Kritik Sağlık Hizmeti Ortamları için Gelişmiş Hava Filtrasyonu

Yazan: Gary Hamilton P.E., ES Magazine

Çeviren: Meriç Noyan Karataş

Sağlık hizmetlerinden geçen enfeksiyonlar, hastaların cerrahi durumlar için tedavi olurken ortamdan kaptığı enfeksiyonlardır. Bu enfeksiyonlar sağlık hizmeti verilen ortamlardaki önlenebilir ölümlerin en baş sebepleri arasındadır ve sağlık tesislerinin giderlerinde her sene oluşan ciddi artışla bağlantılıdır.  Bu enfeksiyonlar; hastanelerdeki akut tedavi, sağlık ocaklarında yapılan ayakta tedavi, günü birlik cerrahi hastaneler, bakım evleri ve rehabilitasyon merkezleri gibi uzun dönemli yerler de dahil olmak üzere her türlü sağlık ortamında oluşurlar. Bu enfeksiyonların sebeplerinin bazıları direk olarak mesleki uygulama ve protokollerle bağlantılıdır: sonda ve solunum cihazı gibi tıbbi cihazların kullanımı ve bakımı; cerrahi işlemler sonucu oluşan komplikasyonlar; hastalar ve sağlık hizmeti çalışanları arasında bulaşıcı hastalıkların geçişi; ve orantısız hemşire-hasta sayısı. Bazı sebepler ise bina tasarımıyla alakalıdır; mesela sağlık tesisinin planı (örneğin açık yatakların birbirine yakın olması) veya kirlenmiş klima sistemleri.

İlk gruptaki etmenler mimar/mühendis olan profesyonel tasarımcılarının tamamen etkisi dışında kalırken, makine mühendislerinin kontrol alanında olan bir faktör var ise o da HVAC sistem tasarımıdır. Havalandırma sistemi tasarımı, özellikle saatlik hava değişim sayıları, doğrusal menfez planı ve hava filtrasyon sisteminin kalitesi ve verimliliği HVAC sisteminin hastane enfeksiyonlarına karşı koruma özelliğini etkileyen önemli faktörlerdendir. Hava filtrasyonu hastane enfeksiyonlarına sebep olan havadaki bakterilerin azaltılmasındaki en temel araçtır. Araştırmalar, hastanelerde havadaki bakterinin % 99.9’unun klima santrallerine yerleştirilecek % 90 – 95 etkili (MERV  14) filtre ile azaltılabileceğini gösterdi. ASHRAE Standart 170-2013, Sağlık Tesislerinde Havalandırma başlığı altında, hasta bakım alanlarında 2 kademeli filtrelemeyi şart koşmaktadır. İlk filtre fan ve serpantinlerin önüne, ikinci filtre de soğutma serpantini ve besleme fanından sonra konmalıdır. Fakat, endişe verici olan bu gereklilikleri yerine getiren ameliyathanelerde her sene birçok enfeksiyon vakaları rapor edilmesidir. Acı kayıplar bir yana, bu vakalar sağlık kuruluşları tarafından büyük miktarda ödemelerin yapılmasına da yol açmaktadır.

ASHRAE Standart 170-2013, korunmalı ortamlara ve enfeksiyona yüksek hassasiyeti olan ve bulaşıcı hastalık yayabilecek olan hastalar için tasarlanan karantina odalarına HEPA filtrelerinin kullanılmasını gerektirmektedir.  Kılavuz, anestezi odaları ve ameliyathaneler gibi kritik sağlık hizmeti ortamlarına ek olarak herhangi bir filtrasyon kullanımından bahsetmemektedir. Tabii ki,   ASHRAE 170 standardı minimum düzeyde bir gerekliliktir ve makine mühendisini klima santrali tasarımı için daha zorlayıcı filtrasyon kademeleri belirlemekten alıkoymaz. Bu sebepten, filtre verimliliğini arttırmak ve enfeksiyonların oluşmasını azaltmak için HVAC sisteminin tasarımı sırasında alternatif filtrasyon teknolojisi uygulanabilir.

MERV 14 filtreleri belli bakterileri, küf sporlarını ve polenleri hedef almaktadır ve tipik ticari binalar ve konut yapı sistemlerinde yaygın ve oldukça uygundur. Fakat MERV filtreleri bazı bakterilere, çoğu virüse, mantarlara, uçucu organik bileşenlere ve bazı kokulara karşı hiçbir hava akımı güvencesi sağlamaz. Hastane sahipleri, epidemiyologlar,  tesis müdürleri ve makine mühendisleri enfeksiyonların oluşumunu azaltmak için HVAC sisteminin tasarımında ve işletiminde daha ihtiyatlı olmalıdır.

