1

KAPALI TİP LED UVC RADYASYONUN YOĞUN SİRKÜLASYONLU BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ GANTRİ ODALARINDAKİ ANTİMİKROBİYAL ETKİNLİĞİ

Uz. Dr. Gülşah Yıldırım1*, Uz. Dr. Haluk Kılıç2, Prof. Dr. Hakkı Muammer Karakaş1

Sağlık Bilimleri Üniversitesi İstanbul Fatih Sultan Mehmet Eğitim Ve Araştırma Hastanesi Radyoloji Kliniği1

Sağlık Bilimleri Üniversitesi İstanbul Fatih Sultan Mehmet Eğitim Ve Araştırma Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Bölümü2

Giriş ve Amaç Aralık 2019’da Çin’ de solunum yolu enfeksiyonu semptomlarıyla ortaya çıkarak tüm dünyaya yayılan yeni beta coronovirüs (SARS-CoV-2) salgını (COVID-19) Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) tarafından 11 Mart 2020‘de pandemi olarak ilan edilmiştir. Hastalığın tanısında RT-PCR (ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu) testi kullanılmakla birlikte bu testin duyarlılığı oldukça düşüktür. Yapılan çalışmalar bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülemenin RT-PCR testinden daha duyarlı olduğunu göstermiştir (1, 2, 3). Bu nedenle pratikte hastalığın tanısında BT’nin temel görüntüleme ve tanı aracı olduğu konusunda bir fikir birliği oluşmuştur (4). Genelde BT birimleri, özelde ise BT çekim (gantri) odaları hastane kaynaklı enfeksiyonların yayılımı yönünden en stratejik noktalardan birini oluşurmaktadır. Pandemi sürecinde gantri odalarında virüsün bulaşma yolları olan damlacık ve aeresolle enfekte yüzey temasının kontrolü önem kazanmıştır (5). Ultraviyole (UV) radyasyonun biyolojik etkileri uzun bir süredir bilinmektedir. Bu radyasyon dalga boyuna göre A, B ve C olarak üçe ayrılır ve dalga boyu ne kadar küçükse biyolojik etkiler o derece şiddetlidir. Spektrumun 280 nm’den daha kısa olan bölümünde bulunan UVC radyasyonu atmosfer tarafından tamamen emildiğinden yeryüzüne ulaşamaz. Bununla birlikte bu radyasyon civalı lambalar veya ışık yayan diyot lambaları (LED) tarafından yapay olarak üretilmekte ve özellikle su kaynaklarının bakteri, virüs, küf ve bazı protozoalardan fotokimyasal reaksiyonla arındırılmasında kullanılmaktadır. Belirtilen sistemlerin civa lambalı açık türleri ameliyathane gibi ortamlarda kullanılabilmektedir. Bununla birlikte bu tip sistemlerin ortamda hasta ve personelin bulunması durumunda kullanılmaları tıbben sakıncalıdır. Açık sistemler, bu nedenle devamlı (7/24) ve yoğun sirkülasyona sahip mekanlar için uygun değildirler. Özellikle pandemi sürecinde ortam havasının çok daha verimli olan UVC LED kaynakları ve kapalı sistemler ile sterilizasyon/dezenfeksiyonuna yönelik sistemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada kapalı UVC sisteminin devamlı ve yoğun sirkülasyona sahip BT gantri odalarındaki etkinliğinin ilk kez test edildiği bir dizi deney paylaşılmaktadır. Gereç ve Yöntem * Yazışma adresi: Uz. Dr. Gülşah Yıldırım, Fatih Sultan Mehmet EAH Radyoloji Kliniği, Ataşehir-İSTANBUL. E-posta: gulsahbuyuksahin@gmail.com

