方艙血液透析治療室的構建設想

陳沉，曾冬冬，陸文杰，盧晶

1. 南方醫科大學第三附屬醫院 a. 設備器材科；b. 血液凈化中心，廣東 廣州 510000；2. 貝而克合翔醫療設備（上海）有限公司，上海 200001

引言

2019年12月以來，新型冠狀病毒感染引起的急性呼吸道傳染病席卷全國[1]，疫情蔓延迅速令人們猝不及防。武漢、隨州等地多家醫院被征用為發熱病人收治醫院，為防止交叉感染而暫時關閉血液透析中心等科室，急需接受透析的尿毒癥患者等非新冠肺炎危重病人，陷入求醫無門的困境。如果轉診到外地路上面臨嚴格的交通管制，即使成行，到達異地也要隔離14 d才能接受治療[2]。

尿毒癥患者需要通過透析治療排出體內代謝，通常透析間隔不超過2～3 d，不及時透析或透析不充分會危及患者生命[3‐4]。連續腎臟替代療法（Continuous Renal Replacement Therapy，CRRT）治療機屬于床邊設備，在臨床中通常用于重癥患者或行動不便者的透析，對于非重癥的透析患者，也可使用CRRT機進行常規透析[5]。疫情初期由于場地缺乏與人員來不及妥善安置、調度等因素，正是使用此辦法臨時解決了一小部分患者的透析治療問題。在嚴重疫情環境下，不能正常透析的患者群體會達到一定數量，較以往臨床針對極少數或個別患者安排CRRT機臨時透析的做法并非長久之計。如何在控制新冠疫情的同時保證尿毒癥患者的正常治療，是一個新的課題。

武漢修建了多家方艙醫院，收治新冠肺炎輕癥患者，是借鑒了軍隊野戰醫院的做法。它是基于應急機動醫療救治任務的新型模塊化野戰衛生裝備，依托成套的裝備保障完成傷員救治等任務[6]，在我國抗震救災等公共衛生應急保障中發揮巨大作用。受到啟發，筆者認為方艙透析治療室是解決上述問題的一個好方法，構想設計一套可滿足透析患者常規治療的醫療裝備。

1 構建方法

1.1 總體結構布局

總體布局按照《血液凈化標準操作規程（SOP）》[7]中要求，并遵循醫院感染管理三類環境設計員工通道、患者通道與污物通道（投遞窗）。方艙外形為集裝箱結構，內部空間根據方艙體積可分配4～5個透析單元，并設置1個醫護工作站。每個透析單元獨立密閉，降低交叉感染的風險，相互之間用對光折射率低的透明輕質材料隔開，也方便護士遠距離觀察血透機的工作報警指示燈及病人情況，見圖1。方艙底部便于快速拆裝排污總管等設施和使用叉車舉高；頂部則用于安裝通風設備風機、空調外機等體積較大的設施。

圖1 方艙透析治療室結構布局平面圖

在每個透析單元內，空間上需要滿足透析床（椅）、血透機與人員過道；配備反滲水接口、透析液接口、電源插口、RJ45網線接口、排污管接口、污物投遞窗、出風排風口、紫外線燈、采光窗等設施，見圖2。

圖2 獨立透析單元內的設施布局

1.2 構建原則

方艙內部的管道線路鋪設凡涉及外接的部分均在艙壁處進行密閉處理，選用各種接口需符合隨時拔插的高效原則。排污管道在方艙啟用前鋪設，休艙或停用后拆除丟棄，避免對方艙與周邊環境造成額外污染[8]。為減少接觸感染，所有門口優先考慮采用感應式電動推拉門設計，洗手池亦使用感應式水龍頭，走廊通道掛設免洗消毒劑，每個獨立透析單元內放置一個醫療垃圾密閉箱[9]，護士每次操作完一名患者后需要丟棄手套并洗手消毒。透析單元內不安裝設備帶，患者需要氧氣、負壓、搶救時均使用移動便攜式裝備完成。

1.3 反滲水供應系統

透析機需要使用反滲水對透析濃縮液進行配兌，透析用水質量關系到患者的治療效果與生命安全，必須保證各種化學污染物及微生物達到臨床使用標準。生產透析用水的設備采用外接移動式水處理[10]，自帶加熱或臭氧消毒功能的水處理可進行高頻次消毒。純水管路貫穿鋪設于方艙治療室內壁或夾層，對外預留移動式水處理的快插活接口[11]，快接口必須能承受管道內水壓，避免使用中出現滲漏成為污染源[12]。在疫情期間可能面臨某種消毒劑緊缺的情況下，考慮降低成本與結構強度的同時，內部管路的材料選用上應優先傾向于消毒方式的多樣性，具體材料與消毒方式的兼容性如表1所示。

表1 管路材料與消毒劑/方式的兼容性比對

1.4 供電系統

電力采用雙路供電，分別連接供電方艙與不間斷電源[13‐14]，保證供電不間斷并滿足負荷，使體外循環的血液能安全地回輸到患者體內。電線線徑2.5 mm2，供電電壓220 V，每個透析單元內電源插座同時配備10、16 A兩種規格，功率2500 W，即可兼容國內多款主流型號透析機，見表2。液體管路滲漏會引發漏電與短路，電路走線與插座安裝在其之上。

