醫院醫學檢驗血站設計和優化措施

摘要：血站實驗室在設計上既有醫學檢驗實驗室的共性，也有血站血液檢測的特殊性。該文通過對實驗室模塊、通道、圍護結構、區域分配等實驗室設計的基本概念的介紹，建議實驗室設計的流程分為5個步驟，并從實驗室的空調、通風和凈化系統，給排水系統，電氣系統，信息控制系統，安全防護系統等5個方面闡述了實驗室系統的設計和優化措施，力求有效綜合血站實驗室設計工作的科學理論、技術和實踐經驗，為制訂血站實驗室的設計、建設標準提供參考依據。

伴隨我國采供血事業的不斷進步，輸血學已增設為二級學科[1]。包括核酸檢測在內的實驗室檢測新技術不斷普及，讓血液更加安全[2]，血站實驗室本身的發展也日新月異。由于血站實驗室的主要功能是進行血液檢驗，按二級生物安全防護建設與管理[3]。在設計上既有醫學檢驗實驗室的共性，也有血站血液檢測的特殊性。為此，我們依據相關標準規范[4-6]，對血站實驗室的設計和優化進行探討，以促進血站實驗室設計、建設水平的持續提升。

1　實驗室設計的基本概念

進行適宜、規范的生物安全實驗室裝修的關鍵是平面規劃設計[7]，一些實際工程由于平面布局不合理，不僅影響實驗室的有效使用面積，還增加了初投資和管理難度[8]。因此，首先介紹一下實驗室平面設計相關的基本概念。

1.1　實驗室模塊　實驗室模塊是指將實驗室的空間設置進行規范，便于總體的設計和面積分配。實驗室模塊包括開間、進深、凈高和門窗。現代血站實驗室有采用大廳式的布局趨勢，相對于傳統實驗室減少了較多的隔斷，但就內部工作區域規劃以及核酸檢測實驗室的各區域設計，都可以參考實驗室模塊進行合理的空間布局。

1.1.1　開間　實驗室的寬度。實驗臺寬度一般為0.75 m，兩排實驗臺之間凈距在1.5～1.8 m之間便于工作，因此血站實驗室開間一般設置在3.0～3.3 m。

1.1.2　進深　實驗室的長度，其尺寸與實驗臺等設施設備的長度、采光通風條件等相關�，F在血站實驗室大多采用框架結構，進深一般為6～7 m。

1.1.3　凈高　指樓板面至另一層樓板底面(或吊平頂面)的距離，血站實驗室的凈高在2.7 m比較合適[9]。

1.1.4　門窗　實驗室的門為1 m寬左右，也可用1.2 m寬的不對稱雙扇門，平時鎖上小的一扇，有大型設備進出時全開。開門方向一般向內開，門上應設玻璃窗以便進行安全觀察。窗臺離地高度一般不小于1 m，利用自然采光時窗可盡量大一點，有較高溫控要求時宜采用雙層玻璃窗，外窗應設置紗窗以防止蚊蟲的干擾。如有遮光要求一般不貼有色膜，而用卷軸式窗簾。

1.2　通道　實驗室通道包括人流通道和物流通道。在人流通道的設計上應考慮設置逃生路徑，以備緊急情況下的人員安全撤離。物流通道的設計應讓標本的傳遞呈單向流。有條件的可考慮安裝專門的物流升降裝置或氣動管道傳輸系統[10]，適用于血站內不同部門間，如初篩與確認實驗室之間的標本運輸，可使標本傳遞更加高效有序，也有效地避免交叉污染。

1.3　圍護結構　實驗室圍護結構屬于生物安全防護二級屏障，包括吊頂、隔斷墻、地板、門窗等。設計建設的關鍵是選擇性價比高的材料，通過加權灰色關聯分析法對圍護結構用材進行比較分析發現，彩鋼板吊頂、彩鋼板隔斷、PVC地板是較適宜的材料組合[11]。

1.4　實驗室區域分配　完整的血站實驗室由諸多區域構成，其空間分配既要考慮到相關規范和工作要求，也要有容量柔性能力[12]。一般劃分為5個區域，其面積可分別為：實驗工作區(實驗室核心區)約占35%；支援服務區(包括污染物處置區、純水室、洗滌室、庫房等)約占15%；行政辦公區約占10%；休息交流區約占10%；人流、物流通道(包括電梯、建筑公差、管道井等)約占25%；預留工作區約占5%。

