CN116290928A - 一种生物安全隔离转运方舱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物安全隔离转运方舱，包括舱室本体、循环送风系统和消毒系统，舱室本体分隔为病房区、消毒区和休息区；病房区与舱室外部之间开设有患者通道，病房区与消毒区之间开设有第一医护通道，消毒区与休息区之间开设有第二医护通道，消毒区与舱室外部之间开设有第三医护通道，休息区和所述病房区之间密封隔离；其中，循环送风系统用于在病房区、消毒区和休息区形成阶梯负压环境；患者和医护人员分别通过对应的患者通道和第三医护通道进出方舱，医护人员在病房区和休息区之间往返时需要通过第一医护通道和第二医护通道途径消毒区利用消毒系统进行消毒处理。本发明能够有效保护医护人员及周边环境，有效切断疫情传播。

Description

一种生物安全隔离转运方舱
技术领域
本发明属于疾控隔离技术领域，特别涉及一种生物安全隔离转运方舱。
背景技术
突发公共卫生事件已成为威胁公众健康、社会稳定和经济发展的社会卫生问题，如果不能及时、有效地处理，随着不确定性的增加，破坏性也会随之增加，一般突发公共卫生事件可能演变成重大公共卫生事件，乃至形成重大危机。近年来，世界范围内疫情时有发生，严重威胁着人类生命健康，如2003年非典、2014年埃博拉等疫情造成了大量人员感染死亡。传染病疫情具有传播快、范围广、影响大的特点，特别是烈性传染病致病率、致死率、致残率较高。在疫情突发后，患者在收治转运过程中，对转运人员和医护人员的感染成为现实存在的问题，普通救护车辆不能作到有效的隔离，医护人员与病人接触密切，车内空间小，致病微生物浓度高，病人咳嗽呕吐等均给医护人员造成感染的风险。另外，病人周围污染的空气对周围人员也构成威胁。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种为患者和医护人员提供安全环境，有效切断疫情传播的生物安全隔离转运方舱。
为实现上述目的，本发明的生物安全隔离转运方舱，包括舱室本体、循环送风系统和消毒系统，所述舱室本体分隔为病房区、消毒区和休息区；所述病房区与舱室外部之间开设有患者通道，所述病房区与所述消毒区之间开设有第一医护通道，所述消毒区与所述休息区之间开设有第二医护通道，所述消毒区与舱室外部之间开设有第三医护通道，所述休息区和所述病房区之间密封隔离；其中，所述循环送风系统用于在所述病房区、所述消毒区和所述休息区形成阶梯负压环境；患者和医护人员分别通过对应的所述患者通道和所述第三医护通道进出方舱，医护人员在所述病房区和所述休息区之间往返时需要通过所述第一医护通道和所述第二医护通道途径所述消毒区利用所述消毒系统进行消毒处理。
进一步，所述消毒区分隔为一更间和二更间，所述二更间和所述病房区之间开设所述第一医护通道，所述二更间和所述一更间之间开设第四医护通道，所述一更间与舱室外部之间开设有所述第三医护通道，所述一更间与所述休息区之间开设有所述第二医护通道；医护人员经过所述二更间穿脱隔离服并进行相应的消毒处理，经过所述一更间穿脱防护服并进行相应的消毒处理。
进一步，所述循环送风系统包括新风装置、循环送风道和排风装置，外部空气经所述新风装置过滤后通过所述循环送风道送入所述病房区、所述消毒区和所述休息区，所述排风装置将所述病房区、所述消毒区和所述休息区中的空气经过滤后排出方舱以在所述病房区、所述消毒区和所述休息区形成阶梯负压环境。
进一步，所述休息区的气压大于所述消毒区的气压，所述消毒区的气压大于所述病房区的气压。
进一步，还包括稳流负压控制系统，至少在所述病房区设置有所述稳流负压控制系统，所述稳流负压控制系统包括激光雷达、红外传感器和风速传感器，所述激光雷达设置在所述病房区顶部，所述红外传感器设置在所述病房区内，所述风速传感器设置在所述病房区的排风口处；通过所述风速传感器、红外传感器和激光雷达实时获取所述病房区内人员位置、设备位置以及病房区内气流速度数据，进而调节病房区内气流方向与气流流量。
进一步，所述新风装置连接的进气通道以及所述排风装置连接的排气通道处设置有多级耦合净化装置，所述多级耦合净化装置包括过滤单元、催化单元、等离子体单元、紫外线单元和消毒剂。
