文/吴耿1 中山大学附属第一医院后勤处
马琪伟1《医用气体工程技术规范》GB50751-2012编委
温杰2、全穗海2 中山大学附属第一医院后勤处
通讯作者： 祁少海 中山大学附属第一医院副院长
医院的医用气体系统作为医院的生命支持系统，对病人的救治有着至关重要的作用。但同时也存在着交叉感染的风险。尤其是医院的医用真空负压系统，对收治传染病患者的医院要尤其重视其对医院交叉感染带来的风险带来巨大挑战。
2月4日，国家卫生健康委员会办公厅发布《关于全面紧急排查定点收治医院真空泵排气口位置的通知》，要求疫情定点收治医院严格按照《医用气体工程技术规范》GB50751-2012（后面简称《规范》）的要求组织排查整改。
中山大学附属第一医院和相关供应商迅速高效组织排查，并结合“规范”要求对现有医用真空负压系统在设计、施工、运行管理的经验进行分享。
一、了解医用气体系统中的医用真空负压系统
1.真空负压系统的典型配置流程（图1）
下图是医用真空负压系统（两用一备）的典型配置流程图，按《规范》要求，除设有中央控制器外，每台真空泵应配置独立的控制回路，这样能保证中央控制器故障时能转跳至泵控制器，独立控制每台真空泵，确保持续供气要求。
图1 真空负压系统的典型配置流程
2.现主要的医用真空机组中真空泵的三种类型
（1）水环真空泵
水环真空又称液环真空泵，将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把工作液体抛向泵壳形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小的旋转变容吸排气腔。工作液体通常为水，所以亦称为水环式真空泵（图2）。
图2 水环泵运行原理
该真空泵需要水，就会消耗水。为了不浪费水资源，一般水都会被循环利用，所以一般会设有一套水循环装置。这样只要定期给水箱补水即可（图3）。
图3 水环泵水循环示意图
该真空技术优点是寿命较长，能适应高温环境运行，且价格低廉，目前仍有许多医院在使用。但水环真空在医院使用也有很大风险，被吸入真空泵的流体中可能含有大量的细菌和病毒，当被污染的流体进入循环水中，极易造成水污染。如果水循环系统密封性能不佳，这些被污染的水泄漏到站房的地面，会对维护、操作人员带来较大的感染风险。
（2）油润旋片真空泵
运行原理是转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近，在转子槽内装有两个（或两个以上）旋片，当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触，此旋片随转子一起旋转，可将泵腔分成几个可变容积（图4）。
图4 油润旋片真空泵原理图
由于油润旋片泵真空腔内是靠油冷却的，所以油都是耐高温的，在正常运行下油温可达80-90°C。 该真空泵是非常成熟的技术，优点是真空压力高，对海拔高度不明感，且噪音小，运行稳定。其缺点是维护成本相对来高，需要定期更换油和油滤。
（3）无油旋齿真空泵
运行原理是由两个转子经高精度齿轮同步运行，相反方向旋转，转子间的容积随着旋转发生变化而形成了容积周期变化吸入排气腔（图5）。
图5 无油旋齿真空泵原理图
无油旋齿转子间的间隙非常小，因而效率很高，由于不需要油冷却，因此维护成本相对低廉。正常运行时真空腔内的温度可达120-130℃。这种真空技术缺点是噪音相对于油润旋片真空大一些，而且对海拔高度较为敏感，所以高海拔地区在选型上要特别注意。尽管无油旋齿真空价格相对比较高，但由于其效率高、维护成本较低，期中长期的综合运行成本实际上比油润旋片真空要低。
从前面介绍了三种常用于医院的真空技术来看，由于水环真空没法消灭细菌和病毒可能造成污染和人员感染，并不太适合医院使用。
《规范》对水环真空要求排水做污水处理，如 4.4.8液环式真空泵的排水应经污水处理合格后排放，且应符合现行国家标准《医疗机构水污染物排放标准》GB18466的有关规定。
