Przestrzenna ocena hałasu środowiskowego w strefach funkcjonalnych szpitala: przekrojowe badanie obserwacyjne w szpitalu trzeciego stopnia referencyjności

Podsumowanie

Niniejszy protokół opisuje zestandaryzowane podejście przekrojowe do pomiaru hałasu środowiskowego w funkcjonalnych strefach szpitala. Zastosowanie tej metody w szpitalu trzeciego stopnia pozwoliło zidentyfikować dyżurki pielęgniarskie jako miejsca o najwyższym poziomie hałasu, przy czym wyższe poziomy hałasu były powiązane z liczbą odwiedzających oraz liczbą łóżek na oddziale.

Streszczenie

Środowiska szpitalne tworzą złożone warunki akustyczne generowane przez rutynowe czynności kliniczne, sprzęt medyczny, komunikację personelu, przemieszczanie się pacjentów oraz ruch odwiedzających. Charakterystyka hałasu środowiskowego w różnych strefach funkcjonalnych szpitala może pomóc w zidentyfikowaniu obszarów o stale podwykładej ekspozycji akustycznej i pomóc w opracowaniu ukierunkowanych strategii zarządzania hałasem. Postawiliśmy hipotezę, że hałas środowiskowy będzie się różnić pomiędzy strefami funkcjonalnymi szpitala i będzie związany z wybranymi charakterystykami operacyjnymi. Przeprowadzono przekrojowe badanie obserwacyjne w 15 oddziałach stacjonarnych trzeciorzędowego szpitala klinicznego z wykorzystaniem zestandaryzowanego hierarchicznego schematu próbkowania. Hałas środowiskowy mierzono w czterech zdefiniowanych strefach funkcjonalnych (sala chorych, korytarz, dyżurka pielęgniarska i obszar aktywności pacjentów) przy użyciu skalibrowanego integrującego miernika poziomu dźwięku klasy 1. Pomiary równoważnego ciągłego poziomu ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) uzyskano z powtarzanych nagrań dziennych (09:00–19:00), wraz z maksymalnym poziomem ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAFmax) oraz szczytowym poziomem ciśnienia akustycznego z filtrem C (LCpeak). Do porównania hałasu środowiskowego między strefami funkcjonalnymi wykorzystano liniowe modele mieszane, uwzględniając powtarzane obserwacje zagnieżdżone w oddziałach szpitalnych. Eksploracyjna regresja efektów mieszanych pozwoliła ocenić związki między hałasem środowiskowym a wybranymi charakterystykami operacyjnymi. Przeanalizowano łącznie 1 620 obserwacji akustycznych. W dyżurkach pielęgniarskich odnotowano najwyższe skorygowane poziomy hałasu środowiskowego (szacowana średnia marginalna, 66,90 dBA), następnie w korytarzach (63,97 dBA), obszarach aktywności pacjentów (61,38 dBA) i salach chorych (60,38 dBA). Wszystkie porównania parzyste pozostały istotne statystycznie po korekcie Tukeya (wszystkie P < 0,001). Liczba odwiedzających oraz liczba łóżek na oddziale były niezależnie powiązane z wyższym LAeq w oszczędnym modelu efektów mieszanych. Poziomy hałasu środowiskowego podczas rutynowych operacji dziennych konsekwentnie przekraczały powszechnie przywoływane wartości akustyczne referencyjne Światowej Organizacji Zdrowia, normy EN ISO 16032 oraz GB3096-2022. Hałas środowiskowy różnił się znacząco w zależności od strefy funkcjonalnej szpitala, przy czym dyżurki pielęgniarskie stanowiły główne obszary podwykżonej ekspozycji akustycznej. Wyniki te wspierają ukierunkowany monitoring akustyczny i strategie operacyjnego zarządzania hałasem, zapewniając jednocześnie reprodukowalny schemat dla przyszłych badań nad akustyką środowiskową szpitali.

Wprowadzenie

Środowisko szpitalne to akustycznie złożone otoczenie, w którym dźwięki są generowane w sposób ciągły przez sprzęt medyczny, systemy monitorowania fizjologicznego, komunikację personelu, ruch pacjentów, alarmy, systemy wentylacyjne oraz rutynowe czynności kliniczne. Te zróżnicowane źródła dźwięku tworzą dynamiczne pejzaże dźwiękowe opieki zdrowotnej, które zmieniają się w czasie i w zależności od lokalizacji w szpitalu, co może wpływać zarówno na doświadczenia pacjentów, jak i na warunki pracy personelu. Utrzymujący się lub nadmierny hałas środowiskowy wiąże się z zaburzeniami snu, upośledzoną komunikacją, zwiększonym obciążeniem poznawczym, fizjologicznymi reakcjami stresowymi oraz obniżonym komfortem środowiskowym w placówkach służby zdrowia^{1,2,3,4,5,6,7}. W związku z tym hałas w szpitalach został uznany za istotny czynnik środowiskowy, który może być poddany ukierunkowanemu monitorowaniu i strategiom ograniczania.

Organizacje międzynarodowe zaproponowały zalecenia dotyczące utrzymywania stosunkowo niskich poziomów dźwięku w środowiskach opieki nad pacjentem. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca poziomy dźwięku tła wynoszące około 35 dB(A) w ciągu dnia i 30 dB(A) w nocy w salach szpitalnych dla pacjentów, podczas gdy inne normy krajowe i międzynarodowe dostarczają wytycznych w zakresie akustyki budynków, oceny hałasu środowiskowego lub projektowania placówek opieki zdrowotnej. Ze względu na to, że zalecenia te różnią się przeznaczeniem, metrykami pomiarowymi, okresami uśredniania i zakresem, porównania z pomiarami operacyjnymi w szpitalach należy interpretować z ostrożnością. Niemniej jednak badania środowiskowe w szpitalach na całym świecie konsekwentnie wykazują, że równoważne poziomy dźwięku w ciągu dnia znacznie przekraczają zalecane wartości tła, często mieszcząc się w przedziale od 55 do 75 dB(A) na oddziałach stacjonarnych, w korytarzach, oddziałach ratunkowych i jednostkach intensywnej terapii^8,9,10,11.

Narastające dowody sugerują, że podwyższony poziom hałasu w szpitalach może niekorzystnie wpływać zarówno na pacjentów, jak i personel medyczny. U pacjentów nadmierny hałas otoczenia wiązano z zaburzeniami snu, pogorszeniem jakości odpoczynku, fizjologicznymi reakcjami stresowymi, obniżeniem satysfakcji pacjentów, a w przypadku osób w stanie krytycznym z zwiększonym ryzykiem wystąpienia zaburzeń neuropoznawczych, takich jak majaczenie^{12,13,14,15,16,17,18}. W przypadku personelu medycznego podwyższony hałas w tle może zmniejszać zrozumiałość mowy, zwiększać obciążenie poznawcze, zakłócać komunikację kliniczną oraz przyczyniać się do zmęczenia alarmami i stresu zawodowego, szczególnie w intensywnych środowiskach klinicznych^{19,20,21,22,23}. Choć te obserwacyjne wyniki nie potwierdzają związku przyczynowo-skutkowego, podkreślają one znaczenie zrozumienia rozkładu przestrzennego oraz charakterystyki operacyjnej związanej z akustyką środowiska szpitalnego.

Pomimo rosnącego zainteresowania akustyką w ochronie zdrowia, wiele wcześniejszych badań koncentrowało się na pojedynczych oddziałach, jednostkach intensywnej terapii lub średnich poziomach dźwięku w całym szpitalu. Takie podejścia dostarczają ograniczonych informacji na temat heterogeniczności przestrzennej w obrębie szpitali i często opierają się wyłącznie na uśrednionych w czasie wskaźnikach akustycznych uzyskanych z ograniczonej liczby lokalizacji monitorowania. Nowsze badania podkreślają, że pejzaże dźwiękowe szpitali składają się z mieszanki ciągłego szumu tła i przejściowych zdarzeń impulsowych, oraz opowiadają się za strategiami monitorowania o większej rozdzielczości przestrzennej, zdolnymi do identyfikacji operacyjnych punktów krytycznych i rozróżniania różnych źródeł ekspozycji akustycznej. Współczesne podejścia obejmujące analizę skupień, charakterystykę źródeł dźwięku oraz ocenę pejzażu dźwiękowego dodatkowo uwypukliły znaczenie oceny hałasu środowiskowego w jego kontekście funkcjonalnym i operacyjnym^{24,25,26,27,28}.

Aby uzupełnić te luki, w niniejszym badaniu przeprowadzono kompleksową ocenę akustyki środowiskowej w 15 oddziałach stacjonarnych w trzeciostoniowym szpitalu klinicznym. Hałas środowiskowy mierzono systematycznie w czterech zstandaryzowanych strefach funkcjonalnych — salach chorych, korytarzach oddziałowych, dyżurkach pielęgniarskich oraz obszarach aktywności pacjentów — wykorzystując powtarzalne pomiary dzienne wykonane w rutynowych warunkach funkcjonowania kliniki. Oprócz charakterystyki zmienności przestrzennej równoważnego ciągłego poziomu dźwięku ważonego krzywą A (LAeq), w badaniu analizowano powiązania między hałasem środowiskowym a wybranymi cechami operacyjnymi oddziałów szpitalnych. Postawiono hipotezę, że ekspozycja na hałas środowiskowy będzie się znacząco różnić pomiędzy strefami funkcjonalnymi szpitala, a cechy operacyjne związane z aktywnością oddziału będą wiązać się z wyższymi poziomami dźwięku w środowisku. Poprzez dostarczenie szczegółowej charakterystyki przestrzennej środowiska akustycznego szpitala, badanie to ma na celu zidentyfikowanie obszarów priorytetowych dla monitoringu środowiskowego oraz dostarczenie podstaw do przyszłych, opartych na dowodach strategii zarządzania hałasem w placówkach ochrony zdrowia.

Protokół

Badanie zostało zatwierdzone przez lokalną instytucjonalną komisję etyczną (nr zatwierdzenia HEBMU-AUD/2025/017) i przeprowadzono je zgodnie z zasadami etycznymi Deklaracji Helsińskiej z 1964 roku wraz z późniejszymi poprawkami lub porównywalnymi standardami etycznymi. Badanie to obejmowało wyłącznie akustyczny monitoring środowiskowy i nie wymagało bezpośredniego udziału pacjentów, interwencji klinicznych, pobierania próbek biologicznych ani gromadzenia danych osobowych umożliwiających identyfikację. Ponieważ pomiary były wykonywane wyłącznie na poziomie środowiskowym w rutynowych warunkach funkcjonowania szpitala, wymóg uzyskania pisemnej świadomej zgody został zniesiony. Personel szpitala został poinformowany o obserwacyjnym charakterze badania, a wszystkie zebrane dane zostały zanonimizowane i przetwarzane zgodnie z instytucjonalną polityką ochrony danych.

Projekt badania

Badanie to zostało przeprowadzone jako przekrojowa ocena obserwacyjna hałasu środowiskowego w warunkach szpitala trzeciego stopnia referencyjności. Głównym celem było pomiar i porównanie LAeq w piętnastu oddziałach stacjonarnych oraz czterech zestandaryzowanych strefach funkcjonalnych szpitala, aby scharakteryzować rozkład przestrzenny i zmienność ekspozycji akustycznej w środowisku opieki zdrowotnej. Dodatkowo zarejestrowano maksymalny poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAFmax) oraz szczytowy poziom ciśnienia akustycznego z filtrem C (LCpeak), aby scharakteryzować przejściowe i impulsywne zdarzenia akustyczne występujące podczas rutynowych operacji szpitalnych. Zmierzone poziomy dźwięku zinterpretowano w odniesieniu do powszechnie przywoływanych międzynarodowych i regionalnych dokumentów oraz norm dotyczących akustyki, w tym wytycznych WHO dotyczących hałasu w społecznościach (Community Noise Guidelines) oraz wytycznych dotyczących hałasu środowiskowego (Environmental Noise Guidelines), normy EN ISO 16032, PN-B-02151 oraz chińskiej normy krajowej GB3096-2022, w zależności od zastosowania. Ze względu na to, że dokumenty te różnią się przeznaczeniem, metrykami pomiarowymi, okresami uśredniania, warunkami środowiskowymi i zakresem, porównania zinterpretowano opisowo, a nie jako formalne oceny zgodności.

Badanie koncentrowało się na praktycznej ocenie akustyki środowiskowej w rutynowych warunkach funkcjonowania szpitala, a nie na formalnych testach certyfikacji akustyki architektonicznej. Badanie zostało zaprojektowane w celu zidentyfikowania zmienności przestrzennej ekspozycji na hałas w szpitalu oraz zbadania powiązań między hałasem środowiskowym a obiektywnie zarejestrowanymi charakterystykami operacyjnymi, w tym liczbą łóżek na oddziale, liczbą zajętych łóżek, liczbą personelu, liczbą odwiedzających, zdarzeniami alarmowymi, zdarzeniami konwersacyjnymi, powierzchnią pokoju i objętością pokoju. Liczbę łóżek, powierzchnia pokoju oraz objętość pokoju uzyskano z oddziałowych rejestrów administracyjnych i technicznych przed rozpoczęciem gromadzenia danych. Liczbę zajętych łóżek odnotowywano bezpośrednio przed każdym pomiarem akustycznym. Podczas każdego 10-minutowego nagrania akustycznego przeszkolony obserwator jednocześnie dokumentował liczbę członków personelu i odwiedzających obecnych w zdefiniowanej strefie funkcjonalnej, stosując bezpośrednie liczenie wizualne. Zdarzenia alarmowe rejestrowano jako całkowitą liczbę słyszalnych aktywacji alarmów sprzętu medycznego występujących w tym samym 10-minutowym okresie obserwacji, natomiast zdarzenia konwersacyjne rejestrowano jako całkowitą liczbę odrębnych epizodów rozmów z udziałem pacjentów, odwiedzających lub personelu medycznego, które były wyraźnie słyszalne w strefie pomiarowej. Zmienne operacyjne rejestrowano równolegle z każdym pomiarem akustycznym, korzystając ze zestandaryzowanych formularzy raportowania przypadków i identycznych procedur liczenia we wszystkich oddziałach i strefach funkcjonalnych. Szkolenie obserwatorów zakończyło się przed rozpoczęciem badania z wykorzystaniem zestandaryzowanych instrukcji pisemnych, aby zapewnić spójną implementację protokołu rejestracji. Zmienne operacyjne te zostały zebrane jako obiektywne deskryptory rutynowej aktywności klinicznej i zostały przeanalizowane jako eksploracyjne zmienne objaśniające w modelach efektów mieszanych. Nie podejmowano prób wywnioskowania zależności przyczynowo-skutkowych między zmiennymi operacyjnymi a zmierzonymi poziomami dźwięku. Postawiliśmy hipotezę, że ekspozycja na hałas środowiskowy będzie się znacząco różnić w zależności od szpitalnych stref funkcjonalnych oraz że charakterystyki operacyjne oddziałów związane z obłożeniem łóżek, aktywnością personelu, aktywnością odwiedzających i konfiguracją otoczenia będą wiązać się z wyższymi poziomami dźwięku w środowisku.

