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문제 정의
- 병원 로비에서 엔도톡신 발생에 영향을 미칠 수 있는 환경 요인을 통계적으로 규명하였다. 종속변수는 로비 내 공기 중 엔도톡신 농도였다.
- 우리의 연구에서는 로비에서 평가한 공기 중 엔도 톡신 발생과 주변 환경적 요인의 연관성을 평가했다. 공기 중 엔도톡신 농도는 종합병원의 병원 설립연도(1980년대/1990년대/2000년대) 범주 별로 유의한 차이가 있었다(p<0.
- , 2010), 특히 병원 로비환경에서 공기 중 엔도 톡신 발생에 대한 평가는 없었다. 우리의 연구에서는 종합병원의 로비에서 공기 중 엔도톡신 발생을 평가하는 한편 엔도톡신 발생에 영향을 미치는 환경적 요인을 규명하였다.
제안 방법
- 를 동일한 공기를 대상으로 한꺼번에 채취하였고, 로비의 측정 지점은 가능한한 로비 환경을 대표할 수 있는 중앙으로 선정하였다. 공기 중 엔도톡신 발생에 영향을 미칠 것으로 예상되는 환경적 요인으로 온도(Temperature), 습도(Humidity), 먼지 농도(Dust), 운영시간(Service time), 설립연도 (Establishment of hospital), 병원 침상규모(Scale of hospital), 하루 평균 이용인원(Day average people using hospital), 로비 면적(Area of lobby), 로비 청소시간(Clean time of lobby), 외부공기 유입구 위치(Location of fresh air inlet), 계절(Season), 날씨(Weather), 공조시설 운영시간(Running time of ventilation system), 공조 시설 청소빈도(Clean frequency of ventilation system) 등을 선정하고 평가하였다.
- 공기 중 엔도톡신을 채취하는 데 사용한 유리섬유 여과지(Glass Fiber Filter, SKC, 1.0 um pore size, 37 mm)를 플라스틱 카세트(SKC, 37 mm, 3-piece)에 장착하기 전, 초전자저울(ED224S, Sartorius, Germany)로 무게를 측정하였다. 여과지 내에 남아 있는 수분을 제거하는 과정이 필요하나 건조기에서 장시간 보관하면 시료가 오염될 수 있어서 최대 12시간만 보관하였다.
- 공기는 인체 호흡기가 노출되는 높이에 해당하는 위치(약 1.5 m)에서 로비 운영 시작 시간(08:00)과 운영시간이 종료된 이후 저녁(18:00-24:00) 동안 연속적으로 채취하였다. 측정기구나 여재를 묶음으로 설치하여 동일한 공기에서 온도, 습도, 이산화탄소, 먼지, 엔도톡신을 채취하도록 하였다.
- 표준 엔도톡신 시료는 CSE(Control Standard Endotoxin, Lonza, USA)를 이용하였다. 배양 기능이 있는 Microplate reader(CAMBREX, ELx808, USA)의 340 nm 파장에서 시료의 탁도가 OD(Optical Density) 0.03에 도달하는 시간을 측정하여 검량선을 만들고, 엔도 톡신을 정량하였다. 표준용액의 농도는 10EU, 1EU, 0.
- 25 이하로 유의한 환경적 요인들을 1차로 골라낸 후 최종 다중회귀분석모델에서 공기 중 엔도톡신 농도 발생에 영향을 미치는 유의한 환경적 요인을 찾아냈다. 범주형 변수는 기준변수에 비해 범주별 상대적 관련성을 평가하였다. 모든 자료의 처리에는 STATA(Version 11.
- 365)에서는 유의한 연관성이 없었다(Table 4). 선별된 환경 요소들을 설명변수(독립 변수)로 설정하고, 다중 회귀분석을 실시하여 완전한 회귀 모형을 구축하였다(Table 5). 이는 조사된 종합병원의 실내 공기 중 엔도톡신 농도와 환경적 요인의 연관성을 통계학적으로 약 72% 정도 설명할 수있는 가장 최적의 모델이다(Adjusted R2=0.
- 온도, 습도, CO2는 가스검출기(Multi-gas PID monitor, TG-502, Gray&wolf, USA)로 1분 간격으로 측정하였다.
- 이 연구에서는 우리나라 대형 종합병원에서 로비의 엔도톡신 농도 수준을 인지할 수 있었고, 엔도톡신 농도를 최소화할 수 있는 환경적 관리 방안도 마련할 수 있었으나, 농도에 영향을 미칠 수 있는 환경적 변수에 대한 조사가 부족하고 실외 엔도톡신 농도와 비교하지 않았다. 병원 로비의 공기 중 엔도톡신 농도를 좀 더 최소화하여 관리하기 위해서는 더 큰 범위에서 연구를 진행해야 할 필요가 있다.
