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Lüftung in Operationsnräumen 01.07.2016, 00:00 Uhr

Auswirkungen der Krankenhaus-hygienischen Leitlinie

Die intensiv geführte, wissenschaftliche Diskussion von Hygienikern und Mikrobiologen und die damit einhergehende verbreitete Meinung, ein Operationssaal mit Lüftung der Raumklasse Ib (RK Ib) genügt allen lufthygienischen Anforderungen, hat unter Entscheidern in den für Fördermittel zuständigen Behörden eine zunehmende Tendenz zugunsten der Errichtung von Operationsräumen der Raumklasse Ib nach DIN 1946–4:2008 zur Folge.

Hybrid-OP in den SHG-Kliniken Völklingen nach Raumklasse Ia gem. DIN 1946–4:2008. Bild:Mann+Hummel Vokes Air

Hybrid-OP in den SHG-Kliniken Völklingen nach Raumklasse Ia gem. DIN 1946–4:2008. Bild:Mann+Hummel Vokes Air

Als Kontrapunkt dazu wurde durch die Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene (DGKH) Berlin 2015 eine neue „Krankenhaushygienische Leitlinie für die Planung, Ausführung und den Betrieb von raumlufttechnischen Anlagen in Räumen des Gesundheitswesens“ [2] veröffentlicht. Diese gilt neben der DIN 1946–4:2008, als Grundlage für die Planung, Ausführung wie auch den Betrieb von lüftungstechnischen Anlagen in Krankenhäusern. In die aktuelle Leitlinie sind die Ergebnisse neuester Studien und Forschungsreihen, insbesondere zu lufthygienischen Anforderungen, Hypothermie als Risikofaktor für SSI, kanzerogener Rauch aus interoperativen Verbrennungsvorgängen und Risiken nosokomialer Wundinfektionen eingeflossen. Das Ergebnis: Eine solide Entscheidungsbasis für die Planung und Ausführung von Lüftungsanlagen für alle Projektbeteiligten.

Leitlinie – die 1te

Im Vorwort einer ersten Leitlinie aus dem Jahr 2002 heißt es treffend: „In der Verantwortung der drei Fachgesellschaften DGKH, SGSH und ÖGHMP hat sich eine interdisziplinäre ‘Arbeitsgruppe RLT-Anlagen‘ aus den Fachgebieten Hygiene, Mikrobiologie und Ingenieurwesen mit dem Ziel zusammengefunden, einheitliche Empfehlungen für Richtlinienarbeiten, bzw. direkt für die Planung, den Bau und den Betrieb von raumlufttechnischen Anlagen in Krankenhäusern und Einrichtungen für ambulante Operationen zu definieren.

Als Basis für die Beurteilung der Rolle der Raumluft als Infektionsquelle wurde der Stand des Wissens in einer Übersichtsarbeit über die Fachliteratur der vergangenen vier Jahrzehnte begleitend ermittelt….“ [6]

„Die Empfehlungen der vorliegenden Leitlinie haben in erster Linie zum Ziel, krankenhaushygienisch bedarfsgerecht zu sein. Außerdem soll ihre Umsetzung anwendungsfreundlich sein und die Grundlage für eine wirtschaftliche Ausführung der RLT-Anlagen und deren sicheren Betrieb geben. Abschließend wird auf die Rahmenbedingungen für die hygienische Überwachung hingewiesen.

Die im Folgenden ausgeführten Empfehlungen (3 von 5 > Anm. d. Autor) sind in fünf Themenschwerpunkte untergliedert:

  • Aspekte der Luftreinheit
  • Aspekte der Behaglichkeit und des Arbeitsschutzes
  • Aspekte des Betriebes und der Kosten“ [6]

DGKH – Kurzporträt

Die DGKH – Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene e.V., Berlin ist „die Fachgesellschaft für Krankenhaushygiene in Deutschland, in der sich die an der Krankenhaushygiene Interessierten und diesen Bereich Bearbeitenden im Gründungsjahr 1990 zusammengeschlossen haben“.

