Проблема вентиляции и очистки воздушной среды многопрофильных больниц

Один из основоположников школы гигиены в России Ф.Ф. Эрисман писал, что «чистый воздух составляет одну из первых санитарных и эстетических потребностей человека». Он первым описал гигиеническое значение воздуха как потенциальной среды в передаче инфекций и атмосферных загрязнений [1]. Большое количество инфекционных респираторных аэрозолей может выделяться при разговоре, пении или просто дыхании [2] и накапливаться в высоких концентрациях в недостаточно вентилируемых помещениях. Например, SARS-CoV-2 остается жизнеспособным в аэрозолях, которые остаются в воздухе в течение нескольких часов [3], и летучие лекарственные аэрозоли пригодного для дыхания размера широко распространены в больницах [4].

Появляется все больше доказательств о рассеивании в воздухе патогенов, обитающих во внутрибольничной среде. Это может привести к массовому распространению загрязнения в окружающей среде и стать причиной инфицирования больничных палат. Причиной многих инфекционных вспышек является воздушное рассеивание патогенов. Это подтверждает тот факт, что роль вентиляции в условиях больниц, скорее всего, была недооценена и повышение качества вентиляции может улучшить состояние окружающей среды и таким способом снизить уровень внутрибольничной инфекции [5].

Значение гигиенического состояния воздушной среды очень важно в условиях стационаров. Плохая вентиляция в закрытых помещениях больницы изменяет химический и бактериологический состав воздуха, который, в свою очередь, оказывает вредное влияние на здоровье человека, вызывая или усугубляя течение многих заболеваний [6].

Помещения с плохой вентиляцией, где находятся инфицированные больные, могут представлять значительную угрозу для других пациентов и медицинских работников при внутрибольничном заражении [7]. Появление внутрибольничных инфекционных заболеваний в медицинских организациях совместно с основным заболеванием пациентов не только мешает качественно провести диагностику и назначить адекватное лечение, но и усложняет прогноз его течения [8].

Вентиляция в медицинских учреждениях является главным индикатором, определяющим опасность инфицирования находящимися в воздухе патогенами. Внутрибольничное инфицирование происходит либо при взаимодействии с поверхностями, которые заражены, либо с капельным аэрозолем, создающимся при кашле или чихании больного, попадающим на слизистые оболочки или в результате непосредственного вдыхания зараженного воздуха [9].

Поддержание эффективной вентиляции совместно с уравниванием температуры в помещениях, а также максимальным снижением времени открывания дверей и использованием медицинских масок может способствовать уменьшению распространения инфекции в отделениях больницы, повышению безопасности восприимчивых пациентов и предотвращению перекрестного заражения между пациентами и мед-работниками [10][11]. Рекомендуется использовать сочетание вентиляционных систем и инженерных средств контроля, таких как аппараты дезактивации и фильтрации, для снижения концентрации загрязнения при условии, что приборы выбраны на основе функциональности здания, а также предполагаемой концентрации и размеров загрязняющих частиц [12].

Естественная вентиляция при открытых окнах усиливает воздухообмен и представляет самый простой и экономически выгодный способ снижения возможности заражения пациентов и персонала воздушно-капельным путем в условиях присутствия большого количества заболевших. В литературе обсуждаются вопросы о необходимости размещения больничных зданий в местах с хорошим движением воздуха, о типах планировки зданий больниц, которые подходят для естественной вентиляции и специальных условий внутрибольничной среды для медицинского и обслуживающего персонала [13].

Хорошо известно, что близкое расположение койки к месту воздухоподачи приводит к образованию воздушных вихрей возле нее, увеличивающих время нахождения биоаэрозолей в зоне нахождения больного. Затем биоаэрозоли оседают на окружающих поверхностях, что может способствовать заражению медицинского персонала [14]. Следует максимально сформировать направление движения воздушных потоков от подающего воздух отверстия через зону дыхания пациента с инфекционным заболеванием к вытяжному отверстию. Такая технология оптимизирует удаление патогенных микроорганизмов и позволяет проводить целенаправленную дезинфекцию для предотвращения распространения патогенных микроорганизмов [15].

По данным Y. Lu и Z. Lin [16], послойная вентиляция отличается более высоким, на уровне головы, горизонтальным воздушным потоком. Это обеспечивает тепловой комфорт при высоких параметрах микроклимата в палате. Послойная вентиляция, как считают авторы, улучшает качество воздуха в помещении за счет того, что свежий воздух подается непосредственно в зону дыхания. Горизонтальный поток воздуха способствует сильному осаждению растворенных капель в воздухе на стадии их образования и разбавляет концентрацию капель локально.

