Rhagymadrodd
Yn ystod ail don y pandemig SARS-CoV-2, cynyddodd nifer y cleifion a dderbyniwyd i’r ysbyty yn gyson ar draws y DU o gyfartaledd wythnosol o 122 (Medi 1af 2020) hyd at 2,037 (17 Rhagfyr) gan gyrraedd uchafbwynt o 4,232 o achosion yr wythnos ar 9 Ionawr 2021. Yn ystod y cyfnod hwn, parhaodd y llawdriniaethau dewisol nad ydynt yn rhai COVI y GIG a llawdriniaethau dewisol eraill i’r GIG.
Arweiniodd y cynnydd mewn derbyniadau i’r ysbyty at ein timau UThD i ystyried ehangu i ardaloedd wardiau i reoli cleifion difrifol wael SARS-CoV-2. Gwnaethant ofyn am adolygiad brys o ddichonoldeb, effeithiolrwydd a diogelwch dyfeisiau sterileiddio aer UVC i leihau hyd y cyfnod braenar rhwng gweithdrefnau cleifion sy’n ofynnol ar gyfer system awyru’r ystafell i glirio aer a allai fod wedi’i halogi gan ronynnau a gynhyrchir gan aerosol wedi’u llwytho â firaol (AGPs).
Mae Deinameg Hylif Cyfrifiadurol (CFD) yn cynnig cipolwg ar effeithlonrwydd awyru a lledaeniad halogiad nad oedd ar gael o’r blaen yn nyluniad gwreiddiol y mannau trin presennol.
Amcan: adolygu data presennol ar sterileiddio aer UVC
Prif Gwestiynau
- Pa effaith y mae ymbelydredd UVC (250 nm) yn ei chael ar facteria a firysau yn enwedig SARS-CoV-2
- Sut y gallem ragweld effeithiolrwydd UVC mewn lleoliad byd go iawn trwy ddefnyddio modelu cyfrifiadurol a/neu samplu aer amgylcheddol?
Asesiad:
Mae mesur cyfradd anactifadu firaol pell-UVC o fewn ystafell gyffredinol yn gymhleth ac yn aml-ffiseg ei natur. Gall cymhwyso modelu CFD yn ddoeth i ddeall y llif aer anisotropig cymhleth sy’n gysylltiedig â gwrthrychau sefydlog a symudol (gan gynnwys bodau dynol) awgrymu optimeiddio effeithiol o strategaethau ACH a gyflawnir trwy gyfuno sgwrio aer â HVAC’s sy’n bodoli eisoes [7].
Mae ein modelau Deinameg Hylif Cyfrifiadurol (CFD) yn darparu gwybodaeth am wasgariad gronynnau yn yr awyr mewn amgylcheddau gofal iechyd lle mae AGPs yn cyflwyno risg sylweddol. Mae CFD yn arf defnyddiol i ddeall dynameg gronynnau heintus trwy’r aer. Fe’i defnyddiwyd yn llwyddiannus i astudio effaith gwahanol gyfundrefnau awyru, a chynlluniau o fewn ardaloedd clinigol [8,9].
Sefydlwyd grŵp arbenigol CFD i fodelu deinameg llif o fewn ystafell driniaeth ddeintyddol yn Ymddiriedolaeth Sefydledig GIG Merched a Phlant Birmingham. (Yr Athro Tony Fisher, Ysbyty Prifysgol Brenhinol Lerpwl, yr Athro Paul A White, Ymddiriedolaeth Sefydledig GIG Ysbytai Prifysgol Caergrawnt, Fred Mendonça a Pawan Ghildiyal, Open CFD Ltd, Peter Bill, Ymddiriedolaeth Sefydledig GIG Menywod a Phlant Birmingham, Claire Greaves, Ysbytai Prifysgol Nottingham a’r Athro Chris Hopkins, Hywel Dda). Cymerwyd yr amgylchedd AGP risg uchel hwn fel dirprwy o’r gyfres endosgopi sy’n ffocws i’r astudiaeth hon (vide supra).
