方舱血液透析治疗室的构建设想

陈沉，曾冬冬，陆文杰，卢晶

1. 南方医科大学第三附属医院 a. 设备器材科；b. 血液净化中心，广东 广州 510000；2. 贝而克合翔医疗设备（上海）有限公司，上海 200001

引言

2019年12月以来，新型冠状病毒感染引起的急性呼吸道传染病席卷全国[1]，疫情蔓延迅速令人们猝不及防。武汉、随州等地多家医院被征用为发热病人收治医院，为防止交叉感染而暂时关闭血液透析中心等科室，急需接受透析的尿毒症患者等非新冠肺炎危重病人，陷入求医无门的困境。如果转诊到外地路上面临严格的交通管制，即使成行，到达异地也要隔离14 d才能接受治疗[2]。

尿毒症患者需要通过透析治疗排出体内代谢，通常透析间隔不超过2～3 d，不及时透析或透析不充分会危及患者生命[3‐4]。连续肾脏替代疗法（Continuous Renal Replacement Therapy，CRRT）治疗机属于床边设备，在临床中通常用于重症患者或行动不便者的透析，对于非重症的透析患者，也可使用CRRT机进行常规透析[5]。疫情初期由于场地缺乏与人员来不及妥善安置、调度等因素，正是使用此办法临时解决了一小部分患者的透析治疗问题。在严重疫情环境下，不能正常透析的患者群体会达到一定数量，较以往临床针对极少数或个别患者安排CRRT机临时透析的做法并非长久之计。如何在控制新冠疫情的同时保证尿毒症患者的正常治疗，是一个新的课题。

武汉修建了多家方舱医院，收治新冠肺炎轻症患者，是借鉴了军队野战医院的做法。它是基于应急机动医疗救治任务的新型模块化野战卫生装备，依托成套的装备保障完成伤员救治等任务[6]，在我国抗震救灾等公共卫生应急保障中发挥巨大作用。受到启发，笔者认为方舱透析治疗室是解决上述问题的一个好方法，构想设计一套可满足透析患者常规治疗的医疗装备。

1 构建方法

1.1 总体结构布局

总体布局按照《血液净化标准操作规程（SOP）》[7]中要求，并遵循医院感染管理三类环境设计员工通道、患者通道与污物通道（投递窗）。方舱外形为集装箱结构，内部空间根据方舱体积可分配4～5个透析单元，并设置1个医护工作站。每个透析单元独立密闭，降低交叉感染的风险，相互之间用对光折射率低的透明轻质材料隔开，也方便护士远距离观察血透机的工作报警指示灯及病人情况，见图1。方舱底部便于快速拆装排污总管等设施和使用叉车举高；顶部则用于安装通风设备风机、空调外机等体积较大的设施。

图1 方舱透析治疗室结构布局平面图

在每个透析单元内，空间上需要满足透析床（椅）、血透机与人员过道；配备反渗水接口、透析液接口、电源插口、RJ45网线接口、排污管接口、污物投递窗、出风排风口、紫外线灯、采光窗等设施，见图2。

图2 独立透析单元内的设施布局

1.2 构建原则

方舱内部的管道线路铺设凡涉及外接的部分均在舱壁处进行密闭处理，选用各种接口需符合随时拔插的高效原则。排污管道在方舱启用前铺设，休舱或停用后拆除丢弃，避免对方舱与周边环境造成额外污染[8]。为减少接触感染，所有门口优先考虑采用感应式电动推拉门设计，洗手池亦使用感应式水龙头，走廊通道挂设免洗消毒剂，每个独立透析单元内放置一个医疗垃圾密闭箱[9]，护士每次操作完一名患者后需要丢弃手套并洗手消毒。透析单元内不安装设备带，患者需要氧气、负压、抢救时均使用移动便携式装备完成。

1.3 反渗水供应系统

透析机需要使用反渗水对透析浓缩液进行配兑，透析用水质量关系到患者的治疗效果与生命安全，必须保证各种化学污染物及微生物达到临床使用标准。生产透析用水的设备采用外接移动式水处理[10]，自带加热或臭氧消毒功能的水处理可进行高频次消毒。纯水管路贯穿铺设于方舱治疗室内壁或夹层，对外预留移动式水处理的快插活接口[11]，快接口必须能承受管道内水压，避免使用中出现渗漏成为污染源[12]。在疫情期间可能面临某种消毒剂紧缺的情况下，考虑降低成本与结构强度的同时，内部管路的材料选用上应优先倾向于消毒方式的多样性，具体材料与消毒方式的兼容性如表1所示。

表1 管路材料与消毒剂/方式的兼容性比对

1.4 供电系统

电力采用双路供电，分别连接供电方舱与不间断电源[13‐14]，保证供电不间断并满足负荷，使体外循环的血液能安全地回输到患者体内。电线线径2.5 mm2，供电电压220 V，每个透析单元内电源插座同时配备10、16 A两种规格，功率2500 W，即可兼容国内多款主流型号透析机，见表2。液体管路渗漏会引发漏电与短路，电路走线与插座安装在其之上。

