Đầu tháng 6 tôi được giới thiệu với PGS Phan Trung Nghĩa. Giám đốc Trung tâm Cao su của ĐHBK Hà Nội để phối hợp thiết kế buồng áp lực âm vận chuyển bệnh nhân Covid-19.
Thời học sinh vốn trong đội tuyển Vật lý của trường, nên những vẫn đề khí động học tôi cũng nắm bắt không khó khăn lắm.
Nhận nhiệm vụ chuẩn bị đón hơn 200 người Việt từ Guinea Xích Đạo về, trong đó đã thông báo có hơn 100 ca dương tính. Tôi nhận thấy phải đối mặt với hàng loạt thách thức. Các bệnh nhân trên mặt đất cho dù đủ sức khỏe, nhưng khi máy bay lên độ cao, không khí loãng thì có thể xuất hiện những tình huống phải cấp cứu.
Hình ảnh thiết kế khoang áp lực âm
Các bệnh nhân dương tính phát tán virus qua các giọt bắn về lý thuyết có thể ngăn được bằng đeo khẩu trang. Nhưng khẩu trang y tế vẫn có thể để lọt khoảng 25% số giọt nhỏ dưới 10 micron và hầu như lọt đa số aerosol dưới 0,5micron. Trong không khí tĩnh, aerosol có thể khuếch tán xa tới 4,8m.
Còn trong máy bay có hệ thống thông gió nên có thể tạo các dòng đối lưu đưa aerosol lan khắp mọi chỗ. Khả năng lây truyền SARS-CoV-2 qua aerosol đến nay là điều không còn nghi ngờ. Trên tàu Diamond Princess to lớn giữa đại dương đầy nắng gió, việc khống chế lây lan còn khó khăn thì trên máy bay nhỏ và kín mít sẽ khó khăn gấp bội.
Việc đầu tiên là tìm hiểu hệ thống thông khí trên máy bay. Bình thường khi bay, máy bay sẽ hút không khí mới vào từ phía động cơ, bơm vào khoang khách và thải khí cặn ra đằng đuôi máy bay.
Lượng khí mới chiếm khoảng 40% lưu lượng tuần hoàn khí trong khoang khách. 60% còn lại máy bay sẽ tái sử dụng khí cũ bằng cách hút vào từ phía chân hành khách, bơm qua hệ thống màng lọc HEPA và bơm trở lại từ trên đầu hành khách.
Với hệ thống thông khí như vậy, trên máy bay sẽ có 2 dòng chuyển động: Dòng khí đối lưu từ trên đầu xuống phía chân hành khách và có thể có dòng khí lưu chuyển từ phía đầu xuống phía đuôi khoang khách nếu ta tạo được một độ chênh áp nào đó.
Bác sĩ Nguyễn Trung Cấp (người áp trắng đứng đứng giữa ôm hoa)
Chúng tôi đề xuất dùng các tấm nilon ngăn máy bay thành 4 khoang khác nhau. Khoang hạng C cho tiếp viên, khoang phổ thông linh hoạt dành cho thầy Thu*c và trang thiết bị, lại được ngăn nhỏ thêm 1 buồng đệm để nhân viên y tế thay trang phục phòng hộ ngoài sau mỗi khi trở về từ khoang bệnh nhân.
Khoang phổ thông ngăn thành 2, phần trên cho những người âm tính, phần dưới cho các bệnh nhân dương tính.
Nếu những khoang phía đầu mở cửa gió tối đa, các khoang phía đuôi mở cửa gió tối thiểu thì sẽ tạo được một dòng lưu chuyển từ đầu xuống đuôi máy bay.
Các màng ngăn càng kín càng tốt để chắn luồng đối lưu từ khoang này sang khoang khác, và khe hở hẹp sẽ khiến tốc độ dòng lưu chuyển tại đó cao hơn tốc độ khuếch tán, giúp mầm bệnh ở những khoang phía sau không thể lên khoang phía trước được.
