醫(yī)院空氣消毒凈化器量化評價及相關(guān)問題探討

□ 伍誠麟WU Cheng-lin 田金TIAN Jin 薛曉琦XUE Xiao-qi 喬湘云QIAO Xiang-yun 田耘TIAN Yun 許鋒XU Feng

Objective To evaluate and analyze the air disinfectors in different areas of the hospital by AHP- fuzzy evaluation method. Methods The evaluation index system of related parts of air disinfection purifier was established by AHP, and the evaluation index weight and comment set were determined. Fuzzy evaluation method was used to evaluate each air disinfection purifier, and the evaluation results were quantified. Spearman correlation analysis was made on the scores of front filter screen, electrostatic adsorption device and surface filter screen of activated carbon filter. Results The scores of air disinfectors in emergency areas were lower than those in outpatient and inpatient areas. The scores of regional disinfection supply centers were lower than those of other regions. Spearman correlation analysis showed that there was a significant positive correlation among the front filter screen, electrostatic adsorption device and surface filter screen of activated carbon filter. Conclusion Using AHP- fuzzy evaluation method to evaluate a single air disinfection purifier can make engineers and technicians more intuitively grasp the performance status of each equipment.

新冠疫情常態(tài)化防控已是當(dāng)今醫(yī)院防疫重點，如何有效預(yù)防新冠病毒感染已成為醫(yī)療機構(gòu)研究熱點。有研究表明，氣溶膠是新冠病毒傳播的重要途徑之一，惡劣的空氣環(huán)境會加速新冠病毒的傳播[1-3]。作為疫情防控的重要設(shè)備，空氣消毒凈化器被大部分醫(yī)療機構(gòu)廣泛采購使用，與傳統(tǒng)紫外線消毒相比，空氣消毒凈化器可持續(xù)對空氣進(jìn)行凈化和消毒，而不對人體產(chǎn)生危害[4]。由于空氣消毒凈化器數(shù)量多、分布廣、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單次清洗維護時間長，工程技術(shù)人員在巡檢過程中很難具體掌握每臺機器的性能狀況，并且難以把握環(huán)境較差房間內(nèi)空氣消毒凈化器的維護周期。

目前，利用數(shù)學(xué)模型解決醫(yī)療設(shè)備全生命周期中遇到的問題已成為工程技術(shù)人員的重要手段之一。與傳統(tǒng)依靠專家的知識和經(jīng)驗解決問題的模式相比，通過建立數(shù)學(xué)模型可將結(jié)果量化[5]，從而為工程技術(shù)人員提供更加直觀準(zhǔn)確的信息。目前常見的數(shù)學(xué)模型包括熵權(quán)法[6]、模糊評價法[7]、層次分析法(AHP)[8]、基于逼近理想解排序法[9]、整數(shù)線性規(guī)劃模型[10]等，每種方法都有其優(yōu)勢與不足。韓利等人[11]的研究結(jié)果表明AHP 結(jié)合模糊評價法能夠較好地保證評價結(jié)果的客觀性，減少個人主觀臆斷所帶來的影響，從而使評價結(jié)果更可靠?；诖?，本文利用AHP-模糊評價法建立綜合評價模型，將其應(yīng)用在空氣消毒凈化器巡檢維護工作中，根據(jù)設(shè)備相關(guān)零部件的重要性確定權(quán)重系數(shù)，并對相關(guān)過濾裝置潔凈程度進(jìn)行評價，將評價結(jié)果量化，以便更直觀地掌握空氣消毒凈化器性能及相關(guān)房間潔凈程度，從而為醫(yī)療設(shè)備管理部門空氣消毒凈化器巡檢維護工作提供參考與幫助。

AHP-模糊分析評價模型的建立

1.建立評價指標(biāo)體系。通過對靜電吸附式空氣消毒凈化器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立對進(jìn)風(fēng)口、前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器表面濾網(wǎng)、出風(fēng)口的評價指標(biāo)體系。其中對空氣中顆粒物進(jìn)行攔截的主要部件分別是前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器表面濾網(wǎng)等[12]。雖然進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口并未直接參與顆粒物的去除，但其表面潔凈度會影響設(shè)備的使用效果，甚至?xí)鸲挝廴綶13]，因此也將其納入評價指標(biāo)體系，見圖1。