Pomiary hałasu środowiskowego przeprowadzono w ramach wielostopniowego hierarchicznego schematu próbkowania, składającego się z powtarzanych obserwacji zagnieżdżonych w oddziałach szpitalnych, strefach funkcjonalnych, zdefiniowanych lokalizacjach próbkowania (wejście, środek i koniec), ustandaryzowanych dziennych okresach obserwacji oraz technicznych powtórzeń pomiarowych. Ustandaryzowane okresy obserwacji zdefiniowano jako poranny (09:00–11:00), południowy (13:00–15:00) i popołudniowy (16:00–18:00), co reprezentuje rutynowe fazy dziennej aktywności szpitalnej, przy jednoczesnym unikaniu nietypowych okresów przejściowych. W każdym okresie obserwacji poziom hałasu środowiskowego rejestrowano za pomocą trzech następujących po sobie 10-minutowych powtórzeń technicznych w każdej zdefiniowanej lokalizacji próbkowania, a do dalszych analiz wykorzystano średnią arytmetyczną z trzech pomiarów. Taki hierarchiczny schemat próbkowania umożliwił charakterystykę zmienności przestrzennej i czasowej hałasu środowiskowego przy jednoczesnym zminimalizowaniu wpływu krótkotrwałych wahań w rutynowej aktywności szpitala oraz poprawie reprezentatywności pomiarów w różnych środowiskach klinicznych.

Badanie zostało przedstawione zgodnie z zaleceniami STROBE (Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology) dotyczącymi przekrojowych badań obserwacyjnych. Protokół oraz raportowanie przygotowano dodatkowo zgodnie z wymogami metodologicznymi i dotyczącymi odtwarzalności dla artykułów z badań obserwacyjnych publikowanych w Journal of Visualized Experiments (JoVE), w tym z pełną dokumentacją procedur próbkowania, aparatury, zapisów kalibracji, metodologii pomiaru, procedur kontroli jakości, przetwarzania danych, analiz statystycznych oraz dostępności pomocniczych danych źródłowych.

Ustawienia badania

Badanie przeprowadzono w dużym trzeciorzędowym szpitalu klinicznym zapewniającym kompleksowe usługi medyczne i chirurgiczne. Pomiary hałasu wykonano między marcem a sierpniem 2025 roku podczas rutynowego funkcjonowania szpitala w dni powszednie. Gromadzenie danych ograniczono do dni roboczych, aby zminimalizować zmienność związaną z weekendowym rozmieszczeniem personelu i aktywnością kliniczną. Zbieranie danych odbywało się w dziennych godzinach operacyjnych między 09:00 a 19:00, co pozwoliło uchwycić reprezentatywne warunki akustyczne związane z rutynową opieką nad pacjentami, przemieszczaniem się personelu, pracą sprzętu medycznego oraz aktywnością odwiedzających. Pomiary przeprowadzono w trzech zdefiniowanych okresach operacyjnych (rano, w południe i po południu), aby uwzględnić zmienność czasową rutynowych działań szpitalnych przy zachowaniu zestandaryzowanego okna obserwacji dziennej. Pomiary uzyskano w rutynowych warunkach pracy klinicznej, bez przerywania ani modyfikowania opieki nad pacjentami, obsady personelu czy kontroli środowiskowych, co odzwierciedlało rzeczywiste warunki akustyczne w szpitalu.

Wydziały i schemat pobierania próbek

W badaniu, przy zastosowaniu celowego doboru próby, uwzględniono piętnaście oddziałów stacjonarnych reprezentujących szeroki zakres specjalizacji medycznych i chirurgicznych. Oddziały wybrano w taki sposób, aby uchwycić zmienność w zakresie aktywności klinicznej, liczby pacjentów, modeli zatrudnienia, wielkości oddziałów oraz organizacji przestrzennej w środowisku szpitalnym.

W badaniu uwzględniono następujące oddziały: ortopedię urazową, Centrum Wad Wrodzonych Serca, I Oddział Naczyniowy i Nerwowy, II Oddział Naczyniowy i Nerwowy, II Oddział Intensywnej Terapii, Oddział Choroby Parkinsona, I Oddział Medycyny Psychosomatycznej, chirurgię laryngologiczną i cervikologiczną, II Oddział Stawu Kolanowego, chirurgię wątroby, dróg żółciowych i trzustki, I Oddział Diagnostyki i Leczenia Gastroenterologicznego, II Oddział Diagnostyki i Leczenia Gastroenterologicznego, Oddział Urologii, Centrum Diagnostyki i Leczenia Piersi i Tarczycy oraz Oddział Pediatrii.

W każdym oddziale dokonano pomiarów hałasu środowiskowego w czterech ustandaryzowanych strefach funkcjonalnych, powszechnie ocenianych w badaniach akustyki szpitalnej: na sali chorych, w korytarzu oddziału, przy stanowisku pielęgniarskim oraz w strefie aktywności pacjentów. Lokalizacje te wybrano tak, aby reprezentowały odrębne środowiska operacyjne, charakteryzujące się różnymi wzorcami przemieszczania się pacjentów, komunikacji personelu, użytkowania sprzętu medycznego, aktywności odwiedzających oraz przebiegu pracy klinicznej.

Aby poprawić reprezentatywność przestrzenną w obrębie każdej strefy funkcjonalnej, systematycznie oceniono trzy zdefiniowane lokalizacje pobierania próbek (wejście, środek i koniec). Lokalizację wejścia zdefiniowano jako główny punkt dostępu do strefy funkcjonalnej, znajdujący się w odległości około 1–2 m wewnątrz strefy, aby uniknąć bezpośredniego wpływu obszarów sąsiednich. Lokalizacja środkowa została wyznaczona w geometrycznym centrum lub głównym obszarze aktywności strefy funkcjonalnej, reprezentując rutynowe warunki operacyjne. Lokalizację końcową ustanowiono w punkcie najdalej oddalonym od wejścia, przy jednoczesnym zachowaniu przynależności do tej samej strefy funkcjonalnej i dostępności podczas rutynowych operacji klinicznych. Lokalizacje pobierania próbek wybrano przed rozpoczęciem gromadzenia danych zgodnie ze zestandaryzowanym protokołem i utrzymano je konsekwentnie we wszystkich oddziałach. W przypadkach, gdy konfiguracja fizyczna strefy funkcjonalnej różniła się między oddziałami, lokalizacje wybrano zgodnie z tymi zdefiniowanymi kryteriami przestrzennymi, a nie według odległości bezwzględnych, aby zapewnić spójność metodologiczną. Przyjęto to wieloetapowe podejście do pobierania próbek przestrzennych, aby lepiej scharakteryzować zmienność akustyczną w każdym obszarze operacyjnym i zredukować potencjalny wpływ lokalnych źródeł dźwięku związanych z pomiarami jednopunktowymi.

W każdym punkcie pomiarowym hałas środowiskowy rejestrowano podczas trzech zestandaryzowanych okresów obserwacji (rano, w południe i po południu). W każdym okresie obserwacji wykonano trzy kolejne pomiary techniczne przy użyciu identycznych ustawień aparatury. W konsekwencji hierarchiczna struktura próbkowania obejmowała powtarzane obserwacje w 15 oddziałach szpitalnych, czterech strefach funkcjonalnych, trzech zdefiniowanych punktach pomiarowych, trzech okresach obserwacji oraz trzech powtórzeniach technicznych, co dało łącznie 1620 indywidualnych obserwacji akustycznych do analizy. Ta hierarchiczna struktura próbkowania pozwoliła na uzyskanie powtarzalnych obserwacji w przestrzeni i czasie, co umożliwiło charakterystykę zmienności hałasu środowiskowego w szpitalu zarówno w obrębie poszczególnych lokalizacji, jak i pomiędzy nimi.

Wartości podsumowujące dla poszczególnych działów przedstawione w manuskrypcie zostały wyprowadzone z tych powtórzonych pomiarów przy użyciu zdefiniowanych wcześniej procedur uśredniania opisanych poniżej. Pełny hierarchiczny zbiór danych został zachowany do wnioskowych analiz statystycznych, zgodnie z opisem w sekcji Analiza Statystyczna.

Oprócz oddziałów stacjonarnych do badania włączono dwa reprezentatywne obszary szpitala publicznego — jedną wewnętrzną strefę aktywności publicznej oraz jedną zewnętrzną strefę aktywności publicznej — w celu uzyskania kontekstowych pomiarów hałasu środowiskowego poza bezpośrednim otoczeniem opieki nad pacjentem. Pomiary z tych obszarów publicznych poddano analizie opisowej i wyłączono z analiz statystycznych oddziałów, zbiorczych statystyk oddziałowych oraz obliczeń mianowników pomiarów oddziałowych.

Miejsca pomiarów

W każdym oddziale pomiary hałasu środowiskowego przeprowadzono w czterech zdefiniowanych strefach funkcjonalnych, powszechnie ocenianych w badaniach akustyki szpitalnej: sali oddziałowej, korytarzu oddziału, dyżurce pielęgniarskiej oraz strefie aktywności pacjentów. Lokalizacje te wybrano tak, aby reprezentowały różne wzorce aktywności klinicznej, przemieszczania się pacjentów, intensywności komunikacji oraz wykorzystania sprzętu w środowisku szpitalnym. Sala oddziałowa reprezentowała ogólne obszary opieki nad pacjentem i strefy łóżkowe; korytarz oddziału reprezentował główne drogi komunikacyjne dla pacjentów, personelu i transportu sprzętu; dyżurka pielęgniarska reprezentowała centralny obszar administracyjny i koordynacji klinicznej; natomiast strefa aktywności pacjentów reprezentowała wyznaczone przestrzenie przeznaczone do ruchu, oczekiwania lub interakcji pacjentów.

W obrębie każdej strefy funkcjonalnej dokonano pomiarów w trzech ustandaryzowanych punktach próbkowania (na wejściu, w środku i na końcu), co zapewniło reprezentatywne pokrycie przestrzenne każdego obszaru operacyjnego. Punkty próbkowania wybrano w taki sposób, aby zminimalizować wpływ lokalnych źródeł dźwięku, zachowując jednocześnie reprezentatywne pozycje pomiarowe w rutynowych środowiskach klinicznych. Mikrofon umieszczono na wysokości około 1,3 m nad podłogą i w odległości co najmniej 1 m od ścian, dużych powierzchni odbijających oraz głównych przeszkód, o ile było to możliwe bez zakłócania rutynowych czynności klinicznych. Zastosowanie ustandaryzowanych stref funkcjonalnych i zdefiniowanych punktów próbkowania pozwoliło na spójne porównanie warunków akustycznych w oddziałach o różnych przepływach pracy klinicznej i układach przestrzennych.

Instrumentacja do pomiaru hałasu

Pomiary dźwięków środowiskowych przeprowadzono przy użyciu precyzyjnego integrującego miernika poziomu dźwięku klasy 1, zgodnego z normami IEC 61672-1:2013 oraz ANSI S1.4-2014 dotyczącymi precyzyjnych pomiarów akustyki środowiskowej. Instrument skonfigurowano z wykorzystaniem ważenia A [dB(A)], aby przybliżyć czułość słuchu człowieka, oraz powolnej (S) charakterystyki czasowej (integracja 1-sekundowa), w celu scharakteryzowania rutynowego hałasu środowiskowego w warunkach operacyjnych szpitala. Głównym parametrem akustycznym był LAeq (dB[A]). Dodatkowo, podczas każdego okresu pomiarowego rejestrowano LAFmax oraz LCpeak, aby scharakteryzować przejściowe i impulsowe zdarzenia akustyczne występujące w środowisku szpitalnym. Pomiary przeprowadzono w rutynowych warunkach środowiskowych szpitala w celu obserwacyjnej oceny akustycznej, a nie formalnych testów certyfikacyjnych akustyki architektonicznej. W związku z tym zarejestrowane parametry akustyczne interpretowano jako wskaźniki operacyjnej ekspozycji na hałas środowiskowy, a nie jako inżynieryjne miary właściwości akustycznych budynku. Przed każdą i po każdej sesji pomiarowej miernik poziomu dźwięku kalibrowano za pomocą kalibratora akustycznego klasy 1 generującego 94 dB przy 1 kHz. Dryft kalibracji utrzymywano w granicach ±0.5 dB przez cały okres badania. Pomiary wykazujące dryft pokalibracyjny większy niż ±0.5 dB powtarzano po ponownej kalibracji instrumentu. Dokumentacja kalibracji była prowadzona przez cały okres badania jako część procedury kontroli jakości.

Procedura gromadzenia danych

Pomiary hałasu przeprowadzono w dni robocze w godzinach pracy (09:00–19:00), aby uchwycić reprezentatywne warunki akustyczne w szpitalu podczas rutynowej działalności klinicznej.

W każdej strefie funkcjonalnej pomiary były wykonywane sekwencyjnie w trzech zdefiniowanych punktach próbkowania (na wejściu, w środku i na końcu). W każdym punkcie próbkowania obserwacje przeprowadzano w trzech zestandaryzowanych okresach operacyjnych (rano, w południe i po południu). Podczas każdego okresu obserwacji zarejestrowano trzy kolejne pomiary techniczne w powtórzeniach, stosując identyczne ustawienia przyrządów. W każdym punkcie obserwacyjnym mikrofon został umieszczony około 1,3 m nad podłogą i co najmniej 1 m od pobliskich ścian lub dużych powierzchni odbijających. Pomiary uzyskano w ramach ciągłych 10-min interwałów nagrywania, a wartości LAeq, LAFmax i LCpeak były automatycznie obliczane i zapisywane przez oprogramowanie miernika poziomu dźwięku dla każdego interwału nagrania.

