افزایش استفاده از سیستمهای تهویه و تصفیه هوا، که برای کاهش انتشار عفونتهای ویروسی در بیمارستانها طراحی شدهاند، احتمالاً تأثیرات پیشبینینشدهای خواهد داشت و ممکن است موجب حرکت بیشتر ذرات ویروسی شود، طبق یک مطالعه جدید از محققان دانشگاه UCL و بیمارستان UCLH.
به گزارش بخش پیشگیری رسانه اخبار پزشکی مدنا، در این مطالعه محققان اثر استفاده از تهویه مکانیکی داخلی و تصفیهکنندههای هوای قابل حمل (PACs) بر گسترش ذرات معلق در هوا که مشابه ذراتی هستند که توسط فرد مبتلا به عفونت تنفسی ویروسی مانند SARS-CoV-2 یا آنفلوآنزا بازدم میشوند، مورد بررسی قرار دادهاند. تیم تحقیقاتی حرکت ذرات معلق در هوا را در یک کلینیک سرپایی معمولی بیمارستان UCLH در مرکز لندن با استفاده از یک دستگاه تولید آئروسل و شمارندههای ذرات ردیابی کردند. چندین سناریو شبیهسازی شد، از جمله حرکت ذرات به اتاق مجاور، در سراسر کلینیک و از یک اتاق به اتاق دیگر در انتهای کلینیک.
همچنین آزمایش کردند که آیا عواملی مانند بستن درها یا موقعیت تهویه و PACs در داخل اتاق بر انتشار ذرات تأثیر دارد یا نه. محققان دریافتند که اگرچه استفاده از تهویه داخلی و PACs میتواند در برخی سناریوها از گسترش ذرات جلوگیری کند، اما در برخی آزمایشها استفاده از PACs باعث افزایش گسترش آئروسلها تا 29٪ بین اتاقهای مجاور شد. تهویه داخلی نیز میتواند موجب افزایش مهاجرت آئروسلها در کلینیک تا 5.5 برابر بیشتر از زمانی که هیچ تهویهای استفاده نمیشد، شود.
پروفسور لارنس لوات، نویسنده ارشد این مطالعه از جراحی و علوم مداخلهای UCL و بیمارستان UCLH، گفت: «پاندمی COVID-19 واقعاً خطر ابتلا به عفونتهای ویروسی معلق در هوا در بیمارستانها را نشان داد که به طور طبیعی منجر به تلاشهایی برای کاهش این خطر شد. در بسیاری از بیمارستانها، استفاده از سیستمهای تهویه و تصفیهکنندههای هوای قابل حمل افزایش یافته است. در حالی که فوریت وضعیت نیاز به پاسخ سریع داشت، از آن زمان ما دقیقاً مطالعه کردهایم که ذرات ویروسی چگونه در فضاهای واقعی حرکت میکنند و از آنچه پیدا کردهایم شگفتزده شدهایم. قرار دادن تصفیهکنندههای هوا در اتاقها منجر به افزایش غیرمنتظره گردش آئروسلها در برخی موارد شد، اما ماهها طول کشید تا بفهمیم چه چیزی میبینیم. هر سناریو نتایج متفاوت و غیرمنتظرهای تولید کرد که بسته به فضاها و منابع جریان هوا متفاوت بود. حتی در بیمارستان UCLH، یک بیمارستان مدرن که کمتر از 20 سال پیش ساخته شده است، الگوهای جریان هوا قابل پیشبینی نبودند. در بیمارستانهای قدیمیتر که معمولاً دارای جریانهای طبیعی هوا هستند، وضعیت احتمالاً پیچیدهتر خواهد بود.»
این مطالعه نتیجه گرفت که استفاده از دستگاههای جریان هوا در بیمارستانها برای محدود کردن حرکت پاتوژنهای معلق در هوا نیاز به بررسی دقیق دینامیک جریان هوا و موقعیت قرارگیری دستگاهها دارد تا خطر تشدید مشکل کاهش یابد. کلینیکی که آزمایشها در آن انجام شد شامل یک اتاق انتظار بزرگ مرکزی (154 متر مکعب، تقسیم شده به A و B برای هدف مطالعه)، هشت اتاق مشاوره اطراف و یک ایستگاه پرستاری (همه تقریباً 35 متر مکعب) بود. کلینیک از طریق یک گذرگاه باز دائمی به یک راهرو متصل بود که به سایر بخشهای بیمارستان منتهی میشد. آزمایشها در شب و تعطیلات آخر هفته انجام شد، زمانی که هیچ کارمند یا بیمار حضور نداشت.
تعدادی آزمایش با قرار دادن تولیدکنندههای آئروسل که محلول نمکی پخش میکردند در اتاقهای خاص، با قرار دادن دستگاههای تشخیص ذرات در اتاقهای دیگر برای ردیابی حرکت ذرات در اطراف کلینیک انجام شد. در یک آزمایش، محققان گسترش ذرات را از یک متخصص پزشکی یا بیمار در یک اتاق مشاوره به اتاق مجاور شبیهسازی کردند. یک اندازهگیری پایه در اتاق مشاوره با منبع آئروسل زمانی که تمام درها باز بودند و هیچ تهویه یا PACs استفاده نمیشد، انجام شد.
