서 론

연구의 목적

공기전파 감염원(Airborne Infection Pathogen)은 공기에 부유하여 전파되기 때문에 불특정 다수가 이용하는 건축물에서 감염이 급격하게 전파될 수 있다는 특징을 가진다(Centers for Disease Control and Prevention, 2005; Redd and Susser, 1997). 병원시설은 많은 환자들이 출입하기 때문에 항상 다양한 경로를 통한 감염전파의 가능성이 존재하며, 공기전파감염 역시 병원에서 발생할 가능성이 존재한다(김수정과 강지연, 2010; 안진선 외, 2015; Jo, 2007; Lee, 2008). 최근 특정 병원에서의 신생아들의 결핵감염이 문제가 되고 있듯이 감염원을 발생시키는 환자와 다른 이가 동일한 공간을 점유하고 있을 때 공기를 통한 감염전파 확률은 크게 증가한다(홍진수, 2017). 특히 최근의 신생아 관련 감염 사례와 같이 이동성이 없는 신생아와 공기전파 감염원을 발생시키는 환자가 지속적으로 실내에 상주하고 있고, 실내의 감염원을 배출시키기 위한 적절한 환기가 이루어지지 않았을 경우 감염 확률이 높아질 것으로 판단된다. 이러한 상황에서 신생아들은 오랜시간 지속적으로 공기전파 감염원에 노출되었을 수 있다.

공기전파 감염은 결과적으로 공기전파감염원 보균자의 호흡에서 배출된 감염원이 실내공기 중에서 부유하다 타인의 호흡기로 유입되었을 경우에 일어나게 된다. 따라서 실내에 공기전파감염원이 얼마나 많이 존재하는지, 또한, 특정인이 이러한 공기 중에 부유하는 공기전파 감염원에 얼마나 노출되었는지가 감염확률에 큰 영향을 미치게 된다. 해외에서는 기존의 많은 연구를 통하여 병원에서 실제 적용가능한 설비 기준 등을 제시하고 있으며(AIA, 1996-97), 특히 공기전파감염에 대한 설계기준들은 주로 환기설비에 대한 성능기준위주로 제시되어 있다. 따라서 실제 국내에서도 이러한 기준들을 적절히 활용한다면, 병원내에서 공기전파 감염확률을 낮출 수 있을 것으로 판단된다. 그럼에도 불구하고, 실제 이러한 기준을 한국적 특징에 부합하도록 어떻게 적용하는 것이 바람직할 것인지에 대한 세부적인 기준은 우리나라에 아직 정립되어 있지 않는 상황이다. 따라서 이에 대한 별도의 검토는 필요할 것으로 판단된다.

이러한 기초자료의 확보를 위하여, 본 연구에서는 응급실 병실 규모, 환기량, 한국 내에서의 운영방식(재실조건)등 과 같이 공기전파 감염에 관련하는 다양한 조건에 따른 공기전파감염확률의 변화를 분석하고자 하였다. 이를 통하여 응급실 내 각 공간별 환기량 기준 및 재실자 관리 기준 등의 설정을 위한 기초자료를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

연구의 목표 및 범위

본 연구에서는 공기전파 감염확률에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수들에 대한 매개변수분석(Parametric Analysis)을 수행하는 것을 연구의 목표로 한다. 공기전파 감염확률에 영향을 미칠 수 있는 변수는 다양하지만, 본 연구에서는 다음 변수로 분석의 범위를 제한하였다. ①번 항목의 공기전파 감염원의 방출량은 기존 연구에 기반한 감염원의 특징에 따라 구별되는 항목이다. ②번, ③번 항목은 응급실의 건축적 특징에 관한 항목이다. ④번 항목은 환자의 공기전파감염원 노출시간을 반영한 것이다.

① 공기전파 감염원의 방출량

② 응급실 내부의 환기량

③ 응급실 공간의 크기

④ 응급실 내 체류시간

이러한 변수들을 반영하여 실내의 공기전파 감염원 평균 농도를 시뮬레이션을 이용해 산출하고 이를 다시 Wells-Riley 모델에 반영, 특정 실의 예상 공기전파 감염확률을 분석한다.