Podczas każdego okresu obserwacji, przy użyciu ustandaryzowanego formularza obserwacyjnego, rejestrowano charakterystyki operacyjne miejsca pomiaru, w tym liczbę personelu, liczbę odwiedzających, zdarzenia alarmowe oraz zdarzenia konwersacyjne. Charakterystyka oddziałów, obejmująca liczbę łóżek, liczbę łóżek zajętych, powierzchnię oraz objętość pomieszczeń, została pobrana z administracyjnych zapisów szpitalnych i zweryfikowana przed analizą statystyczną. Aby uwzględnić krótkoterminową zmienność czasową aktywności szpitalnej, pomiary powtarzano w trzech zdefiniowanych okresach operacyjnych (porannym, południowym i popołudniowym). Do raportowania opisowego najpierw obliczano średnią z powtórzonych pomiarów technicznych w obrębie każdego okresu obserwacji, a następnie wyciągano średnią z wartości specyficznych dla danego okresu, aby uzyskać wartości reprezentatywne dla każdego miejsca poboru prób. Statystyki podsumowujące dla oddziałów i stref funkcjonalnych wyprowadzano następnie przy użyciu zdefiniowanych procedur uśredniania, natomiast pełny hierarchiczny zbiór danych zachowano do wnioskowych analiz statystycznych. Warunki środowiskowe otoczenia monitorowano równolegle za pomocą cyfrowego termohigrometru, aby zapewnić stosunkowo stabilne warunki pomiarowe podczas gromadzenia danych. Odnotowane warunki środowiskowe mieściły się w zakresie 20°C–26°C dla temperatury i 40%–65% dla wilgotności względnej. Jednej planowanej obserwacji w strefie aktywności pacjentów na Oddziale Intensywnej Terapii II nie udało się przeprowadzić z powodu tymczasowych ograniczeń w opiece ratunkowej w okresie pomiarowym. Obserwację tę odnotowano jako brakującą i wykluczono z późniejszych analiz, stosując metodę pełnych przypadków (complete-case approach) bez imputacji danych.

Zarządzanie danymi i kontrola jakości

Wartości pomiarowe zapisywano ręcznie w momencie pozyskiwania danych, a następnie weryfikowano je z cyfrowymi zapisami z miernika poziomu dźwięku po każdej sesji pomiarowej. Wszystkie dane akustyczne przeniesiono do zabezpieczonej bazy elektronicznej i niezależnie sprawdzono pod kątem błędów transkrypcji, brakujących wartości, powielonych rekordów oraz niewiarygodnych obserwacji przed przeprowadzeniem analizy statystycznej. Przejściowe zdarzenia akustyczne niezwiązane z rutynowym funkcjonowaniem szpitala, w tym tymczasowe prace budowlane lub zewnętrzne syreny alarmowe, były wykluczane po ich zidentyfikowaniu podczas monitorowania. Dwóch przeszkolonych asystentów badawczych niezależnie dokumentowało i weryfikowało wszystkie pomiary w celu zminimalizowania błędów zapisu związanych z obserwatorem. Każda rozbieżność większa niż 1 dB między niezależnie zapisanymi wartościami skutkowała ponowną weryfikacją pierwotnego pomiaru i, w razie potrzeby, powtórzeniem oceny. Przed każdą sesją pomiarową przeglądano zapisy kalibracji, a do analizy włączano jedynie obserwacje spełniające zdefiniowane kryterium akceptacji kalibracji (dryft ±0.5 dB).

Procedury kontroli jakości obejmowały również weryfikację identyfikatorów oddziałów, stref funkcjonalnych, lokalizacji pobierania próbek, okresów obserwacji oraz liczby powtórzeń technicznych, aby zapewnić spójność w hierarchicznym zbiorze danych. Zmienne operacyjne, w tym liczba personelu, liczba odwiedzających, zdarzenia alarmowe oraz zdarzenia konwersacyjne, zostały sprawdzone pod kątem zgodności ze zstandaryzowanymi formularzami zapisów terenowych przed zablokowaniem bazy danych. Jedna zaplanowana obserwacja z obszaru aktywności pacjentów Oddziału Intensywnej Terapii II nie mogła zostać zrealizowana z powodu tymczasowych ograniczeń w opiece ratunkowej i została odnotowana jako brakująca. Ponieważ proporcja brakujących danych była minimalna i nie była powiązana z jakością pomiarów, analizy przeprowadzono z zastosowaniem podejścia complete-case bez imputacji danych. Z uwagi na to, że badanie zostało zaprojektowane jako praktyczny przegląd akustyki środowiskowej w rzeczywistych warunkach funkcjonowania szpitala, formalna analiza niepewności inżynieryjnej wykraczała poza zakres niniejszego dochodzenia. Niemniej jednak, w celu maksymalizacji dokładności, spójności i powtarzalności pomiarów, zastosowano zstandaryzowaną aparaturę, rutynową kalibrację, powtarzalne pomiary przestrzenne i czasowe, nagrania powtórzeń technicznych, podwójną weryfikację danych oraz zdefiniowane procedury kontroli jakości.

Mierniki wyników

Głównym punktem końcowym badania był równoważny ciągły poziom dźwięku środowiskowego (LAeq, dB[A]) mierzony w oddziałach szpitalnych i znormalizowanych strefach funkcjonalnych. Wtórne parametry akustyczne obejmowały LAFmax oraz LCpeak, które były rejestrowane podczas każdego okresu pomiarowego w celu charakterystyki przejściowych i impulsowych zdarzeń akustycznych w środowisku szpitalnym. Punkty końcowe drugorzędne obejmowały porównanie średnich poziomów hałasu środowiskowego między oddziałami szpitalnymi a strefami funkcjonalnymi, identyfikację lokalizacji o względnie wyższej lub niższej ekspozycji akustycznej, ocenę odsetka punktów pomiarowych przekraczających powszechnie przywoływane wartości i normy dotyczące hałasu w środowisku szpitalnym, w tym wartości wytycznych WHO, EN ISO 16032, PN-B-02151 oraz chińską normę krajową GB3096-2022, jeśli były one stosowalne, a także badanie powiązań między poziomami hałasu środowiskowego a obiektywnie zarejestrowanymi charakterystykami operacyjnymi, w tym liczbą łóżek na oddziale, liczbą zajętych łóżek, powierzchnią pomieszczeń, objętością pomieszczeń, liczbą personelu, liczbą odwiedzających, zdarzeniami alarmowymi oraz zdarzeniami związanymi z rozmowami. Zmienne operacyjne oceniano jako czynniki eksploracyjne potencjalnie związane z ekspozycją na hałas środowiskowy i nie interpretowano ich jako dowodów na przyczynowe uwarunkowania warunków akustycznych w szpitalu. Badanie zostało zaprojektowane jako ocena akustyki środowiskowej i nie obejmowało bezpośredniej oceny klinicznych wyników pacjentów, wyników w zakresie zdrowia zawodowego ani reakcji fizjologicznych związanych z ekspozycją na hałas. W związku z tym wszystkie wyniki należy interpretować jako obserwacje akustyki środowiskowej, a nie jako miary bezpieczeństwa pacjentów, skuteczności klinicznej lub wyników zdrowia zawodowego.

Analiza statystyczna

Wszystkie dane pomiarowe zostały zestawione przy użyciu programu Microsoft Excel i przeanalizowane za pomocą oprogramowania IBM SPSS Statistics w wersji 29.0 oraz oprogramowania statystycznego R (wersja 4.3.3). Analizy liniowych modeli mieszanych przeprowadzono z wykorzystaniem pakietów lme4, lmerTest oraz emmeans. Głównym wynikiem analitycznym był wskaźnik LAeq. Wskaźniki LAFmax i LCpeak zostały podsumowane opisowo i przedstawione jako wtórne wyniki akustyczne. Statystyki opisowe, w tym średnia, odchylenie standardowe (SD), mediana, rozstęp międzykwartylny (IQR), wartości minimalne i maksymalne, zostały obliczone dla oddziałów szpitalnych i stref funkcjonalnych. Ciągłe pomiary dźwięku są przedstawione jako średnia ± SD, gdzie jest to odpowiednie. Ponieważ pomiary hałasu środowiskowego uzyskano w ramach hierarchicznego schematu próbkowania, powtarzane obserwacje były zagnieżdżone w lokalizacjach próbkowania, strefach funkcjonalnych i oddziałach szpitalnych. Analizy statystyczne wnioskowe przeprowadzono zatem z wykorzystaniem pełnego hierarchicznego zbioru danych, zamiast polegać wyłącznie na wartościach podsumowujących na poziomie oddziału.

Główna analiza wnioskująca oceniała różnice w LAeq pomiędzy funkcjonalnymi strefami szpitala z wykorzystaniem liniowego modelu mieszanego z efektami losowymi dla oddziałów szpitalnych, aby uwzględnić grupowanie powtarzanych obserwacji. Strefa funkcjonalna została uwzględniona jako główny efekt stały, a szacowane średnie marginalne porównywano za pomocą parzystych porównań z korektą Tukeya w przypadku, gdy ogólny efekt stały był istotny statystycznie. Następnie przeprowadzono eksploracyjne analizy regresji z efektami mieszanymi w celu oceny powiązań między hałasem środowiskowym a wybranymi charakterystykami operacyjnymi. Aby zminimalizować nadmierne dopasowanie modelu, główny model eksploracyjny obejmował jedynie zmienne operacyjne z silnym uzasadnieniem teoretycznym i akceptowalną współliniowością, a konkretnie pojemność łóżkową oddziału oraz liczbę odwiedzających. Zgłoszono współczynniki regresji (β), 95% przedziały ufności (CI) oraz odpowiadające im wartości P. Bardziej kompleksowy model mieszany, uwzględniający liczbę zajętych łóżek, powierzchnię pokoju, objętość pokoju, liczbę personelu, zdarzenia alarmowe oraz zdarzenia konwersacyjne, przeprowadzono jako analizę wrażliwości i został on przedstawiony w Materiałach uzupełniających. Wszystkie analizy regresji uznano za eksploracyjne i nie interpretowano ich jako dowodów na związki przyczynowo-skutkowe.

Przed dopasowaniem modelu oceniono założenia przybliżonej normalności i homoskedastyczności, wykorzystując test Shapiro–Wilka, analizę wykresów rezyduów, wykresy kwantyl-kwantyl oraz wykresy rezyduów w funkcji wartości dopasowanych. Multikolinearność zmiennych objaśniających oceniono za pomocą czynników inflacji wariancji (VIF). Dopasowanie modelu podsumowano przy użyciu marginalnych i warunkowych współczynników determinacji (R²), a współczynniki korelacji wewnątrzklasowej (ICC) obliczono w celu ilościowego określenia grupowania według oddziałów szpitalnych. Dwustronną wartość P < 0,05 uznano za istotną statystycznie. Zmierzone poziomy dźwięku zinterpretowano dodatkowo w odniesieniu do międzynarodowych zaleceń akustycznych, w tym wytycznych WHO dotyczących hałasu środowiskowego dla regionu europejskiego (2018), zaleceń EN ISO 16032 dla akustyki budynków, norm akustyki placówek ochrony zdrowia PN-B-02151 oraz chińskiej normy krajowej GB3096-2022 dotyczącej hałasu środowiskowego w szpitalach. Ze względu na to, że dokumenty referencyjne te różnią się zakresem, przeznaczeniem i metodologią pomiaru, porównania zinterpretowano opisowo, a nie jako formalne oceny zgodności. Proporcję punktów pomiarowych przekraczających wybrane progi referencyjne obliczono opisowo. Aby zwizualizować zmienność przestrzenną ekspozycji na hałas środowiskowy w poszczególnych oddziałach i strefach funkcjonalnych szpitala, wygenerowano mapy ciepła, wykresy pudełkowe oraz wykresy rozrzutu z dopasowanymi liniami regresji. Ponieważ badanie obejmowało pomiary powtarzane w funkcjonujących środowiskach szpitalnych, analizy statystyczne zinterpretowano jako eksploracyjne porównania środowiskowe, a nie modele wnioskowania przyczynowego. Brakujące pomiary potraktowano za pomocą analizy pełnych przypadków bez imputacji danych. Pojedyncza brakująca obserwacja z Oddziału Intensywnej Terapii II stanowiła mniej niż 1% pełnego zbioru danych, w związku z czym uznano, że jest mało prawdopodobne, aby miała ona istotny wpływ na ogólne wyniki.

Wyniki

Charakterystyka badania i ramy pomiarowe

Pomiary hałasu środowiskowego przeprowadzono w 15 oddziałach stacjonarnych dużego trzeciorzędnego szpitala klinicznego między marcem a sierpniem 2025 roku, stosując zstandaryzowany hierarchiczny protokół próbkowania (Rysunek 1). W każdym oddziale oceniono cztery zdefiniowane strefy funkcjonalne (salę chorych, obszar aktywności pacjentów, korytarz oraz dyżurkę pielęgniarską). W każdej strefie funkcjonalnej wyznaczono trzy stałe punkty próbkowania, a pomiary wykonywano podczas trzech zstandaryzowanych dziennych okresów obserwacyjnych (09:0–19:00). W każdym punkcie i okresie obserwacyjnym zapisano trzy kolejne techniczne powtórzenia pomiarów przy użyciu skalibrowanego miernika poziomu dźwięku klasy 1, generując dane akustyczne dla LAeq, LAFmax oraz LCpeak. Równolegle z każdą obserwacją akustyczną rejestrowano zmienne operacyjne, w tym liczbę łóżek, liczbę łóżek zajętych, liczbę personelu, liczbę odwiedzających, zdarzenia alarmowe, zdarzenia konwersacyjne, powierzchnię pomieszczenia oraz objętość pomieszczenia. Zaplanowany schemat próbkowania obejmował 1 620 obserwacji akustycznych (15 oddziałów × 4 strefy funkcjonalne × 3 punkty próbkowania × 3 okresy obserwacyjne × 3 powtórzenia techniczne). Jedna zaplanowana obserwacja w obszarze aktywności pacjentów Oddziału Intensywnej Terapii II nie mogła zostać zrealizowana z powodu tymczasowych ograniczeń dostępu do opieki ratunkowej i została potraktowana zgodnie z analizą przypadków kompletnych bez imputacji danych, zgodnie z wcześniej określonym planem analizy statystycznej. Dodatkowe pomiary w pomieszczeniach wewnętrznych oraz w ogólnodostępnych obszarach zewnętrznych wykonano w celu opisowego porównania kontekstowego, jednak zostały one wyłączone z analizy efektów mieszanych dla oddziałów (Rysunek 1). Charakterystyka uczestniczących oddziałów została podsumowana w Tabeli 1. Liczba łóżek wynosiła od 21 do 72, a odpowiadająca im średnia liczba łóżek zajętych wahała się od 17,8 do 60,6. Średnia liczba personelu była stosunkowo spójna we wszystkich oddziałach (5,5–5,9 pracowników na obserwację), podczas gdy liczba odwiedzających wynosiła średnio około pięciu osób na obserwację. Powierzchnie pomieszczeń na oddziałach wynosiły od 145,8 do 50,3 m², a objętości od 466,5 do 1 601,0 m³, co odzwierciedla znaczne różnice w charakterystyce fizycznej badanych oddziałów.

