医疗机构新冠肺炎疫情防控预检模式及应用探讨

□ 李亦林 LI Yi-lin 胡博 HU Bo 徐恒 XU Heng 徐艳芳 XU Yan-fang 田金 TIAN Jin 许锋 XU Feng

2020 年1 月新冠肺炎肆虐全国，是新中国成立以来传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的重大突发公共卫生事件，各省区市启动重大突发公共卫生事件一级响应，并在国家卫生健康委的指引下建立了比2003 年非典时期更加科学、全面的防控体系，单位、社区均设立了体温检测，这也是必不可少的第一道防线[1]。

新冠肺炎病毒具有潜伏期长、传染能力强、传播途径多样[2]的特点。我院按照国家卫生健康委防控指南，严格防止疫情在院内传播，医院感染管理办公室和保卫处启用了三级预检分诊模式，即从进入医院、进入诊区、进入诊室三个环节进行筛查，为保证人员在院区内及各个楼宇有序流动，将进入医院人员的第一级检测关口前移至大门口。我院医学工程处作为设备管理部门，科学选型体温检测设备、分析检测设备的干扰因素和避免方法、优化检测流程，为医院疫情防控的技防环节精准施策，为疫情防控提供了更为科学、合理的数据支撑和专业的技术支持。

因地制宜，助力技防

我院作为三级甲等综合医院，日均门诊量近15000 人次，人员进出量近50000 人次，第一级筛查应设立合理的检测流程和高效率的检测设备。医学工程处全程参与了院内疫情防控布局的设计，承担了体温检测设备的选型、布局、维护、计量检测等多项工作。先后选用了手持式红外额温枪、立柱式红外体温检测仪、门框式红外体温检测仪以及全自动红外热成像体温检测仪等主流体温检测设备。这些方法皆为非接触红外测温技术，由于分子热运动，高于绝对零度(-273.15℃)的物体都会产生红外辐射，物体的温度越高辐射特性越好，红外辐射的能量就越强[3]，测温设备即通过采集被测物体表面(人皮肤表面)发出的红外辐射能量进行检测，从而得到真实的温度值。红外测温技术可快速、无接触地测量出人体的表面温度，具有精度高、成本低、寿命长、使用安全等优点[4]，在医用领域尤为广泛，能够有效避免交叉感染。

通过对比测试，手持式红外额温枪、立柱式红外体温检测仪、门框式红外体温检测仪等设备检测速度慢，不能应对大客流冲击，还会增加人力成本和劳动强度。近些年，全自动红外热成像体温检测仪由于其远距离、非接触、多目标、高精度的特点，发展非常迅速[5]。为此，我们选择并先后采购了8 台全自动红外热成像体温检测仪(见表1)，院本部门诊楼南侧门口的测温设备选用了双机位、广角镜头模式，可以同时抓拍检测多人，具有很高的检测效率。现场工作人员以手持式红外额温枪对测得体温高的人员进行补充复测。

表1 全自动红外热成像体温检测仪分布

计量检测，精准布局

全自动红外热成像体温检测仪以面源黑体作为测量温度的基准温度源，采用高精度红外热成像摄像机+影像摄像头+黑体(42℃)方案，通过红外摄像机视野内黑体点位的固定温度作为参考点，实时校正保证相机测温精度[6]，从而实现测温精度的提升(±0.3℃)，再用影像摄像头将拍摄到的人脸进行AI 识别并与红外热成像摄像头的图像进行融合，通过优化的算法对被测人员面部温度进行检测，被测人员无需停留，设备即可自动测得体温。为验证设备的精度同时具备可追溯性，由北京市计量检测科学研究院对设备进行了法定计量检测。

体温检测的影响因素及处理方法

疫情初期任务紧急，医院将门诊楼南侧入口作为行人步行入院的唯一通道，为了实现人员定向导流，测温现场仅设立了一个遮风挡雨的简易帐篷，为非恒温室外环境，设备从安装起时间跨度从2 月至6 月，先后多次出现体温数值低、测温失败、温度值漂移、体温高报警增多等现象。

该全自动红外热成像体温检测仪的摄像机、黑体各自安装于三脚架上，并直接立于帐篷里无固定的地面上，极易受到人员擦碰、风吹而发生移动。当二者之间相对位置发生改变时，红外摄像头无法正确识别黑体温度参考点，测温无标准值反馈，测得结果偏高。针对此情况我们改进了设备的固定方式，自主设计制造了钢制支架，通过地脚螺丝固定于地面，结构稳固，防风防碰撞，彻底消除了自身稳定性带来的测温偏高和测温失败问题。