Ihr Anliegen besteht in der „Verhütung und Bekämpfung krankenhaus- und praxisassoziierter Erkrankungen mit den Schwerpunkten Infektionsprophylaxe, Gesundheitsförderung und Umweltschutz … im Dialog mit Wissenschaft, Praxis und Industrie“. Des Weiteren „in der Wahrnehmung der ökologischen, ökonomischen und sozialen Verantwortung durch Evaluierung von Präventions- und Interventionsstrategien mit dem höchst möglichen Qualitätsstandard.“

Verschiedene Sektionen und Arbeitsgruppen bearbeiten z. B. die Themen „Klima und Raumlufttechnik“, „Krankenhausbau und technische Hygiene“ wie auch „Rechtsfragen der Krankenhaushygiene“.

In der Präambel der Satzung der DGKH heißt es: „Zur Erreichung bestmöglichen hygienischen Niveaus in allen medizinischen Bereichen, zur Förderung der wissenschaftlichen Arbeit, der Vermittlung ihrer Erkenntnisse sowie des Dialogs zwischen Hygienikern, Klinikern, ambulant tätigen Ärzten und Zahnärzten sowie Schwestern, Ökonomen, Ingenieuren und Hygienefachkräften schließen sich diese zur Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene zusammen.“                               Alle Zitate aus [1]

Neben vielen allgemeinen Hinweisen und Empfehlungen sind nachfolgende kontroverse Aussagen auffällig:

„1.1 Klimatisierung und Infektions-prophylaxe

Unter Berücksichtigung der derzeitigen technischen Möglichkeiten, des Erkenntnisstandes zur Bedeutung von RLT-Anlagen zur Infektionsprophylaxe … und zur Gewährleistung arbeitsmedizinischer Standards in OP-Einheiten ist die Entscheidung für Einsatz und Auswahl von RLT-Anlagen in enger Abstimmung zwischen Krankenhaushygieniker, Kliniker und Planer vorzubereiten. Dabei sind … zu berücksichtigen:

  1. Es gibt keine klinischen oder mikrobiologischen Studien, mit denen die Luft als relevantes Erregerreservoir für endemische POI ohne Implantation grosser Fremdkörper (wie also z. B. Gelenke) belegt werden könnte.
  2. Es gibt hinreichende Daten dafür, dass die Luft bei Operationen mit Implantation grosser Fremdkörper als Erregerreservoir für endemische POI von Bedeutung ist. Wie gross die Bedeutung der Luft bei diesen Eingriffen im Vergleich zu endogenen Erregerreservoiren ist, kann aus den vorhandenen Studienergebnissen nicht abgeleitet werden.
  3. Es gibt überzeugende Daten dafür, dass eine Kontamination der Luft im unmittelbaren Bereich von OP- und Instrumententisch eine direkte oder indirekte Kontamination des OP-Feldes zur Folge hat.“ [6]

Und hier bereits eine Vorwegnahme der DIN 1946–4 in Ihrer späteren, heute gültigen Ausführung vom Dezember 2008:

„2.2 OP-Abteilung/2.2.1 OP-Räume

Angestrebt ist, die mikrobielle Kontamination des OP-Situs durch die Luft so weit wie möglich zu reduzieren. In OP-Räumen soll deshalb der Bereich von OP- und Instrumententisch (= Schutzbereich) durch eine stabile Strömung aus schwebstoffgefilterter Luft gegenüber der übrigen Umgebung separiert werden. Der Schutzbereich wird damit von nahezu keimfreier Luft überflutet und von der übrigen Umgebung dynamisch abschirmt, also auch gegen die von den anwesenden Personen abgegebenen mikrobiell besiedelten Hautpartikel.“ [6]

