Kontekst badania
Sale operacyjne to krytyczne środowiska, w których jakość powietrza bezpośrednio wpływa na wskaźniki zakażeń miejsca operowanego. Zazwyczaj przepisy definiują czystość powietrza na sali operacyjnej w oparciu o warunki statyczne (pracujący sprzęt, brak personelu) lub warunki spoczynku. Sale operacyjne funkcjonują jednak dynamicznie, a ruch personelu, użycie sprzętu, otwieranie drzwi i sekwencyjne procedury znacząco zmieniają obciążenie mikrobiologiczne w powietrzu w porównaniu z warunkami statycznymi. Badania wskazują, że śródoperacyjne stężenia bioaerozoli mogą być od dwóch do pięciu razy wyższe niż poziomy statyczne, szczególnie podczas krytycznych ekspozycji, takich jak nacięcie, zamknięcie rany i wymiana pacjentów. Cząstki stałe, będące nośnikami mikroorganizmów, również zmieniają się wraz z aktywnością. Jako kluczowe centrum proceduralne szpitala, nowoczesne sale operacyjne stoją przed podwójnymi wyzwaniami: utrzymaniem wysokiej przepustowości chirurgicznej w coraz bardziej wymagających warunkach, przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa pacjentów, co wymaga rygorystycznego, dynamicznego monitorowania jakości powietrza w czystych środowiskach operacyjnych – problem ten budzi coraz większe obawy naukowe i kliniczne. Jakość powietrza w salach operacyjnych zależy od wielu czynników, na którą wpływa złożone współdziałanie elementów inżynieryjnych, środowiskowych i behawioralnych człowieka. Powszechnie wiadomo, że kluczowe parametry, takie jak rodzaj systemu wentylacji, np. przepływ powietrza laminarny lub mieszany, krotność wymian powietrza na godzinę, temperatura i wilgotność względna, są fundamentalnymi czynnikami determinującymi rozprzestrzenianie się cząstek i drobnoustrojów w powietrzu. Ponadto wykazano, że rodzaj odzieży chirurgicznej, w tym materiał wielorazowych fartuchów tkanych lub jednorazowych fartuchów nietkanych, znacząco wpływa na uwalnianie cząstek zawierających drobnoustroje. Pomimo tego rozpoznanego ryzyka, systematyczne badania charakteryzujące dynamikę czasową jakości powietrza (zarówno mikrobiologiczną, jak i pyłową) w różnych fazach operacji oraz jej modyfikowalne czynniki (np. otwieranie drzwi, przepływ personelu) pozostają ograniczone. Większość standardów i protokołów monitorowania nie zawiera przepisów dotyczących oceny dynamicznej, co utrudnia opracowanie ukierunkowanych strategii kontroli zakażeń w trakcie operacji.
Cel i hipotezy
Celem tego badania było określenie ilościowe zmian w czasie rzeczywistym liczby bakterii w powietrzu oraz cząstek stałych w czterech zdefiniowanych fazach operacji laparoskopowej; zidentyfikowanie powiązań między parametrami jakości powietrza a czynnikami zewnętrznymi (liczba personelu, otwieranie drzwi) oraz dostarczenie dowodów na udoskonalenie protokołów kontroli zakażeń i standardów monitorowania jakości powietrza w celu ograniczenia ryzyka śródoperacyjnego.
Metoda badawcza
W okresie dwóch miesięcy przeprowadzono badanie obserwacyjne na trzech salach operacyjnych klasy III (ISO klasy siódmej) w szpitalu China–Japan Friendship Hospital w Pekinie. Sale operacyjne spełniały wymogi normy GB50333-2013 (≥30 m², filtracja powietrza HEPA). Do badania włączono trzydzieści planowych laparoskopowych zabiegów żołądkowo-jelitowych (czas trwania ≥240 min). Wszyscy członkowie zespołu chirurgicznego (chirurdzy i pielęgniarki instrumentariuszki) nosili podczas zabiegów sterylne fartuchy wielokrotnego użytku z tkaniny tkanej (z domieszką bawełny). Sterylne obłożenia stosowano wyłącznie z jednorazowych, syntetycznych materiałów włókninowych (na bazie polipropylenu). Wszystkie parametry jakości powietrza rejestrowano w zdefiniowanych wcześniej fazach zabiegu T1-T4.
- T1 (Wymiana – Znieczulenie – Dezynfekcja): rozpoczynając od cewnikowania żył głębokich przez anestezjologa.
- T2 (Nacięcie skóry): rozpoczynając od nakłucia trokarem.
- T3 (1 godzina po zabiegu): dokładnie 60 minut po rozpoczęciu T1.
- T4 (Zamknięcie rany): rozpoczynając od założenia szwów skórnych.
Próbki powietrza pobierano dwoma metodami: sedymentacyjną i z użyciem sześciostopniowego impaktora Andersena z przepływem 40 l/min. Dla impaktora żyto dwóch punktów poboru próbek (prawa strona wezgłowia łóżka i lewa strona stóp łóżka) . Czas pobierania próbek wynosił 5 min na punkt.
Ze względu na ograniczenia sterylności pola operacyjnego, sześć punktów poboru próbek metodą sedymentacyjną umieszczono na obwodzie (na wysokości 1 m, w pobliżu otworów wentylacyjnych: dwa na dłuższych bokach, jeden na krótszych). Ponumerowane płytki (agar odżywczy Φ90 mm) eksponowano przez dokładnie 30 minut.
