正确理解与应用医疗环境感染控制措施
同济大学 沈晋明 刘燕敏
摘要：为了正确理解与应用感染控制措施，本文提出医院感染的一级防控为医疗实施过程中涉及人与物的无菌状态以及无菌操作，二级防控是基于一级防控，为进一步降低感染率而采用的工程措施，涉及医疗环境与区域感染控制。在理解两者的工作重点与相关性，提出了绿色医疗环境感染控制的一些综合性对策，使医院感染控制更为绿色、有效。
关键词：医院感染，一级防控与二级防控 医疗环境与功能区域，医疗环境感染控制
1.引言
医院感染（Nosocomial infection）是院内获得性感染（Hospital acquired infection），感染一直是伴随这医疗护理过程发生，难以控制，具有很高的发生率与死亡率，由此会增加住院时间、医疗费用甚至引发医疗诉讼[1]。成为世界性的难点与痛点。
19世纪以后，自认识到细菌与感染间的关系，开始用消毒的概念来控制感染，随后产生了无菌技术。1867年英国外科医生约瑟夫·李斯特开创了医疗环境消毒的先河，进一步降低了感染率。百余年来从医疗环境控制逐步发展到区域控制，如平面布局、有机组合医疗科室，合理组织人流与物流等，开始用工程措施作为控制感染的手段。医疗环境控制标注这医院感染逐步摆脱传统的“人控”开始走上现代化质量管控体系。
医院感染控制是个老问题，随着医疗发展又不断变化着挑战。医疗现代化、先进诊疗设备引用、新治疗手段的出现，各种介入性诊治增加，传播途径增多。如内窥镜、泌尿系导管、动静脉导管、气管切开、气管插管、吸入装置、脏器移植、牙钻、采血针、吸血管、监控仪器探头等侵入性诊治手段，不仅可把外界的微生物导入体内，而且损伤了机体的防御屏障，使病原体容易侵入机体。放疗、化疗的普及、大量抗菌药物、激素、免疫抑制治疗的使用，患者的自身免疫机能下降，增加了医院感染控制的难度，医疗与感染风险不断增长。
另一方面随着医疗进步，大量抗生素的开发和普及，治疗过程中应用多种抗生素或集中使用大量抗生素，使病人体内正常菌群失调，耐药菌株增加，致使病程延长，感染机会增多。过去某些不治之症可治愈或延长生存时间，故住院病人中慢性疾病、恶性疾病、老年性疾病所占比例大大增加，而这些病人长期住院对感染的抵抗力是相当低的。
在过去的几十年里，感染控制的对策在医学领域中进行了长期的研究，医院一直致力于感染控制。一些医院已经建立了感染跟踪和监测系统，以及强有力的预防策略，以降低医院感染的发生率[2]。但是病原体、感染因子在医疗环境中的传播很复杂，可以通过与医护人员或周围受污染环境的直接或间接接触而发生。呼吸道感染、泌尿道感染、大面积烧伤感染与手术部位感染常常是高发的感染，这些感染大多与医疗环境感染控制相关。当然，医疗环境感染控制，除了对内防止医院感染、对外还需防止病原微生物污染向外扩散。
本文将重点探讨医院医疗环境感染控制。
2. 医疗环境感染控制理念与实施
对于生物安全实验室防护屏障分为一级防护与二级防护；传染病隔离病房分为一级隔离与二级隔离[1]；医院感染管控也可分为一级防控与二级防控。
对于医院感染管控来说，一级防控为医疗实施过程中涉及人与物的无菌状态以及无菌操作，涉及到医护管理、医疗过程管理，物流管理与患者管理。一级防控以消毒与无菌技术为主，是降低感染率最基本、最重要、最有效的要求！
二级防控体现为医疗过程所在医疗环境及其功能区域的控制，涉及到工程措施的控制，洁净工程装备是基本的配置。二级防控是基于一级防控，为进一步降低感染率而采用的工程措施！工程措施不仅造价高，而且运维费用贵。因此，二级医疗环境感染控制措施与医疗风险级感染率预期有关。从“生命至上”、“人人享有基本医疗”来说，二级医疗环境感染控制措施就涉及到当地经济状况与医疗条件，以及感控与治病救人之间的平衡来决定！对于经济欠发达地区与国家尽可能强化一级防控而简化二级防控，以有限的医疗资源收治更多患者[3]。