进一步，还包括供电系统和空调系统，所述供电系统包括发电装置和UPS，所述供电系统用于对方舱内设置进行供电。
进一步，所述休息区和所述病房区之间设置有观察窗，所述休息区内设置有用于显示病房区内影像的显示设备。
进一步，所述病房区内气压为-25Pa、所述二更间内气压为-20Pa、所述一更间内气压为-10Pa、所述休息区内气压为-5Pa。
进一步，所述消毒系统包括紫外线消毒设备和喷淋消毒设备，从所述病房区进入所述休息区的医护人员需要经过所述消毒区通过所述喷淋消毒设备进行喷淋消杀以杀灭医护人员身上附着的病毒或病菌；在医护人员从所述消毒区进入所述休息区后通过所述紫外线消毒设备对所述消毒区进行消杀。
本发明的隔离转运方舱以装箱式舱体为承载主体，内部空间分为病房区、消毒区和休息区三个区，患者通道和医护通道两个专用通道，通过循环送风系统在三个区域形成负压梯度，控制气流由洁净区向污染区流动，对排出气体进行消杀处理，有效保护医护人员及周边环境，有效切断疫情传播。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的生物安全隔离转运方舱的结构示意图；
图2为本发明一实施例的生物安全隔离转运方舱的医护人员在方舱内流动示意图；
图3为本发明一实施例的生物安全隔离转运方舱的病人在方舱内流动示意图；
图4为本发明一实施例的隔离转运方舱内各区域负压梯度气流方向的示意图；
图5为本发明一实施例的稳流负压控制系统在舱内布置示意图；
图6为本发明一实施例的多级耦合净化装置的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”、“左右方向”、“上下方向”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明的生物安全隔离转运方舱，包括舱室本体1、循环送风系统和消毒系统，所述舱室本体1分隔为病房区11、消毒区12和休息区13；所述病房区11与舱室外部之间开设有患者通道14，所述病房区11与所述消毒区12之间开设有第一医护通道15，所述消毒区12与所述休息区13之间开设有第二医护通道16，所述消毒区12与舱室外部之间开设有第三医护通道17，所述休息区13和所述病房区11之间密封隔离；其中，所述循环送风系统用于在所述病房区11、所述消毒区12和所述休息区13形成阶梯负压环境；患者和医护人员分别通过对应的所述患者通道14和所述第三医护通道17进出方舱，医护人员在所述病房区11和所述休息区13之间往返时需要通过所述第一医护通道15和所述第二医护通道16途径所述消毒区12利用所述消毒系统进行消毒处理。本发明采用标准规格方舱，有效利用有限空间，内部设置病房区、消毒区、休息区等独立空间，并设置医护人员和患者进出舱专用通道，形成三区两通道隔离防护布局，物理空间上杜绝交叉感染可能性，提升医护人员安全性，通过循环送风系统在三个区域形成负压梯度，控制气流由洁净区向污染区流动，对排出气体进行消杀处理，有效保护医护人员及周边环境，有效切断疫情传播。
病房区11为负压方舱主要功能承载区，在本发明一具体实施例中病房区11内设一张病床，可以转移或者临时收治一名患者。病床侧壁上方有两个支架，可以按需用来放置心电监护仪等医疗设备，病床旁边的通道地面，预埋有呼吸机的接口，可以在必要时布置移动式呼吸机以备不时之需。另病房内侧设置有卫生间，不设隔断和门，以拉帘隔离，以方便患者生活之用，并设置紧急按钮，以利于及时发现异常情况。
所述消毒区12分隔为一更间121和二更间122，所述二更间122和所述病房区11之间开设所述第一医护通道15，所述二更间122和所述一更间121之间开设第四医护通道，所述一更间121与舱室外部之间开设有所述第三医护通道17，所述一更间121与所述休息区13之间开设有所述第二医护通道16；医护人员经过所述二更间122穿脱隔离服并进行相应的消毒处理，经过所述一更间121穿脱防护服并进行相应的消毒处理。在实际应用中，一更间121和二更间122内设置有消毒系统，包括喷淋消毒设备和紫外线消毒设备，医护人员进出方舱时必须经过喷淋消杀，杀灭防护服外侧附着的病毒或细菌，方能脱换防护服(隔离服)，到休息间休息。同时当医护人员离开更衣间后，应启动紫外线消毒设备，对消毒区12进行二次消杀，防止病原体泄漏。
