層流手術(shù)室電外科污染物危害與防護(hù)的綜述

劉風(fēng)俠 張瑞麗 劉紅軍 陶仁海 梁軍利 崔立敏

層流手術(shù)室是采用空氣潔凈技術(shù)對微生物污染采取不同程度的控制,以達(dá)到控制空間環(huán)境中空氣的潔凈度,使之適于各類手術(shù)的要求,并提供適宜的溫、濕度,創(chuàng)造一個(gè)清新、潔凈、舒適、細(xì)菌數(shù)低的手術(shù)空間環(huán)境,讓患者在手術(shù)時(shí)組織受到盡可能少的損傷,達(dá)到降低感染率的效果[1]。隨著醫(yī)療技術(shù)的提高,電外科設(shè)備(electrical surgical equipment,ESU)、激光以及其他電動(dòng)工具在手術(shù)中廣泛應(yīng)用,全身麻醉手術(shù)增多,現(xiàn)在的醫(yī)療工作既具有復(fù)雜性又有多重性。其中,高頻電刀(高頻手術(shù)器)是一種取代機(jī)械手術(shù)刀進(jìn)行組織切割的電外科器械,目前已成為較為理想的電外科手術(shù)器械[2],電外科是指利用電能轉(zhuǎn)換而來的熱效應(yīng),對組織進(jìn)行切割、凝固、汽化以達(dá)到止血的目的。在應(yīng)用過程中電流作用人體組織細(xì)胞使組織中的液體汽化、組織破碎產(chǎn)生化學(xué)污染物。腹腔鏡手術(shù)作為一種新技術(shù),因其對患者的損傷比傳統(tǒng)手術(shù)小,所以正日益廣泛應(yīng)用于臨床。但是人們已開始注意到,由于腹腔鏡手術(shù)中需要特殊的設(shè)備和器械,以及手術(shù)操作過程都與傳統(tǒng)剖腹手術(shù)有很大的差異,由此也導(dǎo)致了手術(shù)室環(huán)境的改變,尤其是手術(shù)室空氣狀況的改變,有研究證明腹腔鏡手術(shù)環(huán)境中存在空氣污染[3],而長期暴露于這種微量電外科廢氣的污染環(huán)境中,可對手術(shù)室工作人員的身心健康帶來不利的影響。降低手術(shù)室廢氣污染物,加強(qiáng)工作人員的健康防護(hù)已成手術(shù)室環(huán)境保護(hù)工作的重要方面[3,4]。?

1 電外科煙霧的產(chǎn)生

1.1 電外科煙霧的產(chǎn)生及成分

1.1.1 電外科煙霧的產(chǎn)生 高頻電刀(高頻手術(shù)器)及其他電動(dòng)工具在手術(shù)中廣泛應(yīng)用,Ball調(diào)查發(fā)現(xiàn),1995年美國施行的 2 400萬例外科手術(shù)中超過 90%的手術(shù)有煙霧產(chǎn)生[5]。手術(shù)煙霧是在外科手術(shù)過程中隨著能量傳送到組織細(xì)胞時(shí)產(chǎn)生的,當(dāng)電外科設(shè)備將能量傳送到細(xì)胞時(shí),產(chǎn)生的熱量使細(xì)胞內(nèi)壓力升高,最終使細(xì)胞膜破裂,細(xì)胞體液被蒸發(fā)。高溫使細(xì)胞中的蛋白質(zhì)及其他有機(jī)物燃燒,同時(shí)也使得相鄰細(xì)胞發(fā)生壞死,含有大量水蒸氣的煙霧被釋放出來,細(xì)胞碳化所產(chǎn)生的煙霧不僅妨礙手術(shù)人員的視野,而且把有害的生化物質(zhì)釋放到空氣中。在不同的手術(shù)和手術(shù)的不同階段,手術(shù)煙霧的濃度及成分存在較大的差異,一般的情況下手術(shù)開始階段煙霧的濃度較高。影響煙霧產(chǎn)生的總量及組成成分的因素包括:手術(shù)類型、手術(shù)部位、手術(shù)醫(yī)師的技術(shù)、組織病理學(xué)特征、設(shè)備使用時(shí)的能量形式及能量大小、設(shè)備使用的時(shí)間長短及頻率等。腹腔鏡手術(shù)作為一種新技術(shù)從一開始就有了強(qiáng)大的生命力,但是腹腔鏡手術(shù)的大部分操作(如分離切割)都是依靠電凝鉤來完成,對組織的高溫?zé)七^程較剖腹手術(shù)多。電凝電切時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧,為使手術(shù)術(shù)野清晰,術(shù)中全部從腹腔中吸出排放到手術(shù)室[3,6]。

