體育館改建新冠肺炎方艙醫(yī)院的空氣傳播病毒隔斷處理方法探討

李亦琛

一、引言

自2019年12月新冠肺炎在武漢爆發(fā)以來，作為一個(gè)土生土長的武漢人，我也經(jīng)歷了新冠肺炎疫情對社會的沖擊和對我個(gè)人生活的影響。電視上每天都有新冠肺炎疫情發(fā)展的情況及患者的救治報(bào)道，但是面對看不見摸不著的新冠病毒，我想該如何預(yù)防交叉感染？醫(yī)護(hù)人員如何救治大量的新冠肺炎患者呢？

疫情期間的一次晚餐上，全家人再次談?wù)撈鹨咔榘l(fā)展及新冠肺炎患者的救治問題，爸爸說電影《contagion》值得觀看，因此我們?nèi)胰司奂谝黄鹩^看該電影。通過電影我初步了解到傳染病是如何傳播的;面對眾多患者是如何救治的;疫情對社會的穩(wěn)定、人民的生命及財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生了巨大的影響，其中在電影中采用方艙醫(yī)院救治眾多患者給我留下了深刻的印象。

隨著疫情在中國及全世界傳播越來越廣，新冠肺炎患者的人數(shù)也越來越多?？吹轿錆h市新建了許多方艙醫(yī)院救治患者，我想方艙醫(yī)院作用如何？如何保證方艙醫(yī)院內(nèi)的醫(yī)護(hù)人員不被感染？因?yàn)橹挥兴麄兩眢w健康才能保證病患者能夠得到充分的救治。這一切引起我對方艙醫(yī)院預(yù)防新冠肺炎傳播及交叉感染產(chǎn)生了濃厚的興趣。

二、病毒傳播機(jī)理及隔斷處理方法

由于我對新冠肺炎的相關(guān)知識了解甚少，因此上網(wǎng)查找新冠肺炎病毒的傳播機(jī)理、如何預(yù)防及其他相關(guān)知識。

1、病毒傳播機(jī)理

新冠肺炎主要傳播途徑為近距離飛沫傳播和接觸傳播，切斷傳播途徑主要依靠隔離、洗手、佩戴口罩及通風(fēng)【1】。飛沫由病患者呼吸、說話、咳嗽等方式釋放到空氣中，如直接被近距離的人吸入或沉降于其眼、唇等黏膜上可造成感染，即構(gòu)成飛沫傳染途徑感染。如飛沫在這個(gè)過程中蒸發(fā)失去水分形成飛沫核，他人可吸入呼吸道更深處，如造成感染，即為近距離空氣傳染途徑感染。病患者呼出飛沫的其他部分進(jìn)入環(huán)境，大飛沫沉降表面，小飛沫蒸發(fā)為飛沫核，如攜帶的病毒仍具有活性，可分別構(gòu)成接觸傳染途徑和長距離空氣傳染途徑感染。

由此可見病毒主要是通過人與人之間近距離直接傳播、遠(yuǎn)距離空氣傳播和接觸含有病毒物體表面?zhèn)鞑トN方式。

2、空氣傳播病毒的隔斷處理方法

由于方艙醫(yī)院收治的是確診的輕癥患者，病區(qū)內(nèi)的病毒數(shù)量非常高，為了確保醫(yī)護(hù)人員、工作人員不受感染及周圍環(huán)境不受污染，根據(jù)上面病毒傳播機(jī)理分析得到需要采用如下三種方式：

（1）對于依附在大飛沫沉降的病毒，可以通過物體表面消毒方式進(jìn)行消殺，如采用醫(yī)用酒精進(jìn)行噴灑消毒。

（2）對于近距離直接傳播的病毒，醫(yī)護(hù)人員、工作人員可以通過戴N95口罩、護(hù)目鏡、面屏及穿防護(hù)服進(jìn)行隔斷。

由世界衛(wèi)生組織（WHO）委托開展的一項(xiàng)研究證明【2】，社交疏離、口罩、護(hù)目鏡等個(gè)人防護(hù)裝備對病毒傳播的影響力，只要兩個(gè)人之間能夠保持至少3英尺（約1米）的社交距離（圖一、圖二），便可將傳播幾率降低 82%，醫(yī)用級 N95口罩已被證明在阻斷新冠病毒傳播上更為有效，對佩戴者的保護(hù)有效率高達(dá)96%，普通醫(yī)用外科口罩則是77%。此外護(hù)目鏡有助于進(jìn)一步降低感染幾率，從16%降至6%。