二级医疗环境感染控制是一项综合措施，涉及到多种因素。医院是病人密集的场所，医院环境容易被病原微生物污染，为疾病的传播提供了外部有利条件，如医院消毒隔离和灭菌操作不严格；抗生素及抗菌制剂使用不合理；临床治疗方式的改变；以及医院内交叉感染发生等原因往往促使医院感染发生。
医疗环境感染作为二级防控的理念不是单纯依赖化学消毒灭菌，也不涉及医疗过程中药物的感染控制，不是直接针对致病菌。不仅会持续地对环境与人群造成负面影响，而且客观上促使病菌不断变异，产生耐药性，甚至出现抗药性菌株，反过来对环境与人类造成更大的危害。医疗环境感染控制是用一整套工程措施建立完整的保障体系来使医院感染处于受控状态。医院感染主要有三个途径：直接接触感染（固体、液体）、悬浮菌感染（气体）和患者的自身感染。医疗环境感染控制思路并非直接杀灭感染菌，而是采取消除病菌发生、繁殖以及传播的条件，或稀释病菌浓度去保障医疗空间，从而达到感染控制的要求。即重在事先阻止病菌进入医疗空间，使易感人群少接触或不接触病菌，而非事后对进入的病菌进行杀灭。同时也大大降低相应材料、资源与能量的消耗。
二级医疗环境感染控制主要采用如下的措施：
①利用建筑设施、功能分区与物理隔离，减少生物负荷；
②合理的平面布局与空间划分使人群少接触或不接触致病菌；
③合适的温湿度控制降低人的发菌量，抑制病菌繁殖；
④人流、物流的流程控制消除交叉感染可能性；
⑤控制尘埃与水分（或高湿度）使致病菌失去定植、滋生的条件；
⑥采用新风稀释、过滤除菌、气流技术来降低致病菌浓度；
⑦有序的梯度压差控制消除致病菌传播的风险；
⑧局部排风将污染源在尚未扩散之前直接排除。
⑨良好的卫生、舒适、健康的环境（包括良好的空气品质）提高医疗效果、有利康复、增强免疫、减少感染。
2.1 减少医院建筑设施系统的生物负荷
如同建筑空调一样，首要问题是关注建筑的热湿负荷，减少建筑热湿负荷以降低建筑空调设施系统的造价与运行能耗。而医疗环境感染控制则关注降低“生物负荷”，这具有更重要的意义。因为生物负荷是医疗功能单元设施系统主要处理对象，降低了“生物负荷”这一源头，就能以较低的设施的造价与运行能耗，更有效地实施医疗环境控制。
一般来说“生物负荷”是与室内发菌量有关，减少人的发菌量，抑制室内病菌繁殖，防止室外病菌的渗入，将不同类型的患者分隔在不同空间，患有传染性疾病的患者隔离开来。及时排走污染物，严格的废物处理，不采用多孔、吸潮材料，要求材料表面不积尘、易清洗，保持室内干净的状态等，均是降低“生物负荷”有效措施。
“生物负荷”与医疗空间的“无菌程度”以及“感染风险控制要求”相关。所谓生物负荷就是用建筑设施系统来消除的生物性污染量以达到所要求的无菌程度，去控制感染，而医疗风险大小则决定建筑设施系统的冗余度。因此两者密切相关的。如果室内要求的细菌浓度越低，系统承担生物负荷越大。相应对系统过滤除菌要求越高，稀释风量越大，甚至要求单向流流型直接排除才能达到，另外，还须对医疗空间的湿度控制要求越严，正压控制值越高，则系统所需的能耗也就越大。如果风险控制要求越高，则设施系统冗余度越大，运行费用越高。随着医疗空间的无菌程度与风险控制要求提高，不但加大了相应的“生物负荷”，而且室内控制参数或控制精度提高，也间接地提高了建筑负荷以及相应的能耗。可见降低生物负荷的关键在于合理确定风险程度以及相应医疗空间控制参数。