„Als geeignete Strömungsform ist eine vertikale, turbulenzarme Verdrängungsströmung (TAV) mit einem primären Turbulenzgrad von < 5 % anzusehen …. Geeignete Luftdurchlässe sind sogenannte TAV- bzw. LAF- Decken (nach dem amerikanischen Laminar Air Flow), z. B. mit Gewebeauslass, die über dem Schutzbereich angeordnet sind. Die erforderliche Größe der TAV Decken ergibt sich aus der notwendigen Schutzbereichsgröße und den strömungstechnischen Randbedingungen für die kolbenartige Luftströmung der Zuluft. Um einen adäquaten Schutz von OP- und Instrumententisch zu erreichen, soll ein Schutzbereich der Größe von ca. 2.8 m x 2.8 m angestrebt werden. Das erfordert in der Regel eine TAV Deckengrösse von den Abmessungen 3.2 m x 3.2 m.“ [6]

Was versteht man unter…? Eine kleine Lehrstunde

– Lufthygienischen Anforderungen?

Hier heißt es in der Leitlinie unter Empfehlungen für Nutzungseinheiten / 3.1 OP-Bereich / 3.1.1 OP-Räume: „Zum Schutz des Patienten ist der aerogene Eintrag*) von luftgetragenen Mikroorganismen in den Bereich des OP-Feldes, auf Instrumententische, Implantate und sterile Probeteile zu minimieren.“ [2]

Desweiteren: „Das Personal ist vor dem Einfluss von Luftschadstoffen und dem Einatmen von chirurgischem Rauch zu schützen.“ [2] „Mit Ausnahme einer therapeutischen Zielsetzung ist Hypothermie prä-, intra- und postoperativ zu vermeiden, weil sie ein Risiko für Surgical Site Infections (SSI) ist.“ [2] (SSI – Surgical Site Infections = postoperative Wundinfektionen als Sammelbegriff.)

– Hypothermie als Risikofaktor für SSI?

Hypothermie = Herabsetzung der Körperkerntemperatur (Normaltemperatur 36,3 bis 37,4 °C) eines Menschen. Dies kann bei größeren chirurgischen Eingriffen gezielt erfolgen, um den Sauerstoffbedarf des Gehirns zu reduzieren und dadurch einen Schutz (Neuroprotektion) zu erreichen.

Nicht beabsichtig ist eine Hypothermie während operativer Eingriffe durch ungünstige Rahmenbedingungen wie Zugerscheinungen und/oder niedrige Raumtemperaturen in Verbindung mit langen Schnitt-Nahtzeiten und zu geringer Wärmehaltung des Patienten. Hier stellen medizintechnische Wärmesysteme, welche „die Luftqualität im OP-Feld nicht verschlechtern, z.B. Warmwassersysteme“ [2] eine bewährte und sichere Lösung dar.

– Kanzerogenem Rauch aus interoperativen Verbrennungsvorgängen?

Kanzerogen ist abgeleitet von „Karzinogen“ und steht für „Krebserzeuger oder Krebserreger und setzt sich aus Karzinom und Genese (von griech. kark­noV karkínos „Krebs“ und genesiV „Erzeugung, Geburt“) zusammen. Besser ist der Begriff Kanzerogen, der das lateinische Wort cancer enthält und damit alle Krebsarten, nicht nur die Karzinome, einschließt.“ [3]

Kanzerogener Rauch – Quellen: „…chirurgische Verfahren …, bei denen durch Hitzeeinwirkung oder durch Ultraschall Gewebe schonend zertrennt, verschorft oder Blutungen gestillt werden können. Dazu gehören Arbeiten mit elektrochirurgischen Geräten, z. B. Elektrokautern bei der Tumorentfernung, …., Laparoskopie und andere endoskopische Eingriffe … sowie Arbeiten mit dem Laser, … mit dem Ultraschallskalpell.“ [7]

– Risiken nosokomialer Wundinfektionen?

Nosokomiale Infektion: „Als Reaktion auf das Vorhandensein von Mikroorganismen oder ihrer Toxine liegen lokale oder systemische Infektionszeichen vor. Es dürfen keine Hinweise existieren, dass die Infektion bereits bei der Aufnahme in das Krankenhaus vorhanden oder in der Inkubationsphase war.“ [5]

Leitlinie – die 2te

„Die überarbeitete Fassung der Leitlinie aus dem Jahr 2015 berücksichtigt insbesondere erweiterte Erkenntnisse, neue Regelwerke wie auch verbesserte Anlagen und Prüfverfahren.

