The Intensive Care Unit, well known as ICU, is a specialized section of a hospital that provides comprehensive and continuous care (treatment and monitoring) for persons who are critically ill or in an unstable condition and who can benefit from treatment. The importance of this specific area of the hospital can be also understood from the amount and variety of the equipment that is installed inside. Therefore the Intensive Care Unit (ICU) should provide both continuous fault-free equipment operation and enhanced electrical safety for the patients and the medical staff. The main objective of the thesis is to study and design the electrical installation and the dedicated devices of a sample ICU, according to the latest European regulations and standards. In the first introductory chapter is described the main ICU medical equipment, patient modules, areas and utilities. The second chapter contains the Main Standards, Directives and Recommendations related to the building installing and testing of the ICU electrical installation and dedicated equipment. Chapter three described general the electrical safety in the ICU and the methods and means of protection against an Electrical shock. The next chapter reviews the methods and means of protection against an Equipment Malfunction and against Mains power failure. The fifth chapter is the design of a sample ICU Area including main power electrical installation and dedicated protection and monitoring devices. The last chapter includes the electrical safety tests of the installed system and dedicated devices and also the value limitations according to the European Standards and Regulations. / Η Μονάδα Εντατικής Θεραπείας, γνωστή ως ICU, είναι ένα εξειδικευμένο τμήμα του νοσοκομείου που παρέχει πλήρη και συνεχή φροντίδα (θεραπεία και παρακολούθηση) στα πρόσωπα που αντιμετωπίζουν κρίσιμα προβλήματα υγείας ή βρίσκονται σε μια ασταθή κατάσταση. Ο εξειδικευμένος εξοπλισμός της χωρίς καμία αμφιβολία μπορεί να επιφέρει πολύ θετικά αποτελέσματα στον ιατρικό τομέα Η λειτουργία και η σημασία της μονάδας, αναμφίβολα μπορούν να διαφανούν και από τον άριστο εξοπλισμό που διακατέχει. Είναι βέβαιο ότι μέσα από την συγκεκριμένη μονάδα θεραπείας μπορεί να δοθεί στον ασθενή η κατάλληλη σημασία έτσι ώστε να μπορεί να γιατρευτεί. Ο άρτια εξοπλισμός που υπάρχει μπορεί να επιφέρει άριστα αποτελέσματα. Συνεπώς, η Μονάδα Εντατικής Θεραπείας (ICU) πρέπει να συνεχίσει την απρόσκοπτη λειτουργία της και συνάμα την ενίσχυση του εξοπλισμού της, έτσι ώστε να υπάρχει ενισχυμένη ηλεκτρική ασφάλεια τόσο για τους ασθενείς όσο και για το ιατρικό προσωπικό. Ο κύριος στόχος της διατριβής είναι η μελέτη και ο σχεδιασμός της ηλεκτρικής εγκατάστασης και δείγμα των αποκλειστικών συσκευών της μονάδα, σύμφωνα με τις τελευταίες ευρωπαϊκές προδιαγραφές. Στο πρώτο εισαγωγικό κεφάλαιο, περιγράφεται ο βασικός εξοπλισμός της μονάδας και η ιατρική που παρέχεται. Ακολούθως στο δεύτερο κεφάλαιο περιλαμβάνονται οι κύριοι κανόνες, οδηγίες και οι συστάσεις που σχετίζονται με την εγκατάσταση του κτιρίου. Επίσης γίνεται αναφορά στον έλεγχο της ηλεκτρικής εγκατάστασης και του ειδικού εξοπλισμού της μονάδας. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η γενική ηλεκτρική ασφάλεια στη μονάδα, με ιδιαίτερη αναφορά στις μεθόδους και στα μέσα προστασίας από ηλεκτροπληξία. Στη συνέχεια στο επόμενο κεφάλαιο εξετάζεται το κατά πόσο οι μέθοδοι και τα μέσα προστασίας μπορούν να είναι λειτουργικά έναντι των δυσλειτουργιών που μπορεί να προκληθεί από την διακοπή ρεύματος. Για την όσο καλύτερη λειτουργία της μονάδας γίνεται αναφορά στο πέμπτο κεφάλαιο, όπου γίνεται νύξη για τον σχεδιασμό του χώρου της μονάδας, συμπεριλαμβανομένων των κύριων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων συσκευών προστασίας και παρακολούθησης. Μέσα από μια εκτεταμένη ανασκόπηση, έρευνα και πληθώρα πειραμάτων στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι ηλεκτρικές δοκιμές ασφαλείας του εγκατεστημένου συστήματος, οι ειδικές συσκευές, σύμφωνα πάντα με τα Ευρωπαϊκά πρότυπα και κανονισμούς.