2　實驗室設計流程

通常實驗室人員很關注儀器設備，而實驗室設計者多依據行業通用準則進行設計并指導施工，導致部分實驗室設施難以與實驗室人員、儀器設備相契合[13]，因此血站實驗室設計涉及血站管理層的統一部署，實驗室人員的專業規劃以及實驗室設計機構的具體實施。其流程建議分為以下步驟：

(1)實驗室人員與專業設計方進行充分溝通，明確實驗室的功能目的和使用需求。期間一定要到建筑物現場進行實地勘察，結合實際情況進行討論。

(2) 設計方根據實驗室類別、功能和工作流程，按血站的統一建設方案，作出實驗室的區域及功能規劃，并獲得血站管理者、實驗室人員一致認可。

(3)結合實驗室所在建筑物的周圍環境，由設計方進行深化設計，初步確定空調通風、給排水、電氣、信息管理、消防安保等實驗室子系統的設施設備類型、數量、位置，經血站管理者、實驗室人員的認同后形成最終的設計方案。

(4)血站方面與設計、建設方保持密切溝通，做好實驗室工程建設中的實時跟進，解決各種突發問題。嚴格執行而不輕易更改設計方案。

(5)設計方協助血站方進行工程竣工驗收；在實驗室的使用過程中雙方保持技術聯系，持續改進以適應實驗室的發展。

3　實驗室系統的設計和優化

實驗室系統是由各個子系統組成，對每個子系統都需結合建筑物和工作實際進行分別設計，通過優化措施讓各子系統間協調平衡，發揮實驗室系統的最大功能。

3.1　空調、通風和凈化系統

3.1.1　空調系統　由于血站實驗室的工作特殊性，一些大型精密儀器，如生化儀、核酸檢測儀等需24 h開機，試劑、標本的儲存冰箱也是長時間運行，會持續產熱，對環境溫、濕度有較高的要求。每天間斷開啟覆蓋整個血站建筑的中央空調系統并不適用于實驗室，血站實驗室宜單獨設置分散型或局部集中型的空調系統，并考慮配置冗余空調[14]。為防交叉污染，血站核酸實驗室空調必須單設。

3.1.2　通風系統　從節能、降噪、確保穩定性和舒適性角度，盡量將機械通風和自然通風相結合，優先考慮自然通風。對一些要求較高的房間，如核酸檢測實驗室的擴增檢測間，可采用上送下排的全面通風方式。對某些有潛在高污染的區域，如標本離心機所在的局部空間，可加設排風罩加強局部通風[15]，把可能產生的氣溶膠盡快排出。室外進排風口需盡量遠離，避免室外氣流的交叉污染。

3.1.3　凈化系統　血站實驗室對空氣潔凈度無明確要求，但應盡量避免灰塵。從實驗室的護圍結構設計上做到不產塵、不積塵、易除去灰塵。如外環境的灰塵較多，可在進風管道或窗戶上設置適當的空氣凈化裝置[16]，同時做好氣流的控制，讓氣流方向有利于灰塵的沉降和清除，對有潛在生物污染的實驗室維持負壓。

3.2　給排水系統

3.2.1　給水系統　血站實驗室的給水主要包括實驗給水、生活給水和消防給水。在自來水管網的水壓較大時，為避免操作上的麻煩和安全隱患，緊急噴淋裝置和洗眼器宜配減壓裝置。實驗室內各用水點的位置盡量靠墻設置，便于排水點的對應設置和將來的拓展。室內的消火栓應設置在清潔區內[17]。

3.2.2　排水系統　血站建筑設施要有統一的廢水處理設施，在實驗室設計時，排水口盡可能靠近設備廢液口收集廢液，按不同廢液的性質分別匯集。對可能產生相互作用的廢液，需經預處理再匯集進行統一處理，如含有防腐劑NaN3的試劑排出時須用大量自來水沖洗，以防金屬管道爆炸[18]。對緊急噴淋裝置，宜就近設置排水口，避免噴淋水的過度四溢導致二次污染。

