Kontekst badania
Pracownicy służby zdrowia są narażeni na zwiększone ryzyko chorób zakaźnych układu oddechowego. Warto zauważyć, że osoby pracujące w pracowniach endoskopii są 2,35 razy bardziej narażone na zakażenie w porównaniu z ogólnym personelem opieki zdrowotnej. To zwiększone ryzyko jest w dużej mierze przypisywane wysokiemu stężeniu cząstek zakaźnych obecnych w jamie nosowej i gardłowej zakażonych pacjentów.
Zabiegi endoskopowe zazwyczaj obejmują wiele etapów. Wcześniejsze badania wykazały, że cząstki generowane przez rozpylone środki znieczulające gardło podczas endoskopii przewodu pokarmowego są nawet dziesięciokrotnie większe niż te wytwarzane podczas kaszl. Dlatego ilościowe określenie generacji cząsteczek zakaźnych podczas różnych rodzajów zabiegów endoskopowych i związanych z nimi zdarzeń krytycznych jest niezbędne do zrozumienia mechanizmów zanieczyszczenia w środowisku endoskopowym. Ponadto niektóre czynności kliniczne wykonywane przez pracowników służby zdrowia podczas endoskopii mogą wpływać na generowanie cząstek u pacjentów. Na przykład stwierdzono, że odsysanie nie generuje cząstek. Z kolei intubacja dotchawicza zwiększa ich uwalnianie.
Chociaż wcześniejsze badania zazwyczaj zakładały, że cząstki generowane podczas procedur endoskopowych mogą przenosić patogeny, faktyczna obecność patogennych mikroorganizmów unoszących się w powietrzu w pomieszczeniach endoskopowych pozostaje niejasna. Skład mikrobiologiczny środowisk wewnętrznych jest również kształtowany przez cechy populacji pacjentów [16]. W związku z tym skład patogenów unoszących się w powietrzu może się różnić w zależności od typu pomieszczeń endoskopowych ze względu na różnice w populacjach pacjentów poddawanych długoterminowym badaniom. Wykrywanie patogenów unoszących się w powietrzu i genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe może dostarczyć użytecznych informacji na temat ukierunkowanych strategii oczyszczania i dezynfekcji powietrza w kontroli zakażeń szpitalnych [17]. Dotychczasowe badania dotyczące nadzoru nad patogenami w szpitalach koncentrowały się głównie na przychodniach, salach operacyjnych i oddziałach intensywnej podczas gdy charakterystyka zanieczyszczeń mikrobiologicznych w powietrzu w różnych typach pracowni endoskopowych pozostaje niedostatecznie zbadana. Kompleksowe zrozumienie mikrobiologicznego krajobrazu powietrza w tych środowiskach ma kluczowe znaczenie dla dokładnej oceny ryzyka zawodowego, na jakie narażeni są pracownicy służby zdrowia podczas zabiegów endoskopowych.
Aby dokładniej ocenić ryzyko narażenia na cząstki zakaźne w pracowniach endoskopii układu oddechowego i przewodu pokarmowego, niniejsze badanie zostało zorganizowane wokół dwóch głównych celów. Po pierwsze, monitorowaliśmy emisję cząstek od 186 pacjentów poddawanych zabiegom w szpitalnych pracowniach gastroskopii i bronchoskopii w celu oceny generacji potencjalnie zakaźnych aerozoli. Obejmowało to ilościowe określenie krytycznych zdarzeń proceduralnych związanych z pikami cząstek oraz analizę czynników klinicznych, które mogą wpływać na te zdarzenia o wysokiej emisji. Po drugie, pobraliśmy próbki powietrza w obu typach pracowni endoskopowych, aby scharakteryzować skład mikroorganizmów chorobotwórczych w powietrzu i ocenić różnice w ryzyku narażenia. W trakcie badania odnotowaliśmy również istotne cechy architektoniczne, praktyki lekarskie i parametry środowiskowe, co pozwoliło na przeprowadzenie kompleksowej analizy kontekstowej.
Cel i hipotezy
Celem pracy było określenie poziomu stężeń bioaerozolu w próbkach powietrza na terenie pracowni endoskopii oraz związku pomiędzy emisją cząstek bioaerozolu a rodzajem wykonywanej procedury medycznej.