Η Μονάδα Εντατικής Θεραπείας – Μ.Ε.Θ. (Intensive Care Unit – ICU) προϋποθέτει ευρύ φάσμα γνώσεων από έναν επαγγελματία υγείας (νοσηλευτή ή ιατρό), που εργάζεται στον χώρο. Σε καθημερινή βάση έρχεται αντιμέτωπος µε απειλητικές καταστάσεις για τη ζωή του ασθενούς και η αντιμετώπιση των διαταραχών της οξεοβασικής ισορροπίας είναι το στοίχημα, που πρέπει να κερδηθεί. Η ορθή ερμηνεία της ανάλυσης των αερίων του αρτηριακού αίματος από έναν επαγγελματία υγείας αποτελεί το βασικό συστατικό για την προαγωγή της υγείας ενός ασθενή στη Μ.Ε.Θ. Όμως παρά την αλματώδη τεχνολογική εξέλιξη του εργαστηριακού τομέα διαπιστώνουμε μια πολύχρονη στασιμότητα στον διαγνωστικό τομέα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επιπλέον επιβάρυνση της υγείας του ασθενή, αλλά και επιπρόσθετο φορτίο στο οικονομικό σκέλος. Στη παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται η δημιουργία ενός ευφυούς συστήματος υποστήριξης αποφάσεων, με σκοπό να αποτελέσει σύμβουλο λήψης αποφάσεων από μη εξειδικευμένους επαγγελματίες υγείας, όταν αυτοί αντιμετωπίζουν προβλήματα οξεοβασικών διαταραχών στις ΜΕΘ, αλλά και να συμβάλλει στην αποτελεσματικότερη και ταχύτερη υποστήριξη του νοσηλευτικού και ιατρικού προσωπικού γενικά. Επίσης στόχος της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι να αξιολογηθούν και να συγκριθούν οι μέθοδοι, διά των οποίων δημιουργήθηκε το ευφυές σύστημα. Για να γίνει αυτό δημιουργήσαμε 4 διαφορετικά συστήματα. Στη δημιουργία του πρώτου συστήματος χρησιμοποιήθηκαν κανόνες ασαφούς λογικής(FuzzyClips) και στα επόμενα τρία, μέθοδοι εξόρυξης γνώσης με μηχανική μάθηση. Στο τέλος έγινε η σύγκριση αποτελεσματικότητάς τους, με βάση διεθνώς χρησιμοποιούμενες μετρικές.Τα συστήματα με τη βοήθεια μεθόδων εξόρυξης γνώσης του WEKA παρουσίασαν και τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Τα συστήματα αυτά δεν έχουν σκοπό την αντικατάσταση ενός επαγγελματία υγείας. Έχουν ως κύριο στόχο να λειτουργήσουν επικουρικά, στην καλύτερη, ταχύτερη και πιο αξιόπιστη διάγνωση οξεοβασικών διαταραχών των ασθενών, που νοσηλεύονται σε Μονάδα Εντατικής Θεραπείας ενός νοσοκομείου, αλλά και να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο με εκπαιδευτικό χαρακτήρα σε αρχάριους επαγγελματίες υγείας . / -

- / -

Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας ήταν η επιδημιολογική επιτήρηση της φορείας και των λοιμώξεων από Klebsiella pneumoniae που παράγει καρβαπενεμάση KPC (KPC-Kp), ανθεκτικό σε βανκομυκίνη Enterococcus (VRE) και ανθεκτικό σε μεθικιλλίνη Staphylococccus aureus (MRSA) σε ασθενείς που νοσηλεύονται στις Μονάδες Εντατικής Θεραπείας (ΜΕΘ) του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Πατρών (ΜΕΘ Α) και του Νοσοκομείου «Άγιος Ανδρέας» (ΜΕΘ Β) τη χρονική περίοδο Οκτώβριος 2009 έως Φεβρουάριος 2012. H διασπορά της KPC-Kp αποτελεί το σημαντικότερο πρόβλημα στις Ελληνικές ΜΕΘ, με τα ποσοστά της να αυξάνονται στις παθολογικές και χειρουργικές κλινικές. Κατά τη διάρκεια της παρούσας μελέτης, 12.8% των ασθενών που εισήχθηκαν στη ΜΕΘ Α (52 από 405 ασθενείς) ήταν αποικισμένοι από KPC-Kp κατά την εισαγωγή τους με την προηγηθείσα