但从医院实际运行情况来看，特别是老医院甚至很多大型三甲医院，因为改造难度和成本问题，很多真空负压系统还是沿用老式的水环真空系统，又因为很多医院老机房设置和布局不合理，经常发现被污染的循环水泄漏在站房内造成站房的污染，甚至造成机房外部环境的污染（图6）。
图6 水环真空站房
二、真空系统的细菌过滤问题
目前有些医院在水环真空机组进气口增加细菌过滤器，认为这样就能解决污染和交叉感染隐患。实际情况是不是能达到完全灭菌效果呢？
细菌过滤器是一种颗粒型过滤器，其原理就是不同大小的颗粒通过微纤维过滤介质（通常为硼硅酸盐）时通过四种方式被截获，微纤维的截面直径为0.5μm-0.75μm，图7为过滤器结构。
图7 过滤器结构图
细菌都有一定的大小，如果过滤器的滤膜、滤柱（或者其他的），孔径小于细菌的直径，那么当液体或者气体通过的时候，细菌就被挡住，过不去，那么过去的气体就是无菌的。一般小于0.22微米的孔，应该就可以滤菌了。因而《规范》规定过滤精度应为0.01μm~0.2μm，效率应达到99.995%。
但医院真空管道系统中存在各种细菌，对于非常小的细菌颗粒还是能通过细菌过滤器。有时针对病毒，因为其结构微小，数量级为纳米，所以可以通过细菌过滤器。而且对真空系统，过滤精度不可以做的太高，否则会造成很大的压降而影响真空泵的效率。因此，使用真空细菌过滤器未必得到较好的结果，而且增加了采购成本及运行维护成本
那么，是否还有更好的解决方案来消灭真空系统内的细菌和病毒呢？ 大家应该知道，细菌尤其是病毒首先最害怕高温，例如此次新型冠状病毒，直径小于0.1μm，按照官方所报道的灭杀的主要方式是56°C以上高温30分钟、75%的酒精擦拭、和紫外线照射三种方式。
因此如采用油润旋片技术或无油旋齿技术的真空系统，细菌或病毒经过真空腔的时候80-90%的细菌和病毒被杀死，这两种类型的真空系统的运行温度都达到80°C以上，可以有效高温灭杀病毒，效果明显。
例如美国医用气体专业健康组织（MGPHO）做过非官方的调研，在未安装细菌过滤器的油润和无油旋齿真空系统排气口取样检测菌落数发现比我们日常的办工桌或餐桌还少。所以个人建议除水环真空系统应安装细菌过滤器外，针对高温运行真空泵可作为选项，对设备管理比较完善的医院可以考虑安装，但一定要及时保养更换滤芯。当然，一些成套设备厂商在细菌过滤器中安装压差传感器，当细菌过滤器堵塞压降达到设定值会报警提示。
另外，还有一个问题，无论是油润旋片真空系统还是无油旋齿真空系统，真空腔的温度需要运行一定的时间才能达到额定的运行温度，那么在真空泵启动时，实际上温度是比较低，无法杀死细菌或病毒。除新安装系统刚开机调试外，对正常运行的真空系统每台真空泵应该保持一定的温度，那么需要防止真空泵的频繁启停，每台真空泵应达到一定的加载率。
这就要求根据医院用气量波动较大特点，选择合理的功率和台数，尽量设计小功率多泵的真空系统。美国厂家真空机组设有每台真空泵的最小运行时间， 也是保证真空腔温度的一个有效解决方案。这种设计的另一个好处是，由于真空腔内的一直处于高温环境，真空管道潮湿空气吸入到真空腔后不会冷凝成液态水造成真空腔的损坏或使用寿命缩短（图8）。
图8 负压系统的真空泵配置选择
三、如何做好水环真空泵的感控工作
鉴于水环真空泵运行温度只有20~50°C，无法有效杀灭新冠状病毒，又因目前疫情的特殊时期，要立马改造水环真空也不现实。但要保证对水环真空系统运行的有效感控，建议采取如下临时方案供大家参考：
1.无论是什么类型的真空机组，应满足GB50751-2012《医用气体工程技术规范》相关要求
（1）排气口附近设立区域隔离，禁止行人通过。
（2）排气口应符合《规范》第4.4.4条规定：
- 排气口应位于室外，不应与医用空气进气口位于同一高度，且与建筑物的门窗、其他开口的距离不应少于3m；
- 排气口气体的发散不应受季风、附近建筑、地形及其它因素的影响，排出的气体不应转移至其它人员工作或生活区域。
（3）改造项目宜设置独立负压吸引站房，站房设置在污染区内。压缩空气、氧气供应气源可以与医院现有气源共用，进入污染区的总管上应有防回流装置。