Medicaid ve Medicare programları (Yaşlılar ve yoksullar için devlet sağlık yardımı) kapsamında hastanelerde sağlık masraflarının devlet tarafından iadesi şartları 1 Ekim 2008’de değiştirildi. Medicaid ve Medicare merkezi artık yataklı hastalara ileriye dönük ödeme sistemi ücretinin dışında geri ödeme yapmıyor. Bu durum özellikle sağlık hizmetleri kaynaklı enfeksiyonlara karşı savaşan tedaviler için geçerlidir ve bunların iki tanesi direkt olarak olası cerrahi alan enfeksiyonları ile ilgilidir:

• Koroner arter by-pass greft (CABG) sonrası mediastinit (orta göğüs dokularının iltihaplanması),
• Bazı ortopedik ve bariatrik ameliyatlardan doğan çeşitli enfeksiyonlar.

Tüm sağlık çalışanlarınca benimsenen “zarar vermeme” amacı dışında, hastane enfeksiyonlarını önlemek adına ciddi bir mali teşvik bulunmaktadır. Önlenebilir bir komplikasyon olarak görüldüğü için bu ikincil enfeksiyonların tedavi ücreti devlet programları aracılığı ile geri ödenmemektedir. Açıkça görülüyor ki, tesis mühendisleri ve mekanik tasarımcılar HVAC sisteminin düzgün bir şekilde hastane enfeksiyonlarına karşı korunduğundan emin olarak üstlerine düşeni yapmalı ve sağlık tesislerine yardımcı olmalıdırlar. Makine mühendisleri HVAC sisteminde HEPA, UV ışınları ve katalitik hava filtreleri gibi yönetmeliklerin gerektirdiği filtrasyon kademelerini eklemek için gelişmiş filtrasyon teknolojisi kullanmanın yollarını aramalıdır.

HEPA Filtrasyonu

HEPA filtreleri önceden yüksek verimli partikül tutucu olarak bilinen bir genişletilmiş yüzey medya hava filtresi çeşididir. “Gerçek” bir HEPA filtresi filtrasyon ortamına 10,000 de 3’ten fazla partikülün girmesine izin vermeyerek en az % 99.99 verimli olması gerekir. ASHRAE 170, Sağlık Tesislerinde Havalandırma, HEPA filtrasyonunun sadece korunmalı ortamlar ve karantina odalarındaki HVAC istemleri için zorunlu olduğunu belirtmektedir.  

Tüm kritik sağlık alanlarının tasarımında HEPA filtrasyonu kullanmak hastanelerin düşük hava kalitesinden kaynaklanan enfeksiyonlara karşı HVAC sistemini korumasının en iyi yoludur. Bu da sağlık hizmeti sistemlerinin yeni geri-ödeme uygulamasına yanıt vermesine yardımcı olacaktır. HEPA filtrasyonu yatan hastaların ameliyathanelerinde, anestezi odalarında, ayakta tedavi gören hastaların ameliyathanelerinde, doğum bölümlerinde, kemik iliği naklinde, karantina odalarında, kritik bakım ve yoğun bakımlarda zorunlu tutulmalıdır.

HEPA filtreler havadaki mikroorganizmalardan gelen enfeksiyona ve kirliliğe karşı en iyi korumayı sağlar, özellikle de bu filtreler kanalın çıkışına takıldığında. Bu da tavana montajlı HEPA filtreleri veya modülleri olarak bilinir. HEPA filtrelerini klima santrallerine yerleştirmek özellikle ameliyathaneler için fazla verimli bir yol değildir. Son zamanlarda yapılan bir araştırma, PAS-HEPA (portatif HEPA odası) filtre ünitesi olarak bilinen özel bir HEPA hava filtresi çeşidinin sağlık hizmeti uzmanlarını ve hastaları benzer şekilde koruyarak havadaki bulaşıcı partikülleri büyük ölçüde azaltabildiğini göstermiştir.

