临床研究
非接触式眼压计测量产生气溶胶密度变化及其对新冠肺炎疫情防控的意义
中华实验眼科杂志, 2020,38(3) : 212-216. DOI: 10.3760/cma.j.issn.115989-20200226-00112
摘要
目的

通过评估疫情期间眼科诊疗中常用的非接触式眼压计工作时产生的可入肺颗粒物(PM)2.5、PM10及气溶胶粒子数变化,为新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情期间眼科医护人员的日常防护提供参考和指导。

方法

采用横断面研究方法,于2020年2月22日在温州医科大学附属眼视光医院纳入健康受试者30名,采用非接触式眼压计分别在眼科诊室和大厅对受试者佩戴或不佩戴口罩状态下进行双眼眼压测量,并对受试者单人佩戴与不佩戴口罩状态下进行双眼眼压测量,采用空气质量检测仪实时检测眼压测量室眼压计喷射时产生的PM和气溶胶密度,分析眼压测量人次与PM2.5、PM10及气溶胶粒子数的累积效应,对受试者单人佩戴与不佩戴口罩情况下的PM和气溶胶密度进行比较。

结果

非接触式眼压计工作时产生的PM2.5、PM10及气溶胶粒子数随着喷射次数的增加而呈波动上升趋势。30名受试者60眼分别于医疗诊室及医疗机构大厅两种环境下连续测量眼压曲线发现,PM2.5、PM10和气溶胶粒子数随眼压测量人次的增加而波动上升,呈现累积效应,且大厅的累积速度快于诊室。受试者不戴口罩时产生的PM2.5和PM10密度分别为(53.417±2.306)和(85.350±3.488)μg/m3,均高于戴口罩时的(50.567±0.862)和(80.617±1.463)μg/m3,差异均有统计学意义(P=0.028、0.019);受试者不戴口罩时产生的气溶胶密度高于戴口罩时,但差异无统计学意义(P=0.123)。

结论

非接触式眼压计喷射可产生PM和气溶胶,且随喷射次数的增加呈波动上升趋势,有累积效应,空气不够流通的大厅气溶胶密度更高;被测试者不戴口罩时产生的PM和气溶胶密度较戴口罩时增多。

引用本文: 李纯纯, 唐媛, 陈张艳, 等.  非接触式眼压计测量产生气溶胶密度变化及其对新冠肺炎疫情防控的意义 [J] . 中华实验眼科杂志, 2020, 38(3) : 212-216. DOI: 10.3760/cma.j.issn.115989-20200226-00112.
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新型冠状病毒(2019-novel coronavirus,2019-nCoV)是近期引起新型冠状病毒肺炎[2019新型冠状病毒感染疾病(corona virus disease-19,COVID-19)]暴发的病原体,该病毒存在人和人之间的传播[1],具有强传染性,严重威胁中国及全球公共卫生健康。COVID-19主要是经呼吸道飞沫传播和密切接触传播,在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶的情况下,存在经气溶胶传播的可能[2]。眼表组织和口腔黏膜、鼻黏膜均为黏膜组织,2019-nCoV可能污染眼结膜上皮,引起眼部并发症,进而导致呼吸道感染[3]。目前已有多例首发结膜炎和并发结膜炎的COVID-19患者的报道[4,5]。研究证明,人体泪液中含有较多病毒,如乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、丙型肝炎病毒(viral hepatitis type C,HCV)、人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)、单纯疱疹病毒、Epstein-Barr病毒(Epstein-Barr virus,EBV)、腮腺炎病毒、麻疹病毒等[6,7,8,9,10,11,12]。2019-nCoV虽仍未证实存在于泪液中,但先前的大量研究已证实泪液中含有与2019-nCoV具有基因组高度相似的严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)病毒(SARS-coronavirus,SARS-CoV)[13]和中东呼吸综合征(Middle East respiratory syndrome,MERS)病毒(MERS-coronavirus,MERS-CoV)[14]。目前多篇研究证实2019-nCoV与SARS-nCoV共享ACE2受体[15,16],而有研究发现结膜和角膜均表达ACE2受体[17],ACE2受体的表达和分布与2019-nCoV的感染途径与临床症状密切相关[18],眼表暴露于环境中极易成为2019-nCoV的病毒靶器官,因此,在COVID-19疫情期间2019-nCoV经眼表途径传播不容忽视。本研究通过观察眼科临床工作中常用的非接触式眼压计使用过程中产生的气溶胶密度的动态变化,为疫情期间眼科医护人员做好日常防护提供参考和建议。