Rycina 1: Projekt badania i hierarchiczny protokół pomiaru hałasu środowiskowego. Przegląd projektu badania i hierarchicznego protokołu pomiaru hałasu środowiskowego. Hałas środowiskowy oceniano w 15 oddziałach stacjonarnych trzeciostopniowego szpitala klinicznego z wykorzystaniem wielostopniowego hierarchicznego schematu próbkowania. Pomiary przeprowadzono w czterech ustandaryzowanych strefach funkcjonalnych (sala chorych, korytarz, punkt pielęgniarski oraz strefa aktywności pacjentów), w trzech zdefiniowanych lokalizacjach próbkowania (wejście, środek i koniec), w trzech dziennych okresach obserwacji (rano, w południe i po południu) oraz w trzech kolejnych powtórzeniach technicznych. Głównym punktem końcowym był równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq), natomiast jako drugorzędne parametry akustyczne rejestrowano maksymalny poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAFmax) oraz szczytowy poziom ciśnienia akustycznego z filtrem C (LCpeak). Równolegle rejestrowano zmienne operacyjne, a wszystkie pomiary poddano kalibracji i zdefiniowanym procedurom kontroli jakości przed analizą statystyczną. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; LAFmax, maksymalny poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; LCpeak, szczytowy poziom ciśnienia akustycznego z filtrem C. Prosimy o kliknięcie tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Katedra			liczba łóżek	Średnia liczba zajętych łóżek	Powierzchnia pomieszczenia (m²)	Objętość pomieszczenia (m³)	Średnia liczba personelu	Średnia liczba odwiedzających	Średnia liczba alarmów	Średnia liczba rozmów
Ortopedia urazowa			40	33.8	280.1	896.3	5.5	4.8	2.4	6.5
Centrum Diagnostyki i Leczenia Piersi i Tarczycy			60	50.6	416.8	1333.8	5.7	4.8	2.4	6.2
Centrum Chorób Wrodzonych Serca			35	29.4	243.6	779.5	5.7	5	2.4	6.5
Chirurgia otolaryngologiczna i szyjna			50	42.2	348.1	1113.9	5.8	5	2.5	6.7
Oddział Diagnostyki i Leczenia Chorób Układu Pokarmowego I			38	31.9	264.8	847.3	5.8	5	2.5	6.6
II Oddział Diagnostyki i Leczenia Chorób Układu Pokarmowego			52	43.9	361.7	1157.4	5.7	4.9	2.4	6.5
Chirurgia wątroby, dróg żółciowych i trzustki			48	40.5	334.1	1069.2	5.8	5.1	2.5	6.8
Oddział Intensywnej Terapii II			21	17.8	145.8	466.5	5.7	4.8	2.5	6.5
Oddział Stawu Kolanowego II			45	37.8	312.7	1000.6	5.8	4.9	2.5	6.5
Oddział Choroby Parkinsona			55	46.2	382.2	1223	5.9	5.1	2.5	6.8
Katedra Medycyny Psychosomatycznej I			68	57.1	472.6	1512.3	5.8	5	2.5	6.7
Oddział Pediatryczny			40	33.6	278.6	891.5	5.8	5.1	2.5	6.8
Katedra Urologii			62	52.1	431.2	1380	5.8	5	2.5	6.6
Zakład Naczyń i Nerwów I			72	60.6	500.3	1601	5.9	5.1	2.5	6.9
Oddział Naczyniowy i Neurologiczny II			60	50.4	417.5	1336	5.7	4.8	2.4	6.3

Tabela 1: Charakterystyka oddziałów szpitalnych objętych badaniem.Podstawowe cechy operacyjne 15 oddziałów stacjonarnych objętych badaniem hałasu środowiskowego. Zmienne na poziomie oddziału obejmują liczbę łóżek, średnią liczbę zajętych łóżek, powierzchnię pomieszczeń, objętość pomieszczeń oraz średnią liczbę personelu, odwiedzających, alarmów i rozmów zarejestrowanych podczas zestandaryzowanych okresów obserwacji w ciągu dnia. Zmienne operacyjne reprezentują wartości średnie uzyskane w predefinednych okresach obserwacji i zostały ocenione jako zmienne eksploracyjne w analizach regresji z efektami mieszanymi. Powierzchnia i objętość pomieszczeń są podane odpowiednio w metrach kwadratowych (m²) i metrach sześciennych (m³).

Opisowe charakterystyki akustyczne w strefach funkcjonalnych

Wśród wszystkich 1620 obserwacji najwyższe poziomy hałasu środowiskowego odnotowano na stanowiskach pielęgniarskich, a następnie w korytarzach, obszarach aktywności pacjentów i salach chorych (Tabela 2; Rysunki 2 i 3). Średnie wartości LAeq wynosiły 6,90 ± 2,34 dB(A) na stanowiskach pielęgniarskich, 63,97 ± 2,38 dB(A) w korytarzach, 61,38 ± 2,17 dB(A) w obszarach aktywności pacjentów oraz 60,38 ± 2,22 dB(A) na salach chorych. Podobne gradienty przestrzenne zaobserwowano dla LAFmax i LCpeak, co wskazuje na spójne różnice we wszystkich trzech metrykach akustycznych. Szczegółowe podsumowania opisowe wtórnych wyników akustycznych (LAFmax i LCpeak) przedstawiono w Tabeli uzupełniającej 1.

Strefa funkcjonalna	Obserwacje (n)	LAeq, dB(A) Średnia ± SD	LAFmax, dB(A) średnia ± SD	LCpeak, dB(C) Średnia ± SD	Mediana LAeq (IQR), dB(A)
Oddział	405	60.38 ± 2.22	67.95 ± 2.37	79.21 ± 3.31	60.4 (58.9–61.9)
Korytarz	405	63.97 ± 2.38	71.46 ± 2.59	82.76 ± 3.56	64.0 (62.5–65.5)
Stanowisko pielęgniarskie	405	66.90 ± 2.34	74.43 ± 2.56	85.72 ± 3.56	66.7 (65.4–68.3)
Strefa aktywności pacjenta	405	61.38 ± 2.17	69.00 ± 2.42	80.20 ± 3.37	61.5 (60.0–62.7)

Tabela 2: Opisowe charakterystyki akustyczne w zależności od funkcjonalnej strefy szpitala.Opisowe charakterystyki akustyczne dla czterech ustandaryzowanych funkcjonalnych stref szpitala. Wartości przedstawiono jako średnia ± odchylenie standardowe (SD), chyba że zaznaczono inaczej. Dla równoważnego ciągłego poziomu ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) podano medianę oraz rozstęp międzykwartylny (IQR). Każda strefa funkcjonalna dostarczyła 405 obserwacji do hierarchicznego zbioru danych (łącznie n = 1 620). LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; LAFmax, maksymalny poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; LCpeak, szczytowy poziom ciśnienia akustycznego z filtrem C; IQR, rozstęp międzykwartylny.

Rycina 2: Mapa cieplna średnich równoważnych ciągłych poziomów ciśnienia akustycznego z korekcją A w różnych oddziałach i strefach funkcjonalnych szpitala. Mapa cieplna przedstawiająca średnie równoważne ciągłe poziomy ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) dla każdego oddziału szpitalnego i strefy funkcjonalnej. Wartości w komórkach reprezentują średnie LAeq w decybelach z filtrem A [dB(A)], a skala kolorów wskazuje narastający poziom dźwięku od wartości niższych do wyższych. Strefy funkcjonalne obejmują sale chorych, korytarze, stacje pielęgniarek oraz obszary aktywności pacjentów. CHD, wrodzone wady serca; ICU, oddział intensywnej terapii; LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3: Rozkład równoważnych ciągłych poziomów ciśnienia akustycznego ważonego krzywą A w ustandaryzowanych strefach funkcjonalnych szpitala. Wykresy pudełkowe przedstawiające rozkład równoważnych ciągłych poziomów ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) w czterech ustandaryzowanych strefach funkcjonalnych szpitala. Pudełka reprezentują rozstęp międzykwartylowy (percentyle 25.–75.), pozioma linia wewnątrz każdego pudełka oznacza medianę, a symbol × oznacza średnią. Wąsy rozciągają się do 1,5 krotności rozstępu międzykwartylowego (IQR), a obserwacje poza wąsami są przedstawione jako wartości odstające. Każda strefa funkcjonalna obejmuje 405 obserwacji (łącznie n = 1 620). Różnice między strefami funkcjonalnymi oceniano za pomocą podstawowego liniowego modelu efektów mieszanych z parami porównań skorygowanych testem Tukeya. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; IQR, rozstęp międzykwartylowy. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Mapa ciepła przedstawiona na Rysunku 2 wykazuje spójny wzorzec przestrzenny we wszystkich 15 uczestniczących oddziałach. Stanowiska pielęgniarskie konsekwentnie wykazywały najwyższe średnie wartości LAeq niezależnie od specjalizacji klinicznej, natomiast obszary sal chorych wykazywały najniższe równoważne ciągłe poziomy ciśnienia akustycznego ważone krzywą A. Oddziały o większej liczbie łóżek, w tym I Oddział Naczyniowy i Neurologiczny, I Oddział Medycyny Psychosomatycznej oraz Oddział Urologiczny, wykazywały ogólnie wyższe średnie wartości LAeq w poszczególnych strefach funkcjonalnych niż oddziały o mniejszej liczbie łóżek, takie jak II Oddział Intensywnej Terapii oraz Centrum Wad Wrodzonych Serca. Mimo zaobserwowania niewielkiej zmienności międzyoddziałowej, względny ranking stref funkcjonalnych pozostał spójny. Średnie wartości LAeq na stanowiskach pielęgniarskich wahały się od 64,1 dB(A) na II Oddziale Intensywnej Terapii do 68,9 dB(A) na I Oddziale Naczyniowym i Neurologicznym, podczas gdy pomiary w salach chorych mieściły się w zakresie od 57,9 do 61,6 dB(A). Obszary aktywności pacjentów i korytarze wykazywały wartości pośrednie w prawie wszystkich oddziałach (Rysunek 2). Rysunek 3 ilustruje rozkład pomiarów LAeq w obrębie każdej strefy funkcjonalnej. Mediany wartości LAeq były najwyższe na stanowiskach pielęgniarskich (6,7 dB[A]), następnie na korytarzach (64,0 dB[A]), w obszarach aktywności pacjentów (61,5 dB[A]) oraz w salach chorych (60,4 dB[A]). Chociaż we wszystkich strefach funkcjonalnych zidentyfikowano sporadyczne obserwacje wysokich wartości, rozstępy międzykwartylowe były stosunkowo wąskie, co wskazuje na ograniczoną zmienność w każdym środowisku funkcjonalnym. Wykresy pudełkowe wykazują wyraźną separację rozkładu wartości LAeq pomiędzy czterema strefami funkcjonalnymi (Rysunek 3).

Analiza porównawcza stref funkcjonalnych z wykorzystaniem modeli mieszanych

Aby uwzględnić hierarchiczną strukturę powtarzalnych pomiarów akustycznych w obrębie oddziałów szpitalnych, w analizie głównej zastosowano liniowy model mieszany, w którym oddział szpitalny określono jako losową część stałej (random intercept), a strefę funkcjonalną jako efekt stały (Tabela 3). Takie podejście do modelowania pozwoliło uwzględnić grupowanie wewnątrz oddziałów przy jednoczesnym oszacowaniu skorygowanych różnic w LAeq pomiędzy czterema zdefiniowanymi strefami funkcjonalnymi.

Efekty stałe (Wynik: LAeq)
Efekt stały	β	SE	95% CI	Wartość P
Punkt przecięcia (Korytarz)	63.972	0.26	63.451 do 64.493	<0.01
Stanowisko pielęgniarskie	2.931	0.146	2.64 do 3.218	<0.01
Strefa aktywności pacjentów	−2.594	0.146	−2.81 do −2.307	<0.01
Sala chorych	−3.589	0.146	−3.876 do −3.302	<0.01
Szacowane średnie marginalne
Strefa funkcjonalna		Szacowana średnia LAeq, dB(A)
Stanowisko pielęgniarskie		6.9
Korytarz		63.97
Strefa aktywności pacjentów		61.38
Sala chorych		60.38
Porównania parowe z korektą Tukeya
Porównanie			Różnica średnich, dB(A)	Skorygowana wartość P
Stanowisko pielęgniarskie vs Korytarz			2.93	<0.01
Stanowisko pielęgniarskie vs Strefa aktywności pacjentów			5.52	<0.001
Stanowisko pielęgniarskie vs Sala chorych			6.52	<0.01
Korytarz vs Strefa aktywności pacjentów			2.59	<0.001
Korytarz vs Sala chorych			3.59	<0.01
Strefa aktywności pacjentów vs Sala chorych			0.9	<0.001
Wydajność modelu
Statystyka			Wartość
Współczynnik korelacji wewnątrzklasowej (ICC)			0.172
Marginalny R²			0.53
Warunkowy R²			0.61

Tabela 3: Główny liniowy model mieszany efektów porównujący hałas środowiskowy w funkcjonalnych strefach szpitala.Wyniki głównego liniowego modelu mieszanego efektów oceniającego różnice w równoważnych ciągłych poziomach ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) pomiędzy czterema ustandaryzowanymi funkcjonalnymi strefami szpitala. Oddział szpitalny określono jako losowy punkt przecięcia (random intercept), aby uwzględnić grupowanie powtórzonych obserwacji, natomiast strefę funkcjonalną włączono jako efekt stały, przyjmując korytarz jako kategorię referencyjną. Dla efektów stałych przedstawiono współczynniki regresji (β), błędy standardowe (SE), 95-procentowe przedziały ufności (CI) Walda oraz dwustronne wartości P. Szacowane średnie marginalne porównano za pomocą parowych porównań z korektą Tukeya. Wydajność modelu podsumowano za pomocą współczynnika korelacji wewnątrzklasowej (ICC) oraz marginalnego i warunkowego współczynnika determinacji (R²), obliczonych zgodnie z metodą Nakagawy i Schielzetha. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; β, współczynnik regresji; SE, błąd standardowy; CI, przedział ufności; ICC, współczynnik korelacji wewnątrzklasowej.