νοσηλεία σε ΜΕΘ, την χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια, τη διάρκεια προηγηθείσας νοσηλείας και την προηγηθείσα χορήγηση καρβαπενέμης ή συνδυασμού β-λακτάμης/αναστολέα λακταμάσης να συμβάλλουν στον αποικισμό. Παρατηρήθηκε μία σταδιακή αύξηση των αποικισμένων ασθενών που εισάγονται στη ΜΕΘ με 3.9% (4 από 102 ασθενείς) τους πρώτους 6 μήνες σε σύγκριση με 15.8% (48 από 300 ασθενείς) τους επόμενους 16 μήνες που αντικατοπτρίζει τη σταδιακή διασπορά της KPC-Kp σε κλινικές εκτός ΜΕΘ. Από τους 226 μη αποικισμένους ασθενείς κατά την εισαγωγή στη ΜΕΘ Α, 164 (72.6%) αποικίστηκαν κατά τη διάρκεια της νοσηλείας τους με σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν τον αποικισμό να είναι η παρουσία αποικισμένων ασθενών σε διπλανές κλίνες και η νοσηλεία σε κλίνη προηγουμένως αποικισμένου ασθενή, ενώ δε βρέθηκε συσχέτιση ανάμεσα στον αποικισμό και τη θνησιμότητα. Το υψηλό ποσοστό αποικισμού σε συνδυασμό με τους προηγούμενους παράγοντες υποδεικνύει την σημασία της διασποράς της KPC-Kp από ασθενή σε ασθενή μέσω του ιατρονοσηλευτικού προσωπικού και υποδηλώνει τη σημασία πιο αυστηρής εφαρμογής της πολιτικής ελέγχου λοιμώξεων. Συνολικά 53 ασθενείς της ΜΕΘ Α ανέπτυξαν βακτηριαιμία από KPC-Kp με 43.4% θνησιμότητα. Οι σημαντικότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη θνησιμότητα είναι η αντοχή του στελέχους σε κολιστίνη/τιγεκυκλίνη/γενταμικίνη και η σηπτική καταπληξία, ενώ η θεραπεία με συνδυασμό τουλάχιστον δύο δραστικών αντιβιοτικών σχετίζεται με καλύτερη πρόγνωση επιβεβαιώνοντας τα αποτελέσματα προηγούμενων μελετών υπέρ της συνδυαστικής θεραπείας στην καταπολέμηση των λοιμώξεων από KPC-Kp. Η ανάπτυξη αντοχής των στελεχών KPC-Kp έναντι της κολιστίνης ή της τιγεκυκλίνης, οι οποίες αποτελούν τις τελευταίες θεραπευτικές επιλογές για το συγκεκριμένο παθογόνο, είναι ένα ανησυχητικό φαινόμενο. Συνολικά, 24.4% και 17.9% των ασθενών της ΜΕΘ Α αποικίστηκαν από στέλεχος KPC-Kp ανθεκτικό στην κολιστίνη και τιγεκυκλίνη, αντίστοιχα. Όπως αναμενόταν η λήψη των συγκεκριμένων αντιβιοτικών συνέβαλε στον αποικισμό, όμως ο σημαντικότερος παράγοντας για αποικισμό ήταν η παρουσία αποικισμένου ασθενή στις διπλανές κλίνες υποδηλώνοντας τη σημασία της διασποράς των στελεχών και όχι της de novo ανάπτυξη αντοχής. Η σύγκριση των δύο ΜΕΘ, ανέδειξε ότι μεγαλύτερο ποσοστό των ασθενών της ΜΕΘ Α αποικίζονται κατά τη διάρκεια νοσηλείας σε σχέση με τη ΜΕΘ Β (61.8% vs 34.1%) και σε συντομότερο χρονικό διάστημα (10.6 vs 19.9 ημέρες). Τα στοιχεία αυτά μπορούν να ερμηνευτούν από το υψηλότερο ποσοστό εισαγωγών αποικισμένων ασθενών (11.4% vs 1.8%), τη μικρότερη αναλογία νοσηλευτών/ασθενών καθώς και την αυξημένη κατανάλωση καρβαπενεμών στη ΜΕΘ Α. Συνολικά, 305 και 100 στελέχη K. pneumoniae που απομονώθηκαν από τη ΜΕΘ Α και Β, αντίστοιχα, ήταν θετικά για την παρουσία του γονιδίου blaKPC ενώ πέντε στελέχη της ΜΕΘ Α ήταν θετικά και για το γονίδιο blaVIM. Και στις δύο ΜΕΘ τα στελέχη ήταν ανθεκτικά σε πενικιλλίνες, στις κεφαλοσπορίνες, στην αζτρεονάμη, στην τριμεθοπρίμη-σουλφαμεθοξαζόλη (30% των στελεχών της ΜΕΘ Β ήταν ευαίσθητα), στην αμικασίνη, στην τομπραμυκίνη