문헌고찰

응급실 공간 구성

응급실의 공간은 환자분류소(Triage), 응급수술실(Acute treatment area), 응급병상(General treatment area), 간호사 스테이션(Nurse station) 및 기타 시험실(Laboratory), 대기실(Waiting area)등으로 구성된다(정창헌 외, 2016). 그러나 그 중에서도 응급실환자의 주요 동선 위에 있는 공간은 환자분류소, 응급병상, 기타 시험실 등이라고 판단된다. 교통사고 등으로 위급하게 수술 등의 처치가 필요한 환자가 아닌 경우 일반적으로, 환자분류소에서 개략적인 진단을 받고 시험실에서 필요한 검사를 받은 뒤 응급병상에서 경과를 관찰하게 된다. 시존 연구에 따르면, 응급실 복도를 중심으로 한 공용공간이 모든 사용자가 동시에 사용하는 비중이 높다고 나타났으며(정기현과 권지훈, 2017) 응급실 내 대기 시간에 대한 연구를 참고할 때(김수미 외, 2009) 복도와 통합되어 있는 응급병 상 및 대기 공간에서의 공기전파 감염확률이 높을 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 본 연구에서는 이러한 복도와 응급병상등이 실제로는 공간적으로 구분되어 있지 않다고 판단하여, 복도와 같은 공용공간 역시 응급병상 구역에 포함된 것으로 간주하였다. 결과적으로, 환자와 의료진의 체류시간이 비교적 길다고 명백히 예측되는 환자분류소, 응급병상, 기타 실험실 등을 주요 분석 대상으로 한정하였다.

공간 구성별 환자 체류시간

환자분류소에서는 환자의 중증도를 판단하고 적절한 검사와 치료를 받을 수 있도록 하는 공간이며, 기본적인 검진이 여기에서 이루어진다고 볼 수 있다. 응급병상부는 협진 등을 통하여 진료를 하거나 검사를 받은 환자가 결과를 기다리는 동안 기타 치료를 받을 수 있는 공간이다. 부득이한 경우 객담검사와 같은 기본적인 검사는 응급병상에서 이루어지기도 한다. 반면 시험실은 X-선 등의 검사를 하는 공간이다.

응급실 공간별 체류시간에 대한 기존 문헌 분석자료를 참고할 때, 응급실 내원 환자의 중증도에 따른 처치 시간에 대한 연구에 따르면 최대 2시간~ 4시간 정도로 분류하고 있다(심승배 외,  2009). 기타 특정 병원의 실제 진료 시간에 따른 분류에 대한 연구자료도 기존 문헌에서 일부 나타나는데, 초진(환자분류소)에서 진료시간은 16.1분(대기시간은 7.1분), 협진시간은 105.6분(대기시간 13.2분)으로 나타났다(한재현 외, 2011). 이러한 일부 문헌을 제외하면, 아직까지 우리나라의 문헌에는 응급실 내 공간에서의 진료시간과 대기시간에 대한 연구문헌은 많지 않았다. 따라서, 진료시간과 대기 시간에 대한 범위를 정량적인 자료에 바탕을 두고 명확히 일반화시키기에는 아직 어려운 것으로 판단되었다. 따라서 응급실 공간별 환자 체류시간에 대하여서는 기존 연구문헌에 나타난 체류시간을 고려하여 다소 보수적으로 설정하였다. 이에 따라, 환자분류소, 검사소 등에서는 30분정도를 체류하는 것으로 보고 응급병상 쪽(general treatment area)에서는 4시간정도 머무는 것으로 보았다. 이는 앞선 문헌에서 나온 진료시간 및 대기시간을 포함한 시간이다.

