rationale reference B 3 (e.g., about 80-90% ) May be set.
例えば、ユーザは、閾値根拠基準B3の感染状況(例えば、新型コロナウイルスの判定でステージ3相当の状況であった場合)を確認しながら、閾値根拠基準B3の値に到達するよりも前に「注意」を発信(喚起)し、閾値根拠基準B3をやや超過したら「警告」を発信(喚起)したい等のユーザの個々の需要に対応して任意に警報閾値TA1,TA2を設定することができるようになる。もちろん、閾値根拠基準B3の値をそのまま警報閾値TA1(注意)又はTA2(警告)の値に定めてもよい。
For example, the user may Prevalence threshold rationale reference B 3 (e.g., if a
(閾値根拠基準を基に機器制御閾値を決定・調整)
また、機器制御閾値TDも同様に閾値根拠基準B3を参照しながら決定することができる。例えば、該閾値B3よりも実質的小さな値(例えば約60〜70%)に設定してもよい。これらの閾値のTA(TA1,TA2),TDの設定は、システムサーバ2やユーザ操作端末4の操作画面4d(具体的には、図7に示すような設定画面4d7)上のGUI(例えば、感染症毎のスライダアイコンSL(SL1,SL2,SL3,SL4))を操作することで簡単に設定変更するようにしてもよい。また、上述の工程S4にて本システム1で監視を希望する感染症(病原種)を選択する際には、同一の設定画面4d7のトグルボタンTBを押下げすることで選択の有無を切り替えることができる。
(Determination and adjustment of device control threshold value based on threshold threshold criteria)
Further, it is also possible device control threshold T D is determined with reference to the threshold rationale reference B 3 as well. For example, it may be set to substantially small value (for example, about 60% to 70%) than the threshold value B 3. These thresholds T A (T A1, T A2 ), of T D set, the system (specifically, the
(システムサーバ又はユーザ操作端末の操作画面)
図4〜7はシステムサーバ2又はユーザ操作端末4の操作画面4dの一例を示す。操作画面4dには、図4に示すホーム画面4d1の他に、図5(a)に示す施設管理画面4d2、図5(b)に示す区画管理画面4d3、や図5(c)に示すユーザ管理画面4d4が設けられており、それぞれの画面4d2〜4d4に対応するアイコンをクリックすることで表示画面を互いに切り替えることができる。
(Operation screen of system server or user operation terminal)
FIGS. 4 to 7 show an example of the
図5(b)に示すように、区画管理画面4d3では監視対象として登録された区画一覧(図示では4つ)と評価結果(安全、注意、警告のいずれかの表示)が掲載される。なお、区画表示部一覧中の任意の区画表示部を選択すると、後述する当該区画の監視画面4d5(図6(a)参照)に切り替わる。
As shown in FIG. 5B, the
また、図5(a)に示すように、施設管理画面4d2では、監視対象の施設の登録情報(例えば、住所、電話番号、メールアドレスなど)が表示可能である。一方、図5(c)に示すように、ユーザ管理画面4d4では、本システム1に登録されているユーザの一覧を表示することができ、各ユーザの登録情報(例えば、氏名、システム使用上の権限、メールアドレス、登録日、活性状態など)が表示可能である。なお、施設管理画面4d2やユーザ管理画面4d4は、システムサーバ2の操作画面4dにのみ表示されるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5A, the registration information (for example, address, telephone number, e-mail address, etc.) of the facility to be monitored can be displayed on the facility management screen 4d 2. On the other hand, as shown in FIG. 5C, the
(ホーム画面)
ホーム画面4d1は、図4に示すように、現在監視している区画の数(例えば、部屋数)や本システム1にログインしているユーザ操作端末4の数や操作者(ユーザ)の数を表示するとともに、現在監視している区画毎の監視状況の概要を示す。ホーム画面4d1上にて監視中の区画表示部のいずれかを選択すると、図6(a)に示す当該区画の監視画面4d5に切り替わる。監視画面4d5では、感染症(病原種)毎に本システム1で定量化した感染確率Pを、視認性を高めるために棒グラフで表示している。
(Home Screen)
As shown in FIG. 4, the
(監視画面)
なお、区画管理画面4d3には更に関連した後述の画面4d5〜4d7が用意されている。より詳細には、監視対象の区画毎の監視画面4d5には、施設内外の環境データや施設内の空調状態や機器監視制御部7等の運転状況を表示する欄も設けられている(図6(a)参照)。
(Monitoring screen)
The
