引用本文： 陈诺, 浮钰琪, 刘荔, 何文斌, 冯毕龙, 陈小艳, 彭涵之, 李妍, 邬闻文, 王莹. 弹性调配病区的环境多维特征——一项前瞻性真实世界研究. 华西医学, 2024, 39(3): 367-372. doi: 10.7507/1002-0179.202402034 复制
当前我国卫生资源仍然存在分布不均的情况[1-2]，医疗机构同时还需承担各种应急救治任务[3]。因此，医疗机构内的病区时常需要弹性调配病床以最大程度保障患者的诊疗需求。医疗资源超负荷运行的时间段称作医疗资源高需求时期[4]，患者、家属及医务工作者人员聚集且诊疗操作呈指数型增加，随之而来的是系统性的病区感染预防与控制（感控）风险增加[5-7]，具体体现在以下 3 个方面：首先，空间密度过高，病区两端封闭式的设计不利于空气流通，影响通风效果，潜在增加了呼吸道疾病的传播风险[8]；其次，高峰时期的病区经常会临时占用走道扩展为医疗救治区域，医疗设施的接触频次增大，极易引起经接触传播感染性疾病的传播[9]；最后，医务工作者工作负荷增加，环境清洁与消毒措施的依从性及质量控制存在漏洞，进一步增加了环境污染引起的交叉传播风险[10-11]。因此，一定时间内病区床位供小于求即医疗资源超负荷运行情况下的环境是重要且被忽视的一项重要感控风险。本研究通过在武汉大学中南医院普通住院病区开展环境微生物及物理参数的多维前瞻性真实监测，探索临时医疗区域启动后，病室内和临时医疗区域分别相较于未启动时的情况及临时医疗区域启动前后病室内和临时医疗区域的对比情况，揭示医疗资源调配情况下的病区环境多维度特征，挖掘潜在的风险点，为今后医疗资源超负荷运行情况下医疗机构制定针对性的感控措施提供循证依据。
1 对象与方法
1.1 研究对象
项目组于武汉大学中南医院普通病区开展持续 2 周（2023 年 4 月 10 日—23 日）的前瞻性环境多维度监测。本研究所定义的病区和病室均以《病区医院感染管理规范》（WS/T 510—2016）[12]为标准。监测病区总面积为 1671.6 m2，编制床位 45 张，实际床位 55 张。监测病房内采用风机盘管式空调循环风，走廊采用自然通风，病房门为常开状态。监测期间平均每日患者 56 例，医护人员 28 人，医患比 2∶1。该病区 2023 年 4 月 10 日—13 日存在当患者过多，超出医疗床位后，在医疗机构的空闲区域临时增加床位的现象，本研究中所有的加床均在走廊中，将这些在走廊增加床位构成的区域称为临时医疗区域（附件图1）。具体情况为 4 月 10 日—13 日每日临时医疗区域患者分别有 2、9、5、4 例，监测点位全部覆盖（图1）。
图1
研究现场前瞻性监测分布图
当一个方块有 1 种以上颜色时说明当日同时存在所示意颜色的活动
1.2 环境微生物监测
监测周期内，以 2 d 为 1 个间隔分别于 4 月 11 日、13 日、15 日、17 日、19 日、21 日对监测病区的空气、高频次接触物体表面、医务人员手样本进行微生物监测。6 个监测时期内共监测样本 150 个（附件图2）。采样方法及检验方法以《医疗机构消毒技术规范》[13]中的要求为操作标准。
1.3 环境物理参数监测
研究使用的物理参数监测 iBEEM（intelligent Built Environment Monitor）智能建筑室内环境监测仪（北京清创智环科技有限公司，批号为 3G19），集成了温度、相对湿度、细颗粒物（particulate matter 2.5, PM2.5）、二氧化碳及照度共 5 种监测维度，其中温度的测试精度为±0.3℃，相对湿度的测试精度为±5%，PM2.5 的测试精度为±10 μg/m3，二氧化碳的测试精度为±50×10-6。19 个 iBEEM 红外传感器被布置在研究场所用于环境物理参数监测且覆盖全监测周期。二氧化碳浓度、PM2.5 浓度、温度和相对湿度以 5 min 的测量间隔被实时监测记录，其中二氧化碳浓度表征人员聚集情况，PM2.5 浓度表征室外环境对人员的影响程度，温度和相对湿度表征人员舒适度及微生物存活条件。
1.4 统计学方法