- 채취 후 분석 전까지 4℃ 이하로 냉장 보관하고 운반하여 3일 이내에 분석하였다. 시료를 채취한 유리 섬유 여과지를 Pyrogen-free tube에 넣은 다음 추가로 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) water(Pyrogen-free) 10 ml를 넣고 엔도톡신을 1차 추출하였다.
- 여과지 내에 남아 있는 수분을 제거하는 과정이 필요하나 건조기에서 장시간 보관하면 시료가 오염될 수 있어서 최대 12시간만 보관하였다. 채취 후에도 엔도톡신을 정량하기 전에 여과지 무게를 측정하여 채취 공기 용량을 고려하여 총 먼지 농도(mg/m3)를 구했다.
- 5 m)에서 로비 운영 시작 시간(08:00)과 운영시간이 종료된 이후 저녁(18:00-24:00) 동안 연속적으로 채취하였다. 측정기구나 여재를 묶음으로 설치하여 동일한 공기에서 온도, 습도, 이산화탄소, 먼지, 엔도톡신을 채취하도록 하였다. 각 항목에 대한 측정과 분석방법은 아래에 설명하였다.
대상 데이터
- 검출한계(Limit of detection, LOD)는 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) water (Pyrogen-free)에 포함되어 있는 엔도톡신의 최소량(<0.005EU)을 사용하였다.
- 서울 및 경기 지역에 있는 6개 대형종합병원(500병실 이상) 로비에서 2010년 7월부터 12월 동안 주간과 야간으로 나누어 공기 중 엔도톡신을 측정하였다. 병원별 건축연도, 측정 당시 이용한 로비 이용인원, 측정 시 날씨 등 일반적인 특성은 Table 1에 정리하였다(Table 1).
- 엔도톡신, 온도, 습도, CO2를 동일한 공기를 대상으로 한꺼번에 채취하였고, 로비의 측정 지점은 가능한한 로비 환경을 대표할 수 있는 중앙으로 선정하였다. 공기 중 엔도톡신 발생에 영향을 미칠 것으로 예상되는 환경적 요인으로 온도(Temperature), 습도(Humidity), 먼지 농도(Dust), 운영시간(Service time), 설립연도 (Establishment of hospital), 병원 침상규모(Scale of hospital), 하루 평균 이용인원(Day average people using hospital), 로비 면적(Area of lobby), 로비 청소시간(Clean time of lobby), 외부공기 유입구 위치(Location of fresh air inlet), 계절(Season), 날씨(Weather), 공조시설 운영시간(Running time of ventilation system), 공조 시설 청소빈도(Clean frequency of ventilation system) 등을 선정하고 평가하였다.
- 표준 엔도톡신 시료는 CSE(Control Standard Endotoxin, Lonza, USA)를 이용하였다. 배양 기능이 있는 Microplate reader(CAMBREX, ELx808, USA)의 340 nm 파장에서 시료의 탁도가 OD(Optical Density) 0.
데이터처리
- 일원분산분석(One way-analysis of variance, ANOVA)을 통해서 유의수준(p)이 0.25 이하로 유의한 환경적 요인들을 1차로 골라낸 후 최종 다중회귀분석모델에서 공기 중 엔도톡신 농도 발생에 영향을 미치는 유의한 환경적 요인을 찾아냈다. 범주형 변수는 기준변수에 비해 범주별 상대적 관련성을 평가하였다.
- 는 가스검출기(Multi-gas PID monitor, TG-502, Gray&wolf, USA)로 1분 간격으로 측정하였다. 측정한 결과를 이 연구분석에 맞는 시간대별로 평균하여 사용하였다.
이론/모형
- 범주형 변수는 기준변수에 비해 범주별 상대적 관련성을 평가하였다. 모든 자료의 처리에는 STATA(Version 11.2, USA)를 이용하였다.
- 엔도톡신 채취과 분석은 미국재료시험학회(ASTM, American Society for Testing and Materials) E2144-01방법을 참조하였다(ASTM International; Designation E2144-01). 엔도톡신의 채취 및 분석에 이용되는 각종 재료와 초자기구는 멸균하거나 멸균된 것을 사용 했다.
