Titel proefschrift: Operating Room Ventilation A View From Different Perspectives
De afgelopen jaren zijn operatiekamers in Nederland gebouwd volgens de hoogste ventilatie-eisen. Deze hoge eisen gaan gepaard met hoge investeringskosten, operationele kosten en een bijbehorend energiegebruik. Dit terwijl de huidige richtlijnen ruimte geven om te variëren in de classificatie van de operatiekamer. Een operatiekamercomplex is één van de meest energie-intensieve afdelingen van een ziekenhuis, waarbij de luchtbehandelingssystemen van de operatiekamer het meeste energie verbruiken. Nieuwe inzichten uit ons onderzoek stellen ziekenhuizen in staat om energiebesparende maatregelen te nemen. Er kunnen relatief eenvoudige aanpassingen worden gedaan aan het luchtbehandelingssysteem om het energieverbruik te verminderen. Er zijn al wel energiebesparende maatregelen geïmplementeerd in de bestaande luchtbehandelingsinstallaties, maar er is nog ruimte voor verbetering om het energieverbruik verder terug te dringen. Door: Jos Lans
In ons onderzoek hebben wij de ventilatie- effectiviteit van vier typen OK-ventilatiesystemen in de ultra-clean zone bepaald. Dit onderzoek is uitgevoerd in dezelfde operatiekamers ingesteld als Ultra Clean en als generieke operatiekamer. De ventilatie-effectiviteit (VE) van vier ventilatiesystemen is bepaald in drie verschillende ultra-clean (beschermde) gebieden. De metingen zijn uitgevoerd in een ‘at-rest’ situatie. De vier systemen die wij hebben onderzocht, zijn de meest voorkomende systemen in Nederland en in de Europese landen om ons heen. De systemen verschillen in opzet en wijze van luchttoevoer in de ruimte. De systemen hebben gemeen dat ze allemaal zijn uitgevoerd met een HEPA-filter (High Efficiency Particulate Air). Een HEPA-filter zorgt ervoor dat de toegevoerde lucht vrij is van stofdeeltjes en micro-organismen. Het eerste systeem was een conventioneel ventilatiesysteem. Dit conventionele ventilatiesysteem bracht 100% buitenlucht de operatiekamer binnen. De reeds in de ruimte aanwezige lucht wordt gemengd met de toegevoerde schone HEPA-gefilterde lucht in de ruimte om zo de vervuiling in de operatiekamer te verdunnen. De vervuiling in de ruimte wordt veroorzaakt door deuropeningen, mensen, materiaal en het proces. Het tweede systeem was een temperatuurgeregeld luchtstroomsysteem, ook wel het Opragonsysteem genoemd. Het derde systeem dat is onderzocht, is het zogenoemde gecontroleerde mengende systeem (controlled dilution ventilation systeem), ook wel Halton genoemd. De lucht wordt via nozzels een richting op gestuurd. Het nozzlepatroon wordt door middel van Computational Fluid Dynamics berekend en ingesteld per ruimte. Het laatste systeem dat wij hebben onderzocht, is tot op heden het meest toegepaste systeem in Nederland. Dit systeem heet een unidirectional airflow systeem, ook wel downflow, laminair flow of verdringend systeem genoemd. Bij dit systeem dienen de instrumenttafels, het chirurgische team en de patiënt zich in en onder het verdringende systeem te bevinden. Voordat een luchttoevoersysteem voor een ultra- clean operatiekamer wordt geselecteerd, kan een CFD-analyse (Computational Fluid Dynamics) waardevolle inzichten geven in het optimaliseren van het geselecteerde luchttoevoersysteem voor de operatiekamer. De nadruk zal liggen op de relatie tussen luchtstromingspatronen, indeling van de ruimte en beheersing van verontreinigingen. De door ons bestudeerde ultra-clean ventilation (UCV) luchttoevoersystemen haalden allemaal het niveau dat vereist is voor ultra-clean lucht in de ultra-clean zone van de operatiekamer. Wanneer operatiekamers niet worden gebruikt voor grote orthopedische implantaatoperaties, primaire en revisieprothesen en grote spinale chirurgie (bijv. scoliose) wordt een lagere OK-classificatie aanbevolen.