Отметим, что любые стратегии вентиляции эффективны для снижения накопленных загрязняющих частиц в воздухе. Стратегия бокового возвратного воздуха является осуществимой и возможной для замены верхнего возвратного воздуха. В этом случае пациенты и персонал будут ощущать температурный комфорт при высокой производительности вентиляции. Боковая возвратная циркуляция воздуха эффективно снижает уровень загрязняющих веществ [17].

Механическая вентиляция является основой очистки воздуха в медицинских организациях, но также важную роль играет рециркуляция. Организация направления воздушных масс «от чистого к менее чистому» является главным правилом регулирования вентиляции внутри медицинских организаций. Выдыхаемый воздух от пациентов, содержащий вирусные компоненты, необходимо очищать с помощью устройств с фильтрами НЕРА и ультрафиолетовых облучателей [18].

Портативные механизмы очистки воздуха, в которых воздух проходит через фильтры, способны снижать количество микробных биоаэрозолей в воздушной среде. Использование данных устройств повышает безопасность людей, которые восприимчивы к воздействию респираторных патогенов, таких как SARS-CoV-2 [19].

Фильтрация воздуха в больнице – это хорошее дополнительное средство, которое вместе с естественной вентиляцией хорошо очищает воздух от вдыхаемых патогенных частиц. Приборы, контролирующие наличие в воздухе микрочастиц размером до 2,5 микрометра, могут быть использованы для простого, быстрого и эффективного способа оценки вентиляции в больничных помещениях и определения качества воздушной среды [20].

Помещения класса чистоты А, к которым относятся непосредственно операционные и реанимационные залы, должны быть обеспечены системами вентиляции на должном уровне. Для этого используют особо эффективные системы фильтрации, за счет которых снижается количество патогенных микроорганизмов в воздушной среде [19].

Портативные высокоэффективные установки фильтрации воздуха с твердыми частицами (HEPA) удаляют РНК SARS-CoV-2 из воздушной среды стационара [21], а при сочетании с облучением ультрафиолетовым светом могут быть важнейшим решением для удаления вдыхаемого SARS-CoV-2 [22].

В последние 20–30 лет наблюдается увеличение строительства многоэтажных стационаров с большим количеством разнопрофильных палатных секций, диагностических отделений и их расположением по вертикали, что может провоцировать перетекание зараженных воздушных потоков по отделениям в горизонтальном и вертикальном направлениях [23]. Некорректная работа приточно-вытяжной системы вентиляции в хирургических и акушерских стационарах является одним из важных гигиенических факторов, способствующих распространению инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи [24][25].

Большинство производственных помещений хирургических и акушерских стационаров (операционные, послеоперационные, родовые, манипуляционные-туалетные для новорожденных) относятся к классу чистоты А, а малые операционные, послеродовые палаты, палаты совместного пребывания матери и ребенка, палаты для недоношенных, травмированных новорожденных, стерилизационные при операционных, центральное стерилизационное отделение, процедурные и асептические перевязочные – к классу чистоты Б [26].

Согласно действующему санитарному законодательству к помещениям классов чистоты А и Б предъявляются определенные требования, которые существенно отличаются от требований к помещениям классов чистоты В и Г. Основными отличиями являются: 1) запрет на естественную вентиляцию помещений классов чистоты А и Б; 2) проведение обязательного контроля за микробной обсемененностью воздушной среды 2 раза в год; 3) отсутствие в воздухе помещений золотистого стафилококка; 4) удаление воздуха в операционных и родовых необходимо предусматривать на двух уровнях помещения (40% удаление воздуха из верхней зоны и 60% из нижней); 5) работу приточно-вытяжных систем вентиляции в помещениях класса чистоты А необходимо организовывать в непрерывных режимах; 6) в приточных системах вентиляции для очистки воздуха помимо фильтров грубой и тонкой очистки должны быть предусмотрены фильтры высокой эффективности [26][27].

Отсутствие в воздухе операционных патогенных микроорганизмов имеет исключительно важное значение для снижения риска заражения в области операционных и инструментальных столов. Необходимо не уничтожать патогены в воздухе, а не допускать их попадание и накопление. Ламинарные воздухораспределители показали хорошие результаты эффективности очистки воздуха от патогенных микроорганизмов в операционных [28].

Системы приточно-вытяжной вентиляции в операционных должны быть настроены так, чтобы в помещении всегда соблюдался положительный баланс воздуха, таким образом поток воздуха из стерильной зоны будет вытеснять отработанный воздух с патогенными агентами в менее чистые помещения, смежные с операционными, и далее в коридор, где организован отрицательный баланс для удаления этого воздуха [29]. Ламинарные панели, использующиеся в помещениях чистоты класса А, часто не создают нужный уровень обеззараживания в данных помещениях. Использование воздушных завес способствует контролированию движения вертикальных ламинарных потоков воздуха [30].

Принципиальным отличительным моментом организации приточно-вытяжной вентиляции в инфекционных стационарах и отделениях является создание отрицательного баланса в специализированных палатах, что должно полностью исключить вероятность поступления зараженного воздуха патогенными агентами в незараженную зону [29].