성능/효과
- 6개 병원의 엔도톡신 평균 농도는 0.60(±0.88) EU/m3 이었으나, 중앙값은 0.48 EU/m3으로 산술평균보다 낮았다(Table 2).
- 또 공조시설 청소유무에서 공조시설을 한번 이상 청소한 병원의 엔도톡신 농도(More than one time, 0.53 EU/m3)가 청소를 하지 않는 병원에서 측정한 엔도톡신 농도(Nothing, 0.73 EU/m3)보다 유의하게 낮게 나타났다(p<0.001).
- 또한 먼지, 이산화탄소, 온도, 습도 요인과 엔도톡신 농도의 상관분석을 실시한 결과, 먼지(r=0.49, p=0.003), CO2(r=0.55, p<0.001)에서는 유의한 경향을 보였으나 온도(r=0.24, p=0.068) 및 습도(r=0.12, p=0.365)에서는 유의한 연관성이 없었다(Table 4).
- 로비 운영시간(p=0.01), 병원 설립연도(p<0.001), 병원 침상규모(p=0.01), 하루 평균 이용인원(p=0.03), 로비 면적(p=0.24), 로비 청소시기(p=0.05), 계절(p<0.001), 공조 시설 운영시간(p=0.24), 공조시설 청소유무(p<0.001) 요인에서 공기 중 엔도톡신 농도와 유의한 연관성(p<0.25)을 보였다(Table 3).
- 03). 로비 청소시기에서 운영시간 동안 청소한 로비의 엔도톡신 농도(During service time=0.86 EU/m3)는 운영 시간 이후에 청소한 로비의 농도(After service time=0.33 EU/m3)보다 약 2배 유의하게 높았다(p=0.05). 그리고 계절에서 여름, 가을, 겨울에 대한엔도톡신 농도는 각각 0.
- 먼지, CO2, 온도, 습도와 엔도톡신 농도의 상관분석에서는 먼지와 CO2의 상관계수는 각각 0.493(p=0.003), 0.550(p<0.0001)으로 유의한 연관성이 있었으나, 온도와 습도는 각각 0.238(p=0.068), 0.119(p=0.365)으로 상관계수도 낮았고 통계적으로도 유의하지 않았다(Table 4).
- 병원 내 공조시설(Heating, ventilation, air conditioning, HVAC)을 1회 이상 청소하는 병원에서 측정한 엔도 톡신 평균 농도(AM=0.53 EU/m3)는 청소를 하지 않는 병원(AM=0.73 EU/m3)보다 유의하게 낮은 것으로 나타났다(p<0.001).
- 공조시설 청소를 하지 않는 종합병원의 로비 내 엔도톡신 농도는 연간 1회 이상 청소를 하는 경우보다 높을수 있으며, 로비 실내 온도가 26℃ 미만에서 엔도톡신 농도는 26℃ 이상인 경우보다 낮을 것으로 판단할 수 있다. 병원 설립연도, 병원 침상규모, 하루 평균 이용인원, 로비 청소시기, 공조시설 운영시간의 변수들은 분산분석에서는 유의한 차이가 있었으나, 다중회귀모형에서는 유의한 연관성이 없었다.
- 001). 병원 침상규모별 엔도톡신 농도 비교에서는 침대 수가 1,000개 미만인 병원의 평균 엔도톡신 농도(0.77 EU/m3 )가 1,000개 이상인 병원(0.26 EU/m3)보다 약 2배 유의하게 높았다(p=0.01). 하루 평균 이용인원에서 이용인원이 3,000명 미만일 때 엔도톡신 농도 (0.
- 분산분석에서 연관성(p<0.25)이 있는 변수들을 대상으로 다중회귀분석을 실시하였는데, 로비 운영시간, 로비 면적, 계절, 공조시설 청소유무, 온도에 대한 환경적 변수들에서 엔도톡신 농도와 유의한 연관성을 보였다.
- 연구결과 여름철에 측정한 엔도톡신 농도는 0.93(95% CI=0.28-1.58) EU/m3으로 겨울철의 엔도톡신 농도인 0.05(95% CI=0.02-0.08) EU/m3보다 유의하게 높은 것으로 나타났다. 여름철의 높은 온도와 습도는 미생물이 오염될 수 있는 적정한 환경이고, 이는 공기 중 엔도톡신 발생에 유의한 영향을 미쳤을 것으로 판단되는데, 실제 국내외 연구들의 결과도 이와 비슷하게 나타났다.