采用 SPSS 25.0 软件分析数据。计量资料使用 Kolmogorow-Smironov 检验和 Shapiro-Wilk 检验进行正态性检验，以 P>0.05 时数据具有正态性。当各组数据均呈正态分布时采用均数±标准差描述，组间比较采用独立样本 t 检验，计算均数差及 95% 置信区间（confidence interval, CI）；否则采用中位数（下四分位数，上四分位数）描述，组间比较采用 Mann-Whitney U 检验，计算中位数差及 95%CI；计数资料采用例数和/或百分比进行描述。双侧检验水准 α=0.05。
2 结果
2.1 病室内和临时医疗区域监测结果比较
2.1.1 临时医疗区域未启动时
当临时医疗区域未启动时，病室内的空气微生物检出数量为 12.00（3.00，30.00）CFU/m3；病室内表面微生物数量小于临时医疗区域，医务人员手部微生物数量大于临时医疗区域，但差异均无统计学意义（P>0.05）。病室内的二氧化碳浓度、PM2.5 浓度、温度和相对湿度均高于临时医疗区域，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。
表1
临时医疗区域未启动时病室内和临时医疗区域微生物特征与空气质量差异
2.1.2 临时医疗区域启动时
当临时医疗区域启动时，病室内的空气微生物检出数量为 1.75（0.63，2.88）CFU/m3；病室内表面微生物检出数量大于临时医疗区域，差异有统计学意义（P<0.05）；病室内的医务人员手部微生物检出数量小于临时医疗区域，但差异无统计学意义（P>0.05）。病室内二氧化碳浓度和温度高于临时医疗区域，PM2.5 浓度低于临时医疗，差异有统计学意义（P<0.05）；两个区域相对湿度差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。
表2
临时医疗区域启动时病室内和临时医疗区域微生物特征与空气质量差异
2.2 临时医疗区域是否启动对不同区域环境的影响分析
2.2.1 临时医疗区域是否启动对病室环境的影响分析
当临时医疗区域启动时，病室内的空气微生物检出数量少于未启动时，表面微生物检出数量多于未启动时，差异有统计学意义（P<0.05）；医务人员手部微生物数量在两个时期差异无统计学意义（P>0.05）。病室内二氧化碳浓度、温度、相对湿度低于未启动时，PM2.5 浓度高于未启动时，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。
表3
临时医疗区域是否启动时病室内微生物特征与空气质量差异
2.2.2 临时医疗区域是否启动对临时医疗区域环境的影响分析
当临时医疗区域启动时，临时医疗区域的表面微生物中位数量少于未启动时，医务人员手部微生物中位检出数量多于未启动时，但差异均无统计学意义（P>0.05）。临时医疗区域启动时的二氧化碳浓度、温度低于未启动时，PM2.5 浓度高于未启动时，差异均有统计学意义（P<0.05）；启动时与未启动时的相对湿度差异无统计学意义（P>0.05）。见表4。
表4
临时医疗区域是否启动时临时医疗区域内微生物特征与空气质量差异
2.3 病区环境微生物检出情况
150 份样本中，分别有 60 份空气样本、60 份物体表面样本和 30 份手样本。当临时医疗区域未启动时和启动时的空气样本、物体表面样本、手样本病原微生物检出前 3 位菌种见表5。
表5
不同环境微生物样本中检出率排名前 3 位的菌种
3 讨论
医疗机构住院病区内的走廊等临时扩展而成的医疗区域带来的多维度环境负荷压力是医疗机构内感控重要但易被忽视的问题。本研究以武汉大学中南医院某住院病区为研究现场，通过前瞻性真实世界研究发现，通常情况下临时医疗区域二氧化碳浓度、温度、相对湿度均优于病室内，表面微生物数量无明显差异；而在临时医疗区域启动时，病室内的表面微生物显著多于临时医疗区域以及未启动时的病室内。研究初步证实了临时医疗区域的扩展与环境承载能力的相关性，为感控在环境物体表面消毒、空气净化等方面提出了值得关注的风险点。在传统环境微生物培养菌落上引入温度、湿度、二氧化碳浓度及 PM2.5 等环境监测参数，可充实医疗机构内的环境评价维度，为医疗机构内环境监测、分析、评价及干预提供更多的循证数据支撑。本研究引入了实时在线物理参数工具并提供了研究的范式，可为其他医疗机构试点开展多维度环境监测提供实际的参考价值。
