新型冠状病毒肺炎疫情期间发热筛查相关问题的证据总结

2020-01-11 04:24刘雨薇龚仁蓉许瑞华
护理研究 2020年6期
关键词:热像仪前额温度计

刘雨薇,龚仁蓉,许瑞华,蒋 艳,龚 姝

(四川大学华西医院/华西护理学院,四川 610041)

2019 年12 月以来,我国暴发了新型冠状病毒肺炎疫情。截至2020 年2 月9 日,全国已逾3 万人确诊为新型冠状病毒肺炎[1]。发热是新型冠状病毒肺炎的重要临床表现[2],自疫情暴发以来,我国在各大交通枢纽、医院、机关、学校乃至社区入口均设置了发热筛查点。本研究旨在回顾国际应对突发公共卫生事件时采取的发热筛查措施,对相关问题进行证据总结,为提高当前发热筛查的规范性与有效性提供循证依据。

1 资料与方法

按优先级逐个检索EBM Guidelines,Essential Evidence Plus,Dynamed,UpToDate,Jonna Briggs Institute 循证卫生保健中心数据库,British Medical Journal Best Practice,Clinical Key,Cochrane Library,National Guideline Clearinghouse(NGC),NHS Evidence,中国临床指南协作网,PubMed,EMbase,CINAHL,中国知网(CNKI),万方(WanFang Data)等数据库。检索时间截至2020 年2 月8 日。关键词为:fever,screen,noncontact,infrared thermography or thermometers,thermal screening,thermal scanners,SARS,H1N1,MERS,2019-nCoV,发热筛查。对检索出的相关文献进行综述。

2 问题与对策

2.1 发热筛查对控制疫情能发挥多大作用?随着国际交流合作的增加、交通运输业的发展,地区暴发的流行性疾病可能迅速蔓延至全球。当严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)、甲型H1N1 流感、埃博拉出血热、新型冠状病毒肺炎等对全球卫生健康构成巨大威胁时,多个国家(如中国、美国、加拿大、新加坡、日本等)启动了大规模的发热筛查以控制疾病传播[3-7]。2003 年SARS 流行期间,我国在航空、铁路、公路主要交通干道设置了检验检疫站,24 h不间断开展排查工作[8]。据北京市统计数据,自2003年4 月22 日—6 月30 日各交通系统检测约1 400 万人,设备总投入在4 000 万元以上,筛查出的发热病人占0.008%~0.200%,最终确诊者12 例[3,9]。从直接由发热筛查确诊的病人数量来看,发热筛查对疫情的防控作用有限,成本效益较低,主要原因在于:一方面,发热筛查不能识别处于潜伏期的无症状感染者,也不能识别提前服用退热药物的病人;另一方面,由于技术手段的限制,发热筛查设备只能检测人体体表温度,故准确性 较 差[3,9]。Bitar 等[10]系统回顾了1975 年—2009 年 在机场、医院等场所应用非接触红外体温计进行发热筛查的文献,由于使用设备、测量环境、测量部位、参照体温以及判断发热阈值不同,不同研究报道的数据波动范围较大,主要表现出较低的敏感度(4.0%~89.6%,提示可能遗漏发热病人)与较低的阳性预测值(0.9%~76.0%,统一校正发热率至1% 后为3.5%~65.4%,提示可能错误判断需要进一步医学观察的对象)。但是发热筛查还存在未被量化的潜在效应——既可以警示有症状者取消出行计划,降低疾病传播风险,也可以提高公众对疾病流行的警觉度[10-11]。Cowling等[11]比较了2009 年世界卫生组织宣布甲型H1N1 流感作为公共卫生紧急事件之后启动了入境发热筛查的国家和未进行入境发热筛查的国家,发现不管是基于数学模型还是事实结果,实施入境筛查政策都不能阻止H1N1 病毒在当地的传播,但是可以将发现首例病人的时间推迟7~12 d,从而为当地提前部署综合防控计划争取到宝贵的缓冲时间,例如提前关闭学校等场所,以更好地应对和减轻疫情带来的冲击。从Cowling等[11]的研究中还可以发现不同国家采取的入境筛查策略有4 种:上飞机前测量体温;填写健康声明表单;评估是否有症状;出机场前使用热扫描仪再次检测体温。