（3）對于遠(yuǎn)距離空氣傳播的病毒，其在空氣中停留時(shí)間很長，為了降低醫(yī)護(hù)人員及工作人員感染風(fēng)險(xiǎn)，通過干凈空氣的稀釋作用是降低交叉感染風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。

人體平和狀態(tài)下呼吸空氣量約為6～9L/min，即0.36～0.54 m3/h，由于方艙醫(yī)院長時(shí)間存在病人，其室內(nèi)空氣病毒含量較高。根據(jù)參考文獻(xiàn)在醫(yī)院病房內(nèi)（室內(nèi)高度3米），當(dāng)病人存在160min時(shí)，病毒產(chǎn)生率達(dá)到4680quanta/h【3】，由圖三得出，增大通風(fēng)量可以有效降低感染風(fēng)險(xiǎn)。大的通風(fēng)量不僅能夠快速稀釋感染者所呼出的飛沫核從而降低感染率，而且能夠快速移除室內(nèi)污染物使其濃度能夠迅速下降。

三、體育館方艙醫(yī)院

為了進(jìn)一步了解方艙醫(yī)院救治患者預(yù)防交叉感染的情況，我對二座體育館改造為新冠肺炎方艙醫(yī)院進(jìn)行調(diào)研，即：武漢市洪山體育館和黃石市體育館。

1、武漢市洪山體育館

武漢市洪山體育館是大型體育場館，建筑面積為2萬多平方米，座位數(shù)共計(jì)9000座。它是第一座改造為新冠肺炎的方艙醫(yī)院（武昌方艙醫(yī)院），改造時(shí)間為2020.02.03-05，共設(shè)置800張病床。由于當(dāng)時(shí)新冠肺炎患者很多醫(yī)院收治不下，為了避免新冠肺炎患者在社會上引起更廣泛的傳播，因此在極短時(shí)間內(nèi)改造為方艙醫(yī)院收治確診的新冠肺炎輕度患者。

2、黃石體育館

黃石體育館是集主體育館、運(yùn)動員訓(xùn)練館、配套體育健身場所為一體的體育綜合性場館。建筑面積為4萬多平方米，座位數(shù)共計(jì)6200座。該方艙醫(yī)院改造時(shí)間從2021.07開始，共設(shè)置約300張病床。建設(shè)目的主要用于新冠肺炎的預(yù)防救治。

四、二座體育館方艙醫(yī)院對比分析

通過對二座體育館方艙醫(yī)院的現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)他們二者之間存在共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

1、不同點(diǎn)

（1）設(shè)置通風(fēng)換氣設(shè)備降低感染風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，洪山體育館方艙醫(yī)院未能及時(shí)的設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)。原因是當(dāng)時(shí)新冠疫情突然發(fā)生，眾多確診的輕度新冠肺炎患者需要隔離救治;由于要在二天時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工程改造，在當(dāng)時(shí)的條件下現(xiàn)場缺乏通風(fēng)設(shè)備、工人及施工器械，因此未能及時(shí)安裝通風(fēng)換氣設(shè)備。黃石體育館方艙醫(yī)院作為預(yù)備醫(yī)院，施工時(shí)間充分、工人及施工器械充足，因此有條件安裝通風(fēng)換氣設(shè)備。

安裝通風(fēng)換氣設(shè)備究竟有何優(yōu)點(diǎn)？根據(jù)上文分析：在醫(yī)院病房內(nèi)（室內(nèi)高度3米）當(dāng)病人存在160min時(shí)，病毒產(chǎn)生率達(dá)到4680quanta/h，而在體育館方艙醫(yī)院內(nèi)，由于室內(nèi)空間高大，單個(gè)病人所占體積是醫(yī)院病房體積的10倍，因此同樣的病人存在160min時(shí)，病毒的濃度僅為醫(yī)院病房病毒濃度的10%，這也等值于病毒產(chǎn)生率僅為468quanta/h左右。根據(jù)圖三感染風(fēng)險(xiǎn)隨病毒產(chǎn)生率與通風(fēng)換氣次數(shù)的關(guān)系可以計(jì)算得出如下結(jié)論（病毒產(chǎn)生率近似按500quanta/h）。