表2 國內部分可使用通用耗材的主流型號透析機的功率與電源插頭規格

1.5 排污系統與污物通道

透析患者代謝物產生的廢液，通過血透機排水管在治療中實時排出，代謝物具有傳染性，因此對透析廢液妥善處理非常重要。透析單元內設置一個UPVC排水管作為排污管，排污管直徑需要比透析機排液管口徑大，避免發生廢液虹吸倒灌至透析機內；出于對廢液噴濺的考慮，排污管長向上延伸至少是管徑三倍以上，向下延伸則最終連接至艙底排污總管。排污管頂部加裝密封蓋，預留插孔并架起透析機的排水管，密封蓋與排水管之間縫隙做密閉處理，同時在排污管底部設計U型存水彎，雙重密封設計能有效阻隔艙外污染物與管內氣溶膠進入透析單元[15‐16]，具體可參考我院血液凈化中心的透析單元排污管設計，見圖3～4。

圖3 我院血液凈化中心帶存水彎的UPVC透析排污管

圖4 排污設計原理

透析產生的污物及醫療垃圾，丟棄進密閉式的污物收集袋[17]，放入轉運密封箱[9]，最終放置于污物投遞艙運出，從而實現污染物單向移動。污物投遞艙采用內外雙窗門設計，艙內與排氣負壓管相連能始終保持艙內負壓狀態，使用時保持一扇窗門處于關閉狀態。

1.6 透析液供應系統

使用桶裝液供液，有空氣中微生物進入濃縮液桶的風險，因此透析濃縮液供應采用外接的密閉式集中供液[18]，某些不支持集中供液功能的機型可用透析干粉替代。

1.7 照明系統

照明燈嵌入安裝于吊頂，燈罩與天花密閉平鋪，減少衛生死角并保證光照充足。

1.8 血液透析機

方艙內預留透析機位，啟用方艙前臨時調配透析機到現場安裝調試。透析機優先選擇主流品牌且支持通用耗材的機型，機器各接口改裝成與方艙相符的標準。參照《血液凈化中心醫院感染防控護理管理指南》[19]里給出的建議及臨床透析日常消毒的相關工作對透析機進行徹底消毒后方可投入使用[20‐21]。

1.9 信息化管理系統

為減少人員流動帶來的交叉感染風險，提高員工工作效率，方艙治療室在條件允許的情況下有必要考慮采用信息化系統對血透機進行遠程管理。該系統將不同品牌血透機的輸出信號經過轉換，數據通過TCP/IP協議由RJ45網線接口傳輸至醫護工作站等終端管理平臺。目前國內已有許多企業具備開發血透機信息化管理系統的能力，技術也日趨成熟，且兼容多種品牌的血透機，見圖5。此處主要用到系統中遠程對血透機進行參數監控、反向操作血透機、查看病人信息、電子透析記錄、電子病歷等功能[22]，見圖6。遠程監控與操作涉及多方醫療安全責任，投入使用前需要提早與血透機生產商溝通協商，廠家同意授權開放數據對接方可實現。

圖5 國內某款血透信息化管理系統的整體部署方案

圖6 國內某款血透信息化管理系統中透析機實時運行參數的監控界面

1.10 通風系統

方艙通風做濾毒處理，保證室內空氣潔凈[23]。方艙室內不同房間采用10 Pa以上壓力分級的梯度[24]設計，確保氣體由高壓清潔區向低壓污染區單向流動，詳見圖7。優先用推拉門設計也能最大限度減少開關門對艙內氣流方向的干擾，防止透析單元內擾流反向溢出至高壓區[25]。

1.11 消毒措施

每個獨立透析單元安裝吸頂式臭氧紫外線消毒燈，選用功率根據實際設計的獨立空間計算，保證紫外線燈管產生的功率≥1.5 W/m3即可。

1.12 消防措施

由于空間有限，方艙原則上不設專門的消防通道和預警噴淋裝置，建造時應盡量選用非易燃材料，且治療期間有醫護人員實時監控，可在走廊艙壁掛設滅火器，能在火情早期發現撲滅，并視程度是否啟用醫院臨床管理中的《血透應急預案》對患者體外循環的血液緊急分離并疏散，見圖8。

圖8 本院《血透應急預案》中火災緊急處理流程

2 應用效果分析

2.1 治療效率

方艙透析室一旦投放，其主要功能與醫院內固定場所的透析室主要功能無異，本研究選在我院腎內科及血液凈化中心進行測試，分別使用普通透析機和CRRT機兩類設備做常規透析（Hemodialysis，HD），以實現充分透析為目的。標定CRRT機治療時間t0=10 h，每個護士同時照看的最大病人數P0=3；血液透析機治療時間t1=4，每個護士同時照看的最大病人數P1=5；兩種療法的共同變量為：① 實現充分透析治療效果的總時長△t；② 醫療場地占用時間△tloc；③ 完成治療所需的護理人力投入△HRshift。為計算方艙透析室的治療效率與護理人力投入，給每個護理人員排班時長ts=4 h，選取患者數量n=30進行對比：① 計算充分治療時長公式為：△t=n×tx；② 計算場地占用時長公式為：△tloc=n×tx/ Px；③ 計算護理人力資源投入公式為：△ HRshift=n×tx/ Px/ ts。