3.2.3　純水系統　目前實驗室純水供給方式分為集中供應和分散供應兩種。因性價比高、運行成本低，管理集中，持續穩定，產量大，通過管網化可多點取水，集中供水已成發展趨勢，但初期投入較大。在一些局部有高純度水要求的使用點再單獨加設末端超濾裝置可制備出高純水[19]。

3.3　電氣系統

3.3.1　配電　隨著實驗室檢測技術的不斷發展，會配置越來越多的自動化設備[20]，因此實驗室總的設計用電量可按現有用電量的2倍考慮[21]，宜采用在線式UPS確保持續供電和電壓穩定。精密電子儀器如生化儀、酶標儀等，不宜與大型離心機等大功率設備共用一條線路。對一些大型設備需提前規劃好三相交流電源，插座的設置盡量遠離水槽。

3.3.2　照明　實驗室用自然光不僅節約能源，還能增加操作者的舒適性[22]，但更多的時候只能人工照明，宜采用嵌入式潔凈燈具，既可保證有效照明，也便于清潔維護。血站實驗室在一些需要實驗人員用目視判斷的實驗區，如紅細胞的血型鑒定檢測需用肉眼判定凝集情況，應注意光源色溫盡量中性，以避免對結果觀察判定的不利影響。光源開關，尤其是紫外燈的開關應設在門外并與照明燈具開關分設。

3.4　信息控制系統　實驗室信息管理系統(laboratory information management system，LIMS)和實驗室所在建筑的樓宇自動控制、辦公自動化、物料管理等多個信息控制系統一起實現實驗室的智能操控、科學管理和高效服務[23]。

3.4.1　信息系統端口　實驗室設計時要充分考慮今后發展需要，在墻體、地面宜多增設一些信息點。為避免驗室家具的擺設遮蓋護圍結構上的網絡端口，需在實驗室設計時就考慮好網絡端口的位置，既可設置在實驗臺等家具上，也可在高于實驗臺的墻上直接設置。

3.4.2　網絡安全穩定　為了確保LIMS的信息安全，應將內外網物理分隔，在實驗室的網絡端口設置規劃上應內外網分開，預留備用線路及端口以確保工作的持續穩定。網絡線路需考慮冗余設計，如通過WIFI與有線相結合。對關鍵信息網絡設備也要有備份并配置UPS電源，確保網絡的穩定通暢。

3.4.3　網絡架構　根據實驗室內具體的儀器設備和計算機工作站布局，確定數據信息鏈傳輸方式，做好實驗室內的網絡架構設計，在實驗室內的適當位置預留出交換機、集線器、路由器等網絡設備以及服務器的空間。以此最大限度發揮儀器的智能化功能，優化實驗室工作流程，提高實驗室管理水平和工作效率[24]。

3.5　安全防護系統

3.5.1　物理安全防護　在實驗室的入口處，采用門禁系統限制非授權人員以及其他物品的進入是實驗室安全的第一道防線。同時設計相應的各種監視探測和報警裝置，配置各種提示信息標志。

3.5.2　生物安全防護　在實驗室規劃時，需重視設備的合理布局，避免實驗室設備增加生物安全的防護難度[25]。由于血站實驗室的標本均為血液，需規劃好廢物垃圾袋的合理安全放置區域。陽性標本需在實驗室內消毒，因此在實驗室設計中要合理規劃高壓滅菌器的位置，設置配套的給排水和通排風措施。

3.5.3　消防安全　血站實驗室如果發生火災，不僅帶來人員的傷亡威脅和財產損失，還可能導致病原微生物的泄露，以及血液產品的供給緊張，因此實驗室的消防設計應向公安消防機構申報、審核，并在竣工后驗收[26]。由于血站實驗室內有較多的大型精密儀器，消防設計上宜采用干冰滅火方式。

實驗室的規劃、設計及管理專業技術性很強[27]，現代化的血站實驗室正向智慧型實驗室發展，需血站同行及相關人士將實驗室設計工作的科學、技術和實踐經驗有效綜合，為制訂血站實驗室的設計建設標準提供更多的依據。通過實驗室的發展促進血液檢測水平提升，進而不斷提高血液安全性。