Metoda badawcza
W niniejszym badaniu przeanalizowano dwa rodzaje procedur endoskopowych: gastroskopię czyli zabieg, w którym endoskop jest wprowadzany przez usta do przewodu pokarmowego, oraz bronchoskopię, czyli zabieg polegający na wprowadzeniu bronchoskopu przez jamę nosową w celu zbadania dróg oddechowych. Dane zebrano w trzech klinicznych pracowniach endoskopowych, w tym w jednej pracowni gastroskopii i dwóch pracowniach bronchoskopii. Wszystkie trzy pracownie były wyposażone w centralne systemy HVAC, które spełniają standardy wentylacji medycznej, z kontrolą temperatury i wilgotności zgodnie z wytycznymi kontroli zakażeń szpitalnych (ASHRAE, 2021 i GB 51039-2014, rewizja z 2024 r.), utrzymując temperaturę w zakresie od 20°C do 24°C i wilgotność względną w zakresie od 20% do 60%. Krotność wymian powietrza wynosiła 6 na godzinę. Parametry środowiskowe w pracowniach endoskopowych monitorowano w czasie rzeczywistym za pomocą czujnika jakości powietrza (model RS-MG111, Jianda Renke, Chiny). Wszystkie trzy pomieszczenia znajdowały się na tym samym piętrze i po tej samej stronie budynku szpitala, a dwie sale bronchoskopowe sąsiadowały ze sobą. Sala gastroskopowa miała powierzchnię 31 m², podczas gdy dwie sale bronchoskopowe miały podobny układ i identyczną powierzchnię 24,5 m², różniąc się jedynie względnym rozmieszczeniem drzwi, okien i umiejscowieniem pacjentów. Podczas pomiaru cząstek, okna były okazjonalnie otwierane w celu wentylacji z powodu obaw personelu klinicznego o gromadzenie się patogenów w powietrzu.
Uczestnikami byli pacjenci zakwalifikowani do zabiegu gastroskopii i bronchoskopii w oddziale endoskopii Szpitala Onkologicznego Uniwersytetu Technologicznego w Dalian (Shenyang, Chiny). W okresie od stycznia do lipca 2024 r. do badania zrekrutowano łącznie 186 pacjentów. Chociaż przedział wiekowy uczestników wynosił 20–70 lat, większość stanowili pacjenci w średnim lub podeszłym wieku ze wskazaniami klinicznymi do endoskopii. Tylko dwóch pacjentów było w wieku 20 lat; w związku z tym analiza podgrup według wieku nie została przeprowadzona ze względu na ograniczoną liczebność próby w młodszej grupie wiekowej. Wszystkie zabiegi endoskopowe przebiegały zgodnie z tym samym standardowym protokołem; jednak ze względu na pobieranie próbek w różnych terminach, zabiegi wykonywali różni lekarze. W przypadku zabiegów gastroskopii rodzaj znieczulenia zależał od preferencji pacjenta, przy czym stosowano znieczulenie ogólne lub miejscowe. Wszystkie zabiegi bronchoskopii wykonywano w znieczuleniu miejscowym.
Do rejestracji stężenia cząstek zastosowano optyczny licznik cząstek. Dane gromadzono dla frakcji: 0,3–0,5 μm, 0,5–1,0 μm, 1,0–2,5 μm, 2,5–5,0 μm, 5,0–10,0 μm i 10,0–25,0 μm. Pompa powietrza pracowała z szybkością przepływu 2,83 l/min. Podczas procedur port wlotowy licznika cząstek był umieszczony około 20 cm od ust pacjenta. Aby zminimalizować zakłócenia spowodowane potencjalnym wyciekiem z zaworu biopsyjnego, lekarz utrzymywał odległość ponad 50 cm między dłońmi a wlotem próbki. Aby zminimalizować wpływy zewnętrzne, pobieranie próbek przeprowadzano tylko w okresach, gdy okna zewnętrzne były zamknięte. Pobieranie próbek powietrza przeprowadzano za pomocą próbnika uderzeniowego FA-1 obsługiwanego przy szybkości przepływu 28,3 l/min. Próbki pobierano na wysokości strefy oddechowej dorosłego pacjenta (około 1,5 m nad podłogą) w centrum pomieszczenia przez okres 30 minut. Dla każdego typu pomieszczenia endoskopowego przeprowadzono trzy oddzielne sesje pobierania próbek
Rezultaty badań i ich interpretacja
W zakresie wielkości aerozolu (<5 μm), zabieg bronchoskopii spowodował wzrost liczby cząstek o 4,43% (n = 84, p < 0,001), podczas gdy procedury gastroskopii wykazały wzrost o 4,58% (n = 102, p < 0,001). W przypadku cząstek o wielkości ≥5 μm, liczba cząstek wzrosła o 4,74% podczas bronchoskopii i o 4,88% podczas gastroskopii(w obu przypadkach p < 0,001). Te stałe wzrosty w całym zakresie wielkości cząstek potwierdzają, że procedury endoskopowe wiążą się z podwyższonym poziomem pyłów zawieszonych w powietrzu.