(リスク変動グラフ)
さらに、区画管理画面4d3から、図6(b)に示すような病原種(感染症1〜4)毎の感染確率Pの時間変動を示したリスク変動グラフ(グラフ画面4d6)を表示することができる。なお、図示では、感染症2の感染確率Pに関する経時的なデータを表示している。該グラフには「安全」と「注意」とを分ける警報閾値TA1、「注意」と「警告」とを分ける警報閾値TA2、閾値根拠基準B3も併せて表示されているため、例えば、監視区画の安全レベルが、この数日或いは数時間以内に「注意」や「警告」の範囲に入ってしまったかどうかが一目で判断することができる。
(Risk fluctuation graph)
Further, from the
本発明者らが医療従事者を対象に独自に調査した結果によると、インフルエンザ流行情報等の市中感染リスクの把握や施設内の空気中のウイルスや細菌の濃度の監視の他、これらのウイルスや細菌の濃度を常時抑制するための施設内機器の制御への要望や関心が高いことが判った。 According to the results of an independent survey conducted by the present inventors on medical professionals, in addition to grasping the risk of community-acquired infections such as influenza pandemic information and monitoring the concentration of viruses and bacteria in the air in the facility, these viruses It was found that there is a high demand and interest in controlling in-facility equipment to constantly control the concentration of influenza and bacteria.
理想を言えば、空気中のウイルスや細菌濃度の直接的な監視が望ましいが、現在の技術水準ではウイルス直接監視の実現可能性は低い。 Ideally, direct monitoring of airborne virus and bacterial concentrations is desirable, but direct virus monitoring is not feasible at current state of the art.
従って、施設内で直接監視された二酸化炭素濃度と市中感染状況に関する疫学データとを組み合わせて精度よく感染確率を定量化する本発明のシステムは、理想のウイルス直接監視に現実的に代替しかつ比較的信頼性のおける技術であるといえる。 Therefore, the system of the present invention, which accurately quantifies the infection probability by combining the carbon dioxide concentration directly monitored in the facility and the epidemiological data on the community-acquired infection situation, is a realistic alternative to the ideal virus direct monitoring. It can be said that it is a relatively reliable technology.
従って、本発明の感染リスクの定量化システムや定量化方法は、産業上の利用価値及び利用可能性が高い。 Therefore, the infection risk quantification system and the quantification method of the present invention have high industrial utility value and utility.
1 感染リスク定量化システム
2 システムサーバ
3 環境データ入出力装置
4 ユーザ操作端末
4d,4d1,4d2,4d3 操作画面,ホーム画面,施設管理画面,区画管理画面
4d4,4d5,4d6,4d7 ユーザ管理画面,監視画面,グラフ画面,設定画面
5 疫学データ閲覧サイト
6 計測監視部
7 機器監視制御部
21,22,23,24,25 通信部,記憶部,演算部,制御部,閲覧表示部
31,32 通信部,信号入出力部
41,42 据置端末,携帯端末
61,62 室内環境センサ,屋外環境センサ
71,72,73 殺菌装置,換気送風装置,フィルタろ過装置
B1,B2,B3 室内側環境基準,疫学側(屋外側)環境基準,閾値根拠基準
P 感染確率
SL(SL1,SL2,SL3,SL4) スライダアイコン
TA(TA1,TA2),TD 警報閾値,機器制御閾値
TB トグルボタン
W 通信網
1 Infection
Claims (8)
前記区画内のCO2濃度を計測しつつ、前記施設外のCO2濃度を計測する計測工程と、
疫学データ閲覧サイトから、少なくとも1つの感染症に関する前記施設の属する地域の感染者報告数nrを随時取得する工程と、
数理モデルを用いて前記区画での感染確率Pを随時導出する工程と、
を含み、かつ、
前記数理モデルは、以下の数式で求められる、
ことを特徴とする感染リスク定量化方法。 An infection risk quantification method that assesses the risk of infection in at least one section of a facility.