医护人员经消毒处理后，可以进入休息区13。在实际应用中，休息区13装有桌子和靠背可折叠座椅，可以供医护人员休息使用，同时休息区设有显示屏以及观察窗，可以显示病房区视频图像和患者健康监测数据，同时也可以通过观察窗观察患者状态，可以实时了解监测病房区整体情况。休息间内侧设置卫生间，卫生间装有坐便器，四周以拉帘围幕包围，方便医护人员使用。
隔离转运方舱内部参照传染病医院设计和医院控感流程要求，设置了病房区、缓冲区和医护人员休息区及患者通道和医护通道，为人员流动过程的安全管理建立了良好的基础条件。
在隔离转运方舱转运过程中，医护人员从一更间121外舱门进入可到休息区，在休息间设置办公桌椅和卫生间，可供医护人员办公和休息的条件；需要到病房区11开展治疗时，通过一更间121，穿戴防护服，再通过二更间122穿戴隔离服后到达病房区11开展治疗、护理工作；返回休息区13时，医护人员需要在二更间122进行脱隔离服和相应的消毒，在一更间121脱防护服和相应的消毒后，进入休息间办公和休息。舱内2名护人员可根据需要分两组，轮班休息。医护人员流动示意图见图2箭头所示。病人在方舱内流动如图3所示，病人活动范围主要是在病房区11内，病人进出都是通过病房区11舱外门，病房区11内设置了病床、病人专用卫生间和基础医疗设备。医护人员和病人在方舱内流动均采用各自专用通道，可以有效避免医护人员和病人之间的交叉传染。
在本发明一实施例中，所述循环送风系统包括新风装置、循环送风道和排风装置，外部空气经所述新风装置过滤后通过所述循环送风道送入所述病房区11、所述消毒区12和所述休息区13，所述排风装置将所述病房区11、所述消毒区12和所述休息区13中的空气经过滤后排出方舱以在所述病房区11、所述消毒区12和所述休息区13形成阶梯负压环境。所述休息区13的气压大于所述消毒区12的气压，所述消毒区12的气压大于所述病房区11的气压。三个区域形成负压梯度，控制气流由洁净区向污染区流动，对排出气体进行消杀处理，有效保护医护人员及周边环境。例如，所述病房区11内气压为-25Pa、所述二更间122内气压为-20Pa、所述一更间121内气压为-10Pa、所述休息区13内气压为-5Pa。如图4所示，休息区13的气流通过送风道向消毒区12流动，消毒区的气流通过送风道向病房区11流动，可以避免气流由洁净区向污染区流动，进一步保障医护人员的安全。方舱内配置方面，具备患者应急救治的基础医疗设备，配备供氧设备，能够提供8小时以上的氧气供应，设置发电设备、应急电源设备及市电接口，能够使负压方舱在转载、转运过程中确保舱内负压环境。设备间与方舱工作区彻底隔离，非负压区域，内部主要布置新风内机、新风外机、排风机组、消杀设备、UPS、控制柜、配电柜以及发电机组等设备。另外由于空间原因，氧气瓶外挂在舱体外侧。
在本发明一实施例中，如图5所示，方舱还包括稳流负压控制系统，至少在所述病房区11设置有所述稳流负压控制系统，所述稳流负压控制系统包括激光雷达、红外传感器和风速传感器，所述激光雷达设置在所述病房区11顶部，所述红外传感器设置在所述病房区11内，所述风速传感器设置在所述病房区11的排风口处；通过所述风速传感器、红外传感器和激光雷达实时获取所述病房区11内人员位置、设备位置以及病房区11内气流速度数据，进而调节病房区11内气流方向与气流流量。
稳流负压控制技术可以实现隔离转运方舱内恒定负压梯度，保证隔离舱内部的压力始终低于外界环境，避免受有害微生物污染的空气泄漏到空气中导致威胁扩散。不同舱段按照清洁程度优先级划分成不同的压力段，优先级高的区段负压程度更高，室外洁净空气进入隔离舱以后，沿压力梯度方向以稳定的速度向低负压区段流动，最终由风机净化后排向外界环境。
通过主风道与辅风道动态配合的方式，让空气沿预设路径以稳定的速度流动，并确保舱体内壁边缘和角落的气体不存在流动滞止区。在确保仓体内梯度符合要求的前提下，需实现气体流速的稳定可控，并避免气体流动过程中产生湍流或回流。