Согласно действующему санитарному законодательству в инфекционных стационарах или отделениях вентиляционные вытяжные системы необходимо оснащать устройствами обеззараживания воздуха или фильтрами тонкой очистки. Боксы и боксированные палаты должны быть оборудованы автономными системами вытяжной вентиляции [26][31]. Боксированные палаты с отрицательным балансом дают хороший результат в сдерживании распространения инфекционных заболеваний в здании, учитывая направление воздушного потока [32].

Воздух в инфекционную палату должен подаваться как можно дальше от больного и проходить чистым потоком через все помещение, собирая патогенные агенты в воздухе и удаляться непосредственно около пациента. Такая схема воздухообмена наиболее эффективна для удаления отработанного воздушного потока с инфекционными агентами по направлению от более чистого к менее чистому воздуху [29].

В соматических отделениях воздухообмен должен быть организован так, чтобы не допустить перетекания воздушных масс между палатами [26]. В палатах со шлюзами и санузлами воздухообмен организуется так, чтобы воздух из коридора и воздух из палаты удалялся через шлюз и санузел. При отсутствии в палате шлюза и санузла, направление воздушных потоков необходимо предусматривать из палаты в коридор [33]. Вытяжка воздушных потоков должна быть предусмотрена через индивидуальные каналы, что будет исключать перетекание воздушных масс по вертикали [23].

В крупных медицинских организациях необходимо обязательно предусматривать механические системы вентиляции и кондиционирования воздуха. На данный момент существуют два основных типа вентиляционных систем: приточные и вытяжные. Главной функцией вытяжной системы вентиляции является выброс использованного воздуха из помещений стационара наружу. С ее помощью происходит выброс воздушных масс, имеющих в своем составе патогенные микроорганизмы и вредные химические вещества. Приточная система доставляет чистый, свежий воздух, разбавляя количество патогенов в воздушной среде. В комплексе они используются для организации высоких показателей качества воздуха в помещениях стационара [21].

Системы приточно-вытяжной вентиляции эффективно работают исключительно при соблюдении трех важных моментов: они должны быть правильно спроектированы, безошибочно смонтированы и налажены и обязательно эксплуатироваться должным образом. Необходимо ежегодно проводить проверку эффективности систем вентиляции, их очистку и дезинфекцию и вовремя менять фильтрующие элементы [26][34].

Кондиционирование воздуха в приточных системах вентиляции позволяет создать комфортные параметры микроклимата и воздушной среды в помещениях. Систему кондиционирования воздуха составляют: технические средства забора воздуха, фильтры, теплообменники, увлажнители, осушители, вентиляторы, средства хладо- и теплоснабжения, автоматика, дистанционное управление и контроль [35].

При охлаждении воздуха в системах кондиционирования образуется конденсат [36]. Конденсат или вода, используемая для охлаждения воздуха, может быть хорошей средой для размножения возбудителя легионеллеза L. Pneumophila и его распространения в воздушной среде [37].

В настоящее время заболеваемость легионеллезом в России ниже, чем в странах Европы и США, возможно это связанно с проблемой диагностики и официальной регистрации заболевания [38].

Согласно действующему санитарному законодательству для профилактики внутрибольничного легионеллеза два раза в год необходимо проводить микробиологический контроль систем кондиционирования и увлажнения воздуха на наличие легионелл [26][31].

Заключение

В связи с увеличением случаев инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в многопрофильных стационарах в современной научной литературе возросло внимание к вопросам больничной гигиены. На сегодня ключевыми направлениями исследований в данной области профилактической медицины являются: 1) изучение новейших методов и технологий для предотвращения распространения инфекций в больницах, включая использование антимикробных фильтров в системах вентиляции и их своевременную замену и очистку; 2) внедрение инновационных технологий для проведения дезинфекции воздушной среды стационаров и воздуховодов вентиляционных систем, с последующим мониторингом ее качества; 3) анализ проведенных профилактических мероприятий в стационарах по профилактике COVID-19 в период пандемии, включая процедуры по выбору систем вентиляции и контролю за эффективностью их работы.

Представленная проблема нуждается в дальнейшем всестороннем изучении, так как используемые стратегии и виды вентиляции недостаточно эффективны для сдерживания распространения инфекций, ассоциированных с оказанием медицинской помощи в лечебных организациях.

Установлено, что в настоящее время нерешенными остаются вопросы, касающиеся комплексной гигиенической оценки внутрибольничной среды многопрофильных стационаров, направленной на выявление факторов риска госпитального инфицирования и на разработку мер профилактики; влияния условий работы инженерно-технического оборудования на здоровье медицинского персонала и пациентов; закономерностей внутрибольничного распространения инфекционных заболеваний в условиях многопрофильных стационаров.