美国ICU资源分析 - 应对2019年新型冠状病毒疫情
发布时间:2020-03-31  阅读次数:462

 

应对2019年新型冠状病毒疾病的美国ICU资源分析

 

 

张征  译
上海嘉会国际医院

 

2020年3月13日下午2:37分

作者:Neil A. Halpern, MD, MCCM, SCCMDemographics Editor, Director, Critical Care Center, Department ofAnesthesiology and Critical Care Medicine, Memorial Sloan Kettering CancerCenter, NY, NY Kay See Tan, PhD, Statistician, Assistant AttendingBiostatistician, Department of Epidemiology & Biostatistics, Memorial SloanKettering Cancer Center, NY, NY SCCM Ventilator Taskforce

 

 

随着2019年新型冠状病毒疾病(COVID-19)的爆发,美国重症医学会(SCCM)更新了美国重症医学的相关统计资源 2,用于回答治疗绝大多数重症病患的医疗共性问题。而其中有很多病患是需要机械通气的。1 在这份报告中,我们以最新数据作了讨论并对相关的医疗资源数量进行了预估:各类床位数,如急症治疗病床、重症监护病床(ICU)和降阶梯过渡病床(例如:观察床,渐进病床);呼吸机的数量;还有各种相关人力数量。同时,我们也尽可能为这些数据提供相关的依据。

 

病床
 

 

症治疗医院病床、重症监护病床、降阶梯过渡病床和烧伤病床:

 

一个囊括了美国大多数医院医疗资源的专有数据库是由美国医院协会(AHA)负责维护的。而其中的数据是以自愿调查方式收集的。2019年4月发表在《重症医学》( Critical Care Medicine )上的一篇文献对2015年美国医院协会的数据 3 作了深入分析,同时用2018年获得的最新数据 4与之相比较,两者变化甚微。

 

2018年AHA统计数据显示美国有5256家注册的社区医院。其中2704家(51.4%)提供ICU服务,每家至少有10张急症治疗床位和至少1张ICU床位(图3)。这些医院共拥有534964个急症治疗病床,其中包括96596张ICU床位(表1)。


ICU床位数/医院总床位数的中值比例为16.7%。ICU病床可分为成人病床、儿童病床或新生儿病床。其中成人床位68558张(内科-外科重症监护床位46795张,心脏重症监护床位14445张,其他重症监护病床7318张),儿科重症监护病床5137张,新生儿重症监护病床22901张。另外,还有25157降阶梯过渡病床1183烧伤病床。AHA的以上数据并没有包括那些负压病房中的上述床位。负压病房的目的是把病原体限制在一个封闭的环境中并防止病原体释放到其他邻近空间。强烈建议对于诸如2019年新型冠状病毒疾病之类的严重传染病应用负压病房隔离。当没有负压病房可用时,可以将高效空气过滤器(HEPA)安装在用于连接感染病患及其同住病患的房间和独立处理设施的排气管中,从而达到有效隔离治疗。5

 

 

按核心数据统计地区(CBSA)划分的急症治疗医院:

 

在2704家医院中,74%(1996年)位于大都市区(人口>50000),17%(464)位于居住区(人口10000-49999),其余9%(244)位于乡村地区(人口<10000)(表2)。另一方面,91%(489337)的急症病床和94%(90561)的ICU病床集中在大都市医院。只有7%(36453张)的医院病床和5%(4715张)的ICU病床位于居住区。其余的在乡村地区。

 

 

危重病人的应急和危机病床:

 

我们着眼于统计在案的上述重症监护病床、降阶梯过渡病床和烧伤病床。当紧急情况下实施应急方案时,其他的有监护设施的病床也可被征用,包括那些取消择期手术后的麻醉后监测治疗床和配有呼吸机的手术室床。在危机状态下,即使是没有监护的床位也可以被征用,但这些床位应该仅仅作为前述病床的后备补充。

 

 

美国重症病床与其他国家的比较。

 

相比其他国家的人均危重病床数,美国有着明显的优势(图1)。

 

 

图1. 人均重症监护床位最多的国家

 

 

 

呼吸机
 

 

呼吸机:

 

来自全球ICU的报告显示需要机械通气的严重低氧性呼吸衰竭,是2019年新型冠状病毒疾病患者最常见的ICU收治原因。

 

 

美国急症治疗医院呼吸机的供应:

 

基于AHA的2009年医院调查,美国急症治疗医院拥有约62000台全功能呼吸机。7其中46%可用于儿科和新生儿患者的通气辅助。另外,有些医院会保留老旧的型号以备应急。这些老旧型号呼吸机虽然功能不全,但可以提供机械通气的基本功能,因此相当于额外供给了98738台呼吸机。7  这些旧机器中,22976台为无创呼吸机,32668台为自动复苏机,8567台可提供持续气道正压通气(CPAP)。

 

 

美国疾病控制与预防中心战略国家储备(SNS)和其他呼吸机来源:

 

SNS估计拥有8900台呼吸机以备紧急部署。这些设备功能不全,但提供基本通气模式。要想获得SNS提供的呼吸机,需要医院管理员通过各州当地的卫生官员发出领用申请。SNS可以在联邦政府的部署决定作出后24-36小时内提供呼吸机调配。8,9 各州可能也有它们自己的呼吸机储备。当地公司的呼吸机就是一个供应拓展来源,它们可以租用的方式提供给需要呼吸治疗支持的医院科室用。此外,许多现代麻醉机也能够辅助患者通气,进一步增强了医院的抗过负荷能力。

 

这些额外的老式医院呼吸机、SNS呼吸机和麻醉机等的加入,使呼吸机绝对数量极有可能增加至200000台以上。但我们也应该看到,许多老旧的和额外的呼吸机,可能无法充分应对严重急性呼吸衰竭的患者。同时,这些呼吸机的配件或整机也会因国际供应链的中断而无法供给。另外,有文献分析提到,由于安全使用呼吸机所需要的训练有素人员数量的限制,在疾病流行的高峰时期,全美国医院只能额外吸收26000到56000台呼吸机加入临床治疗。10

 

 

预估需要重症监护和机械通气的住院病人数:

 

据2005年的美国健康和公众服务部(HHS)估测:美国一次中等强度的流行病(如1957年和1968年爆发的流感)会造成86.5万名居民需要住院;若是一次严重疾病的大流行(如1918年的流感大流行),将会有990万人需要住院治疗。11  一项美国医院协会对2019年新型冠状病毒疾病流行的最新预计,有480万患者将需要住院治疗,其中190万人需要收治ICU,96万人需要机械通气支持。4,12

 

 

人员配备
 

 

危重病治疗的人员配备:

 

随着大量危重病人收治ICU,降阶梯过渡病床和其他扩展病床,仅有充足的床位和设备是不够的,必须要确定谁来治疗和照看他们。根据AHA 2015年的数据,美国共有28808个专职的和19996个等同全职的危重病学专家。所谓危重病学专家是通过职业认证的为危重病人提供专业治疗的医生,也被称为重症监护医生,他们都是通过了高级培训,有着丰富的复杂病治疗经验的医生。但是48%的急症治疗医院没有危重病学专家3根据我们的分析,危重病学专家数量的潜在缺口是巨大的。为补充这个缺口,约有34000名重症高级实习医师(APPs)可参加重症治疗;13其他科的医生(如肺科医生,外科医生、麻醉师等)在门诊停诊和择期手术暂停的情况下也可被调配加入危重病治疗行列。值得注意的是,除重症监护医生外,所有其他ICU工作人员(高级执业医师、护士、药剂师,呼吸治疗师等)也是明显短缺的。重症治疗的正常开展,离不开重症监护团队的这些关键成员。另一方面,经验丰富的重症监护室工作人员也可能因染病而造成无法预测数量的减员。随着病患容量和治疗需求的激增,整个系统的负荷将会进一步加重。

 

当出现上述级别的危机疫情时,受限于医疗人力(ICU医生、高级实习医师、呼吸治疗师和完成机械通气培训的护士)的数量限制,我们预测能实行机械通气的病患最大数量约为13.5万人。这个数字是在现有设备可提供的医疗支持范围之内的。10因此,无论从短期还是长期角度考虑,都应优先致力于扩大训练有素的专业人员队伍。这不仅可满足需机械通气的2019年新型冠状病毒疾病患者的需求,又可满足对其他危重病患者正常的ICU治疗需要。

 

 

加强危重病医疗人员配置:

 

为了解决这个问题,SCCM鼓励医院在疾病大流行情况下(如2019年新型冠状病毒疾病(图2)),采用分层的人员配置策略。而那些具有远程医疗能力的医院也可以采用与其他地方专家资源共享的技术。

 

 

图2:疾病大流行下的分层人员配置策略

 

 

这种模式中,红色标注人员(未经重症培训的经验不足的医生、认证注册护理麻醉师、手术室护士、普通病房护士、非重症的高级实习医生以及其他医疗人员)对绿色标注人员(经验丰富的重症监护室工作人员)的队伍有极大的扩充作用。图中所示的人员比例只是重症监护人力扩充方式中最广为接受的一种模式。每家医院都可根据各自情况进行调整,以平衡重症治疗需求与实际人力资源。SCCM提供免费的在线培训资源,用以帮助在疫情期间那些准备治疗危重病患者的非职业ICU工作人员。虽然其医疗护理水平与非疫情期间的传统重症监护病房不相同,但这种医疗服务是在训练有素且经验丰富的ICU团队成员指导下进行的,它可以最大限度地救治最多数量的危重病人。

 

 

图3. AHA 2018年数据

 

 

 

