根据上述疫情下群众对家庭健康的需求,创建智慧家庭居家隔离场景,通过智能家居手段建立医院-社区-家庭模式下的家庭康养房,在家庭内部实现被隔离者与家庭成员的隔离,对病毒的传播进行隔离、灭杀,监视被隔离者的生理指标、保障被隔离者的日常生活需求。以下针对环境生活、饮食健康、增强体质、体制监测、远程医疗五方面提供家庭防疫解决方案及相应的技术应用思路。
1 环境生活
1.1 空气净化 家庭中的康养房首先应该为患者提供洁净、健康的空气环境。针对传染性疾病患者的隔离以及免疫力低下患者需要的保护性隔离,可以分别对房间进行负压处理和正压处理,通过高静压过滤送风、排风技术和门窗密封技术等,形成负压康养房和正压康养房。负压康养房利用负压原理隔离病原微生物,将室内被患者污染的空气经消毒净化等特殊处理后排放,避免污染环境,保护外部环境及其他家庭成员的安全。同时通过通风换气及合理的气流组织,稀释室内的病原微生物浓度。而正压康养房与之相反,利用正压原理将室内与室外环境隔离,将室外空气经消毒净化等特殊处理后送进室内,保证室内空气洁净程度,保护免疫力低下患者的安全,降低被传染风险。
目前可以应用于家庭空气环境中的净化、消杀技术主要包括:物理过滤、活性炭吸附、利用消毒除菌材料、紫外线、负离子等。
物理过滤目前主要利用高效HEPA过滤网过滤室内空气,截留空气中的病原微生物。紫外线通过直接作用于生物细胞遗传物质,破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构,造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡,从而达到对细菌和病毒的灭活。负离子具有除尘、杀菌的作用。在自身的电荷作用下,负离子很容易吸附空气中的微小颗粒物和带正电的颗粒物,通过正负离子吸引使空气中的颗粒物凝并,聚集的颗粒物凝并成为大颗粒物沉降。在与细菌结合后,负离子会使细菌的结构发生改变,从而影响细菌能量的转移。负离子可以令细菌的蛋白质产生两极性颠倒,从而导致细菌的生存能力下降或者细菌的死亡。
1.2 地面及卫浴设施消毒杀菌 除了使用消毒剂定期清洁外,热力消杀技术可以很好地应用于家庭地面的消毒杀菌。病毒由蛋白质和核酸物质(DNA或RNA)组成,热力杀毒的原理是通过高温使病毒中的蛋白质和核酸物质变性,从而使病毒死亡。新型冠状病毒对热敏感,56℃30分钟即可有效灭活病毒,利用高温蒸汽可以有效实现对地面的清洁和消毒。
家庭中的卫浴场所通常潮湿,空气流通性差,容易滋生、聚集细菌和病毒,产生交叉感染,可以利用光触媒和银离子技术对卫浴设施进行消毒杀菌。
光触媒是一种以纳米级二氧化钛(TiO2)为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,其在特定波长的光照射下所生成的自由基可破坏细菌的细胞膜,固化病毒的蛋白质,改变细菌病毒的生存环境,从而杀死细菌、病毒,并有效分解霉菌,以达到消毒杀菌的目的。卫生间内的坐便器及下水管道中存在的气溶胶会给病毒提供传播的路径,在坐便器及下水管道口处合理应用光触媒技术进行消毒和除臭有助于营造健康洁净的家庭环境。
银离子主要通过对微生物体内酶和氨基酸的作用、破坏细菌等微生物的屏障结构及DNA分子,达到消毒杀菌的作用。将银离子抗菌剂引入陶瓷的面釉中,把其施于卫生陶瓷表面,便可得到表面抗菌陶瓷。将抗菌陶瓷应用于瓷砖和陶瓷卫浴设施,令其具有良好的抗菌性和耐久性。
1.3 生活废水处理 家庭康养房的生活废水也可能成为病毒的传播途径,所以要对其进行妥善处理,注意病毒的消杀。这其中,可以应用到过滤除菌、活性炭吸附、光触媒、银离子等技术。
生活废水一般用生物降解/化学氧化法结合处理,但氧化剂的浪费过大,残留物多。利用过滤技术截留下不能生物降解的大分子,使能被微生物降解掉的小分子透过,充分利用生物降解性,节约氧化剂和活性炭用量,降低最终残留物含量。活性炭以其对水中的有机物和金属离子的吸附能力,可以用来处理生活废水。尤其对于家庭用水家电如洗衣机、洗碗机所产生的废水进行过滤和净化,在减少对环境污染的同时,处理后的废水还可以进行循环利用。在水净化领域,利用光触媒技术降解水中有机污染物的效果是非常明显的。但需注意的是粉末状二氧化钛光触媒遇水易分散,不利于回收。
1.4 衣物、床品消毒杀菌 对于患者所密切接触的衣物、床上用品等需要做到及时消毒杀菌,阻断病毒接触传播途径。热力消杀、紫外线、臭氧、银离子技术都对衣物、床品的消毒杀菌有较好的效果。
利用洗衣机、烘干机产品进行高温洗涤、高温烘干,使用高温蒸汽对衣物进行熨烫,对衣物、床品进行紫外线照射,都可以达到较好的消毒效果。但长时间高强度的紫外光线照射可能会导致衣物、床品脱色,弹性减弱。因此要合理控制紫外光照射时长和强度。
臭氧和银离子对衣物、床品的消毒杀菌作用,主要体现在洗涤过程中。洗衣机内部的臭氧发生器注入适量臭氧于内筒,短时间内对衣物等进行消毒杀菌;洗衣机的银离子除菌程序能使洗涤后的衣物、床品表面残留一部分银离子,使其具有抗菌性。但是,银离子作为一种重金属,需要考虑应用的安全性,对于其浓度的选择要平衡杀菌的效果和安全性两方面。另外,还可以将银离子抗菌剂引入布料纤维中,制成具有持久抗菌性的抗菌布料,应用于家庭隔离服、卫生用品中。
