감염병 격리병실 내 의료진 보호를 위한 급‧배기 일체형 국부환기정화장치 개발 (Development of a Local Ventilation and Purification System with Integrated Supply and Exhaust Air for Healthcare Workers’ Protection in Infectious Disease Isolation Rooms)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 35권 / 12호 / 598 ~ 609페이지
· 저자명 : 조진균, 오원석, 박병용

초록

감염병 팬데믹 기간 동안 운영을 지속할 수 있는 안전한 의료환경을 구축하는 것은 필수적이다. 본 논문에서는 감염병 의료환경에서 의료진의 안정성 확보를 위한 급·배기 일체형 국부환기정화 유닛을 최초로 개발하였고 효과적인 오염원 배출에 의한 교차감염을 최소화할 수 있는 설계방법을 제시하였다.
(1) 현재 구축된 음압격리병실은 의료진과 환자의 밀접에 의한 교차감염을 방지할 시설기준이 미반영되었거나 구현하기가 어려운 현실이며, 환자의 진료/치료를 위해 의료진은 개인보호장비(PPE)를 착용해야 하는 번거로움을 내재하고 있다.
(2) 에어로졸생성시술(AGP)은 기침을 유발할 수 있는 간단한 비인두도말 유전자증폭(PCR) 검사부터 기관지 절개 수술에 이르기까지 약 39가지의 의료시술로 구분할 수 있고 감염에 대한 의료진의 노출을 극대화할 수 있다.
(3) AGP 의료시술 중 환기가동 및 환기회수를 증가시키는 것만으로는 밀접하게 접촉하는 감염환자로부터 의료진을 보호하기에 충분하지 않기 때문에 다양한 국부배기 시스템을 적용한다.
(4) 기존에 국부배기 시스템은 환자에서 발생하는 오염물질을 완벽하게 포집하지 못하고 밀폐된 공간으로 치료 및 시술을 하는 행위에서는 불편함이 따르며 환자는 상시 밀폐공간에 있기 때문에 심리적인 위압감 또는 소음, 온열환경 등 쾌적한 환경을 유지할 수 없는 단점을 가지고 있다.
(5) 이러한 문제점을 개선한 급․배기 일체형 국부환기정화 유닛은 환자의 공기 중 배출물과 의료진이 호흡하는 공기를 분리하여 교차감염을 줄일 수 있는 수단을 제공한다.
(6) 기존의 국부배기 시스템의 문제점을 개선하고 의료진의 안전과 의료행위의 편의성을 부여하고 환자에게는 심리적 안전성과 쾌적성을 부여하기 위해서 치료 시만 사용하는 이동형 개념으로 보완이 필요하다.
(7) 후드 형상은 기류에 영향을 미칠 수 있고 재순환이 없는 적정 속도를 유지하여 포집효과를 향상시키기 때문에 13개의 형상 중 뿔 모양의 후드를 최종 선정하여 상세설계를 진행하였다.
(8) 개별 공기정화는 포집된 입자를 HEPA필터로 거르고 실내로 재순환하는 시스템이고 중앙배기시스템과 연결하여 직접 오염물질을 외부로 배출 가능한 시스템이다.
본 연구는 급·배기 일체형 국부환기정화 유닛의 설계 표준화를 목적으로 진행되었고 연구결과를 기초자료로 사용할 수 있다. 향후, CFD 수치해석과 현장실험을 통한 정량적인 감염위험률 저감을 평가하는 후속연구가 필요하다. 이러한 시스템을 성공적으로 개발하려면 감염관리 전문가의 지침을 포함한 적용성에 대한 고려가 수반되어야 한다.

영어초록

This paper emphasizes the need for a secure medical environment during infectious disease pandemics. It introduces a novel local ventilation and purification unit with integrated supply and exhaust air. This innovation prioritizes healthcare worker (HCW) stability, presenting a pioneering design to minimize cross-infection risks. Approximately 39 medical procedures are categorized as Aerosol-Generating Procedures (AGPs), elevating HCW exposure. Despite increased ventilation during AGPs, HCWs remain vulnerable to close interactions with infected patients. The introduced local ventilation and purification unit segregates patient-generated emissions from HCW breathing zones, enhancing infection control. A horn-shaped hood, chosen from thirteen designs, optimizes airflow, capturing pollutants efficiently during AGPs. Two air purification strategies are explored: HEPA-filtered recirculation and direct outdoor exhaust. This research standardizes integrated supply and exhaust air units, offering foundational insights. However, future work should quantitatively assess infection risk reduction through CFD numerical analysis and field experiments, guided by infection control experts for successful implementation.

참고자료

· 없음