在舱体空间内稳流负压控制通过激光雷达、红外传感器和风速传感器共同实现。首先将激光雷达水平放置于舱体顶端，首先对得到的激光点云数据进行点云分割，通过沿X轴方向寻找与其垂直(正负误差不超过3°)且距离激光雷达中心高度不少于1.9m的平面来确定地面点，分割地面点，得到非地面点云数据。随后，将非地面点云分割为很多个聚类，同一个聚类的点被标记上唯一的标识。点数较少的聚类(少于3点)被作为噪声去除，以剔除由于点云随机噪声产生的错误聚类。得到障碍物聚类后对不同障碍物进行特征提取，将激光点云分为六个等分区域(根据360°进行等分)，对每个区域中的点云Pt选取邻域的5个点计算其平滑度，从地面点中选取nfp个平面点Fp,从分割点中选取nfe个边缘点Fe，得到了Fp和Fe两种特征后，通过两帧数据进行对比，确认地面点和分割点。最后通过红外传感器探测人员移动情况，并于激光雷达地图构建中的障碍物进行融合，获得多传感器数据融合后的病房区实时三维地图，并用于后续改变风向调节策略。同时，通过风速传感器检测出风口风速，对于风速较小的情况，考虑可能产生湍流和逆流的情况，调整电动风阀、送风百叶等反馈系统设备，实现室内风速、风向稳定。
在本发明一实施例中，如图6所示，所述新风装置连接的进气通道以及所述排风装置连接的排气通道处设置有多级耦合净化装置，所述多级耦合净化装置包括过滤单元61、催化单元62、等离子体单元63、紫外线单元64和消毒剂65。通过有效耦合过滤、催化、等离子体、紫外线、消毒剂等多种空气净化技术的有序结合，可以实现多种污染物的多级耦合高效净化。其中过滤单元是采用网状结构，在滤网上涂敷抗菌剂，具有抗菌脱臭效率高、长期保持抗菌脱臭性、能有效隔除空气中灰尘、悬浮物和杂物；催化单元是通过在基材上涂敷特定催化剂而具备很强的氧化还原性能，分解空气中各种有害气体；等离子体单元是通过在电离装置施加低电流高电压脉冲电源，形成超高频脉冲放电，使基态气体得到足够大的能量，电离氧化空气中的细菌、病毒、TVOC物质及微粒等，在库仑力的作用下，空气中的污染物驱向电集尘板上，实现灭菌、空气净化；紫外线单元是采用最佳杀菌效果的C波段无臭氧紫外线杀菌灯管密闭于机体内，直接照射所过滤的气流，破坏空气中的微生物的DNA结构，使细菌死亡；消毒剂是采用二氧化氯凝胶缓释释放方式，空气中的消毒灭菌效率可达到99.92％。同时，在疫情严重的情况下，为加快隔离转运方舱的循环使用，多级耦合净化系统采用自清洁技术，无需频繁更换过滤和净化单元的净化材料，每次使用结束后可实现自动消毒和再生，实现多次循环利用。多级耦合净化装置净化后空气指标如下：
1)0.3微米颗粒物过滤效率≥99.97％
2)氧气浓度：≥21％
3)有害气体去除率：≥99％
4)微生物杀灭效率：≥99.9％
经过多级耦合净化装置净化后空气可以保证安全性。
隔离转运方舱是针对传染患者的安全隔离转运提供有效解决方案。在突发疫情时，负压方舱快速投放至指定地点，并启动隔离转运方舱循环风系统，形成负压隔离环境后，将传染患者转移到隔离转运方舱内开展应急治疗和转运工作。隔离转运方舱可通过转载保障装备上装至运载装备进行中长途运输，到达目的地点后，根据现场情况，可选择在隔离转运方舱内继续隔离治疗，也可以将传染患者转出到医院里，并对隔离转运方舱进行全舱主动消毒，便于下一次重复使用。
综上，隔离转运方舱用于8h以内的疑似病人以及确证病人负压隔离环境中运输、收治，可最大程度地减少或杜绝在运输和医治病人(病原体)过程中对工作人员的传染风险，也可最大程度地保护周边人员。可快速应对突发传染病，较一般的隔离建筑耗资更少，响应时间更短。本发明适用于急救中心、传染病医院、海关、火车站、机场、港口、人员聚集的公共场所，以及爆发传染性疾病但不具备医疗条件的地区。
本发明技术方案带来的有益效果有：
a)安全转运不明病因的传染病患，高传染病病人，如新型冠状病毒患者、SARS、出血热、埃博拉等传染病病人；
b)安全转运因受生物，化学及辐射感染的患者；
c)临时性的紧急隔离；
d)在转送通过气溶胶(空气)传播传染性病毒患者过程中阻断传染源的传播途径，最大限度降低医护人员和周围人群、环境受到传染的隐患。
