Wanneer u Cursor openvouwt, vliegen miljoenen bacteriën, vastgeplakt aan stofdeeltjes, u om de oren. Meestal zijn deze eencellige beestjes onschadelijk, maar tijdens een operatie lopen patiënten een verhoogd risico een infectie op te lopen. Bovendien zijn de infecties die diep in een operatiewond ontstaan moeilijk te behandelen. Een goed ventilatiesysteem zorgt ervoor dat de verse, schone lucht de operatiewond van de patiënt bereikt voordat bacteriën deze lucht kunnen infecteren. Vandaar dat ventilatiesystemen de lucht in operatiekamers zo’n twintig keer per uur verversen.

De ventilatiesystemen in de Nederlandse ziekenhuizen moeten voldoen aan strikte prestatie-eisen. Ziekenhuizen zijn sinds dit jaar zelf verantwoordelijk voor het up to date houden van hun systemen. Dat dit niet altijd lukt, blijkt uit de handvol ziekenhuizen die recentelijk een aantal operatiekamers moest sluiten, omdat de ruimten niet voldeden aan de wettelijke eisen voor steriliteit. Wat verschillende ventilatiesystemen precies teweegbrengen in een operatiekamer, is echter niet helemaal duidelijk. “TNO heeft in de jaren negentig wel een studie op dit gebied uitgevoerd, maar sindsdien is er veel veranderd”, zegt ing. Wiebe Zoon, promovendus bij de groep Building Performance Simulation van de faculteit Bouwkunde. Vóór de aanvang van zijn promotieonderzoek werkte hij als specialist in gebouwsimulaties bij het Rijswijkse adviesbureau Deerns, dat het huidige onderzoek ook sponsort. Deerns verzorgt onder andere het technisch ontwerp van operatiekamers. “Sinds 2004 zijn er verschillende ventilatiesystemen op de markt”, vertelt Zoon. “Tot dan toe hadden alle operatiekamers min of meer hetzelfde systeem. De ventilatiesystemen variëren wat betreft de vorm, de inblaassnelheid en de temperatuur van de lucht. Bij het adviesbureau beoordeelden we de systemen op grond van computersimulaties van de luchtstromen in de operatieruimte. Die simulaties zijn echter niet specifiek ontwikkeld voor operatiekamers. Juist omdat er zulke zware beslissingen afhangen van die simulaties, hebben we op een gegeven moment voor hulp aangeklopt bij de TU/e.”

De vraag leidde tot een promotieproject, met als doel te onderzoeken hoe deze computermodellen het beste kunnen worden ingezet in een ontwerptraject.
Bij luchtstroming in de ruimte speelt een groot aantal factoren een rol. “Aanwezigheid van medische apparatuur, de instrumentenkastjes in de ruimte, het aantal personen, de operatielamp”, somt de promovendus op. “Er staan vaak apparaten in de ruimte die warmte afgeven en een pluim opstijgende lucht veroorzaken. Je moet berekenen wat er nabij zo’n apparaat gebeurt om de luchtstroom verderop in de ruimte nauwkeurig te kunnen berekenen. Hetzelfde geldt voor personen die in de operatiekamer staan.”

Ook de inblaassnelheid van de verse lucht is een belangrijke factor. De bacteriën met een zo sterk mogelijke luchtstroom van de wond wegblazen zou eigenlijk het meest effectief zijn. “Het probleem is alleen dat de chirurg het dan koud krijgt en kan gaan trillen”, zegt Zoon. “Het comfort van het personeel is ook een belangrijke factor waarmee ik rekening moet houden.”

Nagebouwde operatieruimte
In Wieringerwerf staat een nagebouwde operatieruimte van zo’n dertig vierkante meter, die een fabrikant van operatiekamers beschikbaar heeft gesteld voor het onderzoek. Vanaf januari zal de promovendus daar metingen uitvoeren. “We laten een bepaalde hoeveelheid deeltjes los op de vloer en meten met een deeltjesteller hoeveel ervan terecht komen op de operatietafel. Dat doen we bij verschillende configuraties: we variëren het aantal personen in de ruimte, de inblaaskracht, de temperatuur, de instrumententafels. Zo kunnen we zien wat de invloed van al deze factoren is op de effectiviteit van de ventilatie.”

In plaats van personen zullen er poppen in de ruimte worden geplaatst, samen met kachels en instrumententafels. Door te variëren met deze elementen moet duidelijk worden hoe gevoelig het ventilatiesysteem is voor veranderingen.

“Bij een oogoperatie staan er twee personen heel dicht op elkaar bij de operatietafel”, zegt Zoon. “Bij een open hartoperatie staan er vaak wel twaalf personen in de kamer en veel meer apparaten. Dit heeft invloed op de luchtstromen in de operatiekamer, en dus wellicht op het ontwerp van het ventilatiesysteem. Dat is belangrijk te weten als je advies moet geven aan een ziekenhuis.”/.