A measurement process for measuring the CO 2 concentration outside the facility while measuring the CO 2 concentration inside the section.
The process of acquiring at least one infectious disease-related infectious person report number nr in the area to which the facility belongs from the epidemiological data browsing site at any time.
The process of deriving the infection probability P in the section using a mathematical model at any time, and
Including and
The mathematical model can be obtained by the following mathematical formula.
A method for quantifying infection risk.
前記警報閾値決定工程は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定する工程と、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定する工程と、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定する工程と、
前記基準B 3 を基に前記警報閾値T A を決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の感染リスク定量化方法。 Using said mathematical model, further saw including an alarm threshold determination step of determining at least one alarm thresholds T A for determining the safety level of the partition, and,
The alarm threshold determination step is
A step of calculating the indoor environmental standards B 1 from the first public hands,
A step of calculating the epidemiological side environmental standards B 2 from the second public hands,
A step of substituting the criteria B 1 and B 2 into the mathematical model and setting the obtained infection probability P as the threshold basis criterion B 3;
And determining the alarm threshold T A on the basis of the reference B 3,
including,
The method for quantifying an infection risk according to claim 1.
前記数理モデルを用いて、前記機器の前記運転状況を変更するための機器制御閾値TDを少なくとも1つ決定する機器制御閾値決定工程と、
前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD未満であると判断されれば運転状態にある前記機器の数を減らす一方、前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD以上であると判断されれば運転状態にある前記機器の数を増やす機器運転変更工程と、
を更に含み、かつ、
前記機器制御閾値決定工程は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定する工程と、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定する工程と、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定する工程と、
前記基準B 3 を基に前記機器制御閾値T D を決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の感染リスク定量化方法。 A process of arranging a device monitoring control unit equipped with at least one device for adjusting the air environment in the section and confirming the operating status of the device, and a process of confirming the operation status of the device.
Using said mathematical model, the device control threshold value determining step of determining at least one device control threshold T D for changing the operating conditions of the device,
While the infection probability P reduces the number of the devices in the operation state when it is determined to be less than the device control threshold T D, if it is determined that the probability of infection P is the device control threshold T D or A device operation change process that increases the number of the devices in operation, and
Further only it contains, and,
The device control threshold determination step is
A step of calculating the indoor environmental standards B 1 from the first public hands,
A step of calculating the epidemiological side environmental standards B 2 from the second public hands,
A step of substituting the criteria B 1 and B 2 into the mathematical model and setting the obtained infection probability P as the threshold basis criterion B 3;
The step of determining the device control threshold value T D based on the reference B 3 and
including,
The method for quantifying an infection risk according to claim 1 or 2, wherein the method is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の感染リスク定量化方法。 The infection probability P derived by the mathematical model is transmitted to a terminal that can be operated by the user at any time so that the infection probability P can be displayed on the screen of the terminal.
The method for quantifying an infection risk according to any one of claims 1 to 3 , wherein the method is characterized by the above.
通信網に接続された通信部と記憶部と演算部とを備えたシステムサーバと、
前記通信網に直接又は間接的に接続され、かつ、前記区画内のCO2濃度を計測する室内環境センサと前記施設外のCO2濃度を計測する屋外環境センサとを備えた計測監視部と、
前記通信網に接続され、かつ、少なくとも1つの感染症に関する前記施設の属する地域の感染者報告数nrを随時蓄積する疫学データ閲覧サイトと、
を含み、かつ、
前記記憶部では、前記通信部を介して、前記計測監視部で取得されたCO2濃度と、前記疫学データ閲覧サイトで蓄積された前記感染者報告数nrを記憶し、
前記演算部では、前記記憶部で記憶された各CO2濃度と、前記感染者報告数nrとを以下の数式の数理モデルに代入して、前記区画での感染確率Pを導出する、
ことを特徴とする感染リスク定量化システム。 An infection risk quantification system that assesses the risk of infection in at least one compartment within a facility.