基于文献查阅结果,总结出对发热筛查的建议:①启动发热筛查对控制疫情快速扩散十分必要;②需要进一步提高设备技术水平,制定更优化的筛查方案,以提升成本效益;③不以监测体温作为唯一的筛查措施,有条件者应结合流行病学接触史、个人症状综合评估哪些对象需要接受进一步的密切观察。

2.2 发热筛查可以选择什么筛查工具?红外体温测量装置是目前唯一可用于大规模人群快速发热筛查的工具[12]。对于机场、车站等量大且无定向人群,主要通过在固定地点安装红外热像仪(infrared thermography,IRT),可远距离快速扫描人群的头部皮肤温度,提供非接触的、可量化的皮肤热成像,并配备自动报警功能[13]。近距离的个人筛查则采用手握便携型的非接触红外额式温度计(non-contact infrared thermometers,NCITs)测量体温。颞动脉温度计、红外线鼓膜温度计等设备需要直接接触人体皮肤,有病毒交叉传播的风险,因此,不适宜于快速大规模人群筛查。2003 年SARS 期间,我国在机场、火车站使用的测温仪器主要为新加坡和我国台湾、武汉高德等提供的红外成像测温仪、清华力合生产的悬挂式红外测温仪,手持红外测温仪在各系统广泛采用,品种繁多,最后复测均用腋下体温表[8]。国外文献报道的红外检测系统中,主要有FLIR ThermoVision,Wahl Fever Alert Imager,Opto-Therm Thermoscreen,Thermofocus 等多个品种[14-15]。综上所述,对于发热筛查工具的建议:红外热像仪与非接触红外额式温度计是目前可用于大规模人群快速筛查发热的工具,具体可供选择的品种繁多。

2.3 红外筛查工具的准确性如何?

2.3.1 红外热像仪 吸取SARS 期间红外热像仪报告结果不一致的经验,国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)和国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)成立了联合工作组,分别制定了2008 年版红外热像仪国际标准和2017 年版ISO 技术报告,从筛查场地条件、筛查过程策划、筛查热像仪的选择、系统设置、筛查方案、筛查结果解释、操作人员要求、责任机构要求、数据存储和安全9 个方面给出了指南推荐意见,以规范发热筛查红外热像仪的设计开发和使用,有效提升了红外热像仪筛查的可靠性[13]。近年来越来越多的文献报道红外热像仪的准确性已逐渐超过了手持非接触红外额式温度计[12]。Selent 等[14]比较了3 种红外热像仪,其中OptoTherm 和FLIR Thermo 的敏感度和特异度均优于Thermofocus(敏感度分别为83.0%、83.7%、76.8%,特异度为86.3%、85.7%、79.4%)。Nguyen等[15]比较 了OptoTherm,FLIR Thermo 和Wahl Fever Alert Imager 3 种红外热像仪对大规模发热筛查的有效性,发现OptoTherm 和FLIR Thermo 区分发热病人的敏感度(91%和90%)和特异度(86%和80%)较好,高于病人自我报告发热(敏感度为75.0%,特异度为84.7%),Wahl Fever Alert Imager 表现较差,但也可达到敏感度80%及特异度65%,得出红外热像仪是快速、非接触大规模筛查发热的有效工具的结论。袁浩期等[16]报道,随着神经网络的快速发展,采用深度网络可实现对多姿态人脸的定位检测,有助于提高对运动中人脸部温度检测精度,可将测量误差控制在0.2 ℃以内。