A、當(dāng)沒有設(shè)置通風(fēng)換氣設(shè)備時(shí)，盡管室內(nèi)空間很大，但是室內(nèi)全部為病人，呼出的空氣含有較多的病毒，長時(shí)間后室內(nèi)病毒的濃度非常高，根據(jù)圖十其感染風(fēng)險(xiǎn)為100%，因此醫(yī)護(hù)及工作人員需要做好特別的防護(hù)才能保證不被交叉感染。

B、當(dāng)沒有防護(hù)措施且換氣次數(shù)為5次/h時(shí)，此時(shí)感染概率約為30%，通風(fēng)量計(jì)算如下（以洪山體育館方艙醫(yī)院為例）：

洪山體育館患者場館區(qū)可以近似看成一個(gè)倒置的四棱臺，其體積根據(jù)公式計(jì)算：V=1/3×h×（s1++s2）

h：室內(nèi)高度;S1：上底面積;S2：下底面積;

V=1/3×16.7×（46×32++68×50）

=39573 m3

換氣次數(shù)為5次/h，因此其通風(fēng)量為：

39573×5=197865? m3/h

C、當(dāng)沒有防護(hù)措施且換氣次數(shù)為10次/h時(shí)，此時(shí)感染概率約為17%，同理計(jì)算所需要的通風(fēng)量為395730m3/h。當(dāng)沒有防護(hù)措施且換氣次數(shù)達(dá)到15次/h時(shí)，此時(shí)感染概率在8%以內(nèi)，因此可以近似看成感染風(fēng)險(xiǎn)很低，但是通風(fēng)量為593595m3/h實(shí)在太大，工程改造實(shí)施很困難。由于醫(yī)護(hù)及工作人員進(jìn)入室內(nèi)病區(qū)均做好了防護(hù)措施，為了以防萬一（如口罩未正確佩戴等），綜合來說采用10次/h的換氣次數(shù)是合理的，它既能滿足工程改造又能降低人員感染風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)感染風(fēng)險(xiǎn)約為17%。

D、通風(fēng)設(shè)備包括送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)，由于室內(nèi)患者呼出帶有病毒的空氣，為了防止這些病毒擴(kuò)散到室外，因此室內(nèi)需保持負(fù)壓，即排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量需大于送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量。這種通風(fēng)方式也可以給新冠肺炎患者提供足夠多的氧氣以保證身體需求。

（2）排風(fēng)采用高效過濾措施

黃石體育館方艙醫(yī)院室內(nèi)排風(fēng)機(jī)入口設(shè)置了高效過濾器，由于排除的室內(nèi)空氣含有病毒，為了防止病毒擴(kuò)散到周圍環(huán)境中，當(dāng)有人通過該區(qū)域時(shí)引起感染，因此設(shè)置了過濾效率達(dá)到99.95%的高效過濾器。若1m3排風(fēng)空氣中含有10000個(gè)病毒，當(dāng)空氣流經(jīng)高效過濾器后，被攔截下來的病毒數(shù)量達(dá)到9995個(gè)，僅5個(gè)病毒穿越過去，此時(shí)排風(fēng)中的病毒濃度極低，同時(shí)經(jīng)過周圍大氣的稀釋，因此不會對周圍環(huán)境造成污染，此時(shí)周邊區(qū)域是安全的。

（3）管理更規(guī)范

隨著科研人員對新冠肺炎的研究越來越深入，相關(guān)的防護(hù)措施越來越細(xì)致，管理也越來越規(guī)范。因此醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入病患區(qū)的入口有嚴(yán)格的穿戴程序，即須穿戴口罩、手套、護(hù)目鏡及防護(hù)服等。醫(yī)護(hù)人員出口也有嚴(yán)格的脫衣程序，即須按規(guī)定的要求進(jìn)行脫防護(hù)服、護(hù)目鏡、手套、口罩及淋浴等。由于醫(yī)護(hù)人員的防護(hù)服表面存在較多的病毒，脫衣區(qū)域需進(jìn)行酒精消毒而且采用排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)以保持負(fù)壓，避免病毒從污染區(qū)傳播到清潔區(qū)。這種管理方式能夠保證醫(yī)護(hù)人員的健康。