Podczas gastroskopii trzy zdarzenia były istotnie związane z podwyższoną liczbą cząstek: intubacja jamy ustnej, odruchy dróg oddechowych i zmiana postawy ciała. Intubacja jamy ustnej spowodowała wzrost liczby cząstek o 1,00% w porównaniu z poziomem tła, ze średnią całkowitą liczbą 2,32 × 10⁶ cząstek/m³ (p < 0,05, n = 84). Pojedyncza reakcja odruchowa dróg oddechowych spowodowała wzrost o 3,07%, ze średnią całkowitą liczbą 2,79 × 10⁶ cząstek/m³ (p < 0,001, n = 59). Zmiana postawy wiązała się ze wzrostem o 1,50%, co odpowiadało 1,86 × 10⁶ cząstek/m³ (p < 0,05, n = 84).
Natomiast zmiana postawy (p = 0,91, n = 84) i ekstubacja (p = 1,00, n = 84) nie spowodowały statystycznie istotnego wzrostu liczby cząstek.
Spośród wszystkich badanych zdarzeń, odruchy dróg oddechowych podczas intubacji donosowej wygenerowały największą liczbę cząstek, a następnie zmiana postawy.
W przypadku bronchoskopii zaobserwowano znaczącą generację cząstek podczas intubacji donosowej i odruchów dróg oddechowych. Intubacja nosowa spowodowała wzrost liczby cząstek o 1,1%, ze średnią całkowitą 6,59 × 10⁵ PC/m³ (p < 0,05, n = 99). Pojedynczy odruch dróg oddechowych spowodował wzrost o 1,72%, ze średnią 1,65 × 10⁶ PC/m³ (p < 0,001, n = 82).
W pracowni gastroskopii dominowały Proteobacteria, a zwłaszcza Pseudomonadota, przy czym Pseudomonas aeruginosa charakteryzował się wysoką względną liczebnością. Gatunek ten jest dobrze znany ze swojej roli w zakażeniach dróg oddechowych, takich jak zapalenie płuc. Ponadto wykryto funkcjonalne geny związane z Salmonella spp., Escherichia coli i Staphylococcus aureus, które są powiązane z szeregiem zakażeń klinicznych, w tym chorobami szpitalnymi. Odkrycia te wskazują na potencjalne ryzyko dla pacjentów z obniżoną odpornością i pracowników służby zdrowia pracujących w takich środowiskach. Z kolei w sali zabiegowej bronchoskopii dominowały głównie Actinomycetota, ze znacznie wyższą częstością występowania funkcjonalnych genów związanych z Mycobacterium tuberculosis, co sugeruje zwiększony potencjał patogenny do przenoszenia gruźlicy i innych chorób układu oddechowego drogą powietrzną. Podobnie jak w sali gastroskopii, obecne były również bakterie Escherichia coli i Staphylococcus aureus, co potęguje obawy dotyczące ryzyka zakażeń szpitalnych. Odkrycia te podkreślają, że pracownicy służby zdrowia w różnych pracowniach endoskopowych są narażeni na różne ryzyko narażenia na patogeny ze względu na charakter populacji pacjentów i wykonywanych zabiegów.
Ograniczenia zakresu badawczego
W badanych pomieszczeniach stosowano wentylację naturalną, która mogła wpłynąć na koncentrację cząstek bioaerozolu.
Wnioski
1) Zabiegi endoskopowe, zarówno oddechowe, jak i żołądkowo-jelitowe, znacząco zwiększają poziom cząstek unoszących się w powietrzu w porównaniu z warunkami ogólnymi, co potwierdza ich potencjał do generowania zakaźnych aerozoli.
2) Wśród etapów proceduralnych, reakcje odruchowe dróg oddechowych okazały się głównymi zdarzeniami o wysokiej emisji przyczyniającymi się do zwiększonego uwalniania cząstek.
3) Czas trwania zabiegu i rodzaj znieczulenia były istotnie związane z czasem trwania odruchów oddechowych, co sugeruje, że decyzje kliniczne mogą bezpośrednio wpływać na ryzyko powstawania aerozolu.
4) Profilowanie mikrobiologiczne ujawniło odmienny skład patogenów w zależności od rodzaju zabiegu: Pseudomonas aeruginosa była bardziej rozpowszechniony w pracowniach gastroskopii, podczas gdy Mycobacterium tuberculosis dominował w pracowniach bronchoskopii – co wskazuje na zróżnicowane ryzyko narażenia zawodowego pracowników służby zdrowia.
Uzyskane wyniki podkreślają potrzebę stosowania środków kontroli zakażeń specyficznych dla danej procedury, w tym minimalizacji czasu operacji i uwzględnienia znieczulenia ogólnego w razie potrzeby.
Artykuł opublikowano w Building and Environment