医疗机构内环境的清洁与消毒是感控的重要措施之一。Peters 等[14]的一项系统综述证实了良好的病区环境可降低住院患者的医院感染发生率。尤其是在临时医疗区域启动时，更应该关注到人员密集、诊疗操作增加而带来的空气质量降低、环境物体表面及手表面微生物负荷的增加带来的医院感染率高等感控压力[15]。值得关注的是本研究中环境中真菌的检出为医疗机构内感控提出了重要的关注点。近年来，国际社会对医疗机构内环境中艰难梭菌、多重耐药菌的定植、生存及传播已有了大量文献报道并不断有新的环境干预措施提出，例如新型过氧化氢/过氧乙酸基表面消毒剂的开发、抗菌材料的研发等[16-18]。但随着侵袭性真菌病近年来呈现的上升趋势[19]，更多的医疗机构内环境引起真菌感染的问题值得关注，研究表明，清洁度越差，真菌的定植率越高[20-21]，因此，医疗机构应重视对环境物体表面的清洁消毒，最大程度减少真菌的出现。
本研究也存在不足之处。第一，本研究开展的时间为 4 月 10 日—23 日，环境受到季节等因素的影响，未来需要开展持续的监测研究，更加深入地探明不同季节下，医疗机构内病区环境的多维参数特征；第二，本研究未关注到病区开窗通风、病区内空气消毒机使用等空气净化与消毒情况，下一步研究将进一步深入探索环境控制行为与弹性调配病区多维环境特征的相关性。
综上，弹性调配病区下临时医疗区域的扩展会增加病室内环境表面微生物及环境通风的承载压力，且应高度重视医疗机构内环境中真菌的分布情况。未来在高度重视医疗机构内空气质量的趋势下，除了关注环境中的病原微生物外，还应密切关注二氧化碳、PM2.5 等物理参数指标。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
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当前我国卫生资源仍然存在分布不均的情况[1-2]，医疗机构同时还需承担各种应急救治任务[3]。因此，医疗机构内的病区时常需要弹性调配病床以最大程度保障患者的诊疗需求。医疗资源超负荷运行的时间段称作医疗资源高需求时期[4]，患者、家属及医务工作者人员聚集且诊疗操作呈指数型增加，随之而来的是系统性的病区感染预防与控制（感控）风险增加[5-7]，具体体现在以下 3 个方面：首先，空间密度过高，病区两端封闭式的设计不利于空气流通，影响通风效果，潜在增加了呼吸道疾病的传播风险[8]；其次，高峰时期的病区经常会临时占用走道扩展为医疗救治区域，医疗设施的接触频次增大，极易引起经接触传播感染性疾病的传播[9]；最后，医务工作者工作负荷增加，环境清洁与消毒措施的依从性及质量控制存在漏洞，进一步增加了环境污染引起的交叉传播风险[10-11]。因此，一定时间内病区床位供小于求即医疗资源超负荷运行情况下的环境是重要且被忽视的一项重要感控风险。本研究通过在武汉大学中南医院普通住院病区开展环境微生物及物理参数的多维前瞻性真实监测，探索临时医疗区域启动后，病室内和临时医疗区域分别相较于未启动时的情况及临时医疗区域启动前后病室内和临时医疗区域的对比情况，揭示医疗资源调配情况下的病区环境多维度特征，挖掘潜在的风险点，为今后医疗资源超负荷运行情况下医疗机构制定针对性的感控措施提供循证依据。
1 对象与方法
1.1 研究对象
项目组于武汉大学中南医院普通病区开展持续 2 周（2023 年 4 月 10 日—23 日）的前瞻性环境多维度监测。本研究所定义的病区和病室均以《病区医院感染管理规范》（WS/T 510—2016）[12]为标准。监测病区总面积为 1671.6 m2，编制床位 45 张，实际床位 55 张。监测病房内采用风机盘管式空调循环风，走廊采用自然通风，病房门为常开状态。监测期间平均每日患者 56 例，医护人员 28 人，医患比 2∶1。该病区 2023 年 4 月 10 日—13 日存在当患者过多，超出医疗床位后，在医疗机构的空闲区域临时增加床位的现象，本研究中所有的加床均在走廊中，将这些在走廊增加床位构成的区域称为临时医疗区域（附件图1）。具体情况为 4 月 10 日—13 日每日临时医疗区域患者分别有 2、9、5、4 例，监测点位全部覆盖（图1）。