在确定二级防控措施时，医院工艺设计工程师应提供医院建筑空间的医疗工艺要求，并明确其医疗业务结构、功能、医疗流程和相关技术要求、参数等。由于我国多数建筑设计师往往只是停留在面上规划，很难深入，真正懂得医学，或了解医疗工艺与流程。医务工作者又往往从自身角度出发要求更大的医疗空间、更高的无菌水平、更严的风险控制要求，更好的温湿度控制，而不知道由此引起的造价与运行能耗费用激增。而建筑设计工程师又不了解感染机理与医疗过程，也只能盲目听之。成为医疗环境感染控制的瓶颈之一。在设计前期，工程技术人员应与医务工作者互相沟通，了解医疗过程与感染控制机理，正确设定医疗真正需要的无菌水平与控制要求，以及合理确定系统的送风量与补风量，温湿度与正压控制要求，空气过滤级数与过滤器效率，以有效地降低环控负荷。
2.2 合理的平面布局与空间划分
二级医疗环境感染控制最重要的理念是尽量减少接触、或避免接触致病菌，绿色医院建筑的平面布局与空间划分正是体现这一理念。
医院的布局与空间划分是根据医疗工艺流程，用实体隔离将空间划分成各个医疗功能单元，并将各医疗功能单元有机地组合在一起，依据各医疗功能单元间相互关联和感染控制要求，合理安排人流、物流的流线[5]。使得洁污、医患、人车等流线组织清晰，避免因流线交叉引起院内感染。平面布局紧凑，交通便利，路径短捷，管理方便，从而也减少能耗；
所谓的医疗功能单元是指具有独立专业与专业分工的各类科室，因为规模、标准、专业重点不同，各医院的医疗分科情况也不尽相同。一般是医院规模愈大，等级愈高，分科愈细。只要独立设置的医疗科室，均应视为一个医疗功能单元。主要的或大型的医疗功能单元应与相关密切的医疗功能科室路径短捷、人流、物流简便，不仅提高医疗效率，而且也更有效控制感染。西方国家医疗工艺专家对此展开了系统地分析与研究，提出了很多定性和定量的系统布置方法，其中较为著名是系统平面布局法(System Layout Planning)。
平面布局与空间划分反映二级防控措施的设计思路，明确医疗设备、装备、配置及说明（含技术条件及参数）、医疗用房配置要求（含用房条件）、医疗相关系统配置（医用气体、物流传输系统等）等。当然，先进的控制思路会使建筑平面的布局合理，医疗功能齐全、安排有序，人流、物流的流程短捷，清洁和污染的动线分明，这就使得人群不接触或少接触到物、水、空气中的致病菌或污染物，有效地避免或控制交叉感染的风险。
合理的平面布局，不仅能照顾到医院内部各医疗功能单元之间的相互关系，还能达到和保持医疗功能单元内的良好空气品质，避免其他部门对它的干扰。合理的平面布局对于设施系统的设计也非常重要，根据医疗工艺流程，用实体隔离将空间划分成不同医疗功能单元，并将各医疗功能单元有机地组合在一起，便于各个设施系统的分区，采用不同的控制措施。不仅降低了设施系统的造价与运行能耗，使管线系统的布置便捷，也使控制污染的功能要求简化，即更有效地控制了感染。
布局是形式，感染控制是核心、洁污分明是原则，布局可以变化但不能偏离基本要求。不论采用何种布局，刷手医护与无菌物品的流动路线均视为首要保证的最清洁路线。目前我国医院关键医疗功能单元常常采用双走廊的布局模式，符合我国医务人员的工作习惯，又不至于占用过多空间，也是符合我国的管理水平。如是一般医疗功能单元就不必对人流、物流流线过分的要求。
反之，不合理的平面布局会使医院功能弱化、医疗效率下降、人、物流与洁、物流流线交叉、需要花费更多的人力、物力、财力去控制感染，相应付出的能耗更大。当然，过分追求所有流线不交叉、医疗功能完善、会造成人流、物流流线过于复杂，流程更长、占有的面积更大、平面布局过于复杂、有悖于人们习惯的流线而不便执行，有时反使医院感染风险增大。