A system server equipped with a communication unit, a storage unit, and an arithmetic unit connected to a communication network,
A measurement monitoring unit that is directly or indirectly connected to the communication network and includes an indoor environment sensor that measures the CO 2 concentration in the compartment and an outdoor environment sensor that measures the CO 2 concentration outside the facility.
Connected to the communication network, and the epidemiological data browsing sites for storing at any time infected persons reported number n r of the area belongs the facility for at least one infection,
Including and
The storage unit stores the CO 2 concentration acquired by the measurement and monitoring unit and the number of reported infected persons nr accumulated at the epidemiological data browsing site via the communication unit.
In the calculation unit, each CO 2 concentration stored in the storage unit and the number of reported infected persons nr are substituted into the mathematical model of the following mathematical formula to derive the infection probability P in the section.
An infection risk quantification system characterized by this.
前記システムサーバの前記記憶部では、前記警報閾値TAを記憶し、かつ、
前記システムサーバの前記演算部は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定し、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定し、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定し、かつ、
前記基準B 3 を基に前記警報閾値T A を決定する、
を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の感染リスク定量化システム。 In the arithmetic unit of the system server, using said mathematical model, the alarm threshold value T A for determining the safety level of the compartment to determine at least one,
In the storage unit of the system server, storing the alarm threshold T A, and
The arithmetic unit of the system server
Calculate the indoor environmental standard B 1 from the first public guideline,
The epidemiology side environmental standards B 2 calculated from the second public hands,
The criteria B 1 and B 2 are substituted into the mathematical model, and the obtained infection probability P is set as the threshold basis criterion B 3 and
Determining the alarm threshold T A on the basis of the reference B 3,
including,
The infection risk quantification system according to claim 5.
を更に含み、かつ、
前記システムサーバの前記制御部では、前記機器の運転状況を確認し、
前記システムサーバの前記演算部では、前記数理モデルを用いて、前記機器の前記運転状況を変更するための機器制御閾値TDを少なくとも1つ決定し、
前記システムサーバの前記制御部は、前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD未満であると判断すれば運転状態にある前記機器の数を減らす一方、前記感染確率Pが前記機器制御閾値TD以上であると判断すれば運転状態にある前記機器の数を増やし、かつ、
前記システムサーバの前記演算部は、
室内側環境基準B 1 を第1公的指針から算定し、
疫学側環境基準B 2 を第2公的指針から算定し、
前記基準B 1 ,B 2 を前記数理モデルに代入し、得られた感染確率Pを閾値根拠基準B 3 として設定し、かつ、
前記基準B 3 を基に前記機器制御閾値T D を決定する、
を含む、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の感染リスク定量化システム。 The infection risk quantification system includes a device monitoring and control unit equipped with at least one device for adjusting the air environment.
Including, and
In the control unit of the system server, the operating status of the device is confirmed, and the operation status of the device is confirmed.
In the arithmetic unit of the system server, using said mathematical model, the device control threshold T D for changing the operating conditions of the device to determine at least one,
The control unit of the system server, while the infection probability P reduces the number of the devices in the operation state when it is judged to be less than the device control threshold T D, the probability of infection P is the device control threshold T D increase the number of said devices in the operation state when it is judged to be equal to or greater than, and,
The arithmetic unit of the system server
Calculate the indoor environmental standard B 1 from the first public guideline,
The epidemiology side environmental standards B 2 calculated from the second public hands,
The criteria B 1 and B 2 are substituted into the mathematical model, and the obtained infection probability P is set as the threshold basis criterion B 3 and
The device control threshold value T D is determined based on the reference B 3.
including,
The infection risk quantification system according to claim 5 or 6.
前記ユーザ操作端末は、前記システムサーバから、前記数理モデルにより導出された感染確率Pを随時受信して、該端末の画面に表示可能にする、
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の感染リスク定量化システム。 The infection risk quantification system further includes a user-operated terminal connected to the communication network.
The user-operated terminal receives the infection probability P derived by the mathematical model from the system server at any time and makes it displayable on the screen of the terminal.
The infection risk quantification system according to any one of claims 5 to 7.
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