表2 国内部分可使用通用耗材的主流型号透析机的功率与电源插头规格

1.5 排污系统与污物通道

透析患者代谢物产生的废液，通过血透机排水管在治疗中实时排出，代谢物具有传染性，因此对透析废液妥善处理非常重要。透析单元内设置一个UPVC排水管作为排污管，排污管直径需要比透析机排液管口径大，避免发生废液虹吸倒灌至透析机内；出于对废液喷溅的考虑，排污管长向上延伸至少是管径三倍以上，向下延伸则最终连接至舱底排污总管。排污管顶部加装密封盖，预留插孔并架起透析机的排水管，密封盖与排水管之间缝隙做密闭处理，同时在排污管底部设计U型存水弯，双重密封设计能有效阻隔舱外污染物与管内气溶胶进入透析单元[15‐16]，具体可参考我院血液净化中心的透析单元排污管设计，见图3～4。

图3 我院血液净化中心带存水弯的UPVC透析排污管

图4 排污设计原理

透析产生的污物及医疗垃圾，丢弃进密闭式的污物收集袋[17]，放入转运密封箱[9]，最终放置于污物投递舱运出，从而实现污染物单向移动。污物投递舱采用内外双窗门设计，舱内与排气负压管相连能始终保持舱内负压状态，使用时保持一扇窗门处于关闭状态。

1.6 透析液供应系统

使用桶装液供液，有空气中微生物进入浓缩液桶的风险，因此透析浓缩液供应采用外接的密闭式集中供液[18]，某些不支持集中供液功能的机型可用透析干粉替代。

1.7 照明系统

照明灯嵌入安装于吊顶，灯罩与天花密闭平铺，减少卫生死角并保证光照充足。

1.8 血液透析机

方舱内预留透析机位，启用方舱前临时调配透析机到现场安装调试。透析机优先选择主流品牌且支持通用耗材的机型，机器各接口改装成与方舱相符的标准。参照《血液净化中心医院感染防控护理管理指南》[19]里给出的建议及临床透析日常消毒的相关工作对透析机进行彻底消毒后方可投入使用[20‐21]。

1.9 信息化管理系统

为减少人员流动带来的交叉感染风险，提高员工工作效率，方舱治疗室在条件允许的情况下有必要考虑采用信息化系统对血透机进行远程管理。该系统将不同品牌血透机的输出信号经过转换，数据通过TCP/IP协议由RJ45网线接口传输至医护工作站等终端管理平台。目前国内已有许多企业具备开发血透机信息化管理系统的能力，技术也日趋成熟，且兼容多种品牌的血透机，见图5。此处主要用到系统中远程对血透机进行参数监控、反向操作血透机、查看病人信息、电子透析记录、电子病历等功能[22]，见图6。远程监控与操作涉及多方医疗安全责任，投入使用前需要提早与血透机生产商沟通协商，厂家同意授权开放数据对接方可实现。

图5 国内某款血透信息化管理系统的整体部署方案

图6 国内某款血透信息化管理系统中透析机实时运行参数的监控界面

1.10 通风系统

方舱通风做滤毒处理，保证室内空气洁净[23]。方舱室内不同房间采用10 Pa以上压力分级的梯度[24]设计，确保气体由高压清洁区向低压污染区单向流动，详见图7。优先用推拉门设计也能最大限度减少开关门对舱内气流方向的干扰，防止透析单元内扰流反向溢出至高压区[25]。

1.11 消毒措施

每个独立透析单元安装吸顶式臭氧紫外线消毒灯，选用功率根据实际设计的独立空间计算，保证紫外线灯管产生的功率≥1.5 W/m3即可。

1.12 消防措施

由于空间有限，方舱原则上不设专门的消防通道和预警喷淋装置，建造时应尽量选用非易燃材料，且治疗期间有医护人员实时监控，可在走廊舱壁挂设灭火器，能在火情早期发现扑灭，并视程度是否启用医院临床管理中的《血透应急预案》对患者体外循环的血液紧急分离并疏散，见图8。

图8 本院《血透应急预案》中火灾紧急处理流程

2 应用效果分析

2.1 治疗效率

方舱透析室一旦投放，其主要功能与医院内固定场所的透析室主要功能无异，本研究选在我院肾内科及血液净化中心进行测试，分别使用普通透析机和CRRT机两类设备做常规透析（Hemodialysis，HD），以实现充分透析为目的。标定CRRT机治疗时间t0=10 h，每个护士同时照看的最大病人数P0=3；血液透析机治疗时间t1=4，每个护士同时照看的最大病人数P1=5；两种疗法的共同变量为：① 实现充分透析治疗效果的总时长△t；② 医疗场地占用时间△tloc；③ 完成治疗所需的护理人力投入△HRshift。为计算方舱透析室的治疗效率与护理人力投入，给每个护理人员排班时长ts=4 h，选取患者数量n=30进行对比：① 计算充分治疗时长公式为：△t=n×tx；② 计算场地占用时长公式为：△tloc=n×tx/ Px；③ 计算护理人力资源投入公式为：△ HRshift=n×tx/ Px/ ts。