- , 2000). 우리의 연구결과에서도 로비 공기 중 엔도톡신 농도와 총 먼지의 유의한 상관관계(r=0.49, n=60)를 확인할 수 있었다(p=0.003). 이는 엔도톡신도 먼지와 비슷한 입자상물질이기 때문인 것으로 판단된다.
- 운영시간의 엔도톡신 농도(During service time, 0.79 EU/m3)는 운영시간 종료 후 엔도톡신 농도(After service time, 0.40 EU/m3)보다 약 2배 유의하게 높은 것으로 나타났다(p=0.01). 병원 설립연도별 엔도톡신 농도 비교에서는 1980년대, 1990년대, 2000년대에 지은 병원의 엔도톡신 농도가 각각 1.
- 51 EU/m3) 순으로 나타났다. 이 연구결과에서 계절에 따른 유의한 차이를 확인할 수 있었는데, 이때 습도가 온도보다 엔도톡신에 더 높은 연관성이 있는 것으로 나타났다. 따라서 실내 온도와 습도가 엔도톡신에 영향을 미치는 중요한 요인이라 보고하였다.
- 조사된 환경적 요인은 독립변수로 구분하여 분산 분석을 실시한 결과, 공기 중 엔도톡신 농도는 로비 운영시간, 병원 설립연도, 병원 침상규모, 하루 평균이용인원, 로비 청소시기, 계절, 공조시설 청소유무에서 유의한 차이를 보였으며, 또한 공기 중 총 먼지와 CO2의 농도 수준과도 유의한 상관성이 있었다.
- 이러한 결과는 건물이 오래된 병원에서 엔도톡신 농도가 유의하게 높다는 것을 나타낸 것이다. 종합병원 건물의 노후화는 미생물 오염 영향 요인인 습도, 온도, 외부 오염 등의 발생 수준에 영향을 주는 것으로 보인다. Park et al.
- 최종 다중회귀분석 결과, 로비 운영시간, 로비 면적, 계절, 공조시설 청소 유무, 온도의 환경적 요인들은 공기 중 엔도톡신 농도에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다(Adjusted R2=0.72, p<0.0001).
- 365)는 유의하지 않는 것으로 나타났다. 측정된 습도는 로비 환경 별로 큰 차이가 없었고, 농도 범위 또한 비슷해서(범위=64.4~70.3%) 통계적인 차이를 확인할 수 없었던 것으로 판단된다.
후속연구
- 따라서 이와 관련된 다양한 연구를 계속적으로 수행해서, 다중이용시설의 실내 공기 내 엔도톡신 농도를 최대한 낮은 농도로 관리할 수 있는 구체적인 방안이 제시되어야 한다. 관련 연구의 결과물들은 향후 법적 기준을 마련하는 데 과학적 판단을 할 수 있는 좋은 자료가 될 것이다.
- 병원 로비의 공기 중 엔도톡신 농도를 좀 더 최소화하여 관리하기 위해서는 더 큰 범위에서 연구를 진행해야 할 필요가 있다. 따라서 이와 관련된 다양한 연구를 계속적으로 수행해서, 다중이용시설의 실내 공기 내 엔도톡신 농도를 최대한 낮은 농도로 관리할 수 있는 구체적인 방안이 제시되어야 한다. 관련 연구의 결과물들은 향후 법적 기준을 마련하는 데 과학적 판단을 할 수 있는 좋은 자료가 될 것이다.
- 이 연구에서는 우리나라 대형 종합병원에서 로비의 엔도톡신 농도 수준을 인지할 수 있었고, 엔도톡신 농도를 최소화할 수 있는 환경적 관리 방안도 마련할 수 있었으나, 농도에 영향을 미칠 수 있는 환경적 변수에 대한 조사가 부족하고 실외 엔도톡신 농도와 비교하지 않았다. 병원 로비의 공기 중 엔도톡신 농도를 좀 더 최소화하여 관리하기 위해서는 더 큰 범위에서 연구를 진행해야 할 필요가 있다. 따라서 이와 관련된 다양한 연구를 계속적으로 수행해서, 다중이용시설의 실내 공기 내 엔도톡신 농도를 최대한 낮은 농도로 관리할 수 있는 구체적인 방안이 제시되어야 한다.
- 우리의 연구에서는 일부 종합병원 로비를 대상으로 공기 중 엔도톡신의 농도를 측정하는 한편 엔도 톡신의 발생에 영향을 미치는 환경적 요인을 규명하였으며, 연구결과는 병원 로비에서 엔도톡신 발생을 억제하는 관리대책을 마련하는 데 활용할 수 있을 것이다.
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