بستن در اتاقی که منبع در آن قرار داشت باعث کاهش قابل توجهی در گسترش ذرات شد و بستن هر دو در اتاق کاهش 97 درصدی را به همراه داشت. اما زمانی که درها باز شدند و PACs بزرگ در اتاق انتظار مجاور روشن شدند، گسترش به اتاق مشاوره مجاور 29٪ افزایش یافت. زمانی که PACs کوچک رومیزی به هر دو اتاق مشاوره و ایستگاه پرستاری اضافه شد، گسترش کمتر از اندازهگیری پایه بود، اما فقط بهطور جزئی.
نتایج این آزمایش ممکن است در صورتی که شما به این نظر نگاه کنید که تغییر هوای یک اتاق بیشتر معمولاً گسترش ذرات ویروسی را کاهش میدهد، متناقض به نظر برسد. در حالی که درست است که تصفیهکنندههای هوا ذرات ویروسی را از هوا حذف کرده و میتوانند گسترش کلی را کاهش دهند، اما ممکن است پیامدهای ناخواستهای نیز داشته باشند. به ویژه، این آزمایش نشان میدهد که تصفیهکنندههای هوا بزرگتر که دارای منافذ تخلیه بزرگتری هستند و جریانهای هوای خود را معرفی میکنند، میتوانند موجب شوند که ذراتی که فیلتر نشدهاند، بیشتر از آنچه که اگر تصفیهکننده وجود نداشت، پخش شوند.
دکتر جیکوب سالمناسمیت، نویسنده اول این مطالعه و پژوهشگر افتخاری از مهندسی مکانیک UCL گفت: «در هر فضای دادهشده، تعاملات پیچیدهای بین جریانهای مختلف هوا وجود دارد، مانند تهویه، بستن درها و حرکت افراد. یافتههای ما نشان میدهد که باید کل تصویر در نظر گرفته شود زمانی که تصمیم میگیرید چه زمانی و کجا تصفیهکنندههای هوا را معرفی کنید.»
در آزمایش دیگری، تیم تحقیقاتی الگوهای بسیار پیچیدهای از گسترش ذرات را زمانی که تمام درهای اتاقهای مشاوره باز بودند، مشاهده کردند. این شامل یک سناریو بود که در آن بالاترین غلظت ذرات در اتاقهایی که از منبع آئروسل در یک اتاق مشاوره که در آن PAC روشن بود، دورتر بودند، شناسایی شد. سطح ذرات در اتاقی که از این منبع آئروسل دورتر بود، 184٪ بیشتر از حد متوسط بود، در حالی که در اتاق مقابل منبع، 68٪ کمتر از متوسط بود. همچنین 247٪ ذرات بیشتر در اتاق انتظار دورتر از اتاق مشاوره که در آن PAC روشن بود، نسبت به اتاق انتظار نزدیکتر شناسایی شد. ایستگاه پرستاری غلظت ذرات بیشتری نسبت به هر اتاقی در همان طرف کلینیک از اتاقی که دستگاه تولید آئروسل در آن قرار داشت، داشت.
پروفسور آندره دوچی، نویسنده این مطالعه از مهندسی مکانیک UCL، گفت: «آزمایشهای ما نشان داد که حجم بالای ذرات میتواند به دلیل دینامیک جریان هوا در مناطق خاصی متمرکز شود. این به وضوح ایدهآل نیست، به ویژه اگر آن مکان یک نقطه کلیدی باشد، مانند ایستگاه پرستاری که کارکنان درمانگر احتمالاً در طول شیفت خود اغلب از آن بازدید خواهند کرد. خبر خوب این است که ما به سرعت در حال گسترش دانش خود در مورد این پدیده هستیم. پروژهای که در حال حاضر در آن کار میکنیم هدفش شبیهسازی کامل جریان هوا در یک کلینیک و ارزیابی اثربخشی دستگاههای مختلف در مکانهای مختلف است. این به ما این امکان را میدهد که مداخلات نسبتاً سادهای مانند قرار دادن بهتر دستگاههای تهویه برای کاهش گسترش ذرات شناسایی کنیم و بدین ترتیب خطر ابتلا به عفونت در بیمارستان را کاهش دهیم.»
با توجه به غیرقابل پیشبینی بودن نحوه حرکت ذرات آئروسل در فضاها و دشواری در اندازهگیری آنها، تیم تحقیقاتی در حال ساخت یک سیستم هوش مصنوعی برای کمک به این کار هستند و امیدوارند که آزمایشها را در 18 ماه آینده آغاز کنند. نویسندگان میگویند که این مطالعه پتانسیل زیادی برای اطلاعرسانی به اقدامات دولتی در خصوص اطمینان از استانداردهای تهویه و عفونت NHS دارد و میتواند به تلاشها برای پیشگیری از پاندمیهای آینده کمک کند.