2.3 医疗空间感染控制
二级医疗环境感染控制是采取消除病菌发生、繁殖以及传播的条件，或降低病菌浓度去保障医疗空间，从而达到感染控制的要求。
二级医疗环境感染控制作为工程措施，医疗功能空间的感染控制是通过无菌环境的实现来达到，而无菌环境指标（无菌程度、尘埃浓度、温湿度、压差等）是根据医疗与感染控制专家的要求确定的。这是一项综合控制的技术措施，长期以来这些措施已被证明十分有效与成熟，也是十分经济。这综合控制技术表现为[6]：
①空气过滤技术，空气过滤器是一种阻隔性的技术装置，能将送风空气中微生物粒子有效清除掉而不会对人与环境产生任何负面效应，也不会因客观条件变化而影响除菌效率。根据医疗风险控制要求，确定空气过滤级别与过滤级数。只有在高度无菌的空间才在送风末端设置高效空气过滤器。
②气流技术，针对室内发菌源（患者或医护人员）源源不断地发生的微生物，采用送风气流分布技术去稀释或直接排除，以维持室内动态的无菌程度。上送下回的气流组织能尽快沉降与排除悬浮菌尘，是医疗空间常用的气流形式。根据风险控制要求，确定不同流型（乱流或层流）与换气量，只有对于高度无菌的空间才用大换气量甚至层流。
③压力控制技术，阻止病菌渗入到无菌区域，最好的办法不是空间本身的密闭，而应使整个受控区域有序梯度压力分布，保证渗漏气流从高无菌程度空间流向稍次无菌空间，最后流向污染空间，才能真正消除致病菌传播的风险。根据风险控制要求，确定压差值及控制要求。无菌程度越高压差值设定越高、控制要求越严。一般无菌要求空间，只要求微正压，而不要求控制正压值。
④空调技术，控制合理的温湿度，降低人体的发菌量，抑制室内细菌繁殖，保障医疗。根据风险控制要求，确定温湿度及其控制精度，尤其是室内湿度控制。对于一般医疗空间，完全可用经济、实用的普通空调。
⑤排风技术，采用全面或局部排风将污染源发生的污染气体在尚未扩散之前直接排除到室外，保持室内良好的空气质量。根据风险控制要求，确定排风量及控制要求，排放量越大，为维持所要求的正压，新风量越大，空调运行费用越高。如果不要求正压控制的医疗空间，就影响不大。
可见以上控制措施是一种综合技术，并非就是高效过滤器与层流[7]，只要医疗风险不太高的场合，这是一种非常经济、实用的绿色技术。如果室外气候条件许可，推荐采用自然通风，是一种最简易、最经济的感染控制措施[3]。近年来，空气过滤技术也在不断发展，在空气过滤效率提高的同时，阻力大大下降。开发出许多低阻高效空气过滤器，如新型纤维滤料与过滤器、与静电效应结合的过滤器、抗菌过滤器等，就拿高效过滤器来说，其阻力也比过去的产品下降了一半。从控制空气途径感染来说，过滤除菌相对于其他消毒净化手段来说更安全、有效、经济，也更显“绿色”。
目前改善室内空气品质与环境控制的新技术发展很快，新产品层出不穷，如负离子、光催化、等离子、静电除尘技术等，紫外线辐照技术由于近年来辐射强度的提高，应用范围得以扩展[7]。对于新技术、新产品我们是乐观其成。当然，用于一般医疗科室空气品质与关键科室的高度无菌的控制技术是不同的，控制风险不同，冗余度也不同。只有当新技术、新产品不断成熟，经过长期的实践考验，才被标准或规范所采用，工程技术界才会积极采用、推广。特别是用于医疗空间的技术更要慎重，因为每一项技术总有正、反两方面效应，不能只看到杀菌效率，而忽视负面效应与杀菌效果不确定性。工程技术界当前只能遵循代表主流意见的各国医院标准或规范的控制思路与措施，不能盲目听从产品公司的宣传。