Basierend auf einer klaren Beschreibung von Lüftungskonzepten, ihrer hygienischen Prüfung und den nutzungsabhängigen Anforderungen an die Raumlüftung hat die DGKH-Sektion „Klima und Raumlufttechnik“ versucht, Antworten zu geben für die wesentlichen lufthygienischen Fragen bei der Planung, Auslegung und dem hygienisch sicheren Betrieb von RLT-Anlagen in Räumen des Gesundheitswesens.“ [4]

Dem soll hier, allgemeiner Einschätzung betreffend, nichts hinzugefügt und nachfolgend auf Details eingegangen werden.

Krankenhaushygienische Leitlinie – wichtige Punkte zur Lüftung von Operationsräumen

Bezüglich der Raumklassenfestlegung in Operationssälen (Raumklasse I a oder I b nach DIN 1946–4:2008) wird diese nicht vorgegeben.

OP der Raumklasse Ib nach DIN 1946–4:2008; Medizinisches Zentrum Oer-Erkenschwick OP-Zentrum Vest. Bild: Mann+Hummel Vokes Air

OP der Raumklasse Ib nach DIN 1946–4:2008; Medizinisches Zentrum Oer-Erkenschwick OP-Zentrum Vest. Bild: Mann+Hummel Vokes Air

Anhand von neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen erfolgt jedoch eine klare Empfehlung, welche im Falle von gerichtlichen Auseinandersetzungen mit betroffenen Patienten von evidenter Bedeutung sein könnte. In Abschnitt 3.1 OP-Bereich/ 3.1.1 OP-Räume/Lüftungskonzepte der Leitlinie heißt es:

„Für OP-Räume sind die Lüftungskonzepte Raumklasse (RK) Ia oder RK Ib erforderlich (siehe DIN 1946–4:2008 [1]). Umstritten und bisher nur für die Implantation von alloplastischem Hüft- und Kniegelenkersatz untersucht ist der epidemiologische Nutzen der RK Ia in Bezug auf die SSI-Rate.

In prospektiv kontrollierten Studien … war durch RLTA mit turbulenzarmer Verdrängungslüftung (TAV) ein infektions-prophylaktischer Einfluss nachweisbar, der allerdings bei gleichzeitiger perioperativer Antibiotikaprophylaxe statistisch nicht mehr sicherbar war ….

In neueren, allerdings retrospektiven nicht kontrollierten Studien konnte dagegen kein protektiver Einfluss im Vergleich zu turbulenter Mischlüftung (TML) gezeigt werden …. Allerdings sind die zugrunde liegenden Erhebungen durch eine Vielzahl von Limitationen gekennzeichnet, weshalb gegenwärtig keine eindeutige Evidenz abgeleitet werden kann …. Hinzu kommt als weitere Einschränkung in allen bisherigen Studien die Nichtberücksichtigung sog. Low Grade Infections, die sich bei bis zu einem Drittel der Hüftendoprothesen erst nach der bisher üblichen Surveillancedauer von einem Jahr, d. h. nach über zwei Jahren, entwickeln …und zuvor als aseptische Prothesenlockerung galten …. Zweifelsfrei sind dagegen die Vorteile der RK Ia gegenüber einer Mischlüftung (Raumklasse Ib) physikalisch in Bezug auf die signifikant höhere Reduktion der Erreger- und Partikellast (OP-Feld, Instrumententische) nachgewiesen …. Daher ist aus grundsätzlicher präventiver Sicht für Operationen mit höchsten Anforderungen an die Erregerarmut (z. B. Implantation großer Endoprothesen im Fachgebiet der Orthopädie/Unfallchirurgie) ein RK 1a OP zu empfehlen.

