Tầm quan trọng của tính ổn định của cảm biến trong phòng điều trị cách ly

Magnehelic® Gages Monitoring Isolation Room Pressure

Mục đích của một phòng điều trị cách ly là để ngăn các bệnh nhân mắc bệnh truyền nhiễm không lây bệnh cho người khác hay giữ cho các bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch an toàn khỏi các mầm bệnh trong không khí. Do đó, có hai loại phòng điều trị cách ly là phòng áp âm hoặc phòng áp dương.

Phòng điều trị cách ly áp dương được thiết kế để ngăn các mầm bệnh và không khí bên ngoài xâm nhập vào phòng, bằng cách ép không khí trong phòng tràn ra bên ngoài và thường được dùng cho bệnh nhân bị suy giảm hệ miễn dịch. Giống như phòng sạch, việc duy trì áp suất dương phù hợp trong phòng điều trị cách ly để giữ an toàn cho các bệnh nhân.

Mặt khác, phòng điều trị cách ly áp âm được thiết kế để ngăn các mầm bệnh và không khí bên trong phòng thoát ra môi trường bên ngoài. Nói cách khác, không khí bên ngoài bị ép vào bên trong phòng.

Phòng cách ly áp âm hay phòng cách ly nhiễm trùng không khí (AIIRs) được sử dụng cho các bệnh nhân mắc bệnh truyền nhiễm, như là COVID-19, để ngăn ngừa virus, vi khuẩn, v.v lây lan sang khu vực khác trong cơ sở y tế.

Tầm quan trọng của chênh áp suất trong phòng cách ly

Hospital Isolation Room & Anteroom

Cần phải có một độ chênh áp giữa phòng AIIR và phòng đệm (phòng bên ngoài liền kề với phòng cách ly) để ngăn các mầm bệnh không mong muốn có trong không khí thoat khỏi phòng và xâm nhập vào hành lang và các phòng lân cận.

Khi một phòng cách ly được duy trì ở mức áp suất âm so với phòng đệm, không khí từ phòng đệm sẽ được đẩy vào phòng cách ly. Mối tương quan áp suất âm này sẽ ngăn các mầm bệnh thoát ra ngoài do không khí không thể thoát ra khỏi phòng cách ly.

Các hướng dẫn và khuyến nghị trong công nghiệp

Trong tài liệu Health Care Facilities Ventilation Controls and Guidelines for Management of Patients with Suspected or Confirmed SArRS-CoV-2 (COVID-19) của mình, Hiệp Hội Kỹ Sư Chăm Sóc Sức Khỏe của Mỹ (ASHE), khuyến nghị các thực hành cho các phòng cách ly lây nhiễm qua không khí (AIIRs).

Trong các khuyến nghị của mình, ASHE phát biểu rằng phòng AIIRs phải được duy trì ở áp suất âm và đạt 6-12 lần trao đổi gió dựa trên thiết kế của tòa nhà và điều kiện phòng. Ngoài ra, đường gió thải của phòng cách ly phải lắp đặt lọc HEPA nếu không khí được tuần hoàn hay được thải ra khu vực không dân cư bên ngoài cơ sở y tế.

Tiêu chuẩn ASHRAE 62.1 Standard for Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality cung cấp các hướng dẫn về tỉ lệ thông gió tối thiểu và các thông số khác (như là nồng độ CO2) để đảm bảo chất lượng không khí trong nhà (IAQ) được giữ ở mức an toàn. Thông gió thường xuyên và mức IAQ an toàn giúp ngăn ngừa các yếu tố về chất lượng không khí gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Thông gió hợp lý và IAQ là chìa khóa để duy trì sự an toàn của phòng cách ly. Bên cạnh tiêu chuẩn 62.1, ASHRAE cũng cung cấp các tiêu chuẩn thông gió riêng cho cơ sở y tế.