공기전파 감염원 발생량

일반적으로 공기전파 감염원의 발생량은 실측을 통하거나 공간정보와 공기전파감연환자에 대한 기초초자료가 확보된 감염발생사례에서 Wells-Riley model룰 이용하여 감염원의 발생량을 역산하는 방법으로 산정되고 있다. 최근 연구에 따르면, 공기전파 감염원의 종류에 따라 발생량의 차이가 있는 것으로 보고되고 있다. 물론 이는 전적으로 일반화 할 수 있는 것은 아니라고 판단되며, Wells-Riley model을 이용하여 역산한 경우 바이러스의 감염력, 환자의 중증도 등 명확하게 정의할 수 없는 다양한 인자들이 포함되어 상출된 공기전파감염원 발생량 추정치로 보는 것이 적절할 것으로 판단된다. Wells-Riley model은 바이러스에 대한 인체의 감수성, 면역력 및 감염원의 감염력등에 대해서는 표현하지 못하기 때문에 이러한 다양한 특이적인 요인은 감염원의 공기전파감염원 발생량에 개략적으로 표현된다고 보는 것이 타당할 것이라고 사료되기 때문이다. 이러한 전제하에 기존 연구문헌에서 나타난 공기전파 감염원별 발생량을 정리하였다(Azimi and Stephens, 2013). 기존문헌에 따르면, 일반적인 감기바이러스(Rhinovirus)는 시간당 1개에서 10개(Rudnick and Milton, 2003), 결핵은 시간당 1개에서 50개(Escombe et al., 2007; Beggs et al., 2010; Chen et al., 2011;  Nardell et al., 1991), 인플루엔자는 시간당 15~500개(Sze G.N., Chao C.Y.H., 2010), 홍역은 시간당 570~5600개(Riley et al., 1978) 까지 감염원을 발생시키는 것으로 제시하고 있다. 감염원 유형별로 다르지만 시간당 최대 5,600개의 감염원이 방출되는 것으로 나타났다. 국내 감염관리기관의 자료에 따르면 홍역은 드물게 공기전파가 가능하지만(질병관리본부홈페이지, 2017) 조사 문헌에서는 감염원 방출량이 높게 나타나는 경향을 보였다. 이는 원 문헌에서의 연구대상이 초등학교이기 때문에 환기량 이외, 어린이의 약한 면역력과 행동양식 등이 복합적으로 영향을 주었을 수 있었을 것으로 사료된다.

연구의 방법

시뮬레이션 개요

공기전파감염원(Airborne Pathogen)이란 공기에 떠 유동할 정도로 매우 작아(<5 ㎛) 호흡기를 통하여 감염을 일으키며, 주로 일반적인 감기, 인플루엔자, 결핵, 수두 등이 이에 해당한다(Chen, 2011; Kimberlin, 2011; 질병관리본부, 2013). 날숨에 포함된 입자 중 1 ㎛ 이하의 입자가 차지하는 비율이 매우 높기 때문에 감염환자의 날숨을 통해 많은 양의 입자가 공기를 통하여 비산된다고 보는 것이 타당할 것이다. 따라서, 무엇보다 이러한 공기전파가 가능한 질병을 가진 환자를 일반 환자들과 적절히 차단하는 것은 매우 중요하다(Edwards, 2004; Papineni, 1996). 그럼에도 불구하고 응급실에서 선별되지 못한 공기전파감염원에 감염된 환자가 일반환자와 함께 재실하는 것으로 가정하였다.

본 연구에서는 공기의 유동을 Air Flow Network 방식으로 해석하는 CONTAMW툴을 이용하여 실내에 존재하는 공기전파 감염원의 완전확산농도를 분석하였다. 많은 경우 공기전파감염원의 확산분석을 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 해석 프로그램을 주로 이용하고 있다(임태섭 외, 2009; 박정연 외, 2015; 손덕영 외, 2014; Srebric et al., 2008). 물론. 이러한 프로그램은 공기전파감염원의 세부적인 유동을 파악하는데 매우 효과적이지만, 실내의 평균적인 감염원 농도를 예측 및 시계열적 분석에 있어서 CONTAMW과 같은 Air Flow Network 방식이 효율성 측면에서 장점을 가진다. 따라서, 기존 연구에서도 미생물의 확산을 CONTAMW로 해석한 사례가 존재한다(최상곤과 홍진관, 2007). 본 연구에서는 공기전파감염원을 실내에서 발생하는 오염물질로 가정하고, 공기전파 감염원의 발생량, 실내의 환기량, 체적, 공기전파 감염원을 배출하는 환자의 체류시간 등을 변수로 설정하여 다양한 조건에서 실내에 존재하는 공기전파 감염원의 농도 및 개수를 산정하였다. Figure 1은 본 연구에서 CONTAMW를 이용하여 수행한 해석 모델링 및 비정상 해석사례를 보여준다.