Liczba cząstek stałych w powietrzu mierzono za pomocą laserowego licznika cząstek o kanałach pomiarowych o średnicy 0,3–10 μm, przepływ 2,83 l/min z dokładnością zliczania ±10% dla określonych rozmiarów cząstek) zgodnie z normą GB50333-2013. Próbnik umieszczono centralnie na wysokości 0,8–1,5 m pomieszczenia. Rejestrowano także liczbę osób podczas zabiegu i częstotliwość otwierania/ zamykania drzwi.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Wyniki zamieszczono w poniższej tabeli.
| Mierzony parametr | T1 | T2 | T3 | T4 |
| liczba bakterii w metodzie zderzeniowej (jtk/m3) | 33.75 (7.13, 57.25) | 30.25 (10.75, 56.10) | 28.25 (8.33, 45.27) | 66.63 (33.38, 172.25) |
| liczba bakterii w metodzie sedymetacyjnej (jtk/30 min·Φ90 mm) | 0.67 (0.17,1.83) | 0.67 (0.17,1.00) | 0.16 (0.03,0.21) | 1.00 (0.33, 2.00) |
| 0,3 μm (cząstki/m3) | 1041.75 (597.50, 1894.00) | 1803.25 (1060.25, 2871.50) | 3742.25 (2615.75, 6150.00) | 1708.25 (1418.25, 2497.25) |
| 0,5 μm (cząstki /m3) | 764.00 (332.50, 1070.00) | 1174.00 (680.75, 2188.50) | 2368.25 (1621.75, 3844.50) | 1001.50 (784.00, 1507.75) |
| 1,0 μm (cząstki /m3) | 271.50 (130.00, 372.25) | 411.00 (279.50, 551.75) | 667.50 (503.50, 1173.75) | 393.75 (278.75, 632.25) |
| 3,0 μm (cząstki /m3) | 67.00 (38.75, 94.25) | 83.75 (47.75, 123.75) | 84.75 (49.75, 163.25) | 89.50 (68.00, 136.75) |
| 5,0 μm (cząstki /m3) | 14.50 (8.25, 19.88) | 23.00 (15.25, 34.25) | 12.75 (8.25, 22.00) | 24.75 (19.75, 34.75) |
| 10 μm (cząstki /m3) | 3.25 (1.00, 6.13) | 4.00 (2.75, 6.75) | 2.25 (1.25, 4.50) | 5.75 (4.50, 8.50) |
Najwyższa liczba bakterii w powietrzu została oznaczona w fazie T3 a wśród cząstek liczebnie dominowały te o średnicy aerodynamicznej 0,3um.
Odnotowano związek między otwieraniem drzwi a zanieczyszczeniem powietrza drobnoustrojami w poszczególnych fazach zabiegu. Wykazano spójny, statystycznie istotny dodatni związek między częstotliwością otwierania drzwi a stężeniem bakterii zarówno unoszących się w powietrzu, jak i osadzających się w fazie początkowej (T1), nacięcia (T2), a zwłaszcza zamknięcia (T4). Korelacja była najsilniejsza w fazie T4, co wskazuje, że ruch drzwi pod koniec zabiegów ma najsilniejszy wpływ na poziom drobnoustrojów. Co istotne, związek ten nie występował w głównej fazie zabiegu (T3), co sugeruje, że dominującym czynnikiem wpływającym na liczebność drobnoustrojów w tym czasie były aerozole generowane wewnętrznie podczas użytkowania sprzętu, a nie napływ związany z otwieraniem/ zamykaniem drzwi.
Podsumowując, w specyficznych warunkach nowoczesnych pomieszczeń czystych klasy ISO 7, w których przeprowadzane są planowe laparoskopowe zabiegi chirurgiczne przewodu pokarmowego, niniejsze badanie dowodzi, że jakość powietrza na sali operacyjnej jest wysoce dynamiczna i zależna od fazy. Zidentyfikowaliśmy dwa odrębne szczyty zanieczyszczenia: gwałtowny wzrost mikroorganizmów (bakterii unoszących się w powietrzu i osiadających) podczas zamykania rany (T4), silnie skorelowany z otwieraniem drzwi, oraz odrębny szczyt stężenia cząstek stałych unoszących się w powietrzu w fazie środkowej (T3), związany z użyciem urządzeń energetycznych. Te ryzyka specyficzne dla danej fazy nie są odpowiednio odzwierciedlone w obecnych statycznych standardach jakości powietrza. Wyniki wskazują na konieczność zmiany paradygmatu w kierunku obowiązkowego dynamicznego monitorowania w czasie rzeczywistym stężenia bioaerozolu w fazach wysokiego ryzyka (T1, T3, T4) oraz wdrożenia rygorystycznych, specyficznych dla danej fazy protokołów – przede wszystkim minimalizujących otwieranie drzwi – w celu skutecznego ograniczenia ryzyka zakażeń miejsca operowanego.
Wnioski
Szczyt otwierania drzwi i wzmożona aktywność personelu obserwowane podczas fazy T4 stanowią główne źródło zanieczyszczenia: częste otwieranie drzwi stale wprowadza do pomieszczenia strumień powietrza obciążony bakteriami z obszarów, takich jak korytarze.
Tymczasem ruch personelu gwałtownie zakłóca przepływ powietrza w pomieszczeniu, powodując resuspensję bakterii osadzonych na cząstkach stałych z podłogi i powierzchni sprzętu.
Wśród cząstek przenoszących bakterie, wprowadzonych lub ponownie zawieszonych w fazie T4, drobniejsze cząstki pozostają w zawieszeniu dłużej dzięki ruchom Browna,podczas gdy grubsze cząstki osiadają szybciej pod wpływem grawitacji.
Artykuł opublikowano w Journal of Hospital Infection