1 资料与方法
1.1 一般资料

采用横断面研究方法,于2020年2月22日在温州医科大学附属眼视光医院招募健康受试者30例,其中男19例,女11例,受试者年龄31~54岁。纳入标准:(1)无眼部器质性病变及影响视力方面的问题;(2)无传染性疾病及疫区流行病史;(3)能配合进行眼科检查;(4)依从性好。排除标准:眼压异常者。受试者进入试验队列前均了解本研究的方法及目的,自愿签署知情同意书。本研究经温州医科大学附属眼视光医院伦理委员会审核批准(批文号:2020-018-K-16)。

1.2 方法
1.2.1 眼压测量

采用TX-20全自动非接触式眼压计(日本Canon株式会社)进行眼压测量,测量分别在眼科诊室和医院大厅进行。将非接触眼压计分别置于诊室和大厅,分别为30人次60眼进行眼压测量,每位受检者双眼分别在佩戴与不佩戴口罩两种情况下接受眼压测量,观察眼压测量瞬间可入肺颗粒物(particulate matter,PM)2.5、PM10、气溶胶粒子数的变化。受检者取坐位,全程佩戴口罩并保持安静状态,下颌固定在眼压计托架上,双眼注视镜头内光源,自然睁眼并暴露角膜,连续测量3次,取平均值;然后取下口罩再次测量。测量时均按照先右眼后左眼的顺序。

1.2.2 气溶胶颗粒测量

采用1000S+系列乐控Temtop空气质量检测仪[乐控(上海)环境技术有限公司]测量气溶胶和颗粒物。检测仪初始置于通风处24 h以进行校准,检测时将空气质量检测仪置于眼压计镜头与下颌托连线中点处,眼压测量后记录检测点气溶胶颗粒的数值。

1.2.3 评估指标

(1)PM2.5含量:即单位体积环境中空气动力学单位体积小于或等于2.5 μg的颗粒物。(2)PM10含量:即单位体积环境中空气动力学单位体积小于10 μg的颗粒物,又称可吸入颗粒物。(3)气溶胶密度:即单位体积空气里的单个粒子数。

1.2.4 检测场地标准化

分别选取1个诊室和1个大厅,检测前擦拭诊室地面、工作台面及其他物表,通风30 min。诊室体积为4.35 m×3.00 m×2.20 m,大厅面积百余平米。

1.3 统计学方法

采用EpiData 3.1建立数据库进行平行双录入,同时建立核查文件,进行计算机逻辑核查。采用SPSS 25.0统计学软件进行统计分析。本研究计量数据资料经Shapiro-Wilk检验呈正态分布,组间方差经Levene检验证实方差齐。采用重复测量两水平研究设计,不同仪器对同一组受试者测量的各种PM和气溶胶密度差异比较采用配对t检验,P<0.05为差异有统计学意义。绘制连续测量不同检测人数和眼压计不同喷射次数下气溶胶含量变化曲线。

2 结果
2.1 眼压计喷射次数与气溶胶密度的关系

诊室内对受检者单人进行眼压测量,双眼眼压各连续喷射测量3次,共6次喷射后PM2.5、PM10和气溶胶粒子数均随着非接触式眼压计喷射次数的增加而呈波动上升趋势(图1)。