Figure 1. Simulation model sample by CONTAMW 3.2

공기전파감염 관련 인자를 고려한 해석조건 설정

시뮬레이션 해석 조건에 대한 개요는 아래와 같이 설정되었다. 공기전파 감염원은 앞선 문헌 조사자료를 바탕으로 설정되었다. 환기량은 국내 법규에서 규정하는 최소환기량인 약 2.4 ACH와 유사한 3 ACH 조건과, AIA등의 기준에서 제시하는 공기전파 감염방지를 위한 환기량조건(6~12 ACH)의 최소치인 6 ACH를 설정하였다 (AIA, 1996-97). 환기시 급기는 전외기 조건으로 가정하였다. 응급실 공간의 크기와 응급실내 체류시간은 문헌조사결과를 참조하여 가정한 값이다(정창헌 외, 2016; 심승배 외, 2009; 한재현 외, 2011). 의료법 시행규칙 별표 4에 따르면, 중환자실의 경우 병상 1개소당 15 m²으로 하도록 되어 있어 30 m²의 경우 2인실, 150 m²은 10인 실 면적에 해당한다.

① 공기전파 감염원의 시간당 방출량 조건

 - 10 particles/hour (Rhino virus), 50 particles/hour (Tuberculosis), 500 particles/hour (Influenza)

② 응급실 내부의 환기량

 -3 ACH, 6 ACH

③ 응급실 공간의 크기 (층고: 2.4m)

 - 30 m², 150 m²

④ 응급실 내 감염자 체류시간(비감염자 계속거주)

 - 30분(환자분류소, 실험실)

 - 4시간(응급병상)

공기전파감염 확률의 계산

공기전파 감염원의 감염확률은 주로 Wells-Riley 모델에의하여 평가되고 있다(Wells, 1995; Rudnick and Milton, 2003; Noakes and Sleigh, 2008; Issarow, et al., 2015; 정창헌 외, 2016b). 이 식의 일반적인 형태는 아래 식 (1) 과 같다. 이 식에서는 감염원의 개수와 이 식은 기본적으로 특정 실의 완전혼합조건에서 감염확률을 평가하기 때문에 CONTAMW와의 연계를 통한 실내 공기전파감염확률의 평가가 용이할 것으로 판단된다.

여기에서 P_I 는 공기전파감염확률(airborne infection probability of a susceptible person), c는 감염횟수(number of infection cases), I는 감염환자수(number of infectors), p는 감염원을 흡입하는 사람의 호흡량(breathing rate of a susceptible person), q는 감염환자로부터의 공기전파감염원 발생량(quantum generation rate by an infector)을 의미한다.

공기전파감염확률은 비감염자가 지속적으로 재실하고 있는 공간에 공기전파 감염자가 입실하여 각각 30분, 4시간 동안 체류한 뒤 퇴실하는 것을 전제로 한 뒤, 공기전파 감염자 입실시점에서 6시간이 지난 시점의 누적감염확률을 계산하였다.

해석결과 및 분석

공기전파 감염자 체류시간 30분 조건

Figure 2-3과 Table 1은 공기전파감염환자의 체류시간 30분 조건에서 실체적 및 환기량, 감염원 발생량에 따른 공기전파감염확률의 변화를 보여주고 있다. 시간이 지남에 따라 실내의 감염원 농도는 증가하다 감염자의 퇴실 이후 감소하게 되는 것을 확인할 수 있다. 그에 반해 공기전파 감염확률은 공기전파 감염원을 배출하는 환자의 퇴실 이후에도 일정수준 증가하다 최종적으로 수렴하게 된다. 30분 재실조건에서 이후 약 2시간까지 공기전파 감염원에 의한 감염확률은 존재하는 것으로 판단된다. 해석결과 체적의 증가에 반비례하여 실내 평균농도가 감소하여, 체적이 작은 공간에서의 감염관리가 중요하다는 것을 확인할 수 있다. 특히 체적이 작은 공간에서, 환기량이 작을수록 공기전파 감염원이 실내에 체류하는 시간이 길어지기고 다른 공간으로의 전파가 일어날 수 있는 가능성이 더 높아질 것으로 판단된다.