Analiza efektów mieszanych wykazała wysoce istotny ogólny wpływ strefy funkcjonalnej na poziom hałasu środowiskowego (ogólny test ilorazu wiarygodności, P < 0,01). Przy przyjęciu korytarza jako kategorii referencyjnej, na stanowiskach pielęgniarskich odnotowano istotnie wyższe wartości LAeq (β = 2,931 dB[A], SE = 0,146, 95% CI = 2,64–3,218, P < 0,01), natomiast obszary aktywności pacjentów (β = −2,594 dB[A], SE = 0,146, 95% CI = −2,81 do −2,307, P < 0,01) oraz sale chorych (β = −3,589 dB[A], SE = 0,146, 95% CI = −3,876 do −3,302, P < 0,01) wykazały istotnie niższe wartości LAeq (Tabela 3). Oszacowane średnie marginalne wynikające z modelu efektów mieszanych wykazały wyraźny hierarchiczny wzorzec hałasu środowiskowego w poszczególnych strefach funkcjonalnych. Skorygowana średnia LAeq była najwyższa na stanowiskach pielęgniarskich (6,90 dB[A]), następnie na korytarzach (63,97 dB[A]), obszarach aktywności pacjentów (61,38 dB[A]) oraz w salach chorych (60,38 dB[A]). Wszystkie porównania parowe pozostały istotne statystycznie po korekcie Tukeya (wszystkie skorygowane P < 0,01), co wskazuje na statystycznie istotne różnice w LAeq pomiędzy wszystkimi czterema strefami funkcjonalnymi. Różnice średnich wynosiły od 0,9 dB(A) pomiędzy obszarami aktywności pacjentów a salami chorych do 6,52 dB(A) pomiędzy stanowiskami pielęgniarskimi a salami chorymi. Rysunek 4 podsumowuje szacunki skorygowane zgodnie z modelem. Oszacowane średnie marginalne oraz ich 95% przedziały ufności wykazały minimalne nakładanie się pomiędzy strefami funkcjonalnymi, a grupowanie Tukeya przypisało każdą strefę do odrębnej grupy istotności (A–D). Stanowiska pielęgniarskie przypisano do grupy A z najwyższym skorygowanym LAeq, następnie korytarze (grupa B), obszary aktywności pacjentów (grupa C) i sale chorych (grupa D). Analiza składników wariancji wykazała, że około 17,2% całkowitej zmienności LAeq wynikało z różnic pomiędzy oddziałami szpitalnymi (współczynnik korelacji wewnątrzklasowej = 0,172), co uzasadniało wprowadzenie losowego punktu przecięcia na poziomie oddziału. Efekty stałe wyjaśniły 53% zmienności hałasu środowiskowego (marginalny R² = 0,53), podczas gdy połączony model efektów stałych i losowych wyjaśnił 61% całkowitej zmienności (warunkowy R² = 0,61), co wskazuje na dobrą zdolność wyjaśniającą modelu hierarchicznego (Tabela 3).

Rysunek 4: Szacowane średnie marginalne równoważnych ciągłych poziomów ciśnienia akustycznego z korekcją A w różnych strefach funkcjonalnych szpitala. Szacowane średnie marginalne (EMM) równoważnych ciągłych poziomów ciśnienia akustycznego z poprawką A (LAeq) w czterech strefach funkcjonalnych szpitala, wyznaczone na podstawie głównego liniowego modelu efektów mieszanych. Punkty reprezentują szacowane przez model średnie marginalne, a poziome słupki błędów oznaczają 95-procentowe przedziały ufności (CI). Oddział szpitalny został uwzględniony jako efekt losowy, a strefa funkcjonalna jako efekt stały. Porównania parowe przeprowadzono przy użyciu szacowanych średnich marginalnych z korektą Tukeya; strefy funkcjonalne oznaczone różnymi literami reprezentują różnice istotne statystycznie (P < 0,05). Każda strefa funkcjonalna dostarczyła 405 obserwacji do analizy. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; EMM, szacowana średnia marginalna; CI, przedział ufności. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Oszczędna regresja z mieszanymi efektami dla charakterystyk operacyjnych powiązanych z LAeq

Aby zbadać charakterystyki operacyjne związane z hałasem środowiskowym przy jednoczesnym zminimalizowaniu współliniowości, zastosowano uprzednio określony oszczędny model mieszany, w którym strefę funkcjonalną, liczbę odwiedzających oraz liczbę łóżek na oddziale uwzględniono jako efekty stałe, a oddział szpitalny pozostawiono jako losowy punkt przecięcia (Tabela 4). Wybór tych zmiennych oparto na eksploracyjnej macierzy korelacji (Rycina uzupełniająca 1), która wykazała silne korelacje pomiędzy kilkoma zmiennymi strukturalnymi, w szczególności powierzchnią i objętością pomieszczenia (ρ Spearmana = 0,94). W związku z tym wysoko skorelowane zmienne strukturalne wykluczono z modelu oszczędnego, aby poprawić jego interpretowalność i stabilność. Po skorygowaniu o operacyjne współzmienne strefa funkcjonalna pozostała najsilniejszym niezależnym czynnikiem związanym z hałasem środowiskowym. W porównaniu z korytarzami, stanowiska pielęgniarek wiązały się ze skorygowanym wzrostem o 2,93 dB(A) (SE = 0,146, 95% CI = 2,647–3,20, P < 0,01), natomiast obszary aktywności pacjentów (β = −2,602 dB[A], SE = 0,146, 95% CI = −2,8 do −2,315, P < 0,01) i sale chorych (β = −3,606 dB[A], SE = 0,146, 95% CI = −3,892 do −3,319, P < 0,01) pozostawały znacznie cichsze niż korytarze.

Predyktor	Współczynnik β	SE	95% CI	Wartość p
Przesiekanie (Korytarz)	63.97	0.27	63,45 do 64,49	<0.001
Stanowisko pielęgniarskie (w porównaniu z korytarzem)	2.933	0.146	2,647 do 3,20	<0.001
Strefa aktywności pacjenta (w porównaniu z korytarzem)	−2.602	0.146	−2,88 do −2,315	<0.001
Sala chorych (w porównaniu do korytarza)	−3.606	0.146	−3,892 do −3,319	<0.001
Liczba odwiedzających (na każdego dodatkowego odwiedzającego)	0.06	0.026	0,08 do 0,12	0.024
Wydajność łóżek (na każde dodatkowe łóżko)	0.064	0.005	0,05 do 0,073	<0.001
Model: LAeq ~ Strefa Funkcjonalna + Liczba Odwiedzających + Liczba Łóżek + (1 | Oddział)

Tabela 4: Oszczędna regresja liniowa z efektami mieszanymi dla charakterystyk operacyjnych związanych z hałasem środowiskowym.Wyniki uprzednio zdefiniowanego oszczędnego modelu regresji liniowej z efektami mieszanymi, oceniającego związki między równoważnym ciągłym poziomem ciśnienia akustycznego z poprawką A (LAeq) a wybranymi charakterystykami operacyjnymi. Model obejmował strefę funkcjonalną, liczbę odwiedzających oraz liczbę łóżek oddziałowych jako efekty stałe, a oddział szpitalny jako losowy punkt przecięcia w celu uwzględnienia grupowania powtarzających się obserwacji (model: LAeq ~ Functional Zone + Visitor Count + Bed Capacity + (1 | Department)). Korytarz określono jako kategorię referencyjną dla strefy funkcjonalnej, a liczbę odwiedzających oraz liczbę łóżek modelowano jako zmienne ciągłe. Przedstawiono współczynniki regresji (β), błędy standardowe (SE), 95% przedziały ufności (CI) Walda oraz dwustronne wartości P. Współczynniki regresji dla liczby odwiedzających i liczby łóżek reprezentują szacowaną zmianę LAeq związaną z każdym dodatkowym odwiedzającym oraz każdym dodatkowym łóżkiem szpitalnym, odpowiednio. Punkt przecięcia reprezentuje szacowaną średnią wartość LAeq dla kategorii referencyjnej (korytarz), gdy predyktory ciągłe są równe zero. Tabela ta przedstawia uprzednio zdefiniowany oszczędny model opracowany w celu zminimalizowania nadmiernego dopasowania modelu; w pełni skorygowany model wrażliwości obejmujący wszystkie zarejestrowane charakterystyki operacyjne przedstawiono w tabeli uzupełniającej S2. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z poprawką A; β, współczynnik regresji; SE, błąd standardowy; CI, przedział ufności.

Wśród ciągłych predyktorów operacyjnych liczba odwiedzających wykazała niezależny pozytywny związek z LAeq. Każdy dodatkowy odwiedzający obecny podczas pomiaru wiązał się z szacowanym wzrostem o 0,060 dB(A) (SE = 0,026, 95% CI = 0,08–0,12, P = 0,024). Podobnie liczba łóżek na oddziale pozostała niezależnie związana z hałasem środowiskowym, przy czym każde dodatkowe łóżko szpitalne wiązało się z szacowanym wzrostem LAeq o 0,064 dB(A) (SE = 0,05, 95% CI = 0,05–0,073, P < 0,001).

Rysunek 5 przedstawia dopasowane predykcje wygenerowane z oszczędnego modelu mieszanego. Przewidywane LAeq rosło w przybliżeniu liniowo w obserwowanym zakresie liczby łóżek na oddziale, a większa liczba odwiedzających konsekwentnie przesuwała przewidywane poziomy dźwięku w górę w całym zakresie liczby łóżek. Równoległe dopasowane linie regresji wskazują na addytywne efekty liczby odwiedzających oraz liczby łóżek w dopasowanym modelu po skorygowaniu o strefę funkcjonalną i grupowanie na poziomie oddziału. Predykcje oparte na modelu wykazały, że dla oddziału z około 20 łóżkami przewidywane LAeq wynosiło od 61,6 dB(A) przy niskiej liczbie odwiedzających (trzech odwiedzających) do 62,4 dB(A) przy wyższej liczbie odwiedzających (siedmiu odwiedzających). W górnej granicy obserwowanego zakresu liczby łóżek (72 łóżka) odpowiadające im przewidywane wartości LAeq wzrosły odpowiednio do 64,5 dB(A) i 65,3 dB(A), co obrazuje połączony wkład liczby łóżek na oddziale oraz liczby odwiedzających w dopasowanym modelu.

Rysunek 5: Prognozy oparte na modelu w zakresie równoważnych ciągłych poziomów ciśnienia akustycznego z korekcją A w zależności od liczby łóżek na oddziale. Przewidywane równoważne ciągłe poziomy ciśnienia akustycznego z korekcją A (LAeq) w obserwowanym zakresie liczby łóżek oddziałowych, wyznaczone na podstawie oszczędnego liniowego modelu regresji z efektami mieszanymi. Kolorowe linie przedstawiają wartości LAeq przewidywane przez model dla niskiej (3 odwiedzających), średniej (5 odwiedzających) i wysokiej (7 odwiedzających) liczby odwiedzających, przy zachowaniu stałych wartości pozostałych parametrów modelu. Zacieniowane obszary wskazują 95-procentowe przedziały ufności dla wartości przewidywanych, a punkty reprezentują pomiary obserwacyjne. Przewidywania przedstawiono wyłącznie w obserwowanym zakresie liczby łóżek oddziałowych uwzględnionych w badaniu. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z korekcją A; CI, przedział ufności. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Analizy wrażliwości z wykorzystaniem w pełni skorygowanego modelu efektów mieszanych (Supplementary Table 2), który dodatkowo uwzględniał liczbę zajętych łóżek, powierzchnię pokoju, objętość pokoju, liczbę personelu, zdarzenia alarmowe, zdarzenia konwersacyjne oraz okres pomiaru, dostarczyły wysoce spójnych szacunków dla strefy funkcjonalnej i liczby odwiedzających. Stanowiska pielęgniarskie pozostały najgłośniejszą strefą funkcjonalną, a liczba odwiedzających nadal była niezależnie skorelowana z wyższym LAeq (β = 0.060, P = 0.023), podczas gdy liczba zajętych łóżek, powierzchnia pokoju, objętość pokoju, liczba personelu, zdarzenia alarmowe, zdarzenia konwersacyjne oraz okres pomiaru nie wykazały niezależnego związku z hałasem środowiskowym po wzajemnej korekcie. Wyniki te potwierdzają rzetelność modelu oszczędnego i wskazują, że strefa funkcjonalna oraz liczba odwiedzających były głównymi zmiennymi powiązanymi z hałasem środowiskowym w niniejszym badaniu.

Porównanie opisowe z referencyjnymi kryteriami akustycznymi

Aby osadzić zaobserwowane poziomy hałasu środowiskowego w odpowiednim kontekście, zmierzone wartości LAeq porównano opisowo z trzema powszechnie cytowanymi referencyjnymi kryteriami akustycznymi: dzienną wartością wytyczną WHO dla środowisk opieki nad pacjentami w szpitalach (35 dB[A]), wartością referencyjną EN ISO 16032 dla ogólnych środowisk wewnętrznych (40 dB[A]) oraz chińską standardową wartością referencyjną jakości środowiska GB3096-202 Klasa 1 (45 dB[A]). Ponieważ wartości referencyjne te różnią się zakresem, przeznaczeniem, metodologią pomiaru oraz okresem uśredniania, porównania przeprowadzono wyłącznie w celach opisowych i nie stanowią one formalnych ocen zgodności z przepisami (Rysunek 6). We wszystkich 1620 obserwacjach akustycznych poziomy hałasu środowiskowego przekroczyły każdą z wybranych wartości referencyjnych. Ogółem 1615 obserwacji (9,7%) przekroczyło dzienną wartość wytyczną WHO wynoszącą 35 dB(A), 1586 obserwacji (97,9%) przekroczyło wartość referencyjną EN ISO 16032 wynoszącą 40 dB(A), a 1513 obserwacji (93,2%) przekroczyło chińską wartość referencyjną GB3096-202 Klasa 1 wynoszącą 45 dB(A).

Rycina 6: Procent obserwacji akustycznych przekraczających wybrane międzynarodowe i krajowe referencyjne kryteria akustyczne w poszczególnych strefach funkcjonalnych szpitala. Procent obserwacji równoważnego ciągłego poziomu ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) przekraczających wybrane międzynarodowe i krajowe referencyjne kryteria akustyczne w czterech zestandaryzowanych strefach funkcjonalnych szpitala. Słupki reprezentują proporcję obserwacji przekraczających wartości referencyjne wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) (>35 dB[A]), EN ISO 16032 (>40 dB[A]), oraz chińskiej normy krajowej GB3096-202 (>45 dB[A]). Procenty obliczono jako liczbę obserwacji przekraczających dany próg referencyjny podzieloną przez całkowitą liczbę obserwacji w każdej strefie funkcjonalnej (n = 405). Ponieważ dokumenty referencyjne te różnią się przeznaczeniem, metodologią pomiaru, warunkami środowiskowymi oraz okresem uśredniania, porównania przedstawiono wyłącznie w celach opisowych i nie stanowią one formalnych ocen zgodności. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego ważony krzywą A; WHO, Światowa Organizacja Zdrowia. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Zaobserwowano wyraźne różnice pomiędzy strefami funkcjonalnymi. W punktach pielęgniarskich odnotowano najwyższy odsetek pomiarów przekraczających każdą z wartości referencyjnych, przy czym 10,0% przekroczyło wartości referencyjne WHO oraz EN ISO, a 9,0% przekroczyło chińską wartość referencyjną. Podobnie wysokie odsetki przekroczeń zaobserwowano w korytarzach (odpowiednio 10,0%, 9,3% i 96,0%). W porównaniu z nimi, w salach chorych odnotowano najniższe — choć wciąż znaczące — odsetki pomiarów przekraczających trzy wartości referencyjne (odpowiednio 9,3%, 95,3% i 87,9%), natomiast w strefach aktywności pacjentów odsetki te były średnie (odpowiednio 9,5%, 97,0% i 90,6%). Te wyniki opisowe były zgodne z analizami efektów mieszanych, w których punkty pielęgniarskie wykazały najwyższe poziomy hałasu środowiskowego, a sale chorych najniższe spośród czterech stref funkcjonalnych. Wysokie odsetki pomiarów przekraczających wszystkie trzy wartości referencyjne wskazują, że podwyższony dzienny hałas środowiskowy występował w całym szpitalu, a nie tylko w poszczególnych oddziałach czy strefach funkcjonalnych.