2、共同點(diǎn)

（1）室內(nèi)分區(qū)

二個(gè)體育館內(nèi)均分為清潔區(qū)和污染區(qū)，清潔區(qū)主要包括醫(yī)護(hù)人員的入口、辦公及休息區(qū)、貨物入口等;污染區(qū)主要包括病患休息區(qū)、診治區(qū)、醫(yī)護(hù)出口、患者出入口、衛(wèi)浴區(qū)等。

（2）感染風(fēng)險(xiǎn)降低

二者都是采用體育館作為方艙醫(yī)院，體育館的主要特征是室內(nèi)空間高大，相比于一般醫(yī)院病房的室內(nèi)高度約為3米，體育館的室內(nèi)高度達(dá)到17米左右。體育館室內(nèi)有看臺，水平方向尺寸也擴(kuò)展較大，因此在室內(nèi)患者所占面積相同的條件下，體育館內(nèi)患者所占空間體積大約是一般醫(yī)院病房患者所占空間體積的10倍左右，這也意味著其室內(nèi)病毒的濃度僅為醫(yī)院病房病毒濃度的10%。由于病毒濃度降低，其感染風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)降低。

（3）路線分離

體育館方艙醫(yī)院存在人流路線和物流路線，其中人流路線包括醫(yī)護(hù)人員進(jìn)出通道、患者進(jìn)出通道及工作人員進(jìn)出通道，物流路線包括物資進(jìn)出通道。從圖五、圖八、圖九可以看出：以上所有的通道均互相分離不交叉，可以有效的避免交叉感染。

（4）體育館周邊狀況

體育館周邊比較空曠，可以方便停放醫(yī)用及工作車輛。場館周圍150m范圍內(nèi)沒有居民區(qū)，由于居民區(qū)內(nèi)人員極少在家佩戴口罩等防護(hù)措施，因此可以有效避免場館區(qū)內(nèi)的病毒傳播到居民區(qū)，從而引起更廣泛的傳播。

五、結(jié)論

由于新冠肺炎為呼吸道傳染性疾病，其傳播能力特別強(qiáng)，當(dāng)其爆發(fā)時(shí)會產(chǎn)生大量的病人。當(dāng)體育館改造為方艙醫(yī)院時(shí)，其室內(nèi)空間非常大，可以有效的收治大量的確診病患者，也可以防止病毒在人際間的傳播，同時(shí)也能夠救治病患者。為了保護(hù)方艙醫(yī)院內(nèi)醫(yī)護(hù)人員及工作人員的健康，避免室內(nèi)病毒溢出到室外，根據(jù)上文分析得出以下結(jié)論：

（1）室內(nèi)經(jīng)常采用消毒液對地面及物體表面進(jìn)行消毒，可以殺死隨大飛沫沉降的病毒，降低室內(nèi)病毒濃度減少感染風(fēng)險(xiǎn)。

（2）醫(yī)護(hù)人員、工作人員進(jìn)入病區(qū)必須帶口罩、護(hù)目鏡、面屏及穿防護(hù)服，這樣可以避免交談時(shí)患者直接把病毒傳染給他們，通過規(guī)范醫(yī)護(hù)人員、工作人員、病患者、物資進(jìn)出病區(qū)的流程可以充分隔斷病毒傳播。

（3）增加通風(fēng)設(shè)施，稀釋室內(nèi)空氣病毒濃度能夠有效的降低感染風(fēng)險(xiǎn)，病區(qū)內(nèi)采用負(fù)壓，排風(fēng)管上設(shè)置高效過濾器，可以避免室內(nèi)病毒傳播到方艙醫(yī)院周圍環(huán)境中，避免對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。

（4）建議體育館方艙醫(yī)院室內(nèi)通風(fēng)換氣次數(shù)為10次/h，它既能滿足工程改造需要又能降低醫(yī)護(hù)人員的感染風(fēng)險(xiǎn)，而且也能提供病患者所需氧氣，在沒有防護(hù)措施的條件下其感染風(fēng)險(xiǎn)也僅為17%。

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