1.1.2 電外科煙霧的成分 研究表明,手術(shù)煙霧中常見的成份包括:有害的化學(xué)成分、活性病毒、活性細(xì)胞、非活性顆粒、可誘導(dǎo)突變的物質(zhì)等[7]。手術(shù)煙霧不僅有異味,還含有多種有害的化學(xué)成分,它是ESU、激光等燃燒蛋白質(zhì)和體液時(shí)產(chǎn)生的混合物[8]。Hoglan研究認(rèn)為手術(shù)煙霧中含有 600種以上的化學(xué)成分。在 ESU煙霧中含量最高的化學(xué)成份有碳?xì)浠衔?、多環(huán)芳烴、二氧化硫、腈類、脂肪酸、酚類等,其中 CO與丙烯腈及多環(huán)芳烴、二氧化硫最受關(guān)注。其他含量較少但較受關(guān)注的化學(xué)成份有氰化氫、甲醛、和苯等[7]。手術(shù)煙霧中丙烯腈的濃度可達(dá)到1.0～1.6mg/L,丙烯腈是一種無色的有毒氣體,易被肺、胃腸、皮膚吸收。日本學(xué)者在對 ESU、激光、煙草產(chǎn)生的煙霧比較后發(fā)現(xiàn),CO、激光照射 1g組織所釋放煙霧的危害與 3支沒有過濾嘴香煙產(chǎn)生的危害相當(dāng),而ESU產(chǎn)生的煙霧危害則是激光的 2倍[8]。

1.2 腹腔鏡手術(shù)與傳統(tǒng)手術(shù)電外科煙霧的比較

腹腔鏡手術(shù)空氣中二氧化碳濃度幾乎達(dá) 2 069mg/m3,氮氧化合物 0.199mg/m3,甲醛 0.116mg/m3,乙醇 164.9mg/m3,這幾種化學(xué)污染物均超標(biāo)[3]。腹腔鏡手術(shù)與傳統(tǒng)手術(shù)比較,其術(shù)后的二氧化碳、氮氧化合物、多環(huán)芳烴、二氧化硫、甲醛、乙醇與傳統(tǒng)手術(shù)相比較均有差別,腹腔鏡手術(shù)較傳統(tǒng)手術(shù)空氣污染重[3]。在腹腔鏡手術(shù)完成時(shí),CO的濃度可達(dá)到 100～1 900 mg/L[5],遠(yuǎn)高于 1998年,美國職業(yè)安全健康管理局(The U.S.Occupational Safety and Health Administration,OSHA)起草的一份倍受關(guān)注的管理指南,即關(guān)于激光和ESU煙霧中醫(yī)務(wù)人員的職業(yè)安全保護(hù)指南設(shè)定的 35mg/L的標(biāo)準(zhǔn)[8]。研究表明腹腔鏡手術(shù)若不排除煙霧,由于機(jī)體吸收了大量的 CO,術(shù)后患者血液中的高鐵血紅蛋白(MetHb)濃度高于正常值長達(dá) 6 h,碳氧血紅蛋白(COHb)的濃度超過了人體所能承受的濃度(2%),此時(shí)患者會(huì)出現(xiàn)頭痛、頭暈、惡心、心律失常等癥狀,若為冠心病患者,則更加嚴(yán)重[5]。

2 電外科煙霧廢氣的攝入

工作人員因長期接觸微量電外科煙霧廢氣,這些廢氣積蓄于組織,手術(shù)人員每天在手術(shù)室接觸 8 h對人體有害的污染氣體后,要有一定的時(shí)間呼出污染氣體,否則這些氣體會(huì)因無法排盡而逐漸積聚而達(dá)明顯的危害程度[9]。電外科煙霧廢氣對人體健康的危害包括以下幾方面。