Analizy wrażliwości i diagnostyka modelu

Krzewność głównych wyników oceniono przy użyciu w pełni skorygowanego modelu mieszanego wrażliwości, który dodatkowo uwzględniał liczbę zajętych łóżek, powierzchnię pomieszczeń, objętość pomieszczeń, liczbę personelu, zdarzenia alarmowe, zdarzenia konwersacyjne oraz okres pomiarowy (Supplementary Table 2). Szacunki dla stref funkcjonalnych pozostały wysoce zgodne z tymi zaobserwowanymi w uprzednio określonym modelu oszczędnym. Punkty pielęgniarskie nadal wykazywały istotnie wyższe LAeq niż korytarze, podczas gdy strefy aktywności pacjentów i sale chorych pozostały istotnie cichsze (wszystkie P < 0,01). Liczba odwiedzających również pozostała niezależnie powiązana z wyższym LAeq (β = 0,060, P = 0,023), natomiast liczba zajętych łóżek, powierzchnia pomieszczeń, objętość pomieszczeń, liczba personelu, zdarzenia alarmowe, zdarzenia konwersacyjne oraz okres pomiarowy nie były niezależnie powiązane z hałasem środowiskowym po jednoczesnej korekcie (Supplementary Table 2). Wyniki te wskazują, że główne wnioski były odporne na dodatkową korektę o skorelowane cechy operacyjne. Założenia modelu oceniono za pomocą procedur diagnostyki reszt (Supplementary Figure 1). Wykres kwantyli normalnych (Q–Q) wykazał bliską zgodność między zaobserwowanymi a teoretycznymi kwantylami reszt, co wskazuje na brak istotnego odejścia od rozkładu normalnego. Wykres reszt względem wartości dopasowanych wykazał losowy rozrzut wokół zera bez dostrzegalnych trendów ani dowodów na heteroscedastyczność, co potwierdza założenia liniowości i stałej wariancji reszt. Zgodnie z tymi obserwacjami wizualnymi, test Shapiro-Wilka nie wykazał statystycznie istotnego odchylenia od normalności (W = 0,992, P = 0,084). Dodatkowe statystyki wydajności modelu podsumowano w Supplementary Table 3. Standardowe odchylenie reszt wynosiło 1,92 dB(A), a standardowe odchylenie losowego punktu przecięcia na poziomie oddziału wynosiło 0,90 dB(A). Współczynnik korelacji wewnątrzklasowej wyniósł 0,172, co wskazuje na umiarkowaną grupowanie obserwacji w obrębie oddziałów szpitalnych. Model mieszany wyjaśnił 53% zmienności za pomocą samych efektów stałych (marginalny R² = 0,53) oraz 61%, gdy włączono losowe efekty na poziomie oddziału (warunkowy R² = 0,61). Czynniki inflacji wariancji były jednolicie niskie (maksymalne VIF = 2,14), co wskazuje na brak problematycznej współliniowości wśród zachowanych predyktorów. Co więcej, wszystkie wartości odległości Cooka były <1,0 (maksymalnie = 0,18), co sugeruje, że żadna pojedyncza obserwacja nie wywierała nadmiernego wpływu na dopasowany model. Eksploracyjna macierz korelacji (Supplementary Figure 2) wykazała oczekiwane pozytywne powiązania między kilkoma cechami operacyjnymi. Silne korelacje zaobserwowano między powierzchnią a objętością pomieszczeń (ρ Spearmana = 0,94), liczbą łóżek a liczbą zajętych łóżek (ρ = 0,86) oraz liczbą łóżek a objętością pomieszczeń (ρ = 0,81). Umiarkowane korelacje zaobserwowano między liczbą odwiedzających a liczbą zajętych łóżek (ρ = 0,71) oraz między liczbą personelu a zdarzeniami konwersacyjnymi (ρ = 0,62). Wyniki te potwierdziły przyjętą strategię selekcji zmiennych dla oszczędnego modelu mieszanego, w której wysoce skorelowane zmienne strukturalne zostały wykluczone w celu zminimalizowania współliniowości przy zachowaniu interpretowalności modelu.

Ogólnie rzecz biorąc, główne analizy z efektami mieszanymi, analizy wrażliwości, diagnostyka reszt oraz eksploracyjna ocena korelacji wykazały wewnętrznie spójne wyniki. we wszystkich analizach strefa funkcjonalna wykazała najsilniejszy niezależny związek z hałasem środowiskowym, podczas gdy liczba odwiedzających oraz liczba łóżek na oddziale również pozostały niezależnie powiązane z LAeq. Większość pozostałych zarejestrowanych parametrów operacyjnych nie była niezależnie powiązana z hałasem środowiskowym po wzajemnej korekcie.

Dostępność danych:

Dane wspierające wyniki niniejszego badania są dostępne w treści artykułu oraz w jego materiałach uzupełniających. Kompletny zestaw surowych pomiarów akustycznych, zapisy kalibracji, zestaw danych zmiennych operacyjnych, dane źródłowe do rycin oraz kod statystycznej analizy w programie R zostały zdeponowane w repozytorium Zenodo i są publicznie dostępne pod adresem https://doi.org/10.5281/zenodo.21404807. Tabele uzupełniające 1–3 oraz Ryciny uzupełniające 1 i 2 zawierają dodatkowe przetworzone zestawy danych, analizy wrażliwości, diagnostykę modeli oraz analizy pomocnicze.

Rycina uzupełniająca 1: Wykresy diagnostyczne reszt dla oszczędnego liniowego modelu efektów mieszanych. Wykresy diagnostyczne oceniające założenia oszczędnego liniowego modelu regresji z efektami mieszanymi. (A) Wykres kwantylowy (Q–Q) reszt warunkowych wykazujący przybliżoną normalność rozkładu reszt. (B) Wykres reszt warunkowych w funkcji wartości dopasowanych, nie wykazujący istotnych odchyleń od homoscedastyczności ani systematycznych wzorców w całym zakresie dopasowania. Oddział szpitalny został uwzględniony jako efekt losowy (random intercept), natomiast strefa funkcjonalna, liczba odwiedzających oraz liczba łóżek zostały uwzględnione jako efekty stałe. Diagnostyka reszt potwierdza zasadność założeń modelu dla głównej analizy regresji. Wykresy diagnostyczne zostały wygenerowane przy użyciu pakietu DHARMa w programie R. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A.Prosimy o kliknięcie tutaj, aby pobrać ten plik.

Rycina uzupełniająca 2: Macierz korelacji Spearmana dla zmiennych operacyjnych uwzględnionych w eksploracyjnych analizach z efektami mieszanymi. Macierz korelacji Spearmana przedstawiająca powiązania parzyste między operacyjnymi zmiennymi oddziałowymi ocenianymi podczas eksploracyjnych analiz regresji z efektami mieszanymi. Wartości w komórkach reprezentują współczynniki korelacji rang Spearmana (ρ), a skala kolorystyczna wskazuje siłę i kierunek korelacji, gdzie kolor niebieski oznacza korelacje dodatnie, a czerwony korelacje ujemne. Analizę korelacji przeprowadzono w celu oceny potencjalnej współliniowości między kandydującymi zmiennymi objaśniającymi przed opracowaniem modelu. Zmienne wykazujące silną współliniowość zostały uwzględnione podczas wyboru modelu, aby zminimalizować współliniowość w oszczędnym modelu regresji. Zmienne operacyjne obejmowały liczbę łóżek na oddziale, liczbę zajętych łóżek, powierzchnię pokoju, objętość pokoju, liczbę personelu, liczbę odwiedzających, liczbę alarmów oraz liczbę rozmów. Spearman’s ρ, współczynnik korelacji rang Spearmana.Proszę kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.

Tabela uzupełniająca 1: Wtórne wyniki akustyczne w zależności od funkcjonalnej strefy szpitala.Podsumowanie opisowe wtórnych wyników akustycznych zmierzonych w czterech zestandaryzowanych funkcjonalnych strefach szpitala. Wartości przedstawiono jako średnia ± odchylenie standardowe (SD), reprezentując zbiorcze obserwacje ze wszystkich 15 oddziałów stacjonarnych. Równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego filtrowany krzywą A (LAeq) był głównym wynikiem akustycznym, natomiast maksymalny poziom ciśnienia akustycznego filtrowany krzywą A (LAFmax) oraz szczytowy poziom ciśnienia akustycznego filtrowany krzywą C (LCpeak) zostały zapisane jako wtórne parametry akustyczne w celu charakterystyki maksymalnych i szczytowych poziomów dźwięku podczas rutynowego funkcjonowania szpitala w ciągu dnia. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego filtrowany krzywą A; LAFmax, maksymalny poziom ciśnienia akustycznego filtrowany krzywą A; LCpeak, szczytowy poziom ciśnienia akustycznego filtrowany krzywą C; SD, odchylenie standardowe.Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.

Tabela uzupełniająca 2: W pełni skorygowany liniowy model regresji z efektami mieszanymi dla analizy wrażliwości. Wyniki w pełni skorygowanego modelu regresji liniowej z efektami mieszanymi w analizie wrażliwości, oceniającego powiązania między równoważnym ciągłym poziomem ciśnienia akustycznego z filtrem A (LAeq) a wszystkimi odnotowanymi charakterystykami operacyjnymi. Oddział szpitalny został uwzględniony jako losowy punkt przecięcia w celu uwzględnienia grupowania powtarzanych obserwacji. Jako efekty stałe uwzględniono strefę funkcjonalną, przedział czasowy, liczbę łóżek na oddziale, liczbę zajętych łóżek, powierzchnię pokoju, objętość pokoju, liczbę personelu, liczbę odwiedzających, liczbę alarmów oraz liczbę rozmów. Korytarz posłużył jako kategoria referencyjna dla strefy funkcjonalnej, a popołudnie jako kategoria referencyjna dla przedziału czasowego. Współczynniki regresji (β), błędy standardowe (SE), 95% przedziały ufności (CI) Walda oraz dwustronne P podano wartości. Model ten został opracowany w ramach analizy wrażliwości w celu oceny odporności modelu oszczędnego przedstawionego w tabeli 4 po skorygowaniu o wszystkie zarejestrowane charakterystyki operacyjne. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z ważeniem A; β, współczynnik regresji; SE, błąd standardowy; CI, przedział ufności.Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.

Tabela uzupełniająca 3: Wydajność modelu i statystyki diagnostyczne dla głównego liniowego modelu efektów mieszanych. Podsumowanie wydajności modelu i statystyk diagnostycznych dla głównego liniowego modelu mieszanego, oceniającego równoważne ciągłe poziomy ciśnienia akustycznego ważone krzywą A (LAeq) w różnych strefach funkcjonalnych szpitala. Odchylenie standardowe reszt (σ) reprezentuje niewyjaśnioną zmienność wewnątrzmodelową, natomiast odchylenie standardowe losowego punktu przecięcia określa zmienność międzyoddziałową. Współczynnik korelacji wewnątrzklasowej (ICC) szacuje proporcję całkowitej wariancji przypisaną do grupowania w obrębie oddziałów szpitalnych. Marginalny R² reprezentuje proporcję wariancji wyjaśnionej wyłącznie przez efekty stałe, podczas gdy warunkowe R² reprezentuje proporcję wariancji wyjaśnionej zarówno przez efekty stałe, jak i losowe. Kryterium informacyjne Akaike (AIC), kryterium informacyjne bayesowskie (BIC) oraz logarytm wiarygodności zostały podane jako miary dopasowania modelu. Czynniki inflacji wariancji (VIF) były wszystkie <5, co wskazuje na brak dowodów na problematyczną współliniowość, a wartości odległości Cooka wynosiły <1,0 dla wszystkich obserwacji, co wskazuje, że żadna pojedyncza obserwacja nie wywarła nadmiernego wpływu na szacunki modelu. LAeq, równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego z filtrem A; ICC, współczynnik korelacji wewnątrzklasowej; VIF, czynnik amplifikacji wariancji.Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Dyskusja

Niniejsza przekrojowa ocena akustyki środowiskowej wykazała, że dzienne poziomy hałasu środowiskowego konsekwentnie przekraczały powszechnie przywoływane międzynarodowe i krajowe wartości referencyjne dla akustyki w większości funkcjonalnych stref szpitala. Analizy liniowych modeli mieszanych zidentyfikowały strefę funkcjonalną jako główny czynnik związany z LAeq, przy czym w dyżurkach pielęgniarskich odnotowano najwyższe skorygowane poziomy dźwięku, a następnie w korytarzach, obszarach aktywności pacjentów i na oddziałach. Porównania z wartościami wytycznymi WHO, normą EN ISO 16032, serią PN-B-02151 oraz chińską normą krajową GB3096-2022 zostały zinterpretowane opisowo, ponieważ dokumenty te różnią się przeznaczeniem, metrykami pomiarowymi, okresami uśredniania i zakresem. Niemniej jednak, konsekwentnie podwyższone dzienne wartości LAeq obserwowane w całym szpitalu wskazują, że w rutynowych środowiskach klinicznych często występują poziomy dźwięku znacznie przekraczające szeroko cytowane referencyjne wartości akustyczne. Wyniki te są w dużym stopniu zgodne z wcześniejszymi badaniami akustyki szpitalnej, w których zgłaszano utrzymujący się dzienny hałas środowiskowy powyżej zalecanych wartości referencyjnych^5,8,17,24,25. W przeciwieństwie do wielu wcześniejszych badań akustycznych w szpitalach, które opierały się głównie na średnich na poziomie oddziałów lub porównaniach grup niezależnych, w niniejszym badaniu przeanalizowano pełny zhierarchizowany zbiór danych przy użyciu liniowych modeli mieszanych, uwzględniając tym samym powtórzone obserwacje zagnieżdżone w oddziałach szpitalnych. Umiarkowany współczynnik korelacji wewnątrzklasowej (ICC = 0.172) wskazał, że znacząca część zmienności hałasu środowiskowego wynikała z różnic między oddziałami, co uzasadnia stosowanie modelowania hierarchicznego w badaniach akustyki szpitalnej^8,17,24. Zmierzone dzienne wartości LAeq konsekwentnie przekraczały dzienne wartości referencyjne WHO dla środowisk opieki nad pacjentem, a także wybrane kryteria referencyjne akustyki EN ISO 16032 i GB3096-2022. Porównania te zinterpretowano opisowo, a nie jako formalne oceny zgodności, ponieważ przywołane dokumenty różnią się zamierzone zastosowaniem, okresem uśredniania, metodologią pomiaru i zakresem. Niemniej jednak, wysoki odsetek obserwacji przekraczających te szeroko cytowane wartości referencyjne jest zgodny z wcześniejszymi badaniami akustyki szpitalnej i podkreśla nieustanne wyzwanie, jakim jest utrzymanie korzystnego akustycznie środowiska opieki zdrowotnej podczas rutynowych operacji klinicznych^{29,30,31,32,33,34}.