Nhiều thiết bị được sử dụng để đảm bảo phòng cách ly lây nhiễm không khí đáp ứng yêu cầu thiết kế của CDCS cũng như tiêu chuẩn 170 của ASHRAE, Thông Gió cho các Cơ Sở Y Tế. Yêu cầu thiết kế của CDC cho các phòng cách ly lây nhiễm không khí (AII hay AIIR) yêu cầu:

• Sử dụng phòng áp suất âm và giám sát chặt chẽ hướng gió thổi bằng các đồng hồ áp suất hoặc sử dụng các thiết bị chỉ báo trực quan được lắp đặt tạm thời hay cố định trong phòng khi cửa đang đóng
• Các tính năng kỹ thuật của phòng áp âm bao gồm áp suất âm
• Chênh áp 2.5 Pa (0.01″ w.c)
• Số lần trao đổi gió tối thiểu là 6 ACH (Air Changes per Hour) đối với các cơ sở hiện hữu, lớn hơn hoặc bằng 12 ACH đối với các khu vực đang cải tạo hay xây mới
• Không khí từ phòng áp âm và phòng điều trị nên đươc thải trực tiếp ra ngoài nếu khả thi

Các yêu cầu thiết kế này có thể được đáp ứng nhờ sử dụng các cảm biến ngoại vi đo áp suất, lưu lượng không khí hay độ ẩm được lắp đặt bên trong và xung quanh phòng cách ly lây nhiễm không khí. Cacsnthieets bị này đo điều kiện hiện tại trong phòng và gửi một tín hiệu tuyến tính về hệ thống quản lý tòa nhà (BMS). Phần mềm trong hệ thống BMS duy trì các yêu cầu thiết kế phòng bằng cách yêu cầu thêm lưu lượng không khí từ thiết bị HVAC của tòa nhà.

Cảm biến được tích hợp vào phòng cách ly như thế nào?

Áp suất âm trong phòng AIIRs và phòng cách ly được duy trì bởi một quạt cấp trong hệ thống VAV (variable air volume) và một quạt thải có khả năng thay đổi lượng không khí cấp vào hoặc thải ra khỏi phòng cách ly. Không khí được thải ra càng nhiều, áp suất trong phòng sẽ càng thấp.

StabiliSENSE™ Critical Room Pressure Monitor, Series RPMC

Một cảm biến chênh áp như series Magnehelic® gage có thể được dùng để xác minh trực quan áp suất âm. Tuy nhiên, để lấy tín hiệu phản hồi về hệ thống điều khiển hoặc bộ điều khiển DDC (direct digital controller), các cảm biến áp suất như cảm biến theo dõi áp suất phòng, cảm biến trạng thái phòng, hay đơn giản là cảm biến chênh áp nên được sử dụng để đo chênh áp giữa phòng cách ly và phòng đệm.

Sau khi nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất, bộ điều khiển DDC điều khiển hệ thống VAV. Nếu áp suất quá thấp, hệ thống VAV sẽ cấp thêm gió; còn nếu áp suất quá cao, hệ thống VAV sẽ giới hạn lượng không khí cấp vào phòng hay thải ra ngoài nhiều hơn.

Do khoảng chênh áp cần duy trì tương đối hẹp (khoảng 0.01” w.c.), nên việc cảm biến giữ được độ chính xác theo thời gian là rất quan trọng. Ngoài ra, cũng không kém phần quan trọng đó là cảm biến vận tốc và cảm biến lưu lượng khí phải có độ chính xác cao và thích hợp theo thời gian để duy trì số lần trao đổi gió phù hợp (6-12 ACH) trong phòng cách ly.

Nói cách khác, các cảm biến cần phải có độ ổn định tuyệt vời để có thể thực hiện tốt theo hướng dẫn từ các van bản ASHRAE 62.1 guidelines, ASHRAE Standard 170, và ASHE’s guidelines cho các cơ sở chăm sóc sức khỏe.

Nếu độ ổn định không được duy trì và cảm biến áp suất, vận tốc gió và chất lượng không khí bị sai lệch (không còn chính xác theo thời gian), hệ thống VAV và gió thải sẽ cấp quá nhiều hoặc quá it gió. Kết quả là, áp suất âm trong phòng cách ly có thể bị sai. Mầm bệnh khi đó có thể thoát ra ngoài và nhanh chóng lây nhiễm cho nhân viên và người khác bên ngoài phòng cách ly.