Simulation CFD pro čistější nemocniční operační sály

Počítačové modelování proudění vzduchu pomáhá omezit šíření infekcí v nemocnicích.

Tisíce pacientů ročně se během operace nakazí infekcemi. Ty mohou ohrozit jejich život a zvyšují náklady na pooperační léčbu. Oregonská firma Huntair Inc. navrhuje čisté prostory pro výrobu polovodičů a léků. Podobné principy nyní aplikovala i pro návrh operačních sálů. Pro návrh čistých místností existují přísné ISO normy určující přípustný počet a velikost částic a podle toho klasifikují čistotu místnosti na škále 1 až 9. Podobné normy překvapivě neexistují pro operační sály, i když jsou zde rizika následků podstatně vyšší. Při ventilaci operačních sálů bývá preferováno pouze proudění vzduchu a samozřejmě teplota a vlhkost, které musí vyhovovat potřebám pacienta i pohodlí operačního týmu. Proudící vzduch ale šíří i rozptýlené kontaminanty.

Pro zlepšení čistoty operačních sálů využil Huntair principy z výrobních čistých prostorů - laminární proudění nasměrované dolů a ven z kritické oblasti, což v případě nemocnice znamená operačního stolu. Laminární proudění má jednotný směr a rychlost, kterými směruje kontaminanty po předpověditelné trase. Jakmile je proudění vzduchu turbulentní, nelze předpovědět kde kontaminanty ulpí.

Umístění difuzerů pro nasměrování proudění vzduchu je u operačních sálů komplikovanější, protože velká část lékařských a podpůrných zařízení má stropní montáž, aby nepřekážely na podlaze sálu. Stropní rampy a výkonná světla ale narušují laminaritu proudění vzduchu.

Řešení využívá difuzery pro nasměrování proudění směrem dolů, "omývající" pacienta a operační tým vzduchem, který je pak odváděn ventilací nad podlahou. Vzduch je před vstupem filtrován HEPA filtry a není recyklován, aby se snížilo riziko infekce. Pro veškeré modelování a simulace proudění používal Huntair software Autodesk Simulation CFD. Simulace odhalily mnoho rizikových míst návrhu, kde docházelo k turbulentním jevům. Výsledkem je pak celostropní difuzní jednotka "Cleansuite" zahrnující vzduchotechnické prvky i elektrické a mechanické prvky pro montáž na operačním sále. Instalace pak zabere jen šestinu času oproti klasickým řešením. Vzhledem k tomu, že každá takováto jednotka je uživatelsky přizpůsobena pro konkrétní operační sál, pomáhá Simulation CFD rychle ověřit každý návrh.

Výsledné řešení významně šetří náklady na následnou péči a omezuje zdravotní rizika pro pacienty.