και στις κινολόνες. Η αντοχή στις καρβαπενέμες (67.9% vs 60%), στην κολιστίνη (35.1% vs 18%), στη γενταμικίνη (50.8% vs 24%) και στην τιγεκυκλίνη (17% vs 18%) στα στελέχη των δύο ΜΕΘ κυμαινόταν στα ίδια επίπεδα. Πενήντα επτά και 20 στελέχη της ΜΕΘ Α και Β, αντίστοιχα, ταυτοποιήθηκαν με PFGE, η οποία ανέδειξε την παρουσία δύο τύπων στη ΜΕΘ Α, με τον τύπο Α να απαρτίζεται από το 65.5% των στελεχών, ενώ στη ΜΕΘ Β όλα τα στελέχη ανήκαν στον τύπο Α. Τα ποσοστά αποικισμού από VRE στις δύο ΜΕΘ είναι χαμηλότερα σε σχέση με αυτά της KPC-Kp. Αποικισμός κατά την εισαγωγή στη ΜΕΘ παρατηρήθηκε σε 14.3% (71 από 497 ασθενείς), ενώ κατά τη διάρκεια νοσηλείας ήταν 14.4% (36 από 250 ασθενείς). Ο σημαντικότερος παράγοντας για αποικισμό από VRE κατά τη διάρκεια νοσηλείας είναι η νοσηλεία αποικισμένων ασθενών σε διπλανές κλίνες υποδεικνύοντας ότι η μη τήρηση των μέτρων υγιεινής των χεριών ίσως διαδραματίζει το σημαντικότερο ρόλο στη διασπορά του VRE. Συνολικά 107 στελέχη VRE απομονώθηκαν (100 E. faecium και 7 E. faecalis). Ογδόντα τέσσερα στελέχη έφεραν το γονίδιο vanA και ήταν ανθεκτικά στη βανκομυκίνη και στην τεϊκοπλανίνη, ενώ τα υπόλοιπα 23 έφεραν το γονίδιο vanB και χαρακτηρίζονταν από χαμηλού επιπέδου αντοχή στη βανκομυκίνη (12 στελέχη ήταν ευαίσθητα) και ευαίσθητα στην τεϊκοπλανίνη. Όλα τα στελέχη ήταν ευαίσθητα στη λινεζολίδη, στη δαπτομυκίνη και στην τιγεκυκλίνη. Η MLST αποκάλυψε ότι τα στελέχη E. faecium ανήκουν σε έξι διαφορετικούς κλώνους (STs: ST117, ST17, ST203, ST226, ST786, ST125) με το 90% των E. faecium, ανήκουν στο Κλωνικό Σύμπλεγμα 17 (Clonal Complex CC17). Τα στελέχη E. faecalis ταξινομήθηκαν σε τέσσερις κλώνους (STs: ST6, ST41, ST19, ST28). Τα ποσοστά αποικισμού από MRSA κατά την εισαγωγή και κατά τη διάρκεια νοσηλείας είναι χαμηλά (5.3% και 3.7%, αντίστοιχα) με το σημαντικότερο παράγοντα που σχετίζεται με τον αποικισμό να είναι ο εντερικός αποικισμός με vanA-θετικό στέλεχος Enterococcus. Ο έλεγχος φορείας για MRSA ανέδειξε 28 mecA-θετικά στελέχη S. aureus, με την πλειονότητα (ν=19) να είναι PVL-θετικά, να ανήκουν στον κλώνο ST80 και να είναι ανθεκτικά σε καναμυκίνη, τετρακυκλίνη και φουσιδικό, ενώ τα υπόλοιπα ταξινομήθηκαν σε τέσσερις κλώνους με MLST (6 στον ST239 και από ένα σε ST225, ST72 και ST30). Το στέλεχος που ανήκε στον ST30 ήταν tst-θετικό. Η σύγκριση των στελεχών φορείας S. aureus που απομονώθηκαν από αθενείς (ν=67) και προσωπικό (ν=23) των ΜΕΘ (Ομάδα Α) με τα στελέχη φορείας (ν=53) και βακτηριαιμιών (ν=75) μη νοσηλευόμενων σε ΜΕΘ (Ομάδα Β), ανέδειξε υψηλότερο ποσοστό MRSA (46.9% vs 31.1%) και PVL-θετικών στελεχών (39.8% vs 25.6%) στην Ομάδα Β, ενώ η Ομάδα Α χαρακτηρίζεται από υψηλότερο ποσοστό tst-θετικών στελεχών (21.1% vs 2.3%) υποδεικνύοντας τη σιωπηρή τους διασπορά στους ασθενείς και στο προσωπικό των ΜΕΘ. Προϊόν της παρούσας ερευνητικής εργασίας ήταν η ανεύρεση των παραγόντων κινδύνου για αποικισμό ή λοίμωξη από KPC-Kp, VRE και MRSA με στόχο την καθοδήγηση των μελλοντικών προσπαθειών περιορισμού της διασποράς τους στις δύο ΜΕΘ καθώς και στα ελληνικά νοσοκομεία, τα οποία στο σύνολο τους μαστίζονται από τα συγκεκριμένα