2.2 院感問題

新冠病毒主要以空氣傳播，要解決交叉感染問題，防止空氣從潔凈等級區低向高滲透是關鍵。美國CDC“肺結核菌院內感染控制準則”指出：只需0.25 Pa的壓差就能使空氣產生定向流動[26]。等級區之間10 Pa以上的壓差足以有效防止污染區空氣逆流，由于不同海拔地區空氣密度發生變化，通過風壓公式WP=0.5×ρ×V2計算求出風速V，使用前用風速儀在各房間縫隙處選擇取樣點測量風速是否達到要求。

2.3 機動性與部署

在我國疫情最嚴重的的武漢地區，通過工人高強度工作在48 h內完成對武漢市第一人民醫院場地改建，增加床位定點收治新冠確診患者進行透析治療，收治非新冠感染患者則轉移到其他醫院開辟新的隔離病區進行床邊治療。方艙透析室屬于快速機動部署的醫療設施，其集裝箱式設計可用起重車吊裝，便于公路、鐵路、水路運輸，非常適合緊急調動。內部非污染性設施固定于方艙內，便于隨艙一體化移動，在使用前按相關規定進行消毒。其模塊化特點可根據需求隨時加拼及拆卸，方艙投入使用前解決外部的接電、接透析液、純水、排污等簡易工程即可啟用。

3 結果

使用方艙透析室與床邊CRRT機均采用HD治療方法時，對比結果如表3所示。

表3 使用CRRT機與普通血液透析機做HD治療對醫療資源造成的消耗對比

CRRT機便利在于不需要反滲水，可隨時進行床邊治療[27]，而透析機需要特定場地和配套硬件支持才能使用。但相較于血透機，使用CRRT機替代也存在不少弊端，通過臨床及設備廠家總結出的情況，對比兩種治療方案中所使用的設備，見表4。

表4 較普通血液透析機，使用CRRT機進行常規透析的弊端論證分析

部署在國內不同海拔的地區，可參考有效防止方艙污染區空氣逆流的10 Pa風速與最小能形成定流的0.25 Pa風速來開展測量工作，見表5。風速達標可有效防止病毒在艙內的空氣傳播。

表5 測風速工作在中國幾個主要城市的所需不同風速參考

在人員和硬件都到位的理想條件下，單個方艙13 h內可完成部署并使用，見表6。優于目前武漢地區所采用的解決方案。

表6 方艙透析室使用前的主要準備工作

4 討論

綜合CRRT機做常規透析的種種不利因素，再根據我院實踐，使用普通透析機做常規治療，可以節省許多人力、場地資源，提高工作效率。疫情期間醫護人力與醫用場地這些醫療資源已經非常緊張，繼續采用床邊這種低效的權宜之計無疑會對資源造成極大地浪費，給社會帶來更加沉重的負擔，在方艙內部安裝普通透析機，是解決上述不利因素的一種有效方法。

透析病人患有基礎病癥，免疫力低下，屬于易感人群。面對前所未有的疫情，全球各國缺乏經驗，此次疫情爆發時沒有太多妥善解決措施[28]。在缺少一款具有隔離效果的移動透析室支援的情況下，只能采取分點放置、加強患者個人防護、保持患者間距離等措施。這些患者數量龐大，特殊時期只能減少每次治療的時間來滿足透析次數以維持患者生命，并不能保證患者透析充分性。同時在病人轉院的問題上，血透中心醫護人員對新病人不熟悉，需要翻閱大量病例，不但增加了醫護工作量, 而且也不能實時、準確地反映患者透析過程中生命體征的變化[29]。而把方艙透析室部署在原醫院，為所屬透析點臨時增加了額外床位，病人檔案就地遷移或者在方艙內臨時加裝該院的病例信息化管理系統，只需增配透析醫務人員，可一次性解決患者無法及時透析、充分透析以及病人檔案管理三大難題。

湯黎明等[30]設計過移動式的方艙透析治療系統，但沒有相應的排污、隔離、通風措施設計，并不適合在此次疫情中使用。本研究中針對新冠疫情設計的方艙透析室，從設計上有預防污染物空氣傳播的措施，可預防非新冠感染者在透析過程中交叉感染；用于支援新冠確診患者的集中收治時，其特點滿足醫院間和疫區間靈活調度；對于有確診史的陰性患者存在復陽可能，方艙可用作開辟過渡病區，收治轉陰患者。疫情過后可作為國家戰略儲備應對下一次公共危機，或當作移動站點支援偏遠和欠發達地區的透析需求[31]，發揮剩余價值。

5 總結

本研究中針對新冠疫情設計的方艙血液透析治療室，是一種為適應當前嚴峻形勢而衍生出來的新醫療裝備。希望通過上述方法，開辟一條能在重大災難中保證正常醫療的道路。設想是否妥當合理，供同道們研究討論，共同為保障人民的生命安全貢獻力量。