“Het ontbreken van bewijs dat chirurgische wondinfecties worden voorkomen in operatiekamers die zijn uitgerust met UCV-systemen, is geen bewijs dat deze niet worden voorkomen.”
Uit ons onderzoek blijkt dat 94% van de operatiekamers in Nederland een ultra-clean luchttoevoersysteem heeft. 80% van deze operatiekamers is geclassificeerd volgens de hoogste OK-classificatie, ook wel ultra-clean OK genoemd. 60% van de ziekenhuizen gebruikt de helft of zelfs minder van de hoeveelheid OK’s op het OK-complex voor grote (orthopedische) implantaatchirurgie waarvoor deze hoogste OK- classificatie, volgens de SRI/FMS richtlijn, noodzakelijk is.
Eén van de mogelijkheden om het energiegebruik van een luchtbehandelings- systeem voor operatiekamers te verlagen, is het verminderen van het aantal luchtwisselingen per uur. Dit kan worden gerealiseerd door het verlagen van het luchtvolume van de OK- luchtbehandelingsinstallatie en het luchttoevoersysteem als het type operatie geen ultra-clean OK vereist. Dit kan worden gerealiseerd door het ventilatiesysteem om te schakelen van een ultra-clean naar een conventionele operatiekamer. Voordat de instellingen van een luchtbehandelingsinstallatie worden gewijzigd van een ultra-clean naar een conventioneel systeem, is het belangrijk om te analyseren, bijvoorbeeld met Computational Fluid Dynamics (CFD), hoe het luchttoevoersysteem zich zal gedragen als het aantal luchtwisselingen wordt verlaagd.
Het schakelen van een ultra-schone (UCV) naar een conventionele operatiekamer zal de mate van het herstel en de lokale luchtverversingssnelheid verminderen. Het verlagen van de luchtverversingssnelheid in operatiekamers kan de comfortomstandigheden en (ultra-schone) luchtkwaliteit ten tijde van de ingreep verminderen.
De kapitaal- en operationele uitgaven van luchtbehandelingsinstallaties met een UCV- systeem zijn hoger dan die met een conventioneel systeem. De investering in een UCV systeem betaalt zichzelf terug wanneer 2 tot 4 chirurgische wondinfecties worden voorkomen gedurende de levensduur van de OK.
Uit ons onderzoek is verder naar voren gekomen dat er een realistischer beeld ontstaat van de werkelijke luchtkwaliteit als gemeten zou worden tijdens werkelijke chirurgische ingrepen. Op dit ogenblik schrijven de meeste Europese richtlijnen het meten in een “at-rest” situatie nog voor.
De impact op de luchtkwaliteit in de ultra-clean zone ten tijde van werkelijke chirurgische ingrepen in de operatiekamer is door ons onderzocht bij een ultra-clean operatiekamer. Onze baselinestudie toont aan dat de operatiekamer uitgerust met een UCV-systeem tijdens een operationele situatie ruimschoots voldoet aan de vereisten gesteld aan ultra-cleane lucht. Het aantal luchtwisselingen, de methode van luchtafvoer, het aantal mensen in de operatiekamer, de discipline van het chirurgische team, etc. bepalen de uiteindelijke reinheid van de operatiekamer.
Conclusies: om energie te besparen, kunnen de meeste luchtbehandelingsinstallaties voor operatiekamers en UCVluchttoevoersystemen worden aangepast
naar een lagere classificatie voor operatiekamers. Een lagere OK-classificatie vereist een lagere luchtverversingssnelheid per uur, wat energie bespaart. Andere energiebesparende maatregelen kunnen worden bereikt door de setpoints van verschillende parameters te wijzigen, zoals het buitenluchtvolume, het verlagen van het aantal luchtwisselingen, de grenzen van de relatieve vochtigheid en door het verkorten van de bedrijfsuren. Als de gevolgen voor het lijden van de patiënt en de kosten van postoperatieve wondinfecties worden afgewogen tegen de kosten van een luchtbehandelingsinstallatie met een ultra-clean ventilatiesysteem, is onzes inziens de extra investering gerechtvaardigd.