παθογόνα. / The purpose of this study was to investigate the colonization and infections caused by KPC-producing Klebsiella pneumoniae (KPC-Kp), vancomycin-resistant Enterococcus (VRE) and methicillin-resistant Staphylococcus aureus in patients hospitalized in the Intensive Care Units of the University Hospital of Patras (ICU A) and the General Hospital “Saint Andrew” during October 2009 and February 2012. The dissemination of KPC-Kp constitutes the most important issue in Greek ICUs, with its percentage rising in medical and surgical wards. During the duration of this study, 12.8% of patients admitted in the ICU A (52 from 405 patients) were colonized upon admission and previous ICU stay, chronic obstructive pulmonary disease, duration of previous hospitalization and previous usage of carbapenem or combination of beta-lactamic/lactamase were found to influence colonization. A gradual increase of the percentage of colonized patients admitted at the ICU from 3.9% (4 from 102 patients) during the first 6 months to 15.8% (48 from 300 patients) the next 16 months that reflects the dissemination of KPC-Kp in non-ICU wards. Among the 226 non-colonized upon ICU A admission patients, 164 (72.6%) became colonized during their stay with the presence of colonized patients in nearby beds and the previous colonized occupant in the same bed were associated with colonization, which did not influence mortality. The high percentage of colonization in combination with the aforementioned factors indicates the importance of the dissemination of KPC-Kp among patients via the personnel and signifies the value of a strict implementation of infection control protocols. In total, 53 patients developed KPC-Kp bloodstream infection during ICU A stay with 43.4% mortality. The most important factors that influence mortality were the resistance of the strain to gentamicin/colistin/tigecycline and septic shock, while the treatment with two active antibiotics was associated with better survival confirming the results of previous studies favoring combination therapy for the treatment of KPC-Kp infection. The development of resistance against colistin or tigecycline, which are considered the last frontier in the treatment of KPC-Kp infections, is an alarming phenomenon. In total, 24.4% and 17.9% of ICU A patients became colonized by KPC-Kp resistant to colictin or tigecycline, respectively. As expected, the administration of colistin or tigecycline influenced colonization, while the most important factor favoring colonization was the presence of colonized patients in nearby patients, indicating the importance of dissemination of these strains against de novo resistance development. The comparison of the two ICUs, found a higher percentage of patients colonized during ICU A stay (61.8% vs 34.1%) and in a shorter period (10.6 vs 19.9 days). These results may be explained by the higher percentage of patients colonized upon admission (11.4% vs 1.8%), the lower nurse/patient ration and the higher carbapenem administration. In total, 305 and 100 strains of K. pneumoniae isolated from