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문제 정의
- 수술중 감염된 환자의 수술부위별, 계절별, 병명별 통계나 감염을 일으킨 병원균에 대한 연구는 많지만 감염을 일으키는 경로에 대한 체계적인 연구는 매우 드물다. 감염을 일으키는 경로로는 크게 공기감염, 기구에 의한 감염, 접촉을 통한 감염 등 여러 가지가 있으나(권말숙, 1996) 본 연구에서는 이중 공기에 의한 감염에 대해서 연구하고자 한다.
- 2절에서 본 바와 같이 현재 수술실 천장의 양쪽 끝에서 공기가 유입되는 경우에는 수술대 위에 깨끗한 공기가 도달하지 못하고 유해가 균주가 다수 분포하여 환자 감염의 위험성이 높다. 따라서 그 해결방안으로 본 연구에서는 수술실 우물천장의 경사면에 공기 유입구를 설치하여 공기를 유입시키는 공조시스템을 제안한다. 경사면의 크기가 제한되어 있으므로 공기 유입구의 길이가 0.
- 따라서 본 연구가 제안한 것과 같이 천장을 가운데가 오목하게 파인 우물천장으로 만들고 경사면에서 공기가 유입되게 하면 시설비의 큰 증가 없이 환자의 수술부위에 효율적으로 신선한 공기를 공급할 수 있다. 물론 이러한 결과는 시각적으로 추론이 가능하지만 본 연구에서는 균주의 채집과 배양, 그리고 수술실 공기유동 전산해석을 통해 이를 정량적으로 밝혔다는 데에 의미가 있다. 국내 병원에서 수술과정 중 심각한 병원감염이 많이 보고되고 있는 점을 감안하면 추후 수술실 공기감염의 정도와 이를 줄이기 위한 체계적인 공조시스템의 개선방안이 지속적으로 연구되어야 할 것이다.
- 본 연구에서는 우리나라 병원의 거의 대부분을 차지하고 있으며 공조시스템에 개선할 점이 있는 개원한지 오래되었지만 최근에 수술실을 개·보수한 병원(CA 병원)의 수술실을 대상으로 공조시스템을 연구하였다.
가설 설정
- 따라서 그 해결방안으로 본 연구에서는 수술실 우물천장의 경사면에 공기 유입구를 설치하여 공기를 유입시키는 공조시스템을 제안한다. 경사면의 크기가 제한되어 있으므로 공기 유입구의 길이가 0.4m라고 가정하고 공기유입유량을 확보하기 위하여 흡입유속이 1.2m/s인 경우를 가정하여 공기의 유동을 전산해석하였다.
- 그림 4의 (a)와 (b)는 수술실이 비어있을 때 현재 수술실과 같이 공기 유입구가 양쪽 끝에 있는 경우의 공기 유동이다. 공기 유입구의 길이는 0.7m이고 0.8m/s 유속의 공기가 유입구에서 수직으로 유입된다고 가정하였다. 그림 4 (a)의 속도 벡터에서 보는 바와 같이 유입구에서 유입된 공기는 속도가 점점 줄면서 아래로 내려오다가 출구쪽에 다가가면서 다시 빨라져서 배출구로 빠져나간다.
- 이를 낱개의 실물 그대로 모델링 하는 것은 큰 의미가 없으므로 이들을 모두 묶어서 공기의 흐름을 방해하는 다공성 물질로 처리하였다. 다공성 물질은 수술진 및 수술 장비의 배치와 크기를 실측하여 넓이 2m×2m, 높이 1.8m의 크기와 공극율 (void fraction, 공간체적/전체체적) 0.85, 입자 크기 0.4m의 균일체로 가정하였다.
- 열유체해석 전용 컴퓨터 프로그램(Fluent)을 이용하여 수술실내의 공기유동을 해석하였다. 수술실을 2차원으로 모형화하고 공기 유입구와 배출구가 각각 천장과 벽의 양쪽에 있는 경우로 가정하였다. 수술실에서 수술이 진행되고 있을 경우 중앙에 수술대 및 환자, 수술진 5∼6명, 수술장비, 마취장비 등이 놓여있게 되어 공기의 흐름을 방해한다.
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