Bởi vậy, nếu các bệnh nhân dương tính ngồi khoang phía sau sẽ ít gây lây nhiễm cho người âm tính phía trước, và càng ít nguy cơ đối với tiếp viên ở khoang hạng C và phi công ở cabin đầu máy bay.
Về phía nhân viên y tế, sẽ có tình huống phải xuống khoang bệnh nhân để xử trí cấp cứu, khi đó có nguy cơ hít thở bầu không khí đậm đặc aerosol. Chúng ta đã biết khẩu trang N95 chỉ ngăn chặn được tối đa là 95% số vi hạt trên 2,5micron và 35- 75% số vi hạt dưới 0,3micron.
Do đó cần phải có thêm môt lớp lọc đảm bảo hiệu suất lọc cao hơn. Chúng tôi quyết định cho nhân viên y tế ngoài các trang bị phòng hộ chuẩn như kính, N95 sẽ đội thêm một mũ kín trùm từ đầu xuống vai và dùng máy lọc bơm không khí sạch vào trong mũ. Chúng tôi chế thử 6 bộ máy lọc chạy pin, dùng màng lọc HEPA.
Kết quả thử nghiệm cho thấy máy lọc của chúng tôi một lần sạc pin chạy được trong thời gian 9h, và có thể sạc tiếp bằng nguồn điện máy bay.
Đo đạc tại Viện Vệ sinh lao động cho thấy máy lọc được 100% số vi hạt 2,5micron trở lên, 70-90% số vi hạt từ 0,5- dưới 2,5 và ít nhất 70% số vi hạt dưới 0,3 micron. Cộng thêm việc đeo khẩu trang N95 nữa là có thể tạm yên tâm.
Một vấn đề nữa là chuyến bay kéo dài 13-15 giờ. Phải đảm bảo cho phi hành đoàn và nhân viên y tế ăn uống tránh kiệt sức.
Đây là vấn đề khó khăn vì khi ăn uống phải bỏ khẩu trang ra khỏi miệng, có nguy cơ lây nhiễm khi này.
Tôi đề xuất làm một phòng áp lực dương, có hệ thống máy lọc không khí cấp khí sạch vào, để khi người ngồi trong bỏ khẩu trang ra không bị nguy hiểm. Đây là vấn đề không đơn giản vì như trên ta đã thấy, màng lọc HEPA vẫn để lọt một phần các vi hạt cỡ dưới 0,5micron.
Tôi đành sang nhờ cậy PGS Nghĩa, và thật may, anh đã nhanh chóng tham gia nhiệt tình. Anh cùng bạn bè trực tiếp lên đo đạc trên máy bay, thiết kế và chế tạo hệ thống màng ngăn, buồng áp lực dương tháo lắp dễ dàng.
Anh dùng màng lọc UPA cao cấp để đảm bảo lọc được cả trên 99% số vi hạt dưới 0,3micron để cấp khí cho buồng áp lực dương.
Sau khi các phương án và thiết kế đã xây dựng xong xuôi, chúng tôi xin Bộ Y tế tổ chức một buổi họp với VietnamAirlines để thông qua. Cũng rất may mắn, các đề xuất của chúng tôi được Bộ Y tế và VietnamAirlines ủng hộ và tạo điều kiện hết sức.
Những giải pháp, thiết kế ban đầu chỉ dựa trên suy luận lý thuyết. Nhưng dù sao những trang bị này cũng giúp các nhân viên y tế và phi hành đoàn vững tâm hơn.
Và đến hôm nay, niềm vui đã trọn vẹn. Sau một chuyến bay dài trên 15 giờ với nguy cơ rất lớn, tất cả nhân viên y tế và phi hành đoàn không ai bị lây nhiễm.
Tất cả các công dân Việt Nam đón về đều khỏe mạnh, được ra viện. Trong số những bệnh nhân âm tính chỉ có duy nhất 1 người sau đó dương tính, nhưng cũng không khẳng định được người này nhiễm từ Guinea Xích Đạo trước hay lây nhiễm trên máy bay. Dù gì đi chăng nữa, đó cũng là một kết quả tuyệt vời.