2

Çalışmanın yürütüldüğü birim üçüncü düzey bir sağlık kurumunun acil radyoloji merkezinde kurulu bulunan ve pandemi sürecinde günde ortalama 300 incelemenin yapıldığı 128 kesitli BT biriminin gantri odasıdır. Belirtilen odanın yararlı ölçüleri 654 x 417 x 310 (L X W X H) cm ve brüt hacmi 84,54 m3’tür (Resim 1). Odanın uzun duvarlarına, BT masasının orta kesiminin her her iki yanına hizalanacak ve yerden 250 cm yükseklikte olacak şekilde, iki adet kapalı LED UVC fan sistemi (UVC FAN-15, AeroRad, Türkiye) yerleştirilmiştir (Resim 2a). Bu cihazların her biri bir şerit üzerine doğrusal dizilimli 3,5 x 3,5 x 1,36 mm boyutlu LED elemanlar kullanarak 270-280 nm dalga boyunda ve 15 watt gücünde UVC üretmekte ve 286 m3/saat düzeyinde sirkülasyon sağlamaktadır. Kapalı devre kanal sistemine sahip bu sistemlerde UVC kaynağı olarak kullanılan LED’ler, cihazın çıkış kanalı öncesine konumlandırılmışlardır (Resim 2b). Bu şekilde Resim a’da şematize edilen kurulum çerçevesinde oda hacminin tamamı teorik olarak 8,86 dakikada işlem görmektedir. Çalışmada normal ve olağandışı koşulları temsil eden iki temel senaryo belirlenmiştir: (Koşul A) UVC fitrasyon, klimatizasyon ve havalandırma açık ve (Koşul B) UVC fitrasyon ve klimatizasyon açık, havalandırma kapalı. Belirtilen koşulların her birindeki ortam havası hasta masası üzerine, odanın merkezinde olacak şekilde yerleştirilmiş aktif hava örnekleme sistemi (Hytest Ai, Diatek) kullanılarak UVC uygulanmadan hemen önce (0. Dakika) ve3 0, 60, 120, 180, 240, 300 ve 360. dakikalarda 100’er litre olmak üzere %5 koyun kanlı agar içeren petri kaplarına örneklenmiştir (Resim 2c). Örnekler 35 derece C’da 24 saat boyunca inkübe edilmiş ve sonrasında standart yöntemlerle incelenmiştir. Bulgular Koşul A için UVC sistemi çalıştırılmadan önce koloni sayısı 241 cfu/m3 iken, birinci saatteki koloni sayısı 2 ve üçüncü saatteki koloni sayısı 0 cfu/m3 olarak bulunmuştur (Tablo I). Koşul B için UVC sistemi çalıştırılmadan önce koloni sayısı >1000 cfu/m3 iken, birinci ve üçüncü saatteki koloni sayısı 1 cfu/m3 olarak bulunmuştur (Tablo I). Bu bulgular temelinde LED-UVC fan sisteminin toplam etkinliği 60. dakikanın sonunda %99,17-99,80 aralığındadır. Belirtilen süre sonrası saptanan koloni sayısı odaya hasta ve personel giriş çıkışı devam ettiğinden çok düşük düzeyde (başlangıç seviyesinin azami %0.5’i) devam etmektedir (Resim 3). Koşul A’da gantri odası çalışır durumda bulunan havalandırma nedeniyle negatif basınçlıdır. Bu nedenle bu koşul altında hesaplanan etkinlik Koşul B’den %0.63 düzeyinde daha düşüktür. Tartışma ve Sonuç SARS-CoV-2, yüksek bulaşıcılık oranına sahip olan ve özellikle solunum yolu enfeksiyonu yaptığı bilinen betacoronovirüs ailesinin en öldürücü üyesidir. Enfeksiyonun çoğunlukla doğrudan ya da havada asılı kalarak damlacık yolu ile bulaştığı bilinmektedir. SARS-CoV-2 ajanının UV radyasyonun germisidal etkisine karşı duyarlılığına yönelik yapılan çalışmalar kısıtlı sayıda olmakla birlikte, SARS-CoV ile genomunun %80 homolog olduğunun gösterilmesi duyarlılık öngörüsünü kuvvetlendirmektedir. Hastanelerde damlacık yoluyla bulaş riskini azaltmak için hava temizliğinde kullanılagelen değişik sistemler bulunmaktadır. Bu bağlamda, geçmişte UVC lambalarının sağlık tesislerinde kullanımı üzerine de bazı çalışmalar yürütülmüştür (6). UVC’nin özellikle havadaki enfeksiyöz ajanlar üzerinde etkili olduğu,

3

bakteri ve virüslerin nükleik asidlerine zarar verip, replikasyonlarını önledikleri saptanmıştır (6, 9). Bununla birlikte belirtilen çalışmalar, insandan arındırılmış ortamların uzun süreler boyunca civalı UVC lambaları ile ışınlanmasına dayanmaktadır. Bu çalışmanın diğerlerinden üç temel farklılığı, BT gantri odasında, rutin kullanımda ve kapalı devre LED UVC sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiş olmasıdır (6, 8). Çalışmada, havalandırma sisteminin çalışmakta olduğu normal koşulda (Koşul A), her örneklemde en az birer küf mantarı kolonisi saptanmış olup, Koşul B’de elde edilen örneklerde bu mikroorganizmaya rastlanılmamıştır. Bu durum, literatürde de belirtildiği üzere, havalandırma sistemlerinin küf mantarlarının kolonizasyonu ve yayılımı açısından önemine işaret etmektedir. Bununla birlikte küf mantarlarının ortamdaki gerçek ssyısının saptanması için, örneklemlerin çalışmanın kapsamı dışında olan ilk 24 saatten çok daha uzun sürelerle inkübe edilmesi ve incelenmesi gerekmektedir. COVID-19 pandemisi sürecinde radyoloji bölümlerinin dezenfeksiyonuna yönelik, birçoğu ampirik yaklaşım içeren ve sürekli güncellenen, birçok ulusal ve uluslararası öneri ve talimat yayınlanmıştır. Bu çalışmada ortaya konan bulgular ışığında, kesin ya da olası olgularla temasın kaçınılmaz olduğu BT birimlerinin hava dezenefeksiyonunda kapalı devre LED UVC fan sistemleri etkili bir yöntem olarak öne çıkmaktadır. Kaynaklar