2018年,共有5256家AHA注册的社区医院。其中3976家(76%)对美国医院协会的调查作出了回应,而这3976家中2704家符合我们提供重症医疗服务的急症治疗医院标准。只有少数的退伍军人事务部门和少数国防部医院的部门参与了美国医院协会的调查;本报告中没有统计这些医院是因为它们没被美国医院协会分类在社区医院之列。

 

 

表1.急症治疗医院(2018年数据)

 

 

相关联的医院(n=2704

所有医院合计,n(%)

 

急症治疗医院床位数a

534,964

ICU床位数

96,596

ICU单位数b

5039

不同类型的ICU床位数a

 

内科-外科

46,795

心脏

14,445

其他

7318

儿科

5137

新生儿

22,901

烧伤床位数c

1183

其他特殊医疗床位数(观察床、降阶梯过渡病床,或者渐进病床)c

25,157

 

a. 急症治疗病床包括成人内科和外科床、儿科床、产科床、新生儿过渡病床、ICU病床、降阶梯过渡病床和烧伤病床。康复、酒精/药物滥用或依赖、精神病、专业护理机构、中级护理以及其他长期治疗床位除外。

 

b. ICU单位数是指各医院上报1张以上病床的ICU类型数量总和。每家医院最多可以有5个AHA指定的重症监护室类型数。

 

c.烧伤和其他特殊护理床(观察床、阶梯床、渐进床)通常不计入ICU床总数。

 

 

表2. 按核心统计区域划分的急症治疗医院和病床(AHA 2018数据)

 

 

相关医院(n=2704

按地点划分医院数量,n(%):a

 

大都市

1996  (74%)

居住区

464  (17%)

乡村

244  (9%)

所有医院合计,n(%)

 

按地点划分医院数量,n(%):

 

大都市

489,337  (91%)

居住区

36,453  (7%)

乡村

9174  (2%)

按地点划分ICU床位数:

 

大都市

90,561  (94%)

居住区

4715  (5%)

乡村

1320  (1%)

a. 大都市区域: 人口> 50,000;

居住区: 人口10,000-49,999;

乡村区域: 人口< 10,000

 

 

参考文献:

 

  1. Murthy, S, Gomersall, CD, Fowler, RA, Care for critically illpatients with COVID-19. JAMA.2020 Mar 11 [Online ahead of print].

  2. Society of Critical Care Medicine. Critical Care Statistics.https://www.sccm.org/Communications/Critical-Care-Statistics. Accessed March11, 2020.

  3. Halpern NA, Tan KS, DeWitt M, Pastores SM. Intensivists in U.S.acute care hospitals. Crit Care Med. 2019 Apr;47(4):517-525.

  4. AHA Hospital Statistics 2020 Edition. Chicago, IL, AmericanHospital Association, 2020.

  5. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-CareFacilities. Atlanta, GA, U.S. Department of Health and Human Services Centersfor Disease Control and Prevention (CDC). 2003, Updated July 2019.https://www.cdc.gov/infectioncontrol/guidelines/environmental/index.html.Accessed March 13, 2020.

  6. Christian MD, Devereaux AV, Dichter JR, Rubinson L, Kissoon N;Task Force for Mass Critical Care. Introduction and executive summary: care ofthe critically ill and injured during pandemics and disasters: CHEST consensusstatement. Chest. 2014;146(4 Suppl):8S-34S.

  7. Rubinson L, Vaughn F, Nelson S, et al. Mechanical ventilators inUS acute care hospitals. Disaster Med Public Health Prep. 2010;4(3):199-206.http://dx.doi.org/10.1001/dmp.2010.18. Accessed March 13, 2020.

  8. Huang HC, Araz OM, Morton DP, et al. Stockpiling ventilators forinfluenza pandemics. Emerg Infect Dis. 2017;23(6):914-921.

  9. Malatino EM. Strategic National Stockpile: overview andventilator assets. Respir Care. 2008;53(1):91-95.

  10. Ajao A, Nystrom SV, Koonin LM, et al. Assessing the capacity ofthe healthcare system to use additional mechanical ventilators during alarge-scale public health emergency. Disaster Med Public Health Prep.2015;9(6):634-641.

  11. U.S. Department of Health and Human Services. Supplement 7:antiviral drug distribution and use. In: HHS Pandemic Influenza Plan.Washington, DC: U.S. Department of Health and Human Services; 2005.https://www.cdc.gov/flu/pdf/professionals/hhspandemicinfluenzaplan.pdf.Accessed March 11, 2020.

  12. Gold JP, Biddinger PD, Lawler J, et al. What Healthcare leadersneed to know: Preparing for the COVID-19. Chicago, IL, American HospitalAssociation; National Ebola Training and Education Center, 2020, webinar.

  13. Kleinpell RM, Grabenkort WR, et al. Nurse practitioners andphysician assistants in acute and critical care: a concise review of theliterature and data 2008-2019. Crit Care Med. 2019;47(10):1442-1449.

 

 

 

 

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