Modelu Deinameg Hylif Cyfrifiadurol (CFD):
Mae CFD yn y Gwyddorau Peirianneg o adeiladau wedi’i hen sefydlu [10]. Mae datrys hafaliadau Navier-Stokes sy’n rheoli symudiad aer continwwm, ynghyd â chludiant gronynnol arwahanol, yn rhoi golwg gystadleuol i ni o ensemble cymhleth o gynnwrf, hynofedd, gwasgariad aerosol, anweddiad a rhyngweithio wal ar draws yr ystod lawn o feintiau gronynnau o ddiddordeb, yn dybiannol [0.1 .. 100µm3].
Yn yr astudiaeth hon o awyru dan do, a noddir gan UK Research and Innovation [11], gan ddefnyddio ffynhonnell agored QA yn llawn ISO9001:2015 CFD [12], aseswyd effeithiolrwydd sawl strategaeth awyru. Mae’r strategaethau’n cynnwys mecanyddol (a reolir gan system rheoli aer yr adeilad), naturiol (ffenestr agoriadol), awyru estynedig (o ddyfeisiadau glanhau aer UV) a sawl cynllun awyrell tryledu to.
Mae CFD yn olrhain oedran yr aer (AoA) o ffynhonnell ffres i unrhyw le o fewn cyfaint yr ystafell, gan nodi pa rannau sydd wedi’u hawyru’n dda, ac i’r gwrthwyneb, lleoliadau aer marw neu swigod sy’n ailgylchredeg. Yna daw Cymedrig AoA yn fesur ystyrlon o gylchrediad aer glân yn y lloc.
Mae model CFD o ystafell driniaeth ddeintyddol lawn 44.7m3 Ysbyty Plant Birmingham yn cynnwys tri deiliad; deintydd, claf a nyrs. Roedd awyru’r to wedi’i wrthbwyso ychydig yn union uwchben y gadair driniaeth yn cael ei gyflenwi yng nghanol yr ystafell yn 5 ACH gydag echdynnu cytbwys i un ochr.
Gwnaethpwyd hyn trwy osod uned UVC symudol yn yr ystafell a oedd yn darparu 7 ACH o aer wedi’i ailgylchu gan arwain at gyfanswm ‘cyfwerth’ o 12 ACH, h.y. 5 ACH o aer awyr agored a gyflenwir gan y system HVAC fecanyddol a 7 ACH o aer wedi’i ail-gylchredeg ac aer glân / sterileiddio a gyflenwir gan yr uned symudol UV.
Pan gyflwynwyd y sterileiddiwr UVC i’r ystafell, bu gostyngiad o hyd at 75% yn yr amser braenar. Ar osodiadau safonol (180m3.h-1), gostyngodd oedran yr aer yn yr ystafell i 6 munud ac ar y gosodiad carthion neu hwb (360m3.h-1), gostyngwyd hyn ymhellach i 4 munud.
Mae astudiaethau tebyg mewn ystafelloedd wedi’u hawyru’n dda o wahanol feintiau a strategaethau awyru yn awgrymu cysylltiad agos rhwng y gyfradd awyru (ACH) a chymedrig-AoA fel mesur absoliwt mewn munudau. Mae lleoliad UVCs neu gyfeiriad y llif aer yn rhoi amrywiad yn unig +/-15% yn y cymysgedd aer glân.
Casgliad:
Mae modelu CFD yn awgrymu gwelliant sylweddol mewn ‘aer glân’ ar ôl cyflwyno’r sterileiddwyr UVC ac mae’n ymddangos bod gwaith cynnar gyda’r dull canfod PCR ar gyfer SARS-CoV-2 yn cadarnhau hyn. Mae’r gwelliant i’w weld yn oes yr aer a ‘chymysgu aer’ o’u gosod yn y safle gorau posibl, heb unrhyw faterion arwyddocaol yn codi o brofion byd go iawn. Mae gwaith yn mynd rhagddo i ddatblygu canllawiau ar gyfer defnyddio dyfeisiau glanhau aer cludadwy mewn amrywiaeth o leoliadau clinigol.