In our simulation (see video), a laryngoscopist, attired in standard PPE, took position at the head of an airway mannequin. To approximate a forceful cough and generate a spread of droplets and aerosols, a small latex balloon containing 10 ml of fluorescent dye was placed in the hypopharynx of the mannequin. The balloon was inflated with compressed oxygen that was run through tubing inside the mannequin until the balloon burst; the explosion of the balloon represented a crude simulation of a cough. We repeated the experiment without and with the aerosol box, and after each simulation, we illuminated the scene with ultraviolet light to visualize the spreading of the dye. With the use of PPE only, dye was found on the laryngoscopist’s gown, gloves, face mask, eye shield, hair, neck, ears, and shoes (Fig. 1). Contamination of the floor occurred within approximately 1 m from the head of the bed and also on a monitor located more than 2 m away. When we repeated the experiment with the aerosol box, the simulated cough resulted in contamination of only the inner surface of the box and the laryngoscopist’s gloves and gowned forearms. Examination of the laryngoscopist and the room with ultraviolet light showed no macroscopic contamination outside the box. Our simulation method, although pragmatic, was not validated for the projectile direction, speed, or turbulence of a true cough, nor did it match the particle-size distribution. Droplets were overproduced as compared with aerosols. Our method of detection could not identify very small quantities of material that could be infectious. Nevertheless, we suggest that our ad hoc barrier enclosure provided a modicum of additional protection and could be considered to be an adjunct to standard PPE.

私たちのシミュレーション（ビデオを参照）では、標準的なPPEを着た医師が気道マネキンの頭上に位置しました。強力な咳を概算し、飛沫とエアロゾルの広がりを生成するために、蛍光色素10 mlを含む小さなラテックスバルーンをマネキンの下咽頭に配置しました。バルーンを、破裂するまでマネキン内部のチューブに通した圧縮酸素で膨らませました。バルーンの爆発は咳の大まかなシミュレーションを表しています。エアロゾルボックスを使用して、または使用せずに実験を繰り返し、各シミュレーション後に、紫外線光でシーンを照らし、染料の広がりを視覚化しました。

PPEのみを使用した場合、医師のガウン、手袋、フェイスマスク、アイシールド、髪、首、耳、靴に染料が見つかりました（図1）。床の汚染は、ベッドのヘッドから約1 m以内、また2 m以上離れたモニターでも発生しました。エアロゾルボックスを使用して実験を繰り返したところ、シミュレートされた咳の結果、ボックスの内面と医師の手袋と前腕のガウンのみが汚染されました。医師と部屋を紫外線で調べたところ、箱の外に肉眼で見える汚染は見られませんでした。

私たちのシミュレーション方法は実用的ではありますが、実際の咳による飛沫の飛ぶ方向、速度、乱流などで検証されたわけではなく、また粒子サイズ分布が一致しているわけでもありません。また飛沫は、エアロゾルと比較し、より多く発生しました。私たちの検出方法では、感染する可能性のある非常に少量の物質を特定することはできません。しかしながら、この防護ボックスは少しでも追加の保護を提供し、標準的PPEの補助となり得ると言えます。

The New England Journal of Medicineより抜粋