Michigan Ann Arbor’daki Saint Joseph Mercy Hastanesinde epidemiyolog olarak çalışan Russell M. Olmstead tarafından bir araştırma yapıldı. Bu araştırmada ameliyathaneye açılan bir kapı üstüne monteli PAS-HEPA filtre ünitelerinin verimliliği test edildi. Birçok ameliyat odasında standart HEPA hava filtreleri bir süredir kullanılırken, O daha yeni teknolojinin havadaki tüberkülozla ilişkili partiküllere etkisini görmek istedi. Bu araştırmada birbirine boyut açısından benzeyen ve tüberkülozla uyumlu duman ve partiküller kullanıldı. Araştırma PAS-HEPA filtre ünitesinin etkin bir şekilde hedef partikülleri aşağı ve odadaki en kritik yer olan ameliyat masasından uzağa çektiğini gösterdi. Bu gelişmiş PAS-HEPA filtrasyon tasarımı enfeksiyonların oluşumunu azaltmak için birçok farklı kritik hastane alanına uygulanabilir.

Ultraviyole Teknolojisi

Ultraviyole antiseptik ışınlama (UVGI) teknolojisi mikrobik büyümenin durdurulmasında ve hastanelere enfeksiyonların transferini sınırlamakta kullanılır. UVC armatürleri, antiseptik ışınlama için kullanılan UV ışıklarının bir alt kümesidir. ASHRAE 170 standardı ultraviyole radyasyon ışıklarının AHU içerisinde veya ameliyathanede patojenlerin yok edilmesinde kullanımına değinmese de, bazı çalışmalar bu cihazların mikrobik büyümenin engellenmesinde etkin olabileceğini göstermiştir.

UVC ışıkları, HVAC sistemlerine veya aşağıdaki gibi bağımsız armatürlerle kurulması yoluyla hastanelerdeki mikrobik büyüme ve transferin engellenmesi için kullanılabilir.

• Soğutma serpantini dezenfeksiyonu – UVC armatürlerinin soğutma serpantinlerinde direkt radyasyon için kurulması
• Direkt UVC armatürleri ile yüzey sterilizasyonu
• Ameliyathaneler için UVC – ameliyathaneler için özel olarak tasarlanmış yüzey ve hava sterilizasyon sistemlerinin özgün bir kombinasyonu
• Hava dezenfeksiyonu – kanal içi UVC hava temizleyicilerinin, hava akımı ışınlaması için kurulumu; ek olarak oda içi UVC armatürleri üst hava dezenfeksiyonu için kullanılabilir.

UVC hava saflaştırması ve yüzey sterilizasyonu; mikroorganizmaların sadece UVC radyasyonuna maruz kalma süresine bağlı olarak değişiklik gösterir. Hareketli hava akımlarında, mikroorganizmalar yüksek hızlarda hareket ettiklerinden; UV ışınına bir saniyeden çok daha kısa bir süre maruz kalırlar. Bu sebepten, istenilen dezenfeksiyon seviyesine ulaşılabilmesi için yüksek çıktılı UVC lambaları kullanılarak daha yüksek UVC enerjisinin uygulanması önemlidir.

Yüzey sterilizasyonunda, neredeyse sınırsız konaklama süresi olduğundan, daha düşük bir UVC yoğunluğu seviyesi gereklidir. Efektif sterilizasyon için gerekli olan doz; UVC yoğunluğu, süre ve yüzeyden uzaklığın bir fonksiyonudur.

Tasarım sürecinde makina mühendisleri, filtreleme verimliliğinin arttırılması için ameliyathaneler için özelleştirilmiş UVC çözümleri geliştirebilirler. Bu, organ transplantasyonunda veya açık cerrahi müdahalelerde meydana gelebilecek olası komplikasyonların önlenmesi için çok önemli olan daha steril bir ortam yaratılmasını sağlar. Ameliyathanelerde steril ortamın yaratılması ve sürekliliğinin sağlanması kanser veya AIDS yüzünden zayıf bağışıklık sistemine sahip hastalar için hayati öneme sahiptir. Ameliyathane UVC sterilizasyon paketleri; temiz bir iç ortamın garanti edilmesi için antiseptik UV teknolojilerinin tüm uygulamalarını bir araya getirir.

Ameliyathane UVC sterilizasyonu 2 belirgin işlemden geçerek sağlanabilir. Birincisi, oda dolmadan önce tamamen UVC armatürler ile ışınlanır. Bu da UV ışınlarına maruz kalan tüm yüzeyleri sterilize edecektir. Oda dolduğunda tüm bu armatürler kapatılacaktır. İkincisi, ameliyathanedeki hava antiseptik armatürler ile ışınlanır; bu da mikroorganizmaların ve diğer patojenlerin havadaki transferini engellemeye yarar. Bu dolaylı armatürler ameliyat işlemleri boyunca açık kalacaktır.