圖1 評價指標(biāo)體系

2. 構(gòu)建判斷矩陣并確定權(quán)重。(1) 設(shè)一級指標(biāo)為U=(B1，B2，B3，B4，B5)，根據(jù)靜電式空氣消毒凈化器各零部件對顆粒物去除效果的重要性不同構(gòu)建五因素兩兩比較判斷矩陣A，A=(aij)5*5。設(shè)i 因素與j 因素的比較為aij，aij=1/aij。aij 的取值范圍見表1。

表1 判斷矩陣aij的取值范圍

aij=2，4，6，8 表示i 因素對j 元素的重要性介于相鄰等級之間。aij 數(shù)值越大，則說明i 因素與j 因素相比越重要。通過和相關(guān)專家對空氣消毒凈化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和討論，構(gòu)建判斷矩陣A 如表2 所示。

表2 判斷矩陣

利用和積法計算得到判斷矩陣的特征向量W 及最大特征值λmax，其中λmax=5.1371，WT=(0.5274，0.8211，2.0693，1.0548，0.5274)，將其歸一化得到WiT=(0.1049，0.1653，0.4139，0.211，0.1049)。

對于某臺空氣消毒凈化器而言，巡檢工程師與廠家工程師的評價結(jié)果如表3 所示。

表3 空氣消毒凈化器評價結(jié)果

根據(jù)評價表進(jìn)行單因素評判得到評判矩陣R

計算后，這臺空氣消毒凈化器最終得分為47.2 分。

3.相關(guān)性分析?？諝庀緝艋魍ㄟ^風(fēng)輪產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入過濾裝置從而排出潔凈空氣，被吸入的空氣依次通過外表面進(jìn)風(fēng)口、前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器表面濾網(wǎng)等最后通過出風(fēng)口將凈化好的空氣排出。其中前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器表面濾網(wǎng)是參與去除顆粒物的重要部件。因此本文利用AHP-模糊分析法過對三個裝置進(jìn)行評分，并將三者所得分?jǐn)?shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，以此探究三者關(guān)系，從而方便工程師快速判斷前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器這三個重要部件的性能。

4.統(tǒng)計分析。采用SPSS 26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析，結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，所有數(shù)據(jù)均先進(jìn)行正態(tài)分布檢驗，符合正態(tài)分布采用獨立樣本t 檢驗，不符合正態(tài)分布采用非參數(shù)秩和檢驗，p＜0.05 具有統(tǒng)計學(xué)意義。相關(guān)性分析采用斯皮爾曼檢驗。結(jié)果用相關(guān)系數(shù)r 表示，p＜0.05表示有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

1.住院區(qū)域綜合評價得分結(jié)果。工程師對住院區(qū)域內(nèi)包括病室、醫(yī)生辦公室、女休息室、教研室、男休息室、治療室、消毒供應(yīng)中心共7 個區(qū)域的117 臺空氣消毒凈化器進(jìn)行巡檢，并利用AHP-模糊綜合評價法進(jìn)行評價及分?jǐn)?shù)量化得到結(jié)果如圖2 所示。病室得分為43.65±10.23，醫(yī)生 辦 公室得 分 為45.54±12.22，女休息 室 得分為43.26±13.05，教研室得分為55.27±11.63，男休息室得分為47.96±10.55，治療室得分為48.51±12.85，消毒供應(yīng)中心得分為41.59±11.53。其中教研室的得分顯著高于病室、醫(yī)生辦公室、女休息室、消毒供應(yīng)中心，p＜0.05 具有顯著性差異。

圖2 住院區(qū)域評分結(jié)果(*p＜0.05)

2.急診區(qū)域綜合評價得分結(jié)果。對急診區(qū)域(院內(nèi)地下空間)涉及急診搶救室、急診病房、急診留觀室、急診診室共4 個區(qū)域的46 臺空氣消毒凈化器進(jìn)行巡檢，并利用AHP-模糊綜合評價法進(jìn)行評價及分?jǐn)?shù)量化得到結(jié)果如圖3 所示。急診搶救室得分為34.51±5.75，急診病房得分為20.42±1.33，急診留觀室得分為31.19±4.85，急診診室得分為32.43±0.58。其中急診病房得分顯著低于急診搶救室、急診留觀室以及急診診室，p＜0.01 具有極顯著性差異。

圖3 急診區(qū)域評分結(jié)果(***p＜0.01)