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图1
眼压计喷射次数与气溶胶含量的关系 PM:颗粒物
Figure 1
Relationship of tonometer eject times and aerosol level PM:particulate matter
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图1
眼压计喷射次数与气溶胶含量的关系 PM:颗粒物
Figure 1
Relationship of tonometer eject times and aerosol level PM:particulate matter
2.2 眼压测量人次与气溶胶粒子数累积效应

眼压测量后,PM2.5、PM10和气溶胶粒子数随眼压测量人次的增加而波动上升,呈现累积效应,且大厅测定的PM2.5、PM10和气溶胶粒子数累积速度快于诊室(图2, 图3, 图5)。

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图2
眼压测量人次与PM2.5的累积效应 PM:颗粒物
Figure 2
Cumulative effects of PM2.5 upon the person-times of tonometry PM:particulate matter
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图2
眼压测量人次与PM2.5的累积效应 PM:颗粒物
Figure 2
Cumulative effects of PM2.5 upon the person-times of tonometry PM:particulate matter
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图3
眼压测量人次与PM10的累积效应 PM:颗粒物
Figure 3
Cumulative effects of PM10 upon the person-times of tonometry PM:particulate matter
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图3
眼压测量人次与PM10的累积效应 PM:颗粒物
Figure 3
Cumulative effects of PM10 upon the person-times of tonometry PM:particulate matter
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图4
眼压测量人次与气溶胶粒子数的累积效应
Figure 4
Cumulative effects of aerosol upon the person-times of tonometry
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图4
眼压测量人次与气溶胶粒子数的累积效应
Figure 4
Cumulative effects of aerosol upon the person-times of tonometry
2.3 受检者佩戴与不佩戴口罩两种情况下的气溶胶比较

诊室内对受检者分别在戴口罩与不戴口罩两种情况下进行眼压测量。受检者不戴口罩时产生的PM2.5和PM10密度均高于戴口罩时产生的PM2.5和PM10密度,差异均有统计学意义(t=-2.836,P=0.028;t=-3.066,P=0.019)。受检者不戴口罩时产生的气溶胶密度高于戴口罩时,但差异无统计学意义(t=-1.687,P=0.123)(表1)。

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表1

受试者佩戴与不佩戴口罩两种情况下PM和气溶胶密度比较(mean±SD)

Table 1

Comparison ofaerosol and PM levels between mask and non-mask(mean±SD)

表1

受试者佩戴与不佩戴口罩两种情况下PM和气溶胶密度比较(mean±SD)

Table 1

Comparison ofaerosol and PM levels between mask and non-mask(mean±SD)

是否戴口罩眼数不同种类气溶胶密度
PM2.5(μg/m3)PM10(μg/m3)粒子数(个/L)
戴口罩6050.567±0.86280.617±1.4637 275.600±317.329
不戴口罩6053.417±2.30685.350±3.4887 863.290±723.102
t -2.836-3.066-1.687
P 0.0280.0190.123

注:PM:颗粒物(配对t检验)

Note:PM:particulate matter(paired t test)

3 讨论

气溶胶是由固体或液体颗粒分散并悬浮于气体介质中形成的胶体分散系,粒子直径为0.01~10.0 μm[19],含有的致病微生物包括病毒、细菌和真菌等。气溶胶不因重力而沉降,可悬浮于空气中,或沉降到物体表面[20],因此,在COVID-19疫情期间,病毒极有可能构成气溶胶颗粒的一部分。研究发现,5~7 μm的颗粒与微生物污染之间存在显著的相关性[21]。非接触式眼压计作为眼科常用的检查设备,利用气体脉冲力原理将气体喷射至角膜中央表面以测定眼压变化。1991年Britt等[22]通过相机拍摄到非接触式眼压计测量眼压瞬间眼表泪膜在气压的冲击下发生破裂外溅而形成大片气溶胶粒子,且随眼压喷射的次数增加而持续增加。因此,如果2019-nCoV黏附于气溶胶之上则可形成病毒气溶胶,极有可能导致2019-nCoV传播(图5),但一直以来,广大医护人员对医疗设备产生的气溶胶传播感染的认识十分缺乏。