2.4 关键医疗功能单元的感染风险控制
上述的感染控制技术只有在关键医疗功能单元，像手术室、无菌病房、ICU、隔离病房等，才被要求更有效、更安全、更冗余，除了满足医疗要求外，感染控制要求必须提高。因为一旦感染，风险太大。这是一种感染风险控制的理念[8]。
医院感染控制中最难控制的是气溶胶传染与手术部位感染，呼吸道系统是人类免疫能力最差或者说感染剂量最小，而手术将人体表皮打开，使腔体直接暴露于外，是最长的开放性的医疗过程，手术切口周围的感染菌可长驱直入体内器官。这是二级医疗环境感染控制的一个重点。
目前医疗技术和医疗设备的迅速发展，使得在现代外科领域里，几乎没有手术禁区，病损的器官可以通过手术切除、修复甚至替换。白血病人通过干细胞配对与移植，成功率得到了很大的提高。但是在器官移植手术过程，无菌病房病人治疗过程，患者一旦感染不仅是延长康复时间，而是直接威胁到人的生命。ICU作为一个独立的科室，其病人多来自于院内各科室，且病情危重，也可能来源于院外直接入院的急诊病人，病人可能带有不同科室的各种杂菌及耐药菌株，而且也可能有不同部位的有创伤口。这些因素参杂在一起，增加了对ICU内污染细菌分析的复杂性，难以确定感染源。加之危重病人多已较长时间应用过各种抗生素，同时又是易感者，给ICU内感染控制造成困难。致使在ICU的院内感染发生率相对增高。另外病人治愈后，又返回原科室或分散到其它科室，使得在ICU内的耐药菌株被携带到医院不同科室而导致流行开来，特别是MRSA。MRSA是引起全球性医院内感染的重要致病菌之一。可见，不仅是手术室、无菌病房、而且对ICU感染控制也应提出更高的要求。
目前直接发生在手术台上的死亡事故已十分少见，阻碍病人恢复甚至构成对生命重大威胁的往往是各种严重的并发症。由于手术或疾病所造成的生理紊乱是一个较持久的过程，不会因为成功的手术而被立即纠正。如果病人在患病前即有潜在的内脏器官功能损害，再加上手术和麻醉的打击，那么就很有可能使这类病人术后发生一系列严重的并发症，乃至威胁病人的生命。因此，在术后环境控制对危重患者的康复十分关键。
尽管二级医疗环境感染控制技术措施日趋完善，然而感染控制，特别是关键医疗单元的感染控制，医疗风险很大，甚至直接危害人的生命。因此，二级医疗环境感染控制在关键医疗功能单元实施的是一种风险控制的理念，有时并非直接表现一种十分明确的因果关系。的确，关键科室室内环境控制系统比舒适性空调必须是更有效、安全、冗余，造价与运行费用更高，但是这些措施未必与感染率下降成正比。因为这涉及到感染机率与个体免疫能力的差异，也涉及到医疗过程中的药物感染控制。例如手术部位的感染是由下列因素引起：
SSI 的危险因素包括患者因素（如年龄、糖尿病、肥胖、营养状况、定植、共存感染）和手术因素（如手术持续时间、皮肤防腐、手术技术、抗菌预防）。一些病原体倾向于在温暖和潮湿的人体部位定植。通常位于腹股沟和会阴区域、腋窝和躯干，使得某些细菌和真菌在这样的环境中茁壮成长。
①病患自身风险因素（不可控因素） ：高龄、肥胖、糖尿病、吸烟、营养不良、身体状况、药物、感染、放疗/化疗、术前住院时间等。
②手术本身风险因素（可控因素）：手术类型、抗菌药物使用、切口大小、无菌操作、手术技巧与手术时间长短等。
③其他感染风险因素（可控因素）：器械、敷料、手术衣与手套消毒灭菌、以及手术室环境（菌、尘浓度、压差、温湿度控制等)