patients hospitalized in ICU A and B, respectively, were positive for the presence of blaKPC gene while five strains in ICU A were positive for the blaVIM gene also. All strains were resistant to penicillins, cephalosporins, aztreonam, trimethoprim sulfamethoxazole (30% of ICU B strains were sensitive), amikacin, tombramycin and quinolones. The resistance rates to carbapenems (67.9% vs 60%), colisitn (35.1% vs 18%), gentamicin (50.8% vs 24%) and tigecycline (17% vs 18%) among the ICUs strains were comparable. PFGE of 57 and 20 isolates from ICU A and B, respectively, revealed that ICU A strains belonged in two types, with type A comprising 65.5% of the isolates, while all ICU B isolates belonged in type A. The percentage of VRE colonization in both ICUs were lower in comparison with those of KPC-Kp. During ICU admission 14.3% (71 from 497 patients) was already colonized, while 14.4% (36 from 250 patients) became colonized during stay. The most important factor influencing colonization was the presence of colonized patients in nearby beds, indicating that non adherence with hand hygiene may play a predominate role in VRE dissemination. In total 107 VRE strains were isolated (100 E. faecium and 7 E. faecalis). Eighty four were positive for the vanA gene and resistant to vancomycin and teicoplanin, while the rest were vanB positive and were characterized by low level resistance to vancomycin (12 were in susceptibility range) and susceptible to teicoplanin. All strains were susceptible to linezolid, daptomycin and tigecycline. As MLST revealed, E. faecium strains belonged in six different Sequencing Types (ST117, ST17, ST203, ST226, ST786, ST125) with 90% among them belonging to the Clonal Complex CC17. E. faecalis strains were categorized in four STs (ST6, ST41, ST19, ST28). The proportion of colonized patients by MRSA upon admission and during ICU stay was very low (5.3% and 3.7%, respectively). The most important factor associated with colonization was enteric carriage of vanA-positive Enterococcus. Surveillance cultures revealed 28 mecA-positive S. aureus strains, with the majority (n=19) being PVL-positive, belonging to ST80 and resistant only to kanamycin, tetracycline and fucidic acid, while the remaining were categorized in four STs (6 strains in ST239 and one at ST225, ST72 and ST30). The ST30 strain was tst-positive. The comparison of colonization strains from patients (n=67) and personnel (n=23) of the ICUs (Group A) with the strains of colonization (n=53) and bloodstream infections (n=75) isolated from non-ICU patients (Group B), revealed a higher percentage of MRSA and PVL-positive strains in Group B, while Group A was characterized by higher percentage of tst-positive strains indicating their silent dissemination between ICU patients and personnel. The present study has identified the risk factors for colonization of infection by KPC-Kp, VRE and MRSA, in order to guide the future efforts towards containing their dissemination in the two ICUs, as well as, to the Greek hospitals, which in total are plagued by the aforementioned pathogens.