W różnych strefach funkcjonalnych szpitala zaobserwowano spójną hierarchię przestrzenną hałasu środowiskowego. Zarówno analizy opisowe, jak i modelowanie liniowymi modelami mieszanymi wykazały, że najwyższe skorygowane wartości LAeq występowały na dyżurkach pielęgniarskich, następnie w korytarzach, strefach aktywności pacjentów oraz na salach chorych. Wzorzec ten jest zgodny z wcześniejszymi doniesieniami, w których dyżurki pielęgniarskie i ciągi komunikacyjne zidentyfikowano jako główne źródła hałasu środowiskowego w szpitalu ze względu na intensywną komunikację personelu, przemieszczanie się pacjentów, aktywność alarmów oraz rutynowe cykle pracy klinicznej^{29,30,31,33,34,35,36}. Zaobserwowane różnice pozostały istotne po skorygowaniu o liczbę odwiedzających, liczbę łóżek na oddziale oraz grupowanie na poziomie oddziału, co wskazuje, że zmienność przestrzenna nie wynikała wyłącznie z mierzonych cech strukturalnych lub operacyjnych poszczególnych oddziałów. Szacowane średnie marginalne oraz paryjne porównania skorygowane metodą Tukeya dodatkowo potwierdziły, że każda strefa funkcjonalna stanowiła statystycznie odrębne środowisko akustyczne. stale podwyższone poziomy dźwięku obserwowane na dyżurkach pielęgniarskich są uzasadnione operacyjnie i akustycznie. Miejsca te pełnią funkcję centralnych węzłów koordynacyjnych, w których jednocześnie odbywa się dokumentacja kliniczna, komunikacja multidyscyplinarna, obsługa elektronicznej dokumentacji medycznej, monitorowanie pacjentów, zarządzanie alarmami, rozmowy telefoniczne oraz interakcje z pacjentami i ich rodzinami. W konsekwencji kumulacja rozmów, alarmów monitorów, pracy sprzętu i przemieszczania się personelu generuje stały hałas środowiskowy, a nie odizolowane zdarzenia akustyczne, co przyczynia się do konsekwentnie wyższych wartości LAeq obserwowanych w prawie wszystkich uczestniczących oddziałach. Interpretacja ta jest zgodna z poprzednimi badaniami, w których nakładające się operacyjne źródła dźwięku zidentyfikowano jako główne czynniki przyczyniające się do podwyższonego poziomu hałasu środowiskowego w szpitalach^{33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47}. Korytarze również wykazały wyższe poziomy hałasu środowiskowego niż strefy aktywności pacjentów i sale chorych. Jako główne drogi komunikacyjne służące do transportu pacjentów, przemieszczania się personelu, przenoszenia sprzętu, prac porządkowych i ruchu odwiedzających, przestrzenie te są nieustannie narażone na różnorodne przejściowe i tła źródła dźwięku. Otwarta architektura, w połączeniu z twardymi, odbijającymi dźwięk powierzchniami wewnętrznymi, może dodatkowo ułatwiać rozprzestrzenianie się dźwięku, przyczyniając się do podwyższonych wartości LAeq. Choć w niniejszym badaniu nie oceniano bezpośrednio charakterystyki pogłosu, parametrów akustycznych pomieszczeń ani indeksów przenoszenia mowy, zaobserwowany rozkład przestrzenny jest zgodny z wcześniejszymi badaniami opisującymi korytarze szpitalne jako złożone akustycznie środowiska kształtowane przez aktywność operacyjną, projekt budynku i wiele jednoczesnych źródeł dźwięku^{33,34,35,46,47,48,49,50,51}. Istotnym wynikiem niniejszego badania była niezależna korelacja między liczbą odwiedzających a hałasem środowiskowym, zidentyfikowana zarówno w predefiniowanym oszczędnym modelu mieszanym, jak i w pełnej skorygowanej analizie wrażliwości. Choć bezwzględna wielkość efektu była niewielka, liczba odwiedzających pozostała istotnie skorelowana z wyższym poziomem LAeq po skorygowaniu o strefę funkcjonalną i grupowanie oddziałowe, co sugeruje, że rutynowa aktywność ludzka w mierzalny sposób przyczynia się do kształtowania pejzażu dźwiękowego szpitala. Interpretacja ta jest zgodna z wcześniejszymi badaniami, w których aktywność ludzi, komunikację, obecność odwiedzających i operacyjny przepływ pracy zidentyfikowano jako istotne czynniki przyczyniające się do hałasu środowiskowego w placówkach opieki zdrowotnej^{33,34,35,36,46,47,51}. Liczba łóżek na oddziale również pozostała niezależnie skorelowana z wyższym hałasem środowiskowym w modelu oszczędnym; jednak korelację tę należy interpretować ostrożnie, ponieważ geometria pomieszczeń, układ architektoniczny, zagęszczenie osób i przepływ pracy klinicznej mogą również wpływać na akustykę środowiskową. Ponadto przekrojowy charakter badania obserwacyjnego wyklucza wnioskowanie przyczynowe, w związku z czym wyniki te należy interpretować jako korelacje, a nie dowody na związki przyczynowo-skutkowe^33,34,49. Analiza wrażliwości dodatkowo wzmocniła pewność co do tych wyników. Włączenie dodatkowych zmiennych operacyjnych, w tym liczby zajętych łóżek, powierzchni pomieszczeń, objętości pomieszczeń, liczby personelu, zdarzeń alarmowych, zdarzeń konwersacyjnych oraz okresu pomiarowego, dostarczyło bardzo spójnych szacunków dla strefy funkcjonalnej i liczby odwiedzających, podczas gdy większość zmiennych strukturalnych nie była już niezależnie skorelowana z hałasem środowiskowym po jednoczesnej korekcie. Zbiorczo wyniki te sugerują, że dzienny pejzaż dźwiękowy szpitala jest w większym stopniu kształtowany przez przestrzenną organizację rutynowych czynności klinicznych niż przez oceniane indywidualne cechy strukturalne, co wspiera niedawne dowody wskazujące, że akustyczne środowiska opieki zdrowotnej wynikają z interakcji wielu czynników operacyjnych i środowiskowych, a nie z pojedynczego determinantu^{33,34,35,46,47,49,51}. Przedstawione wyniki są w dużym stopniu zgodne z wcześniejszymi badaniami raportującymi dzienne poziomy hałasu środowiskowego w szpitalach w zakresie od około 55 do 75 dB(A), co znacznie przekracza powszechnie przywoływane zalecenia akustyczne dla środowisk opieki nad pacjentem^{8,9,10,11,29,30,31,32}. Wcześniejsze studia wiązały podwyższony hałas w szpitalach z zaburzeniami snu, upośledzeniem odpoczynku, fizjologicznymi reakcjami stresowymi, zmniejszonym komfortem akustycznym, trudnościami w komunikacji oraz innymi niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi u pacjentów i personelu medycznego^{29,30,31,32,49,52,53}. Dodatkowe badania sugerowały możliwe powiązania między nadmiernym hałasem środowiskowym a zaburzeniami neuropoznawczymi, w tym majaczeniem u pacjentów w stanie krytycznym^15,16,48. Chociaż w niniejszym badaniu nie oceniano bezpośrednio tych wyników klinicznych, zaobserwowane poziomy dźwięku były porównywalne z tymi raportowanymi wcześniej, jednocześnie rozszerzając istniejące dowody poprzez zstandaryzowane próbkowanie w strefach funkcjonalnych i hierarchiczną analizę statystyczną.

Choć niniejsze badanie zostało zaprojektowane jako ocena akustyki środowiskowej, a nie badanie wyników klinicznych, otrzymane wyniki mają istotne znaczenie dla projektowania placówek opieki zdrowotnej i zarządzania operacyjnego. W dyżurkach pielęgniarskich i korytarzach komunikacyjnych konsekwentnie odnotowywano najwyższe skorygowane poziomy dźwięku, co sugeruje, że obszary operacyjne te mogą stanowić priorytetowe cele dla przyszłych strategii zarządzania hałasem. Ponieważ środowiska te pełnią funkcję centrów komunikacji, koordynacji klinicznej, transportu pacjentów, przemieszczania sprzętu oraz aktywności odwiedzających, interwencje skoncentrowane w tych lokalizacjach mogą stwarzać większe możliwości poprawy ogólnego środowiska akustycznego szpitala niż podejścia skierowane wyłącznie na sale pacjentów. Interpretacja ta jest zgodna z niedawnymi badaniami wykazującymi, że strategie multidyscyplinarne, obejmujące optymalizację przepływu pracy, protokoły zarządzania hałasem, modyfikacje architektoniczne oraz ciągły monitoring akustyczny, mogą poprawić warunki akustyczne w placówkach opieki zdrowotnej^{29,31,32,33,34,35,51}. LAeq pozostaje najszerzej stosowanym wskaźnikiem oceny hałasu środowiskowego w szpitalach, ponieważ zapewnia zestandaryzowany pomiar skumulowanej ekspozycji akustycznej i ułatwia porównywanie wyników między badaniami^8,9,10,11,32. Niemniej jednak LAeq jest wskaźnikiem uśrednionym energetycznie, który nie rozróżnia ciągłego hałasu tła od przejściowych zdarzeń impulsowych, takich jak alarmy monitorów, upadki instrumentów, ogłoszenia z głośników czy nagłe okrzyki. W konsekwencji, akustycznie odmienne pejzaże dźwiękowe szpitala mogą dawać podobne wartości LAeq, mimo że znacząco różnią się charakterystyką percepcyjną oraz potencjalnym wpływem na komunikację, irytację i obciążenie poznawcze. Dlatego też ostatnie postępy w akustyce opieki zdrowotnej położyły nacisk na podejścia komplementarne, w tym ocenę psychoakustyczną, grupowanie źródeł dźwięku oraz ciągły monitoring, aby zapewnić bardziej kompleksową charakterystykę pejzaży dźwiękowych szpitali^{33,34,35,39,40,41,42,43,44,45,46,47}. Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie akustyki opieki zdrowotnej podkreśliły, że pejzaże dźwiękowe szpitali powinny być charakteryzowane przy użyciu metod wykraczających poza same średnie poziomy ciśnienia akustycznego. Badania wykorzystujące techniki klasyfikacji i grupowania źródeł dźwięku wykazały, że wpływ percepcyjny hałasu szpitalnego zależy nie tylko od całkowitej energii akustycznej, ale także od częstotliwości, rozkładu czasowego i postrzeganej uciążliwości poszczególnych źródeł dźwięku. De Salvio i wsp.³³ zwrócili uwagę, że akustyczne środowiska opieki zdrowotnej składają się ze złożonych kombinacji ciągłych dźwięków operacyjnych i przerywanych zdarzeń o wysokiej intensywności, które w różny sposób przyczyniają się do irytacji i odczuwanego zakłócenia. Podobnie Cingolani i wsp.⁴⁶ wykazali, że analizy grupowania mogą identyfikować charakterystyczne wzorce dźwiękowe szpitala, których nie da się łatwo wykryć za pomocą konwencjonalnych wskaźników uśrednionych w czasie, podczas gdy Hummel i wsp.⁴⁷ zgłosili powiązania między zgrupowanymi profilami hałasu szpitalnego a satysfakcją pacjentów. Wspólnie badania te sugerują, że przyszłe oceny akustyczne szpitali mogą zyskać dzięki integracji konwencjonalnych pomiarów hałasu środowiskowego z komplementarną charakterystyką składu źródeł dźwięku, atrybutów psychoakustycznych i czasowych wzorców akustycznych³⁴. W związku z tym niniejsze wyniki należy interpretować w kontekście zastosowanej strategii pomiarowej. Celem niniejszego badania była charakterystyka rutynowego dziennego hałasu środowiskowego w rzeczywistych warunkach operacyjnych kliniki przy użyciu zestandaryzowanych pomiarów LAeq, które pozostają najczęściej raportowanym wskaźnikiem w badaniach akustyki szpitalnej. Chociaż dodatkowe parametry akustyczne, w tym LAFmax, LCpeak, analiza częstotliwościowa pasm oktawowych, indeksy psychoakustyczne i grupowanie źródeł dźwięku, wykraczały poza zakres niniejszego przeglądu, włączenie tych komplementarnych podejść zapewniłoby bardziej kompleksową charakterystykę pejzaży dźwiękowych szpitali w przyszłych badaniach^{32,33,34,46,47}. Niezależna korelacja między liczbą odwiedzających a wyższym LAeq dodatkowo wspiera koncepcję, że rutynowa aktywność ludzka w znaczący sposób wpływa na dzienne środowisko akustyczne szpitala. Liczba odwiedzających pozostała istotnie powiązana z hałasem środowiskowym po jednoczesnej korekcie o strefę funkcjonalną i inne cechy operacyjne, podczas gdy liczba personelu, zajęte łóżka, zdarzenia alarmowe i zdarzenia konwersacyjne nie zachowały istotności statystycznej. Wraz z silnymi korelacjami zaobserwowanymi między powierzchnią pomieszczenia, objętością pomieszczenia a wydajnością łóżkową oddziału, wyniki te wspierają zdefiniowaną wcześniej oszczędną strategię modelowania i wskazują, że rutynowa aktywność operacyjna może lepiej wyjaśniać dzienny hałas środowiskowy niż oceniane pojedyncze zmienne strukturalne. Niemniej jednak, ponieważ wszystkie zmienne operacyjne były mierzone równocześnie z hałasem środowiskowym, wyniki te należy interpretować jako powiązania obserwacyjne, a nie dowody przyczynowości. Połączone zastosowanie eksploracyjnej analizy korelacji i modelowania wrażliwości z efektami mieszanymi zapewnia przejrzyste ramy analityczne, które uwzględniają hierarchiczną strukturę danych przy jednoczesnym minimalizowaniu wpływu współliniowości, zgodnie z współczesnymi zaleceniami dotyczącymi analizy złożonych pejzaży dźwiękowych w opiece zdrowotnej^{33,34,35,46,47,51}.