2.2 院感问题

新冠病毒主要以空气传播，要解决交叉感染问题，防止空气从洁净等级区低向高渗透是关键。美国CDC“肺结核菌院内感染控制准则”指出：只需0.25 Pa的压差就能使空气产生定向流动[26]。等级区之间10 Pa以上的压差足以有效防止污染区空气逆流，由于不同海拔地区空气密度发生变化，通过风压公式WP=0.5×ρ×V2计算求出风速V，使用前用风速仪在各房间缝隙处选择取样点测量风速是否达到要求。

2.3 机动性与部署

在我国疫情最严重的的武汉地区，通过工人高强度工作在48 h内完成对武汉市第一人民医院场地改建，增加床位定点收治新冠确诊患者进行透析治疗，收治非新冠感染患者则转移到其他医院开辟新的隔离病区进行床边治疗。方舱透析室属于快速机动部署的医疗设施，其集装箱式设计可用起重车吊装，便于公路、铁路、水路运输，非常适合紧急调动。内部非污染性设施固定于方舱内，便于随舱一体化移动，在使用前按相关规定进行消毒。其模块化特点可根据需求随时加拼及拆卸，方舱投入使用前解决外部的接电、接透析液、纯水、排污等简易工程即可启用。

3 结果

使用方舱透析室与床边CRRT机均采用HD治疗方法时，对比结果如表3所示。

表3 使用CRRT机与普通血液透析机做HD治疗对医疗资源造成的消耗对比

CRRT机便利在于不需要反渗水，可随时进行床边治疗[27]，而透析机需要特定场地和配套硬件支持才能使用。但相较于血透机，使用CRRT机替代也存在不少弊端，通过临床及设备厂家总结出的情况，对比两种治疗方案中所使用的设备，见表4。

表4 较普通血液透析机，使用CRRT机进行常规透析的弊端论证分析

部署在国内不同海拔的地区，可参考有效防止方舱污染区空气逆流的10 Pa风速与最小能形成定流的0.25 Pa风速来开展测量工作，见表5。风速达标可有效防止病毒在舱内的空气传播。

表5 测风速工作在中国几个主要城市的所需不同风速参考

在人员和硬件都到位的理想条件下，单个方舱13 h内可完成部署并使用，见表6。优于目前武汉地区所采用的解决方案。

表6 方舱透析室使用前的主要准备工作

4 讨论

综合CRRT机做常规透析的种种不利因素，再根据我院实践，使用普通透析机做常规治疗，可以节省许多人力、场地资源，提高工作效率。疫情期间医护人力与医用场地这些医疗资源已经非常紧张，继续采用床边这种低效的权宜之计无疑会对资源造成极大地浪费，给社会带来更加沉重的负担，在方舱内部安装普通透析机，是解决上述不利因素的一种有效方法。

透析病人患有基础病症，免疫力低下，属于易感人群。面对前所未有的疫情，全球各国缺乏经验，此次疫情爆发时没有太多妥善解决措施[28]。在缺少一款具有隔离效果的移动透析室支援的情况下，只能采取分点放置、加强患者个人防护、保持患者间距离等措施。这些患者数量庞大，特殊时期只能减少每次治疗的时间来满足透析次数以维持患者生命，并不能保证患者透析充分性。同时在病人转院的问题上，血透中心医护人员对新病人不熟悉，需要翻阅大量病例，不但增加了医护工作量, 而且也不能实时、准确地反映患者透析过程中生命体征的变化[29]。而把方舱透析室部署在原医院，为所属透析点临时增加了额外床位，病人档案就地迁移或者在方舱内临时加装该院的病例信息化管理系统，只需增配透析医务人员，可一次性解决患者无法及时透析、充分透析以及病人档案管理三大难题。

汤黎明等[30]设计过移动式的方舱透析治疗系统，但没有相应的排污、隔离、通风措施设计，并不适合在此次疫情中使用。本研究中针对新冠疫情设计的方舱透析室，从设计上有预防污染物空气传播的措施，可预防非新冠感染者在透析过程中交叉感染；用于支援新冠确诊患者的集中收治时，其特点满足医院间和疫区间灵活调度；对于有确诊史的阴性患者存在复阳可能，方舱可用作开辟过渡病区，收治转阴患者。疫情过后可作为国家战略储备应对下一次公共危机，或当作移动站点支援偏远和欠发达地区的透析需求[31]，发挥剩余价值。

5 总结

本研究中针对新冠疫情设计的方舱血液透析治疗室，是一种为适应当前严峻形势而衍生出来的新医疗装备。希望通过上述方法，开辟一条能在重大灾难中保证正常医疗的道路。设想是否妥当合理，供同道们研究讨论，共同为保障人民的生命安全贡献力量。