e)在不具备传染病医院的地区或者传染性病房容量不足的情况下，该设备可多台聚集，实现传染病人的集中收治。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种生物安全隔离转运方舱，其特征在于，包括舱室本体、循环送风系统和消毒系统，所述舱室本体分隔为病房区、消毒区和休息区；所述病房区与舱室外部之间开设有患者通道，所述病房区与所述消毒区之间开设有第一医护通道，所述消毒区与所述休息区之间开设有第二医护通道，所述消毒区与舱室外部之间开设有第三医护通道，所述休息区和所述病房区之间密封隔离；其中，所述循环送风系统用于在所述病房区、所述消毒区和所述休息区形成阶梯负压环境；患者和医护人员分别通过对应的所述患者通道和所述第三医护通道进出方舱，医护人员在所述病房区和所述休息区之间往返时需要通过所述第一医护通道和所述第二医护通道途径所述消毒区利用所述消毒系统进行消毒处理。
2.如权利要求1所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述消毒区分隔为一更间和二更间，所述二更间和所述病房区之间开设所述第一医护通道，所述二更间和所述一更间之间开设第四医护通道，所述一更间与舱室外部之间开设有所述第三医护通道，所述一更间与所述休息区之间开设有所述第二医护通道；医护人员经过所述二更间穿脱隔离服并进行相应的消毒处理，经过所述一更间穿脱防护服并进行相应的消毒处理。
3.如权利要求1所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述循环送风系统包括新风装置、循环送风道和排风装置，外部空气经所述新风装置过滤后通过所述循环送风道送入所述病房区、所述消毒区和所述休息区，所述排风装置将所述病房区、所述消毒区和所述休息区中的空气经过滤后排出方舱以在所述病房区、所述消毒区和所述休息区形成阶梯负压环境。
4.如权利要求3所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述休息区的气压大于所述消毒区的气压，所述消毒区的气压大于所述病房区的气压。
5.如权利要求1所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，还包括稳流负压控制系统，至少在所述病房区设置有所述稳流负压控制系统，所述稳流负压控制系统包括激光雷达、红外传感器和风速传感器，所述激光雷达设置在所述病房区顶部，所述红外传感器设置在所述病房区内，所述风速传感器设置在所述病房区的排风口处；通过所述风速传感器、红外传感器和激光雷达实时获取所述病房区内人员位置、设备位置以及病房区内气流速度数据，进而调节病房区内气流方向与气流流量。
6.如权利要求3所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述新风装置连接的进气通道以及所述排风装置连接的排气通道处设置有多级耦合净化装置，所述多级耦合净化装置包括过滤单元、催化单元、等离子体单元、紫外线单元和消毒剂。
7.如权利要求1所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，还包括供电系统和空调系统，所述供电系统包括发电装置和UPS，所述供电系统用于对方舱内设置进行供电。
8.如权利要求1所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述休息区和所述病房区之间设置有观察窗，所述休息区内设置有用于显示病房区内影像的显示设备。
9.如权利要求2所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述病房区内气压为-25Pa、所述二更间内气压为-20Pa、所述一更间内气压为-10Pa、所述休息区内气压为-5Pa。
10.如权利要求1所述的生物安全隔离转运方舱，其特征在于，所述消毒系统包括紫外线消毒设备和喷淋消毒设备，从所述病房区进入所述休息区的医护人员需要经过所述消毒区通过所述喷淋消毒设备进行喷淋消杀以杀灭医护人员身上附着的病毒或病菌；在医护人员从所述消毒区进入所述休息区后通过所述紫外线消毒设备对所述消毒区进行消杀。
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