Niniejsze badanie wyróżnia się na tle poprzednich analiz hałasu w środowisku szpitalnym dzięki kilku mocnym stronom metodologicznym. Po pierwsze, hałas środowiskowy oceniono przy użyciu zestandaryzowanego protokołu próbkowania, który obejmował powtórne pomiary w wielu oddziałach szpitalnych, strefach funkcjonalnych i dziennych okresach obserwacji, co pozwoliło ograniczyć wpływ krótkotrwałych wahań w rutynowej działalności szpitala. Po drugie, pełny hierarchiczny zbiór danych przeanalizowano za pomocą liniowych modeli mieszanych, które uwzględniały grupowanie powtórnych obserwacji w obrębie oddziałów szpitalnych. Podejście to umożliwiło bardziej odpowiednią analizę zagnieżdżonej struktury danych niż konwencjonalne porównania grup niezależnych i dostarczyło wiarygodnych szacunków efektów w poszczególnych strefach funkcjonalnych. Po trzecie, z góry określone analizy wrażliwości, wraz z diagnostyką rezyduów i oceną współliniowości, wykazały spójne wyniki dla alternatywnych specyfikacji modelu, co potwierdza odporność analizy podstawowej. Wreszcie, wszystkie pomiary wykonano za pomocą skalibrowanej aparatury Klasy 1 zgodnie ze zestandaryzowanymi procedurami operacyjnymi, co zwiększyło niezawodność, powtarzalność i porównywalność pomiarów z poprzednimi badaniami akustyki szpitalnej. Przy interpretacji obecnych wyników należy wziąć pod uwagę również kilka ograniczeń. Po pierwsze, badanie przeprowadzono w jednym trzeciorzędowym szpitalu klinicznym, co może ograniczać możliwość generalizacji wyników na instytucje o innym układzie architektonicznym, populacji pacjentów, modelach zatrudnienia lub systemach opieki zdrowotnej. W związku z tym zasadne są badania wieloośrodkowe obejmujące zróżnicowane środowiska opieki zdrowotnej. Po drugie, choć powtórne pomiary przeprowadzono w porannych, południowych i popołudniowych okresach obserwacji, całkowity czas próbkowania stanowił jedynie część rutynowej dziennej działalności szpitala. W konsekwencji zmienność czasowa związana z pracą nocną, zmianami personelu, przyjęciami nagłymi, harmonogramami sprzątania i szczytowymi okresami odwiedzin mogła nie zostać w pełni uchwycona. Ciągły 24-godzinny monitoring akustyczny zapewniłby bardziej kompleksową charakterystykę pejzaży dźwiękowych szpitala. Po trzecie, pomiary przeprowadzono w zestandaryzowanych punktach próbkowania w każdej strefie funkcjonalnej, a nie poprzez wyczerpujące mapowanie przestrzenne całych oddziałów. W rezultacie lokalna zmienność akustyczna w dużych salach, długich korytarzach lub architektonicznie złożonych środowiskach klinicznych mogła nie zostać w pełni odwzorowana. Przyszłe badania wykorzystujące wysokorozdzielcze przestrzenne mapowanie akustyczne i wiele punktów pomiarowych w obrębie poszczególnych stref funkcjonalnych pozwoliłyby na dalszą poprawę charakterystyki rozchodzenia się dźwięku w szpitalu. Po czwarte, badanie opierało się głównie na LAeq jako głównym parametrze akustycznym. Chociaż wskaźnik ten jest powszechnie akceptowany w ocenie hałasu środowiskowego i ułatwia porównania z wcześniejszymi badaniami akustyki szpitalnej, nie charakteryzuje on w pełni impulsywnych zdarzeń akustycznych, cech dźwięku specyficznych dla częstotliwości, odpowiedzi psychoakustycznych ani składu źródeł dźwięku. Przyszłe badania uwzględniające LAFmax, LCpeak, analizę częstotliwościową pasm oktawowych, indeksy psychoakustyczne i techniki grupowania źródeł dźwięku zapewniłyby bardziej kompleksową ocenę pejzaży dźwiękowych w opiece zdrowotnej. Po piąte, zmienne operacyjne, takie jak liczba odwiedzających, liczba personelu, zdarzenia alarmowe i zdarzenia konwersacyjne, były rejestrowane równocześnie z pomiarami hałasu środowiskowego, dlatego należy je traktować jako deskryptory obserwacyjne, a nie obiektywnie zwalidowane wskaźniki ekspozycji. Mimo że liczba odwiedzających pozostała niezależnie powiązana z hałasem środowiskowym, wyniki te należy interpretować ostrożnie, ponieważ przekrojowy charakter badania wyklucza wnioskowanie przyczynowe. Wreszcie, nie oceniono wyników zgłaszanych przez pacjentów, miar stresu zawodowego, reakcji fizjologicznych, jakości snu ani innych punktów końcowych o charakterze klinicznym. Zgodnie z tym, obecne wyniki należy interpretować jako kompleksową charakterystykę akustyki środowiskowej rutynowej dziennej działalności szpitala, a nie jako dowód na to, że podwyższony hałas środowiskowy bezpośrednio spowodował niekorzystne skutki dla pacjentów lub personelu.

Niniejsze ustalenia mają kilka praktycznych implikacji dla zarządzania hałasem środowiskowym w szpitalach. Analizy liniowych modeli mieszanych wykazały, że hałas środowiskowy nie był rozłożony równomiernie w całym szpitalu, lecz koncentrował się w konkretnych strefach operacyjnych, w szczególności przy stanowiskach pielęgniarskich i w korytarzach komunikacyjnych. Wyniki te sugerują, że przyszłe programy zarządzania hałasem mogą przynieść większe korzyści poprzez priorytetowe traktowanie obszarów operacyjnych o wysokiej aktywności, gdzie koncentruje się komunikacja, transport pacjentów, przemieszczanie sprzętu oraz rutynowe przepływy pracy klinicznej, zamiast skupiania się wyłącznie na oddziałach stacjonarnych. Potencjalne interwencje inżynieryjne obejmują zastosowanie dźwiękochłonnych materiałów sufitowych, akustycznie wykończonych powierzchni ściennych, elastycznych systemów podłogowych oraz poprawy izolacji drzwi lub ścianek działowych w celu ograniczenia odbicia i propagacji dźwięku. Uzupełniające środki administracyjne, w tym ustrukturyzowana polityka godzin ciszy, optymalizacja przepływu pacjentów, wytyczne dla odwiedzających, protokoły zarządzania alarmami oraz edukacja personelu w zakresie możliwego do uniknięcia hałasu środowiskowego, mogą dodatkowo poprawić środowisko akustyczne szpitala. Wcześniejsze badania sugerowały, że łączenie podejść inżynieryjnych, behawioralnych i organizacyjnych może poprawić subiektywne odczucie ciszy na oddziale, jakość odpoczynku pacjentów oraz ogólne warunki akustyczne w placówkach opieki zdrowotnej^29,31,32. Zaobserwowany związek między liczbą odwiedzających a hałasem środowiskowym dodatkowo podkreśla znaczenie uwzględnienia rutynowej aktywności operacyjnej podczas opracowywania strategii zarządzania hałasem w szpitalu. Choć niniejsze ustalenia nie uzasadniają wprowadzenia konkretnych ograniczeń dla odwiedzających, sugerują one, że optymalizacja ścieżek komunikacyjnych, organizacja poczekalni oraz praktyki komunikacyjne mogą uzupełniać strukturalne interwencje akustyczne bez negatywnego wpływu na opiekę nad pacjentem. Ogólnie rzecz biorąc, środowisko akustyczne szpitala prawdopodobnie odzwierciedla łączny wpływ projektu architektonicznego, przepływu pracy klinicznej, przemieszczania się pacjentów i odwiedzających, potrzeb komunikacyjnych, sprzętu medycznego oraz praktyk organizacyjnych, a nie pojedynczy czynnik operacyjny. W związku z tym skuteczne zarządzanie hałasem środowiskowym będzie prawdopodobnie wymagało skoordynowanych działań wielodyscyplinarnych z udziałem klinicystów, administratorów szpitala, architektów, inżynierów, specjalistów ds. kontroli zakażeń oraz personelu zarządzającego obiektem.

Niniejsze badanie dostarcza ustandaryzowanych ram oceny akustyki środowiskowej, które mogą ułatwić przyszłe badania wieloośrodkowe w szpitalach o różnych układach architektonicznych, specjalizacjach klinicznych i systemach opieki zdrowotnej. Takie badania umożliwiłyby ocenę generalizowalności zaobserwowanych wzorców przestrzennych oraz wsparły opracowanie referencyjnych danych akustycznych dla placówek opieki zdrowotnej. Przyszłe badania powinny wykraczać poza przekrojowy monitoring środowiskowy poprzez wprowadzenie ciągłych 24-godzinnych pomiarów akustycznych, obserwacji podłużnych oraz ocen sezonowych, aby lepiej scharakteryzować zmienność czasową pejzaży dźwiękowych w szpitalach. Równoczesne gromadzenie wyników raportowanych przez pacjentów, zwalidowanych miar jakości snu, ocen obciążenia pracą personelu, wydajności komunikacji oraz obiektywnych wskaźników fizjologicznych umożliwiłoby bardziej kompleksową ocenę zależności między akustyką środowiskową a wynikami klinicznymi lub zawodowymi. Niedawne postępy w akustyce opieki zdrowotnej dodatkowo wspierają integrację ciągłego monitoringu akustycznego, zautomatyzowanej identyfikacji źródeł dźwięku, klasyfikacji dźwięków opartej na uczeniu maszynowym, analiz psychoakustycznych oraz technik klasteryzacji w celu uzupełnienia konwencjonalnych pomiarów LAeq. Podejścia te mogą poprawić różnicowanie między ciągłym szumem tła a klinicznie istotnymi przejściowymi zdarzeniami akustycznymi, zapewniając tym samym pełniejsze zrozumienie szpitalnych pejzaży dźwiękowych i ich potencjalnego wpływu na opiekę nad pacjentem oraz wydajność personelu^33,34,46,47. Przyszłe prospektywne badania interwencyjne powinny ocenić skuteczność inżynieryjnych, administracyjnych, behawioralnych i technologicznych strategii zarządzania hałasem, wykorzystując kontrolowane schematy badań przed i po interwencji lub badania wieloośrodkowe, aby wzmocnić bazę dowodową dla zarządzania akustyką w szpitalach^29,31,32,51. Podsumowując, niniejsze badanie stanowi kompleksową ocenę dziennego hałasu środowiskowego w strefach funkcjonalnych szpitala klinicznego trzeciego stopnia referencyjności, z wykorzystaniem ustandaryzowanych pomiarów akustycznych i hierarchicznej analizy statystycznej. Poziomy hałasu środowiskowego konsekwentnie przekraczały powszechnie przywoływane międzynarodowe i krajowe wartości referencyjne podczas rutynowych dziennych operacji klinicznych. Po uwzględnieniu powtarzanych pomiarów i klasteryzacji oddziałowej, najwyższe skorygowane poziomy dźwięku środowiskowego odnotowano na dyżurkach pielęgniarskich, a następnie w korytarzach, strefach aktywności pacjentów i na salach chorych. Liczba odwiedzających oraz liczba łóżek na oddziale były niezależnie powiązane z wyższym LAeq, podczas gdy inne odnotowane charakterystyki operacyjne nie wykazały niezależnego związku z hałasem środowiskowym po korekcie wielowymiarowej. Wyniki te pokazują, że hałas środowiskowy jest nierównomiernie rozłożony w strefach funkcjonalnych szpitala i wskazują obszary operacyjne, które mogą stanowić priorytety dla przyszłego zarządzania akustyką. Ponieważ w badaniu zastosowano obserwacyjny schemat przekrojowy, raportowane zależności nie powinny być interpretowane jako przyczynowe ani jako dowód bezpośredniego wpływu na wyniki pacjentów lub personelu. Niemniej jednak, ustandaryzowany protokół pomiarowy, hierarchiczne podejście analityczne i kompleksowa ocena środowiskowa stanowią solidną podstawę dla przyszłych badań wieloośrodkowych i interwencyjnych mających na celu optymalizację środowiska akustycznego w szpitalach. Rutynowy monitoring akustyki środowiskowej z wykorzystaniem ustandaryzowanych protokołów pomiarowych i odpowiednich hierarchicznych metod analitycznych może ułatwić identyfikację obszarów operacyjnych o wysokim poziomie hałasu i wspierać opracowanie opartych na dowodach strategii zarządzania hałasem w szpitalach.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Dziennik kalibracji	Własne opracowanie	N/A	Dokumentacja kalibracji i weryfikacji instrumentów
Kalibrator akustyczny klasy 1	Hangzhou Aihua Instruments Co., Ltd.	AWA6221B	Kalibracja sonometru (94 dB przy 1 kHz)
Integrujący sonometr klasy 1	Hangzhou Aihua Instruments Co., Ltd.	AWA6228+	Podstawowy instrument do pomiarów hałasu środowiskowego (zgodny z normą IEC 61672-1)
Arkusze gromadzenia danych	Własne opracowanie	N/A	Ustandaryzowany zapis obserwacji terenowych i zmiennych operacyjnych
Cyfrowy termohigrometr	TESTO	608-H1	Monitorowanie temperatury otoczenia i wilgotności względnej podczas pomiarów
Plany pięter szpitala/mapy układu oddziałów	Źródło instytucjonalne	N/A	Identyfikacja lokalizacji pomiarowych na oddziałach
IBM SPSS Statistics (wersja 29.0)	IBM	N/A	Analizy statystyczne
Komputer przenośny	Dell	seria Latitude	Pozyskiwanie, przechowywanie i analiza statystyczna danych
Miara zwijana	STANLEY	N/A	Weryfikacja odległości rozmieszczenia mikrofonów
Microsoft Excel	Microsoft	Aktualna wersja	Zarządzanie danymi i wstępne przetwarzanie danych
Środki ochrony indywidualnej	Zaopatrzenie instytucjonalne	N/A	Zgodność z wymogami kontroli zakażeń w szpitalu
Oprogramowanie statystyczne R (wersja 4.3.3)	R Foundation for Statistical Computing	N/A	Środowisko obliczeń statystycznych
Pakiety R (emmeans, lme4, lmerTest)	Comprehensive R Archive Network (CRAN)	Aktualne wersje	Liniowe modelowanie efektów mieszanych i szacowane średnie marginalne
Akumulator	Hangzhou Aihua Instruments Co., Ltd.	Dostarczony przez producenta	Zasilanie dla integrującego sonometru klasy 1 AWA6228+
Oprogramowanie do sonometru	Hangzhou Aihua Instruments Co., Ltd.	Dołączone do instrumentu	Sterowanie instrumentem, pozyskiwanie danych i eksport pomiarów akustycznych
Statyw trójnogowy	Ogólny dostawca laboratoryjny	N/A	Stabilne ustawienie mikrofonu sonometru