本实验提示,随非接触式眼压计喷射次数及检测人次的增加,PM2.5、PM10及气溶胶粒子数呈波动上升趋势且有累积效应。由于测试时患者的呼吸也可产生少量气溶胶,我们发现如果受检者不戴口罩,产生的气溶胶浓度则高于戴口罩时。本研究测量时还发现,气溶胶颗粒随着空气流通而很快消失,测试中发现大厅气溶胶密度的累积速度快于诊室,可能由于测试的大厅宽敞而禁止人员走动,因而气溶胶容易在局部区域累积;而检测时的诊室实行"一进一出"方式,开门关门所产生的气流降低了室内的气溶胶浓度密度。因此疫情期间对眼科诊疗中常用的非接触式眼压计的正确使用提出以下建议,以预防2019-nCoV医源性交叉感染。

3.1 关于检查室通风问题

从本研究图1, 图2, 图3, 图4中得知,在一定空间内增加非接触式眼压计喷射次数或增加检测人次,空气中的气溶胶密度呈波动上升趋势,并有累积效应。因此,非接触式眼压计需放置在相对通风的地方,增加环境空气的流通与气流交换,并适当延长检测的间隔时间,特别是要减少诊室内人员聚集,遵循"一医一患一诊室"及"分时段就诊"的原则,尽量缩短患者在医院和室内的停留时间,以减少气溶胶粒子的产生和累积。

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图5
非接触式眼压计产生气溶胶致2019-nCoV传播的原理
Figure 5
Principle of 2019-nCoV transmission via aerosol duringnon-contact tonometry
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图5
非接触式眼压计产生气溶胶致2019-nCoV传播的原理
Figure 5
Principle of 2019-nCoV transmission via aerosol duringnon-contact tonometry
3.2 诊室台面、物体表面的清洁消毒

因为气溶胶粒子很容易沉降在台面、物体表面,医护人员和患者接触后造成接触感染,因此,疫情期间要注意严格清洁消毒。建议"一人一用一消毒",每位患者使用后,立即使用体积分数75%乙醇喷洒镜头,并擦拭眼压仪的下颌托、额托和扶手。疫情期间必须严格落实仪器消毒,即每天仪器操作完毕眼压计表面、底座、隔离板的两面先用1 000 mg/L含氯消毒液擦拭,再用清水擦拭;下颌托、额托、目镜保护套表面用75%乙醇棉球擦拭,终末消毒处理时将目镜保护套旋下,用75%乙醇喷洒或乙醚擦拭镜头,待挥发后再旋上保护套。诊室空气每天早、中、晚用动态消毒机或紫外线消毒30 min。

3.3 医护人员及患者的自身防护

从本研究的表1中得知,受试者不戴口罩时产生的PM2.5、PM10和气溶胶粒子数均高于戴口罩时。因此,在眼科临床工作中,尤其是疫情期间,建议测眼压的患者均需佩戴一次性医用口罩,尽量不说话;医护人员在进行非接触式眼压计操作时必须佩戴医用护目镜或防护面罩,同时戴好医用外科口罩、医用帽及一次性医用手套;非接触式眼压计使用过程中需在医护人员与患者之间放置防护挡板,建议在眼压计目镜和额托架之间放置透明隔离板,如自制X胶片,以阻挡气溶胶粒子的飞溅。诊室内做到"一医一患一诊室";候诊患者注意保持至少1 m的安全距离,以减少空气中飞沫、气溶胶的传播。

志      谢

志谢 感谢陈约洁、郭媛媛、黄素素在收集数据时提供的帮助。

利益冲突

利益冲突 本研究不存在任何利益冲突

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