2.3.2 非接触红外额式温度计 因体表皮肤温度容易受环境温度、皮肤出汗等因素影响,红外额式体温计的准确性较差,仅用于初步筛查发热病人。田永明等[17]研究发现,当病人体温在正常范围内时,红外额式温度计测量额温与腋温差异无统计学意义,但对于发热病人(腋温≥38 ℃),额温比腋温平均低0.5 ℃。Rubia等[18]使用红外额式温度计测得右侧太阳穴部位温度比肺动脉温度平均低1.0 ℃,波动范围可达-0.4~2.4 ℃;以肺动脉温度38.5 ℃作为判断发热的阈值,红外额式体温计判断发热的敏感度只有47%。Liu 等[19]在户外条件下测得非接触红外额式温度计测量前额平均温度比鼓膜平均温度低0.81 ℃;以37.5 ℃作为判断发热的阈值,敏感度只有17.3%。因此,对于初筛发现的发热病人需再次复测体温。证据小结:红外测温装置仅可用于初步筛查发热病人,对于初筛发热者应再次复测体温。

2.4 个人使用红外额式温度计如何选择测量部位?皮肤温度是身体深部器官所产生的热量,经由组织传导和血液循环带至体表的结果,故皮肤表面温度与皮肤下方血流分布、脂肪层厚度密切相关[20]。皮肤作为人体散热的重要场所,其血液循环的结构特点决定了皮肤血流量可以在很大范围内变动,故皮肤表面温度波动较大[21]。庞诚等[20,22]使用接触式测温仪在不同环境温度下测量健康男性青年头颈部皮肤温度,发现头颈部平均皮肤温度随气温降低而降低,但前额、颞部、颈部变化幅度最小,为热稳定区,面颊、耳郭、鼻等部位更易受气温影响,为热不稳定区。喻春雨等[23]研究结果同样支持前额的温度稳定性高于鼻、眼、面颊、下颌等部位。其生理机制为:额、颞、颈部等以舒张血管神经支配占优势,而鼻、唇、眼及耳郭等区域则以收缩血管神经支配为主导,因此,前额不会产生由寒冷刺激引起的反射性血管收缩反应,仅会因环境温度的直接作用引起皮肤温度小幅度下降[20,24]。以上研究提示额部、颞部、颈部都可作为体温测量点。

到目前为止,尚没有足够证据支持额部、颞部、颈部之间的温度是否存在差异。庞诚等[20]采用红外热像仪对热稳定区进行体表温度测定,发现颞部、颈侧部的温度高于前额,在不同环境温度下的稳定性也比前额高(前额32.7 ℃,变异率为5.5%;颞部33.5 ℃,变异率为1.4%;颈侧32.9 ℃,变异率为1.2%;环境温度26 ℃,n=15),提示颞部、颈侧部可能是比前额更加理想的体表温度监测点。然而周娴等[25]使用红外测温仪比较病人的额温、颈侧部温度[前额(36.21±0.06)℃,颈侧部(36.18±0.06)℃],差异无统计学意义(P>0.05),可能与温度差值不大,非接触红外温度计的灵敏度反映不出这一细微差异有关。

另外,内眼角、外耳道或许也可作为温度测量点。Liu 等[19]在SARS 期间使用非接触红外温度计测量前额与外耳道温度,发现外耳道温度与鼓膜温度更接近[前额(35.63±0.36)℃,外耳道(36.20±0.30)℃,鼓膜(36.44±0.37)℃],以37.5 ℃作为判断发热的阈值,因前额温度低于鼓膜温度,增大了假阴性结果的概率(前额82.7%,外耳道17.3%),可能造成漏检;因该研究测量地点为医院入口外临时搭建的发热门诊,故作者认为在户外环境选用耳道作为筛查点比前额更可靠,考虑到大部分筛查均在户外环境进行,此研究可能更接近真实环境。另一篇文献同样得出结论,外耳道比前额温度判断发热敏感度更高(67.0%,4.0%)[26]。但是以上研究以鼓膜温度作为参照标准可能不够准确,因红外鼓膜温度测量仪并不能准确反映核心温度。关于内眼角,Haddadin 等[27]依据头颈部的红外热成像图,发现内眼角与鼻根部之间的眼眶内上部区域无皮下脂肪组织,呈现最高的热排放量,可作为理想的体温监测部位。郭振华[28]研究发现,与腋窝温度相比,在内眼角处覆盖隔热材料后测得体温更接近肺动脉温度(平均温度差值0.46 ℃和0.34 ℃)。Ng 等[29-30]对头颈部的红外热成像扫描同样发现,颞部温度与耳蜗温度最接近,其次是内眼角与前额。但是对于非接触红外额式温度计,可能无法区分这一细微的温度差异,且对于佩戴眼镜的测量对象会增加操作程序,不能确定内眼角是否为更佳的手持红外温度计筛查点。

