Kontekst badania
W artykule opisano problematykę dyspersji cząstek oddechowych w salach operacyjnych (OR), które standardowo utrzymywane są pod nadciśnieniem w celu ochrony pacjenta przed zanieczyszczeniami z zewnątrz. Jednak w przypadku obecności pacjenta zakaźnego nadciśnienie może zwiększać ryzyko transmisji chorób zakaźnych na personel medyczny oraz do przyległych pomieszczeń. W badaniu skoncentrowano się na wpływie ciśnienia (dodatniego i ujemnego) oraz aktywności personelu medycznego na rozprzestrzenianie się aerozoli oddechowych.
Cele i hipotezy
Celem badania było określenie, w jakim stopniu różne warunki ciśnienia w sali operacyjnej oraz interakcje z przedsionkiem (anteroom) wpływają na koncentrację cząstek oddechowych w OR. Hipoteza zakładała, że: Ujemne ciśnienie skuteczniej ogranicza rozprzestrzenianie się aerozoli zakaźnych. Przedsionek działa jako dodatkowa bariera ochronna. Ruch personelu medycznego zwiększa dyspersję cząstek, szczególnie przy większej prędkości poruszania się.
Metody badawcze
Badania przeprowadzono w pełnowymiarowej sali operacyjnej w St. Michael’s Hospital w Toronto. Eksperymenty obejmowały: Źródła aerozoli: Stałe (nebulizator) oraz okresowe (symulowany kaszel). Warunki testowe: Pozytywne (+7,5 Pa) i negatywne (-7,5 Pa) ciśnienie. Analizowane scenariusze: Sala bez personelu, z personelem o różnej prędkości ruchu (0,4 m/s, 0,7 m/s, 1,2 m/s), z i bez przedsionka. Pomiar cząstek: Użyto szeregu urządzeń monitorujących, takich jak MiniWRAS, DustTrak, Dylos, Alphasense, do śledzenia koncentracji i wielkości cząstek w różnych strefach sali.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Efektywność wentylacji: Ujemne ciśnienie osiągnęło 78% skuteczności usuwania cząstek w porównaniu do 59% pod ciśnieniem dodatnim. Wpływ przedsionka: Redukcja stężenia cząstek w OR o 25% oraz do 31% w przedsionku.Ruch personelu: Przy większych prędkościach (1,2 m/s) stężenie cząstek w OR wzrastało o 17,8% pod dodatnim ciśnieniem, co wskazuje na jego negatywny wpływ na kontrolę aerozoli. Dyspersja cząstek kaszlu: Ujemne ciśnienie redukowało ich koncentrację w OR o 17,8–27,1% i do 31,3% w przedsionku. Rozkład wielkości cząstek: Ujemne ciśnienie skuteczniej ograniczało małe cząstki (<1 μm), które pozostają dłużej w powietrzu i mają większy potencjał transmisji chorób zakaźnych.
Wnioski
- Ujemne ciśnienie skuteczniej redukuje dyspersję aerozoli zakaźnych i poprawia wentylację w OR.
- Przedsionek ogranicza migrację cząstek do przyległych stref, zwiększając skuteczność kontroli zakażeń.
- Dodatnie ciśnienie zwiększa rozprzestrzenianie aerozoli, co może zwiększać ryzyko transmisji zakażeń w przypadku operacji pacjentów zakaźnych.
- Dynamiczny ruch personelu medycznego wpływa na dyspersję cząstek, co podkreśla znaczenie optymalizacji strategii wentylacyjnych i zarządzania ruchem w OR.
Ograniczenia zakresu badawczego
Badania przeprowadzono w jednej konkretnej konfiguracji OR, co może ograniczać uogólnienie wyników na inne szpitale. Eksperymenty były kontrolowane, a rzeczywiste operacje mogą generować dodatkowe źródła aerozoli (np. dym chirurgiczny). Nie analizowano wpływu ujemnego ciśnienia na ryzyko zakażeń miejsca operowanego (SSI), co wymaga dalszych badań.
Podsumowanie
Badanie wykazało, że ujemne ciśnienie i zastosowanie przedsionka znacząco redukują ryzyko rozprzestrzeniania się zakaźnych aerozoli w salach operacyjnych. Wskazano również, że ruch personelu ma istotny wpływ na dyspersję cząstek, a strategia wentylacji powinna być dostosowana do typu operacji i ryzyka infekcji pacjenta. Wyniki mogą przyczynić się do opracowania przyszłych standardów dotyczących projektowania i eksploatacji OR w celu zwiększenia bezpieczeństwa personelu i pacjentów.
Artykuł opublikowany w Journal of Building Engineering.