图1
研究现场前瞻性监测分布图
当一个方块有 1 种以上颜色时说明当日同时存在所示意颜色的活动
1.2 环境微生物监测
监测周期内，以 2 d 为 1 个间隔分别于 4 月 11 日、13 日、15 日、17 日、19 日、21 日对监测病区的空气、高频次接触物体表面、医务人员手样本进行微生物监测。6 个监测时期内共监测样本 150 个（附件图2）。采样方法及检验方法以《医疗机构消毒技术规范》[13]中的要求为操作标准。
1.3 环境物理参数监测
研究使用的物理参数监测 iBEEM（intelligent Built Environment Monitor）智能建筑室内环境监测仪（北京清创智环科技有限公司，批号为 3G19），集成了温度、相对湿度、细颗粒物（particulate matter 2.5, PM2.5）、二氧化碳及照度共 5 种监测维度，其中温度的测试精度为±0.3℃，相对湿度的测试精度为±5%，PM2.5 的测试精度为±10 μg/m3，二氧化碳的测试精度为±50×10-6。19 个 iBEEM 红外传感器被布置在研究场所用于环境物理参数监测且覆盖全监测周期。二氧化碳浓度、PM2.5 浓度、温度和相对湿度以 5 min 的测量间隔被实时监测记录，其中二氧化碳浓度表征人员聚集情况，PM2.5 浓度表征室外环境对人员的影响程度，温度和相对湿度表征人员舒适度及微生物存活条件。
1.4 统计学方法
采用 SPSS 25.0 软件分析数据。计量资料使用 Kolmogorow-Smironov 检验和 Shapiro-Wilk 检验进行正态性检验，以 P>0.05 时数据具有正态性。当各组数据均呈正态分布时采用均数±标准差描述，组间比较采用独立样本 t 检验，计算均数差及 95% 置信区间（confidence interval, CI）；否则采用中位数（下四分位数，上四分位数）描述，组间比较采用 Mann-Whitney U 检验，计算中位数差及 95%CI；计数资料采用例数和/或百分比进行描述。双侧检验水准 α=0.05。
2 结果
2.1 病室内和临时医疗区域监测结果比较
2.1.1 临时医疗区域未启动时
当临时医疗区域未启动时，病室内的空气微生物检出数量为 12.00（3.00，30.00）CFU/m3；病室内表面微生物数量小于临时医疗区域，医务人员手部微生物数量大于临时医疗区域，但差异均无统计学意义（P>0.05）。病室内的二氧化碳浓度、PM2.5 浓度、温度和相对湿度均高于临时医疗区域，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。
表1
临时医疗区域未启动时病室内和临时医疗区域微生物特征与空气质量差异
2.1.2 临时医疗区域启动时
当临时医疗区域启动时，病室内的空气微生物检出数量为 1.75（0.63，2.88）CFU/m3；病室内表面微生物检出数量大于临时医疗区域，差异有统计学意义（P<0.05）；病室内的医务人员手部微生物检出数量小于临时医疗区域，但差异无统计学意义（P>0.05）。病室内二氧化碳浓度和温度高于临时医疗区域，PM2.5 浓度低于临时医疗，差异有统计学意义（P<0.05）；两个区域相对湿度差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。
表2
临时医疗区域启动时病室内和临时医疗区域微生物特征与空气质量差异
2.2 临时医疗区域是否启动对不同区域环境的影响分析
2.2.1 临时医疗区域是否启动对病室环境的影响分析