2.1 心理行為的影響

手術(shù)人員長期接觸廢氣污染會(huì)出現(xiàn)輕度麻醉,指聽力、記憶力、理解力、讀數(shù)字能力及操作技能等心理行為的影響[10]。

2.2 生育功能的影響

廢氣污染可影響手術(shù)室工作人員的生育功能,孕前期及孕期長期暴露于電外科煙霧及麻醉廢氣中,可導(dǎo)致自發(fā)性流產(chǎn)率增加,嬰兒畸形率增高,電外科煙霧中的多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一類致癌致畸變的物質(zhì),它們主要以附著于空氣中的細(xì)顆粒物質(zhì)的形式存在,通過呼吸進(jìn)入人體是顆粒物質(zhì)表面攜帶的主要有毒物質(zhì)之一。主要來源于有機(jī)物質(zhì)的不完全燃燒,另外,PAHs還存在于煙草煙霧、大氣的沉降物以及燒烤烤肉等食物中。苯并(a)芘(BaP)是 PAHs中典型的一種,人群和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明,PAHs(BaP)可以通過胎盤導(dǎo)致DNA損傷[11],對人群生殖健康和胎兒生長發(fā)育有負(fù)面影響。流行病學(xué)調(diào)查研究表明,孕期暴露于PAHs將增加新生兒低出生體質(zhì)量、胎兒生長受限發(fā)生的危險(xiǎn)性[12]。而二氧化硫(SO2)是大氣中普遍存在的一種污染物,國外學(xué)者自本世紀(jì) 50年代即開始研究SO2對人類健康的影響,主要集中在成人及兒童呼吸、心血管系統(tǒng)的影響,之后的研究發(fā)現(xiàn):SO2對嬰兒及胎兒的影響可能較成人、兒童更敏感。近 10年來越來越多的人群流行病學(xué)調(diào)查提出或支持不良妊娠結(jié)局可能與母親孕期暴露于 SO2有關(guān)的觀點(diǎn),而且對各種不良妊娠結(jié)局的影響程度不同[13]。近年來的流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)大氣低污染水平的二氧化硫?qū)Φ统錾w質(zhì)量、胎兒生長受限、早產(chǎn)及某些出生缺陷產(chǎn)生影響[14],并較一致的認(rèn)為在孕早期母體的二氧化硫暴露對不良妊娠結(jié)局的影響較孕中晚期的暴露更為密切。孕早期胚胎比嬰兒及胎兒對外界環(huán)境變化更為敏感。生殖細(xì)胞和早期胚胎對外界影響因素極為敏感,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SO2及其體內(nèi)衍生物對生殖細(xì)胞和胚胎的發(fā)育均有一定的影響,對生殖細(xì)胞的功能和微結(jié)構(gòu)有毒性作用,SO2在體內(nèi)的衍生物——亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉可促進(jìn)中國倉鼠卵巢細(xì)胞(CHO—AS52)突變率增高。SO2可引起小鼠精子數(shù)量尤其是正?；顒?dòng)度精子數(shù)量的減少、不活動(dòng)精子數(shù)量增加且呈劑量一效應(yīng)關(guān)系;SO2還可引起不定形畸變精子的頻率顯著增加,使總精子畸變率隨染毒劑量的增加而呈劑量依賴性增高。超微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)SO2引起小鼠睪丸組織基膜、支持細(xì)胞、精子頂體及線粒體、溶酶體超微結(jié)構(gòu)破壞,這對動(dòng)物的生殖功能將會(huì)帶來不利影響[15]。二氧化硫體內(nèi)衍生物的毒性作用機(jī)制可能是通過抑制乳酸脫氫酶的活性而發(fā)揮其毒性作用[16]。另外的研究提出 SO2是一個(gè)基因毒性因子和染色體斷裂劑,可通過引起DNA損傷而誘發(fā)細(xì)胞突變和癌變[17]。

2.3 其他疾病的影響

電外科和激光手術(shù)煙霧中的成分如二氧化硫進(jìn)入機(jī)體后主要以亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的形式存在,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明 SO2及其衍生物(亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉)為全身性毒物,不僅可影響小鼠肺組織,還可引起小鼠其他多種器官的DNA損傷和氧化損傷[18]。SO2吸入可誘導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生自由基和活性氧,造成血紅細(xì)胞、腦、肺、氣管和支氣管等處脂質(zhì)過氧化水平升高,并改變它們的抗氧化狀態(tài)[19]。近年來醫(yī)務(wù)人員逐漸認(rèn)識了電外科和激光手術(shù)煙霧中的活性病毒成分,這些病毒成分包括 HIV、HPV(人類乳頭狀瘤病毒)、肝炎病毒、肺結(jié)核桿菌等,斯坦福大學(xué)的研究者Johnson和Robinson發(fā)現(xiàn)某些電動(dòng)外科手術(shù)工具包括電刀、骨鋸、高速刨削器都可氣化含HIV的血液,產(chǎn)生的煙霧中含有活性的H IV,可感染培養(yǎng)的人類 T細(xì)胞[20]。有研究表明,HIV的DNA可在 CO2激光產(chǎn)生的煙霧中保持活性 14 d,在 28 d后活性完全消失[20]。到目前為止,已有皮膚與眼睛接觸煙霧可能導(dǎo)致HIV感染的報(bào)道。但相關(guān)的病例太少,大部分研究尚停留在手術(shù)煙霧中存在的活性病毒研究的階段,對煙霧中病毒與傳染病之間的關(guān)系還有待于進(jìn)一步的研究證實(shí)。