Ferner wird kanzerogener Rauch aus intraoperativen Verbrennungsvorgängen schneller und effektiver entfernt … .

Es ist z. B. in Apotheken undenkbar, eine aseptische Arzneimittelzubereitung nicht unter Reinraumbedingungen herzustellen, obwohl das Kontaminationsrisiko aufgrund der vergleichsweise kurzen möglichen Exposition weit geringer als bei der Implantation einer Hüftendoprothese ist.

In Analogie dazu müssen in Anbetracht der Folgen für den Patienten alle Möglichkeiten zur Verhinderung Implantat-assoziierter Infektionen nach Hüft- und Kniegelenkimplantation ausgeschöpft werden.“ [2]

Zusammengefasst: Die DGKH empfiehlt für alle Operationsräume, in welchen grundsätzlich anspruchsvolle operative Eingriffe mit langen Schnitt-Nahtzeiten durchgeführt werden, die Auslegung in der Raumklasse Ia.

OP der Raumklasse Ia nach DIN 1946–4:2008 im Robert-Bosch-Krankenhaus Stuttgart. Bild: Mann+Hummel Vokes Air

OP der Raumklasse Ia nach DIN 1946–4:2008 im Robert-Bosch-Krankenhaus Stuttgart. Bild: Mann+Hummel Vokes Air

Dazu heißt es auch weiter: „Die Entscheidung über die Art des raumlufttechnischen Konzeptes im Operationsraum soll daher basierend auf dem aktuellen Stand des Wissens sowie den aktuellen und zukünftigen Bedürfnissen und Anforderungen aller Nutzergruppen getroffen und dokumentiert werden. Dabei ist insbesondere zu bedenken, dass OP-Abteilungen wenigstens 20 bis 30 Jahre betrieben werden, dass die Anforderungen an die Erregerarmut durch die demografische Entwicklung, die zunehmende Zahl immunsupprimierter Patienten und die Zunahme risikobehafteter Eingriffe steigen werden. Ferner sind OP-Frequenzen und -Typen, Abteilungsstrukturen und Leitungspersonen durch einen dynamischen Wechsel gekennzeichnet. Im Hinblick auf zukünftige Entwicklungen und die o. g. Vorteile wird empfohlen, mehrere OP-Säle in einer neuen OP-Abteilung mit den gleichen lufthygienisch geprüften Lüftungsdecken … auszustatten.“ [2]

D.h., eine Ausführung einer OP-Abteilung mit Operationsräumen teils in RK Ia, teils in RK Ib wird, bzgl. organisatorischer/personeller Aspekte, nicht empfohlen. Bisher zur Argumentation herangezogene, Investitionsbezogene Gründe dafür, werden als nicht mehr wirksam betrachtet: „Schließlich ist bei künftigen Planungen zu berücksichtigen, dass sich die Kosten in der Gesamtbilanz nicht wesentlich zwischen RK Ib und la unterscheiden.“ [2]

Bezüglich der Lufthygienischen Prüfung der Operationsräume der RK Ia wird, basierend auf praktischen Erfahrungen, empfohlen:

„Da eine TAV-Lüftung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit wesentlich von der Strömungsdurchlässigkeit der verwendeten OP-Leuchten und der Anordnung der Umluftfassungen beeinflusst wird, ist als lufthygienische Prüfung die Schutzgradmethode nach DIN 1946–4: 2008 Anhang C bzw. SWKI VA 105–01 (2015) unter Einbezug der OP-Leuchten anzuwenden“[2].