（4）新建项目负压吸引站房设置在污染区内。压缩空气、氧气站房设在非污染区内，进入污染区隔离区内的总管上应有防回流装置。
2.医院根据自身情况加装相应设备设施和建立日程运维流程
（1）有条件的单位，在真空机组进气口安装细菌过滤器，降低感染风险
（2）真空泵房内应始终长期进行严格消毒，建立每天对机组水箱进行消毒巡检制度，真空泵排水做严格的消毒处理再安全排放，并应远离空调通风系统进风口。
（3）排气口排出的气体应处理后再排到大气中，这也是《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014中明确要求。但针对这次疫情紧急情况对水环真空系统排气口排出的气体如何处理是一个巨大挑战，最理想放方案是在排气口加一个灭菌装置。
如图9中的细菌过滤器内置光氢离子净化装置，用高强度广谱紫外线照射四种稀有金属化合物而激发产生等离子，能捕杀90%真菌和病毒，95%的细菌，相对于直接排放情况更安全有效。而对于新型冠状病毒这种小于0.1μm微粒，最好可以定制利用医院供应室消毒蒸气或电加热蒸气发生器细菌过滤装置（温度可达200-300°C），采取高温灭活。当然这只是根据现有对新病毒灭杀方法提出的一种理论性建议，安装这套装置实际可行性还需要进一步研究探讨。
（4）在水环真空泵房内加装紫外线照射灯，24小时常开，对室内环境的细菌和病毒进行灭杀（图10）。
（5）对进入真空泵房内，特别是进入为诊疗和收治新型冠状病毒感染肺炎病人门诊和病房提供负压吸引的机房，设备维护人员必须配备隔离服装、护目镜和医用口罩，尤其是维修水环真空系统时，一定要穿戴防护服、护目镜和N95口罩，有条件可以配置全面型呼吸防护器，防止院内设备管理人员的二次感染（图11）。
（6）尽管按现有条件无法做到像传染病房那样设置污染区、半污染区和清洁区，但是如果空间条件足够，建议在机房前设置相依缓冲区，与外部环境隔绝。缓冲区应该设置有冲洗设施、消毒物品和医疗废物储存装置，维护人员在机房操作完成后，就在缓冲区将防护装备脱掉，并对个人进行简单的消毒清洗和对缓冲区进行消毒，最大化地及时处理感染源，以免造成交叉感染。
图9 水环真空站房改造建议
注：图9为笔者对水环真空站房改造建议的示意图，仅供有条件的医院做改造参考。
图10 安装医用真空灭菌器
图11 加装机房室内紫外线消毒灯
此外，对新安装的非水环真空系统，建议安装调试后运行一段时间（直至真空泵温度达到正常运行温度）再投入使，确保高温灭菌、消毒效果。
图12 站房维修人员隔离服及护目镜
新型冠状病毒感染的肺炎疫情在不断发展，战“疫”工作刻不容缓，这是对医院后勤保障工作一次严峻考验，我们在保证日常运营的基础上，应该重视后勤保障的感控工作，要做到标准防范、规范防范和科学防范，有效地为应对疫情一线医护工作者提供最安全的保障。
关于中山一院后勤处：
中山大学附属第一医院（简称中山一院）地处广东省省会广州市，是国家重点大学中山大学附属医院中规模最大、综合实力最强的附属医院，也是国内规模最大、综合实力最强的医院之一，复旦医院排行榜2018年度全国综合排行第六。
后勤处主要有重点基建、总务、物资采购和卫生保洁等工作，全院医用气体系统设备设施的建设和运维工作属于其重点保障工作之一，医院在2010年GB50751-2012《医用气体工程技术规范》还在制定期间就开始建设满足GB50751-2012《医用气体工程技术规范》要求的医疗标准医用气体系统，是全国最早参照该规范建设医用气体设备设施单位。
此次应对新型冠状病毒肺炎疫情期间，后勤处作为最主要后勤保障部门，坚决贯彻落实习近平总书记重要指示和医院整体部署，秉承着后勤人“一切为了临床，为了临床一切”的服务理念，放弃春节休息的时间，加班加点的做好岗位工作，现已为批驰援武汉医疗队做好物资保障工作，为医院应对疫情做好相关后勤保障准备，全科人员将全力以赴、共克时艰，坚守战“疫”大后方，坚决打赢疫情防控阻击战！
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