Table 1. Accumulated airborne infection probability of a susceptible person after 6 hours

Figure 2. Airborne pathogen concentration change on condition that the infector stayed in a space for 30 minutes

Figure 3. Airborne infection risk of a susceptible person on condition that the infector stayed in a space for 30 minutes

결핵(Tuberculosis)과 일반적인 감기(Rhino virus)와 같은 경우 공기전파 감염원의 발생량이 작아, 체류시간이 비교적 짧은 30분 조건의 경우 감염확률이 상대적으로 낮다고 할 수 있다. 그러나 발생량이 많은 인플루엔자(Influenza)의 경우 3 ACH 환기 조건에서는 약 45%, 6 ACH의 환기 조건에서도 25% 정도의 감염확률을 보이고 있어 감염확률이 매우 높은 것을 확인할 수 있다. 결과적으로 환기량이 3 ACH와 유사한 현재 법규조건에서는 작은 공간에서의 인플루엔자의(Influenza) 공기전파감염을 제어하기 힘들다는 결과를 얻을 수 있다. 한편, 실제로 몇 %의 감염확률이 환자에게 안전한 수준인지에 대하여 판단할 수 있는 기준은 국내 연구에서는 존재하지 않는 것으로 판단되어, 감염관리를 위한 공기전파 감염원의 목표농도 및 공기전파감염확률을 낮추기 위한 적절한 방법을 찾는 것이 필요하다. 응급실 공간의 크기 및 응급실내 체류시간은 쉽게 제어할 수 없는 변수라고 할 때, 응급실 내부의 환기량 및 공기전파 감염원의 시간당 방출량이 공기전파감염방지를 위하여 조절가능한 변수로 볼 수 있다. 공기전파 감염원의 배출량 감소는 효과적인 개인용 마스크의 적용으로도 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 일반적으로 호흡기 감염원의 배출을 막기위해 사용하는 N95 마스크는 0.1~0.3 um의 입자 중 95% 이상 제거가능한데, 개략적으로 90% 정도의 효율을 나타낸다고 하더라도 Influenza의 발생량이 시간당 500 개에서 50 개 정도로 줄게 된다. 이 조건에서는 해석에서 나타난 인플루엔자(Influenza)의 감염확률을 결핵(Tuberculosis) 정도의 감염확률로 크게 감소시킬 수 있다고 판단된다. 한편, 해석은 완전혼합 조건을 가정하였기 때문에 국부적인 공기전파 감염원 농도의 불균형은 반영되지 않았다는 한계를 가진다. 즉 환자와 대면하여 진료하는 의료진의 경우, 보다 많은 공기전파감염원에 노출될 수 있음을 먼저 주지해둔다. 또한, 공기전파감염원의 이동경로에 있는 의료진은 완전확산농도에 기반한 확률적인 노출가능성에 비해 더욱 큰 감염 위험을 보일 것으로 사료된다. 따라서 의료진이 환자와 대면하는 기회가 많다고 판단되는 환자분류소에서는 보다 강화된 대책의 설정이 필요할 것이다.

공기전파 감염자 체류시간 4시간 조건

공기전파 감염환자의 체류시간 4시간 조건의 해석결과는 Figure 4-5에 나타나 있다. 체류시간이 길어질수록 감염확률이 지속적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 특히 작은 공간(30 m²), 낮은 환기량(3 ACH) 조건에서 공기전파 감염원을 배출하는 환자와 4시간동안 함께 체류할 경우 최종 6시간 재실이후 감염확률은 결핵(Tuberculosis)은 약 37.6%에 가까이 인플루엔자(Influenza)의 경우 99.1%까지 증가한다. 작은 공간(30 m²)에서 환기량을 6 ACH에 가까이 증가시켰음에도 불구하고 4시간동안 함께 체류할 경우 결핵은 21.0%, 인플루엔자는 약 90.6% 이상의 감염확률을 보인다. 결과적으로 인플루엔자와 같이 공기전파 감염원을 다량 배출하는 환자의 경우, 작은 공간에 다른 환자와 함께 있게 하는 것 비감염인의 공기전파 감염확률을 크게 증가시키는 원인이 되며, 또한, 환기량이 6 ACH정도 확보하고 N95 마스크를 착용하여 감염원 발생량을 줄인 상태이더라도 기회감염의 가능성이 매우 높음을 알 수 있다. 따라서 심한 호흡기 증상이 있고, 공기전파가능 질병에 감염되었다고 의심되는 환자의 경우 원칙적으로 격리시키는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 또한, 소규모의 1인실 및 다인실에 배정할 때, 12 ACH 이상의 환기량 및 공기전파 감염원 제거를 위한 별도의 살균설비가 필요할 수도 있음을 시사한다. 인플루엔자의 경우 비교적 큰 공간(150 m²), 3 ACH 조건에서 4시간 재실하는 조건에서도 역시 61.1%의 높은 감염확률을 보인다. 이 환자에게 N95 마스크를 착용시켜 결핵의 감염수준까지 낮춘다고 하여도 9% 정도의 감염확률을 보인다. 환기량이 낮은 오래된 응급실에서는 호흡기 환자에 대한 격리조치 및 N95마스크의 착용을 필수적으로 수행할 필요성이 있을 것으로 판단되며, 환기량을 적어도 6 ACH 이상으로 확보하는 동시에 공기전파감염원 살균장치가 반드시 적용될 필요성이 있을 것으로 판단된다.