二级医疗环境感染控制作为工程措施，对于①病患自身风险因素和②手术本身风险因素是无能为力的。工程控制措施只能针对其中③其他感染风险因素进行控制，而二级防控技术唯一可实施的是使手术环境的可控风险因素处于受控状态，从而有效降低手术风险。或者说二级医疗环境感染控制措施只能有效解决医疗环境引起的感染，实现感染控制专家提出的环境控制指标，根本无法消除其他途径引起的感染（或者说不是它的任务）。因此不能说有效控制了手术环境就一定会使感染率下降，因为它无法控制因病患自身风险因素和手术本身风险因素引起的手术部位感染。
因此对二级医疗环境感染控制要有个正确的认识，整个设施系统的造价与运行能耗关键在于冗余度的设定。合理设定医疗与所要求的无菌程度等控制参数及其控制精度，不要任意提高冗余度，也不能以“绿色”或“节能”的名义去降低风险控制要求，轻易改动医院标准或规范相关规定[9]。必须正确认识医疗风险控制机理，我们是靠全过程控制、关键点控制、实现完善的保障体系来最大程度降低风险，为了使受控环境始终不失控，这要求在任何运行工况下的送风量与净化装置效率不能低于设计值！这是评判二级医疗环境感染控制措施的一个依据。空气过滤器出厂效率就是气流一次通过的最低效率，完全可以作为二级防控系统的设计效率。对于大风量流动空气动态除菌，目前也只有空气过滤除菌能够做到这点，任何消毒措施难以胜任。
如果采用的空气消毒净化新技术是减低了、甚至消除了感染风险，并经得起理论分析与实际考验的，应该积极应用与推广。如果仅仅是检测条件下不断循环的杀菌效率，在使用过程中因积尘等原因效率不断衰减或出现臭氧等负面效应。如关键医疗科室采用了该项消毒新措施，反而加大了、或增加了风险，就应坚决否定。空气消毒净化装置应满足GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》第8.3.5条“非阻隔式空气净化装置不得作为末级净化设施，末级净化设施不得产生有害气体和物质，不得产生电磁干扰，不得有促使微生物变异的作用”。
如果从风险控制角度去分析，用二级医疗环境感染控制技术，尽管在某个控制时段并没有多大地降低“感染率”，但是确实使感染风险因素处于受控状态，有效地降低了风险，全时段控制了医院感染，保障医疗过程的实施。而且是“绿色”的、可持续发展的技术，不会产生任何负面效应。
3.结语
由于医院感染是一个复杂、多变量因素综合作用的结果。医疗感染的一级防控应以物表消毒与无菌操作为主，二级防控基于一级防控，采用的工程措施是为进一步降低感染率而不是替代一级防控！要理清两级防控的工作重点与相关性，不要误用控制措施。二级防控是采取综合措施消除病菌发生、繁殖与传播的条件，或稀释病菌浓度去保障医疗空间，从而达到使空气途径感染始终处于受控状态的要求。或者说，重在事先阻止病菌进入医疗空间，使易感人群少接触或不接触病菌，而非事后对进入的病菌进行杀灭，避免杀菌措施对人与环境造成负面效应。由于空气途径感染难以捉摸性，空气消毒效果不确定性以及难于维持性，对于流动空气动态除菌目前只有洁净技术才是最有效、最经济除菌措施。当然不能替代环境定期消毒，而应该合理结合。
控制医疗环境感染控制是感控界与工程界一个良好的切入点，特别应该重视在设计前期工程技术专家、医疗与感染控制专家共同研究如何利用建筑设施系统去保障医疗环境与感染控制，从工程角度上去实现它，减少生物负荷，控制合适的冗余度。与医疗及感染控制专家携手合作，在保证降低感染风险的前提下，共同实施与积极推广绿色的医疗环境感染控制技术，才能达到节能降耗。
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发表于 2022-11-30 07:42