2 饮食健康
2.1 饮用水净化 饮水安全对患者来说至关重要,要对饮用水进行过滤和净化,以确保饮水安全。对于家庭饮用水的净化可采用的有多级过滤、臭氧、银离子、光触媒等技术。
微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜法可过滤去除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、病毒、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。臭氧与水充分接触,迅速溶解反应,以达到消毒杀菌的作用。因其具备很强的氧化作用且不会产生任何其他产物,在饮用水净化中得到广泛应用。而银离子用于饮水消毒时必须注意水中银离子的含量应保持在合适的水平,否则可能造成肠道菌群失调等问题。
2.2 食物清洗杀菌 俗话说“病从口入”,家庭隔离期间应保证入口的食物绝对干净卫生。超声波技术的消毒杀菌效力主要由超声波产生的空化作用形成,基于超声波的清洗能力,其可以应用于日常果蔬、肉类等食材的清洗,以去除食材表面附着的各种病毒、细菌和农药残余等物质。
2.3 餐具消毒杀菌 患者所接触的餐具需要做到及时消毒杀菌,利用紫外线、高温和臭氧技术阻断病毒接触传播途径。通过紫外线照射餐具、厨具进行消毒杀菌,但由于光线为直线,餐具在消毒时的叠放会致使紫外光线被阻挡,紫外光线照射不到的地方,其消毒杀菌作用可能不明显,因此利用紫外线消毒餐具时可配合高温喷淋、热风烘干及臭氧一起完成。臭氧气体的生物化学反应可以杀灭致病微生物,臭氧消毒作为气相消毒,与直线照射的紫外线消毒相比,不存在“阴影区”或消毒死角,用于餐具消毒效果好。不耐高温的塑料餐具,也可采用臭氧消毒。
2.4 智能化营养食谱推荐 家庭隔离期间可以通过为患者推荐营养健康食谱,来改善患者饮食习惯,增强机体免疫。利用机器学习、大数据分析、云计算以及通信网络技术等,建立起一个智能化营养食谱推荐系统。机器学习技术和大数据分析可以对专业营养科医生提供的饮食建议,以及消费者海量的个人饮食信息进行智能学习、记录和分析,获得可以提供营养健康食谱的人工智能模型。再结合家庭康养房中的体质监测系统,根据患者的体质状态和不同需求,将各类信息经过基于云端的数据处理中心进行综合分析和处理后,向患者推荐个性化营养食谱,并附上烹饪教程。另外,该系统还可以搭建线上食品超市或建立与其他生鲜电商平台的连接,提供优质食材,让家庭隔离人员尽量减少外出购买食材的次数,降低病毒传染的机会。
3 体质监测
体质现象是人类生命活动的一种重要表现形式,是指人体生命过程中,在先天禀赋和后天获得的基础上所形成的形态结构、生理功能和心理状态方面综合的、相对稳定的固有特质。是人类在生长、发育过程中所形成的与自然、社会环境相适应的人体个性特征。中医体质学以生命个体的人为研究出发点,旨在研究不同体质构成特点、演变规律、影响因素、分类标准,从而应用于指导疾病的预防、诊治、康复与养生。
居家隔离通常需要两周或更长的时间,长时间不出门,在固定空间内生活容易对居住人的身心健康造成不良的影响,也不容易及时就医发现问题。因此,在家庭康养房中配置体质监测设备是十分必要的。
关于体质的类型,目前比较权威的说法是根据《九种体质使用手册》,将人体体质分为A型——平和体质,健康;B型——阳虚体质,怕冷;C型——阴虚体质,缺水;D型——气虚体质,气短;E型——痰湿体质,体胖;F型——湿热体质,长痘;G型——血瘀体质,长斑;H型——气郁体质,郁闷;I型——特禀体质,过敏等九种基本类型。不同体质类型在形体特征、生理特征、心理特征、病理反应状态、发病倾向等方面各有特点。
在家庭康养房中通过中医体质辨识仪等类设备,对人体体质进行检测,在辨识体质的基础上,通过智能医生、远程医生等手段,有针对性地从饮食、运动、理疗等方面对人体进行调理,从而起到养生保健、亚健康调理、慢性病控制的作用。贯彻中医学“治未病”的学术思想, 结合体质进行预防,通过改善体质、调整功能状态,达到健康养生、预防和控制疾病的目的。
4 增强体质
在体质监测的基础上,人们可以得到针对自己情况的调理方案,根据不同的调理方案,可以结合人工智能管家,根据隔离人的身体状况进行个性化的定制,对人的饮食、运动、理疗等进行合理的安排,并结合智能电视、智能音箱、智能床垫、智能厨房电器、空气处理终端以及配备一定的健身设备等,使计划能够方便的执行,从而科学安排每天的生活起居,保持居家隔离的身心健康。
5 远程医疗
家庭康养房实现的基础是令每个家庭康养房能够有对应的家庭医生,可以远程处理基本的异常情况以及与患者进行定期的沟通,以防患于未然。应通过配置家庭用医疗监测终端,对人的心率、血氧、血压、血糖、舌像、脉象、排泄物等指标数据进行定期采集。同时,通过人工智能对采集完的数据进行分析,如有异常数据,可以及时呼叫家庭医生进行远程医疗处理。家庭康养房应能够实现远程图像与语音的交互与监控功能,远程医疗会诊功能,家庭医生应当可以访问体质监测的数据,从而对患者一段时间内的身体状态进行掌握。
(未完待续)
来源:《家电科技》2020年第二期