Schutzgradmessung OP der Raumklasse Ia nach DIN 1946–4:2008 im ROBERT-BOSCH-Krankenhaus Stuttgart. Bild: Mann+Hummel Vokes Air

Schutzgradmessung OP der Raumklasse Ia nach DIN 1946–4:2008 im ROBERT-BOSCH-Krankenhaus Stuttgart. Bild: Mann+Hummel Vokes Air

Für OPs der RK Ib wird bereits eine, für die überarbeitete Neufassung der DIN 1946–4 in Diskussion befindliche verkürzte Prüfzeit, angelehnt an die DIN EN ISO 14644–3, empfohlen:

„Beim Mischlüftungskonzept wird im Raum kein Schutzbereich erzeugt, so dass zur lufthygienischen Prüfung die Zeit zu ermitteln ist, bei der eine Partikellast im Raum auf ein Hundertstel des Anfangswertes abgebaut wird (Erholzeit 100:1 nach DIN EN ISO 14644–3).“ [2] Das bedingt eine höhere Luftwechselrate mit 20 – 25fachen Luftwechsel in Planung/Ausführung.

Die Neufassung der Leitlinie umfasst viele technische Aspekte der Krankenhaus-, insbesondere OP-Lüftung detaillierter als die Erstausgabe. Sie gibt genaue Hinweise wie auch Empfehlungen für eine lufthygienisch einwandfreie wie auch zukunftssichere Ausführung. Unsicherheiten werden beseitig und klare Rahmenbedingungen abgesteckt. Diese werden in Fortführung durch die DIN 1946–4, die Veröffentlichungen des RKI wie auch weitere Normen und Richtlinien ergänzt.

Auswirkungen auf eine erfolgreiche Planung und Umsetzung

Dazu kann zusammengefasst werden:

  • Zur Sicherung der Leistungsfähigkeit, lufthygienischen Reinheit und Zukunftssicherheit von OP-Bereichen, sind diese bevorzugt in der RK Ia auszuführen.
  • Energetische Nachteile von OPs der RK Ia gegenüber der RK Ib sind bei optimaler Planung nicht mehr relevant.
  • Hypothermie stellt ein allgemeines Risiko in allen Arten von Raumklassen in OPs, kein spezielles für OPs der RK Ia dar.
  • Bei Einsatz elektrochirurgischer Verfahren sichern Lüftungskonzepte der RK Ia den stärksten Arbeitsschutz für das OP-Personal.
  • Zur Abnahme für OPs der RK Ia nach DIN 1946–4:2008 wird das „Schutzgradverfahren“ nach Anhang „C“ empfohlen.
  • Die Prüfzeit für OPs der RK Ib im „Recoveryverfahren“ gem. DIN EN ISO 14644–3 wird auf 20 min verkürzt zugunsten einer höheren Raumluftqualität und verbesserten Lufthygiene.

*) Als aerogene Übertragung wird die von einer Infektionsquelle ausgehende Abgabe erregerhaltiger Schwebstoffe, ihr Transport über die Luft und die nachfolgende Aufnahme durch einen anderen Wirt bezeichnet (Tröpfcheninfektion).

 

 

Literatur:

[1] Satzung DGKH Berlin

[2] Külpmann, R. et all: Krankenhaushygienische Leitlinie für die Planung, Ausführung und den Betrieb von Raumlufttechnischen Anlagen in Räumen des Gesundheitswesens. DGKH Berlin, Okt. 2015.

[3] Wikipedia: „Karzinogen“.

[4] FKT – Fachvereinigung Krankenhaustechnik e.V. – Homepage.

[5] RKI – Definitionen nosokomialer Infektionen (CDC-Definitionen). RKI Robert-Koch-Institut; 07. Auflage Berlin 2011.

[6] Zastrow, K.-D. et all: Krankenhaushygienische Leitlinien für die Ausführung und den Betrieb von raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) in Krankenhäusern. DGKH Berlin; 2002.

[7] Eickmann, U. et all: Chirurgische Rauchgase – Gefährdungen und Schutzmaßnahmen. BGW Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege – BGW Info; Hamburg; März 2011.

Von Dipl.-ing. (FH) Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Ralph Langholz

Dipl.-Ing.(FH) Dipl.-Wirt.-Ing.(FH) Ralph Langholz, Gebietsverkaufsleiter für MANN+HUMMEL Vokes Air GmbH & Co. OHG, Sprockhövel/ Maintal, Bereich Reinraumtechnik im Gebiet Deutschland Mitte/Südwest.