3.門診區(qū)域綜合評價得分結(jié)果。對門診區(qū)域涉及內(nèi)科診室、外科診室、其他診室(婦產(chǎn)科、兒科、中醫(yī)科、保健科)、醫(yī)技科室(超聲診斷科、放射科、檢驗科)的71 臺空氣消毒凈化器進(jìn)行巡檢，并利用AHP-模糊綜合評價法進(jìn)行評價及分?jǐn)?shù)量化得到結(jié)果如圖4 所示。外科診室48.31±10.73，內(nèi)科診室50.94±11.61，其他診室47.53±8.14，醫(yī)技科室41.34±13.84，其中內(nèi)科診室得分高于外科診室、醫(yī)技科室(p＜0.05，差異具有顯著性)以及其他診室。

圖4 門診各區(qū)域評分結(jié)果(*p＜0.05)

4.靜電吸附裝置與活性炭過濾器相關(guān)性結(jié)果。通過AHP-模糊評價法對234 臺消毒機前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置及活性炭過濾器表面濾網(wǎng)進(jìn)行評分，并將所得分?jǐn)?shù)利用斯皮爾曼相關(guān)分析法進(jìn)行相關(guān)性分析得到結(jié)果如表4 所示。其中前置濾網(wǎng)與靜電吸附裝置及活性炭過濾器表面濾網(wǎng)存在顯著正相關(guān)。靜電吸附裝置與活性炭過濾器表面濾網(wǎng)存在顯著正相關(guān)。

表4 前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器表面濾網(wǎng)相關(guān)性分析(r)

討論

對急診、門診、住院這三個患者多、人員流動性強的區(qū)域的空氣消毒凈化器進(jìn)行評價分?jǐn)?shù)比較后發(fā)現(xiàn)，急診區(qū)域的得分要顯著低于門診及住院區(qū)域。這與其24 小時開放及特殊地理位置有關(guān)。張永良等人[14]的研究結(jié)果提示醫(yī)院地下空間由于通風(fēng)效果不佳、人員密度大等因素，易于細(xì)菌滋長。自然通風(fēng)可有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，抑制細(xì)菌增長[15]。在住院區(qū)域的數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計中，教研室的得分高于其他區(qū)域，為55.27±11.63，消毒供應(yīng)中心的得分最低，為41.59±11.53。消毒供應(yīng)中心由于使用無紡布對手術(shù)器械、物品進(jìn)行包裹后消毒滅菌，因此空氣中無紡布毛絮較多，若長時間不對空氣消毒凈化器進(jìn)行清洗，會嚴(yán)重影響進(jìn)風(fēng)效果，從而達(dá)不到對空氣的凈化消毒。在門診區(qū)域的數(shù)據(jù)結(jié)果中，內(nèi)科診室得分高于其他區(qū)域，為50.94±11.61，而醫(yī)技科室(超聲診斷科、放射科、檢驗科)得分低于其他區(qū)域，為41.34±13.84。對于診室而言，患者在就診時通常房間內(nèi)僅有醫(yī)生和較少的患者進(jìn)行診療活動，因此人員密度及流動性相較于醫(yī)技科室較低，從而得分較高。

通過對空氣消毒凈化器內(nèi)部去除顆粒物的主要部件進(jìn)行相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，前置濾網(wǎng)、靜電吸附裝置、活性炭過濾器表面濾網(wǎng)三者之間存在顯著正相關(guān)。其中，靜電吸附裝置與活性炭過濾器表面濾網(wǎng)相關(guān)系數(shù)最高?？諝庀緝艋魈幱趷毫拥沫h(huán)境中時，當(dāng)靜電吸附裝置吸附較多顆粒物后，部分未被吸附顆粒物會被活性炭過濾器表面濾網(wǎng)攔截，從而使活性炭過濾器表面濾網(wǎng)潔凈度下降。相反，如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)靜電吸附裝置得分較高，活性炭過濾器表面濾網(wǎng)得分較低時，則需要考慮靜電吸附裝置出現(xiàn)故障或性能下降導(dǎo)致其未能吸附顆粒物，致使顆粒物被活性炭過濾器表面濾網(wǎng)攔截。

結(jié)論

利用AHP-模糊分析法對空氣消毒凈化器主要部件進(jìn)行評分，將結(jié)果量化，使醫(yī)療設(shè)備管理部門更加直觀、準(zhǔn)確地了解每臺設(shè)備的性能狀況，對于急診、消毒供應(yīng)中心、醫(yī)技科室等得分較低、空氣環(huán)境較差的地方，應(yīng)適當(dāng)提高該類設(shè)備的巡檢頻率，縮短巡檢周期，為臨床正常診療工作提供保障。