Zararlı patojenlerin daha az steril olan dış ortamdan steril ameliyathanelere girmesini önleyen antiseptik UV kapı bariyerleri kullanılarak ekstra bir koruma da sağlanabilir.  Antiseptik UV lambaları mikrop ve küf üremesini önlemek için hastanelerin tüm kritik alanlarında kullanılabilir.

Katalitik Hava Temizleyiciler

Katalitik hava temizleme, kokuları, mantarları, bakterileri ve bazı virüsleri hava akımı içerisinden temizlemek için foto katalitik oksidasyon prosesinin kullanılmasıdır. Foto Katalitik Oksidasyon, ultraviyole fotonlarının, foto katalizörlü bir ortamda kullanılıp aktive edilmesi ve sonuç olarak yüksek derecede reaktif radikallerin üretilmesi prosesidir. Hidro radikaller, organik bileşikleri daha basit bileşiklere, son olarak da karbondioksit ve suya dönüştürür. UV ışıması; bakteri, virüs ve mantarların içine nüfuz ederek DNA yapılarına hasar verir.  Katalitik hava temizleme, hastane bekleme odaları, ameliyathaneleri, anestezi odaları ve diğer odalardaki hava yoluyla bulaşan ve genellikle sağlık tesislerinde yaygın olan hastalıkların azaltılmasında faydalı olabilir. Bu filtreleme sisteminin, klima santralinin filtre bölümlerinde ve ASHRAE 170 tarafından tavsiye edilen filtreleme seviyeleriyle birlikte kullanıldığında çok verimlidir. Bu filtreler, klima santralinin maliyetini oldukça arttıracağından, tasarıma dahil edilmeden önce tesis sahibi ile enine boyuna konuşulmalıdır.

Klima santralleri, farklı üreticiler tarafından üretildiklerinden hastaneden hastaneye farklılık gösterir. Bütçe kısıtlamaları sebebiyle, birden fazla fanı olan büyük merkezi sistemlerin kullanımı hastanelerde yaygınlaşmaya başlamıştır. Yerel hastanelerde, bu büyük merkezi hava koşullandırma santralleri, hem ameliyathanelere hem de hastanedeki diğer mahallere hizmet ederler. Bu kurulum şekli, katalitik hava temizleyicilerin kullanımını daha da cazip hale getirir çünkü ucuzdur ve tüm tesis içerisinde daha yüksek bir iç hava kalitesi seviyesi yaratılmasını sağlar.

Akut tedavi hastaneleri gibi daha fazla uzmanlaşmış hastanelerde, birden fazla klima santrali kullanılarak mahallere giden hava akışının daha iyi kontrol edilmesi ve daha güvenilir bir HVAC sistemi sağlanır. Ameliyathaneler gibi kritik mahallerin hava filtrasyonuna özel ilgi gösterilmeli, bu mahallerin klima santrallerinde katalitik hava temizleme sistemleri bulunmalıdır. Maliyet kısıtları sebebiyle, mekanik tasarımcılar hastane sahiplerine katalitik hava temizleyicilerin klima santralleri içerisindeki en uygun kullanım yerleri konusunda tavsiyede bulunmalıdır. Hastane sahibi, hastanesinin iç hava kalitesi ve hastane enfeksiyonlarının azaltılması konusunda aşırı derecede titiz ise, tüm klima santrallerinde katalitik hava temizleyiciler kullanılmalıdır.

SONUÇ

Sağlık sektöründe iç hava kalitesinin büyük önem taşıdığı su götürmez bir gerçektir. Aslında, uygun bir iç ortam, hastaların iyileşmesi ve hastane ortamından kapılacak enfeksiyonların minimize edilmesi açısından elzemdir. Makina mühendisleri, piyasada hangi geliştirilmiş filtre teknolojilerinin bulunduğunu ve bu teknolojileri HVAC sistem tasarımlarında nasıl uygulayacaklarını anlamalıdırlar. Bu, sağlık tesisinin hastalarını enfeksiyonlardan korumaya ve maliyeti çok yüksek olan kamu davası ve iş durdurma cezası gibi risklerin azaltılmasına yardım eder. Sağlık tesis sahipleri, ayrıca, hava dağıtım sistemleri için geliştirilmiş filtre teknolojilerine yatırım yapmalıdır çünkü bu şekilde tesislerinin iç hava kalitelerini yükseltip tesislerindeki hastane enfeksiyonlarının etkilerini azaltırlar.