2.4 非活性顆粒

外科手術(shù)煙霧中的微小顆?？赡軐κ中g(shù)人員和患者構(gòu)成危害。較大的顆粒在到達(dá)肺部深處前就先與呼吸道發(fā)生碰撞,粘附于黏膜上,通?？人阅芮宄@些顆粒。而直徑在 0.5～5.0μm的微小顆粒能進(jìn)入肺的深部,對肺產(chǎn)生損害[21]。長期暴露在 ESU煙霧中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,肺泡中積聚了細(xì)小的顆粒,這些顆?？梢鸱纬溲?、肺氣腫等疾病[18]。

3 手術(shù)室化學(xué)污染物危害的防護(hù)

近年來,為手術(shù)室醫(yī)護(hù)人員提供呼吸防護(hù)的觀點(diǎn)開始引起人們的注意。提高手術(shù)醫(yī)務(wù)人員對手術(shù)煙霧危害性的認(rèn)識,加強(qiáng)防護(hù)意識,探討并研究排除手術(shù)煙霧的方法是手術(shù)醫(yī)務(wù)人員面臨的新課題。

3.1 各種典型微小顆粒的大小比較

微小顆粒直徑的大小與對身體的損害程度有關(guān),病毒的直徑 0.01～0.3μm,H IV病毒的直徑是 0.18μm,HPV病毒的直徑為 0.045μm,煙草煙霧的直徑為 0.1～3.0μm,手術(shù)煙霧的直徑為 0.1～5.0μm,細(xì)菌的直徑為 0.3～15.0μm,對肺有損害的顆粒直徑是 0.5～5.0μm。

3.2 口罩的選擇與防護(hù)性能

口罩對手術(shù)煙霧的防護(hù)性能與口罩的濾除能力有較大的關(guān)系。不同的口罩其濾過能力存在很大的差別。使用高濾過性能的口罩能為工作人員提供更有效的保護(hù),它可以濾除 0.1 um直徑的顆粒,但同時(shí)由于其濾過性能過高可引起呼吸困難。國外有些醫(yī)院在某些手術(shù)中為醫(yī)護(hù)人員提供帶動(dòng)力的空氣凈化功能的呼吸面罩(PAPR),PAPR能把過濾后的空氣泵入呼吸罩內(nèi)部,并在內(nèi)部產(chǎn)生正壓,防止手術(shù)煙霧進(jìn)入口罩內(nèi)部。另外,口罩與佩戴者的匹配性也影響著口罩的防護(hù)性能,佩戴者應(yīng)選擇適合自己臉型的口罩,且接觸緊密,舒適性好[5]。

3.3 負(fù)壓吸引系統(tǒng)

利用負(fù)壓吸引系統(tǒng)來吸除煙霧是手術(shù)中常用的去除煙霧的方法之一。通常每間手術(shù)室都配備這種負(fù)壓吸引裝置,手術(shù)助手手持負(fù)壓吸引的吸引桿,隨著手術(shù)的電切與電凝操作同步移動(dòng),以達(dá)到吸出煙霧的目的。研究表明,要將吸引器放于煙霧源 2.54～5.08 cm的范圍內(nèi)才能有效的吸除煙霧[22],如果超出這一范圍,效果將會(huì)減半。而標(biāo)準(zhǔn)的吸引器為了防止堵塞沒有配置高性能的過濾器,被吸走的煙霧只進(jìn)入吸引瓶內(nèi),不進(jìn)行負(fù)壓吸引時(shí)煙霧有彌散出來的危險(xiǎn),這是負(fù)壓吸引存在的弊端之一。

4 討 論

4.1 職業(yè)環(huán)境與人體健康

職業(yè)環(huán)境與人體健康有密切關(guān)系,手術(shù)室環(huán)境對醫(yī)務(wù)人員的健康亦有影響,長期暴露于微量電外科煙霧中,不能排除對人體健康未知損害的可能性,定期監(jiān)測手術(shù)室環(huán)境污染的程度,規(guī)定麻醉藥污染的許可閾值積極采取預(yù)防和減少廢氣污染的措施,可確保醫(yī)務(wù)人員的健康不受損害。

4.2 外科煙霧排除與個(gè)人防護(hù)

外科煙霧可采用煙霧排除系統(tǒng)進(jìn)行過濾和清除,這一系統(tǒng)應(yīng)盡可能靠近手術(shù)區(qū)。在機(jī)械裝置難以達(dá)到或不能使用的區(qū)域內(nèi)應(yīng)該采用個(gè)人防護(hù)設(shè)備。傳統(tǒng)的口罩不能有效地保護(hù)工作人員,因此處于外科電器煙霧環(huán)境的工作人員應(yīng)盡量配戴呼吸面罩,并對該環(huán)境的工作人員進(jìn)行教育,使其知道電外科煙霧的潛在危險(xiǎn),并采取相應(yīng)措施,進(jìn)一步查清電外科煙霧的危害[23]。

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