当临时医疗区域启动时，病室内的空气微生物检出数量少于未启动时，表面微生物检出数量多于未启动时，差异有统计学意义（P<0.05）；医务人员手部微生物数量在两个时期差异无统计学意义（P>0.05）。病室内二氧化碳浓度、温度、相对湿度低于未启动时，PM2.5 浓度高于未启动时，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。
表3
临时医疗区域是否启动时病室内微生物特征与空气质量差异
2.2.2 临时医疗区域是否启动对临时医疗区域环境的影响分析
当临时医疗区域启动时，临时医疗区域的表面微生物中位数量少于未启动时，医务人员手部微生物中位检出数量多于未启动时，但差异均无统计学意义（P>0.05）。临时医疗区域启动时的二氧化碳浓度、温度低于未启动时，PM2.5 浓度高于未启动时，差异均有统计学意义（P<0.05）；启动时与未启动时的相对湿度差异无统计学意义（P>0.05）。见表4。
表4
临时医疗区域是否启动时临时医疗区域内微生物特征与空气质量差异
2.3 病区环境微生物检出情况
150 份样本中，分别有 60 份空气样本、60 份物体表面样本和 30 份手样本。当临时医疗区域未启动时和启动时的空气样本、物体表面样本、手样本病原微生物检出前 3 位菌种见表5。
表5
不同环境微生物样本中检出率排名前 3 位的菌种
3 讨论
医疗机构住院病区内的走廊等临时扩展而成的医疗区域带来的多维度环境负荷压力是医疗机构内感控重要但易被忽视的问题。本研究以武汉大学中南医院某住院病区为研究现场，通过前瞻性真实世界研究发现，通常情况下临时医疗区域二氧化碳浓度、温度、相对湿度均优于病室内，表面微生物数量无明显差异；而在临时医疗区域启动时，病室内的表面微生物显著多于临时医疗区域以及未启动时的病室内。研究初步证实了临时医疗区域的扩展与环境承载能力的相关性，为感控在环境物体表面消毒、空气净化等方面提出了值得关注的风险点。在传统环境微生物培养菌落上引入温度、湿度、二氧化碳浓度及 PM2.5 等环境监测参数，可充实医疗机构内的环境评价维度，为医疗机构内环境监测、分析、评价及干预提供更多的循证数据支撑。本研究引入了实时在线物理参数工具并提供了研究的范式，可为其他医疗机构试点开展多维度环境监测提供实际的参考价值。
医疗机构内环境的清洁与消毒是感控的重要措施之一。Peters 等[14]的一项系统综述证实了良好的病区环境可降低住院患者的医院感染发生率。尤其是在临时医疗区域启动时，更应该关注到人员密集、诊疗操作增加而带来的空气质量降低、环境物体表面及手表面微生物负荷的增加带来的医院感染率高等感控压力[15]。值得关注的是本研究中环境中真菌的检出为医疗机构内感控提出了重要的关注点。近年来，国际社会对医疗机构内环境中艰难梭菌、多重耐药菌的定植、生存及传播已有了大量文献报道并不断有新的环境干预措施提出，例如新型过氧化氢/过氧乙酸基表面消毒剂的开发、抗菌材料的研发等[16-18]。但随着侵袭性真菌病近年来呈现的上升趋势[19]，更多的医疗机构内环境引起真菌感染的问题值得关注，研究表明，清洁度越差，真菌的定植率越高[20-21]，因此，医疗机构应重视对环境物体表面的清洁消毒，最大程度减少真菌的出现。
本研究也存在不足之处。第一，本研究开展的时间为 4 月 10 日—23 日，环境受到季节等因素的影响，未来需要开展持续的监测研究，更加深入地探明不同季节下，医疗机构内病区环境的多维参数特征；第二，本研究未关注到病区开窗通风、病区内空气消毒机使用等空气净化与消毒情况，下一步研究将进一步深入探索环境控制行为与弹性调配病区多维环境特征的相关性。
综上，弹性调配病区下临时医疗区域的扩展会增加病室内环境表面微生物及环境通风的承载压力，且应高度重视医疗机构内环境中真菌的分布情况。未来在高度重视医疗机构内空气质量的趋势下，除了关注环境中的病原微生物外，还应密切关注二氧化碳、PM2.5 等物理参数指标。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
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