由于人体裸露的面部、额头体表温度受测量距离、环境温度、体表下血液循环及导热状况和表面换热条件等因素影响，会导致测量值不准确，冬季低，夏季高。测温设备的使用操作人员缺乏系统的专业培训，测温设备的作用未能充分发挥也是影响结果的关键因素[7]。该设备具有人流量计数功能，我们回顾性收集了门诊楼南侧入口2020 年3 月2 日至6 月9 日(100 天)的数据，分别记录每天0∶00～17∶00通过的人员量a、检出发热(≥37.2℃)人员量b 以及当日最高气温值t。随着疫情有所缓和，季节由冬入夏，就诊人数和气温一路攀升，中间出现了发热增多的现象，经过手持式测温枪复核，误报的发热几乎为100%。(见图1、图2)。

图1 100 天人流量(2020.3.2 至2020.6.9，0:00 ～17:00)

图2 100 天最高气温(2020.3.2 至2020.6.9)

我们计算发热数量占比r=b/a×100%，绘制发热占比r 与当日最高气温t 的关系图，r 与t 呈现出非常明显的正相关性(见图3)。环境温度是影响的一方面，另一方面该设备采用了广角镜头拍摄，视野中可以同时捕捉并检测到多个人员，优点是检测速度快检测效率高，缺点是设备正对大门外的城市道路，视野中容易进入机动车(实测局部温度＞70℃)、阳光光斑(实测局部温度＞50℃)等热源干扰，当热源位点与人脸图像位点、黑体位点在红外热成像图像里发生重合叠加时，就会造成严重干扰，导致高体温报警。

图3 100 天发热占比与气温相关性

针对此类情况，我们对帐篷进行了改造，沿设备镜头视角方向将帐篷长度进行延长，延长后的帐篷实现了对阳光光斑和机动车热源等干扰源的有效遮挡。延长帐篷前连续7 天内(3 月11 ～17 日)的平均气温为14.6℃，天气晴朗，平均发热率为8.85%(经红外额温枪复测均为正常)(见表2)。

表2 延长帐篷前7 天内平均气温与发热率

延长帐篷后连续7 天内(3月24 ～30 日)的平均气温为15℃，天气晴朗，平均发热率减少到0.44%(经红外额温枪复测均为正常)。(见表3)

以需求为导向，开发全新功能

5 月北京全国两会期间，从安全、维稳的角度出发，保卫处提出用该设备筛选“黑名单人员”的需求。医学工程处联系设备厂家，厂家根据需求进行软件模块研发设计，在软件中加入了人脸识别数据库功能，并具备识别阈值调整功能，通过对阈值的调整实现对佩戴口罩的人员面部特征(眼部)的识别、筛查，最终实现了对预先导入的扰序、号贩子等“黑名单人员”的自动报警，从而将其阻隔于医院之外。同时，在测温功能模块中还加入了可动态调整的环境温度变量，从而消除环境温度带来的影响，优化温度检测算法，使体温检测更精确、稳定。

表3 延长帐篷后7 天内平均气温与发热率

6 月中旬北京新发地聚集性疫情爆发，医院按照北京市卫生健康委的要求，所有进入医院的人员在体温检测的基础上增加了北京健康码查验，导致在早高峰时段(7∶00 ～8∶00)出现了排队积压现象，尤其影响到上班的职工。医学工程处与保卫处实地考察，在五官科楼前增设行人通道，在美容门诊楼前增设员工专用通道，同时各设置了一台小型全自动红外热成像体温检测仪。开通后美容门诊楼员工通道平均通行量为1027 人次/天，最高为1418 人次/天；眼科南门人行通道平均通行量为2550 人次/天，最高为3805 人次/天，承担了早高峰近50%的人流量，有效缓解了门诊楼南侧大门口的通行压力，避免了人员聚集。

小结

为了加强疫情防控，对所有进入医院的人员进行体温检测，是筛查发热人员的必要措施[8]。新冠肺炎疫情对医疗机构防控工作提出了巨大的挑战，疫情持续至今仍未完全结束，历史上从未实施过时间跨度如此之长(＞180 天)、环境温度跨度如此之大(超过50℃)的防疫措施。三级预检分诊制度下，医院行人入口首选全自动红外热成像体温检测仪，要全力避免非恒温室外环境和热源干扰，采取隔热、避光、避热源等有效措施可使相同气象条件下发热误报率降低95%。结合《北京市医院安全秩序管理规定》，拓展人脸识别功能，有助于安保技防。医疗机构新冠肺炎疫情防控预检工作需要以问题为导向，多科联合及时研判医院人流量实际情况，动态调整、优化、完善防控手段，达到安全、有序、高效、便民。医学工程处从医院实际需求出发，将疫情防控与医疗设备维护有机结合，协助做好医疗机构“后疫情时期”的精细化管理，做好疫情常态化防控工作。