1. Yang Y, Yang M, Shen C, et al. Evaluating the accuracy of different respiratory specimens in the laboratory diagnosis and monitoring the viral shedding of 2019-nCoV infections. medRxiv 2020. doi: 10.1101/2020.02.11.20021493

2. Ai T, Yang Z, Hou H, et al. Correlation of chest CT and RT-PCR testing in coronavirus disease 2019 (COVID-19) in China: a report of 1014 cases. Radiology 2020. doi: 10.1148/radiol.2020200642

3. Huang P, Liu T, Huang L, et al. Use of chest CT in combination with negative RT-PCR assay for the 2019 novel coronavirus but high clinical suspicion. Radiology 2020. doi: 10.1148/radiol.2020200330

4. Fang Y, Zhang H, Xie J, et al. Senstivity of chest CT for COVID-19: Comparison to RT- PCR. Radiology 2020. Doi: 10.1148/radiol.2020200432

5. Zhao Y, Xiang C, Wang S, et al. Radiology department strategies to protect radiologic technologists against COVID19: Experience from Wuhan. Eur J Radiol 2020. doi: 10.1016/j.ejrad.2020.108996.

6. Memarzadeh F, Olmsted RN, Bartley JM, et al. Applications of ultraviolet germicidal irradiation disinfection in health care facilities: effective adjunct, but not standlone technology Am J Infect Control 2010;38:S13-24.

7. Memarzadeh F. Assessing the eficacy of ultraviolet germicidal irradiation and ventilation in removing Mycobacterium tuberculosis Available from: http://orf.od.nih.gov/PoliciesAndGuidelines/Bioenvironmenta l/ assessubg_cover.htm Accessed January 31, 201

8. VanOsdell D, Foarde K. Defining the effectiveness of UV lamps installed in the circulation air ductwork. Air Conditioning and Refrigeration Technology Institute (US). Report # DOE/OR22674/610-40030-012002. doi:10.2172/810964

4

9. Fletcher LA, Noakes CJ, Beggs CB, et al. The importance of bioaerosols in hospital infections and the potential for control using germicidal ultraviolet irradiation. Proceedings of the First Seminar on Applied Aerobiology, Murcia, Spain, May 2004

Resim 1. Deneylerin yapıldığı birimin mimari projesi. UVC sistemleri mavi, hava filtrasyon sistemi sarı, havalandırma menfezleri yeşil, oda sınırlarıkırmızı ile belirtilmiştir.

5

Resim 2. Deney ortamı ve cihazlar. a, UVC sistemleri (siyah oklar); b, UVC LED elemanların fan gerisindeki yerleşimi (beyaz oklar), c. BT tarayıcı ve hava örnekleme cihazı (siyah ok).

Resim 3. Hava örneklemine maruz bırakılmış vasatlar. Koşul A’da UVC öncesi 52 cfu/m3 olarak saptanan koloni sayısı UVC sonrası 1 cfu/m3, Koşul B’de filtrasyon öncesi >1000 cfu/m3

olarak saptanan koloni sayısı UVC sonrası 2 cfu/m3’e düşmüştür.

6

Tablo I. İki farklı deney koşulundaki koloni sayım ve dağılımları

Deney koşulu Zaman noktası

Toplam koloni

Difteroid basili

Bacillus sp.

Staphylococcus sp.

Küf mantarı

dk cfu/m3 cfu/m3 cfu/m3 cfu/m3 cfu/m3

Koşul A (UVC açık, havalandırma açık)

0 241 200 15 25 1

30 3 0 0 2 1

60 2 0 0 1 1

120 1 0 0 1 0

180 0 0 0 0 0

240 3 0 1 0 2

300 2 0 0 1 1

360 1 0 0 0 1

Koşul B (UVC açık, havalandırma kapalı)

0 >1000 40 5 >900 0

30 7 0 0 7 0

60 2 0 0 1 0

120 7 0 0 7 0

180 3 0 0 3 0

240 5 0 0 5 0

300 1 0 0 1 0

360 2 0 0 2 0