证据小结:①前额、颞部、颈部是头颈部的热稳定区,前额面积大、暴露明显,颈侧和颞部热稳定性好,而且测量人员可避免直接面对被测量者,均可作为体温测量部位;②需要更多证据支持经外耳道、内眼角作为体温筛查部位的准确性与可行性。

2.5 对需复测体温者,应选择什么测量部位?体温监测方法分为中心测温法与外周测温法。传统技术条件下,中心测温包括经肺动脉、鼻咽、食管、直肠、膀胱等部位,需采用侵入性设备才能测量核心体温;外周测温法包括经鼓膜、颞动脉、口腔、腋窝、皮肤(前额)等部位测温[31]。分析人体正常体温的系统评价表明,按从高到低排序,分别为:直肠(37.04±0.36)℃,鼓膜(36.64±0.44)℃,口腔(36.57±0.42)℃,腋窝(35.97±0.48)℃[32]。另一篇系统评价显示,与核心温度相比,口腔温度偏差-0.25~0.12 ℃,电子温度计测得腋下温度偏差-1.25~0.60 ℃,颞动脉温度计测得温度偏差-0.44~1.30 ℃,鼓膜温度偏差-1.06~0.98 ℃[33]。可见,只有口腔温度最接近核心体温,且波动幅度最小,而红外鼓膜温度计、颞动脉温度计、电子腋下温度计测得温度均与核心体温有较大的偏差,因此,国外某儿童医院的循证护理小组倡议以测量口温代替腋下温度[34]。德国的一篇预防术中低体温指南也认为无创体温监测中口腔温度最可靠[35]。但是以上结论是在实验条件下进行的,临床真实情境下口腔温度容易受张口呼吸、冷热饮、环境温度等因素影响,故我国目前普遍的临床习惯仍为测量腋下温度。证据小结:推荐复测腋下温度。

2.6 复测腋下温度应选择什么设备?腋下温度可采用传统水银体温计或医用接触式腋下电子体温计进行测量。传统水银温度计在我国使用最广泛,具备性能稳定、读数准确的优点,但缺点在于测量时间长、容易破碎,其中包含的汞被世界卫生组织定为危害公众健康的十大化学物质之一[36],具有很强的生物毒性、生物蓄积性、持久性和全球迁移性[37]。鉴于汞外泄带来的危害,世界卫生组织已呼吁至2020 年淘汰使用水银温度计[38],国外许多医疗机构已使用电子温度计代替水银体温计[18,33-34]。但是基于苗逢雨等[37]的调查,无汞温度计在我国的推进进程仍十分缓慢,主要与缺乏十分理想的替代电子产品以及一直以来以水银体温计作为金标准的固有观念有关。对于腋下电子温度计的准确性,不同的研究报道差异较大。Rubia 等[18]认为,腋下电子体温计测得腋温与肺动脉温度平均相差0.2 ℃(-0.6~1.0 ℃),具有临床可接受的精确度,并且其判断发热的ROC 曲线下面积大于颞动脉温度计和鼓膜温度计;然而也有研究表明电子温度计的波动较大,稳定性不够高[34]。一项系统评价表明,所有的传统外周体温设备都不能准确地反映核心温度[39]。近年来随着体温监测技术的进展,经由体表模拟核心温度技术已经较为成熟并投入市场使用。例如国产无线体温传感器iThermonitor®可以腋窝温度为基础,采用人工智能算法拟合核心体温,与食管温度相比偏差仅(0.14±0.26)℃,95%一致性界限为-0.38~0.66 ℃,具有较好的精确度与稳定性[40];美国3M 公司生产的SpotOnTM体温监测系统,通过在前额皮肤放置零热通量传感器估算核心温度,与核心温度平均误差0.26 ℃[24]。可以预见人工智能的飞速发展将深度改变测量体温与临床实践的方式。证据小结:①推荐采用水银体温计或医用电子接触式温度计复测腋下温度,但应尽量减少水银体温计的使用;②已有权威文献验证精度的新型可穿戴设备也可用于临床测量体温。