한편, Figure 2, 4를 참고할 때, 공기전파 감염원을 배출하는 환자가 퇴실한 이후 공기전파 감염원을 배출하는데 까지 3 ACH 조건에서는 약 90분, 6 ACH 조건에서는 45분 내외의 시간이 필요한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 감염에 취약한 작은 공간에서는 의심스러운 호흡기 질환환자가 내원하였을 때 공기전파감염원을 즉시 배출하기 위하여 환기량을 일정시간 최대한 높게 유지하거나, 공기전파 감염원 살균장치를 병용하는 것도 권장할 수 있을 것으로 판단된다. 이 부분에 대해서는 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Figure 4. Airborne pathogen concentration change on condition that the infector stayed in a space for 4 hours

논 의

이상 분석결과를 다음과 같이 정리할 수 있다.

작은(30 m²) 공간에서는 체류시간이 짧은 30분 조건에서는 환기량이 비록 6 ACH 조건이더라도 인플루엔자의 공기전파감염확률은 25.6%로 높게 나타났다. 동일 조건에서 4시간 체류할 경우 인플루엔자는 90.6%로 높아졌으며, 결핵의 감염확률도 37.6%로 높아졌다. 따라서 공기전파감염원을 보유했다고 강력하게 의심되는 환자는 좁은 공간에서 타인과 함께 재실하는 것을 반드시 막을 필요가 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 공기전파 감염원 발생량 및 확산을 방지하기 위한 마스크 및 살균장치의 적용이 필요하다고 판단되었다.

체류시간이 4시간으로 긴 경우 비교적 큰 공간에서도 인플루엔자와 같이 공기전파감염원 방출량이 높은 경우 공기전파 감염원의 감염확률이 높게 나타났다. 위험도가 높은 결핵의 경우에도 낮은 150 m²의 공간에 3 ACH 환기량을 적용하였을 때 약 9%정도의 감염확률을 보이고 6 ACH 환기량을 적용하였을 때, 4.6%의 감염확률을 보여 큰 공간, 6 ACH 환기량 조건에서 다소 낮은 감염확률을 보인다. 그러나, 본 해석은 감염환자 1인 입실 기준의 해석 조건이기 때문에 보다 안전한 감염관리를 위하여, 앞서 언급한 바와 같은 마스크의 착용(N95 동등이상), 환기량의 추가적인 증가, 살균장치의 가동 등의 방안이 적용될 필요성이 있다고 판단된다.

Figure 5. Airborne infection risk of a susceptible person on condition that the infector stayed in a space for 4 hours

기본적으로 공기전파 감염원의 방출강도를 낮추어 주는 것은 공기전파 감염원의 확산을 방지하기 위한 저렴하고 효과적인 방안으로 검토할 수 있다. 따라서, 공기전파감염원 관련 질병 의심이 있는 환자나 기침이 심한 환자는 N95마스크 등의 적용을 통해 공기로 전달되는 잠재적인 공기전파감염원의 배출량을 줄일 필요가 있는 것으로 사료된다. 물론 이 마스크는 착용하였을 때 호흡이 힘들고, 비용이 발생한다는 단점이 있으나, 감염에 따른 환자의 기회비용을 고려할 때, 적용의 필요성에 대한 설득력이 확보될 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 교차감염가능성을 줄이기 위하여 의료진은 이러한 마스크를 항상 착용하는 것이 중요할 것으로 판단된다. 응급실 내 좁은 공간에서는 우선적으로, 출입하는 환자의 체류시간을 가능한 짧게 하는 것이 필요하고, 검사시간이 오래 걸리는 경우 체류 시간에 비례하여 공기전파감염을 방지하기 위한 별도의 대안을 마련할 필요성이 있다고 판단된다.