2.7 判断发热的体温标准是什么?李岩等[9]提出,我国在SARS期间存在各地对于体温的掌握标准不一致的问题,例如:北京首都国际机场采用的发热标准是>37.2 ℃,而上海市虹桥机场、广州市白云机场采用的标准是>38 ℃。国外文献报道不同国家/地区在进行发热筛查时也存在37.5 ℃、37.7 ℃、38.0 ℃等多种标准[10]。经查阅相关文献,在临床实践中,通常以体温≥38 ℃作为判断发热的分界点[39];世界卫生组织发布的新型冠状病毒肺炎临床管理临时指南也以体温≥38 ℃为判断标准[41]。但是考虑到红外额式温度计的测量结果通常比核心体温低,故在进行大规模筛查时需适当调低发热的参考线,以减少遗漏。对于当前新型冠状病毒感染期间的发热筛查,尚没有统一的发热阈值,但是四川大学华西医院院内发布的防控方案提出,发热门诊用体温枪初筛≥37.3 ℃者需进一步复查腋下体温,或可作为参考。证据总结:在大规模发热筛查时,初筛体温≥37.3 ℃者需进一步复测腋下体温,复测体温≥38.0 ℃则认为存在发热。

2.8 疑似病人的医学隔离观察可选用哪种体温监测设备?对于密切接触者或疑似病人,在医学隔离观察期间,体温变化是明确诊断、判断病情变化的重要参考依据。近年来,可穿戴体温监测技术的发展显著提升了远程连续体温监测的可行性。我国学者高磊等[42]曾在塞拉利昂埃博拉留观中心使用体温远程连续监测系统,该系统由我国军事医学科学院研发,将红外探头粘贴于病人腋下,搭配测温基站与服务器使用,实现对疑似感染埃博拉病毒者的远程体温监测。而带人工智能的可穿戴iThermonitor®无线体温传感器具有更好的测量精确度与佩戴舒适性,目前已用于新型冠状病毒肺炎疑似病人的隔离观察和确诊病人的临床治疗中。远程连续体温监测的优势在于:①可自动将病人体温发送到测温基站,代替病人自我报告体温,医务人员远程查看管理,减少密切接触;②可实时呈现病人的真实世界体温曲线体温,数据图像化,更直观,易于数据分析;③已有权威文献报道,与传统的6 h 测量1 次体温的间断体温测量相比,连续体温监测能够提前180 min 捕捉到病人体温上升的早期趋势[43],有助于医护人员第一时间识别病人病情变化,尽快给予诊疗措施。推荐意见:采用智能可穿戴设备进行远程连续体温监测代替传统的间断式体温监测,可在传染病留观中心和隔离病房发挥作用。

3 小结

在突发公共卫生事件时,启动发热筛查对控制疫情传播是必要的。但是需要进一步提升设备性能、制定统一的筛查方案,包括选用合适的筛查设备、规范测量部位、统一发热参考标准,以提高发热筛查的规范性与有效性。

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