이러한 감염확률에 대한 분석은 기존 연구에서 나타난 공기전파 감염원의 방출강도에 근거하여 제시한 것이다. 그러나 특정 감염원이 유행일 경우 동일한 질병에 걸린 다수의 환자가 동시에 내원할 경우도 배제할 수 없을 것으로 판단된다. 인플루엔자와 같이, 유행성으로 발병하여 다수의 환자들이 응급실에 유입될 경우 공기전파감염관리가 매우 어려워 질 수 있기 때문에 이를 방지하기 위한 적극적인 방안마련이 필요할 것으로 판단된다.

결 론

본 연구에서는 응급실 내 공기전파 감염원의 확산에 관련하는 다양한 변수가 공기전파감염확률에 미치는 영향도를 CONTAMW 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 전체결과를 요약하면, 다음과 같다.

① 실규모가 작을수록 환기량이 작을수록, 그리고 체류 시간이 길수록 감염확률이 증가 하여 이러한 실 특징을 반영하여 강력한 공기전파 감염원 확산방지 대책이 마련되어야 할 것으로 판단된다. 공기전파감염원 보균자로 의심될 경우 비록 짧은 기간일지라도 적절한 공기전파감염방지 기능이 없는 좁은 공간에 재실하도록 하는 것은 바람직하지 않은 것으로 판단된다. 본 연구에서는 공기전파감염원 보균환자 1인만이 응급실에 입실한 조건으로 해석을 하였으며, 따라서, 현재의 환기기준에 준하는 3 ACH의 환기량만으로는 응급실의 공기전파감염 위험을 충분히 제어하기 어렵다고 판단된다.

② 공기전파감염원 보균자로 강력하게 의심되는 경우 1차적으로 격리가 가장 바람직할 것으로 판단되나, 현실적으로 이러한 처치가 불가능할 때, N95마스크와 같이 공기전파감염원의 배출량을 줄일 수 있는 대안을 적용하는 것이 바람직하다.

③ 특히 감염자의 체류시간이 공기전파감염확률을 증가시키는데 가장 큰 영향을 미치기 때문에 장기적으로 머무는 격리실, 중환자실, 응급병상 영역(General treatment area)에 대한 관리가 중요할 것으로 판단된다. 이러한 공간에 대해서는 최소 환기량 6 ACH를 확보하고, 유행성 인플루엔자와 같은 감염원의 발생량이 큰 질병에 대비하여 별도의 환기량 증가 방안 및 공기전파감염원 살균장치 등을 적용하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 현재 법규상 음압병실과 그 전실에서만 6 ACH의 환기량을 요구하고 있다(의료법 시행규칙 별표4; 질병관리본부, 2017). 그러나, 응급실에 대한 공기전파감염관련 질병 환자의 내원을 원천적으로 차단하거나 또는 환자분류소에서 감염자를 확실하게 구분할 수 없다면, 응급실 내 음압병실 이외의 공간에서도 6 ACH의 환기량을 확보할 타당성은 충분히 있을 것으로 판단된다.

④ 일반적으로 응급실 내에서 공기전파감염원의 확산방지를 위하여 쉽게 조절가능한 변수를 환기량이라고 할 때, 대상 실의 크기가 작을수록, 그리고 환자의 체류시간이 길수록 실의 환기량을 증가시킬 필요가 있다. 최소 6 ACH의 환기량이 요구될 것으로 보이며, 특히 실의 크기가 작으며, 감염자가 4시간 이상 재실하는 실에서는 6 ACH 이상의 환기량이 필요할 것으로 보이며, 해외 기준에서 요구하는 12 ACH의 환기량을 확보하는 대안 및 살균장치 설치를 의무화하는 방법도 검토할 필요가 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 공기전파감염확률에 영향을 미칠 수 있는 인자들의 다양한 조건을 바탕으로한 시뮬레이션 결과와 공기전파감염확률에 대한 결과를 분석하였다. 이 연구는 제한적인 조건을 바탕으로한 해석적 연구이기 때문에 공기전파감염방지를 위한 개략적인 방향성을 제시할 수 있다는데 연구의 한계가 있다. 따라서, 이러한 결과를 바탕으로 한 후속연구가 필요하다고 판단되며, 향후 응급실 내에서 발생하는 공기전파감염 방지를 위한 지침의 개발등이 지속적으로 이루어져야 할 것이다.