除煙裝置清除腹腔鏡膽囊切除術(shù)煙霧中有機(jī)物的作用

楊 洋，馬燕蘭，曹冠楠，白俊柳，成 健，姜 丹

電刀、超聲刀等電外科設(shè)備具有切割效果好、止血快等特點(diǎn)，在外科手術(shù)中被廣泛應(yīng)用，但在切割組織時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的手術(shù)煙霧，不但會(huì)遮擋手術(shù)醫(yī)師的視野，更會(huì)對(duì)醫(yī)務(wù)人員身體健康造成危害。手術(shù)煙霧中含有600種以上有害的化學(xué)成分，主要包括烴類、醛類、氰化氫、甲醛和苯等[1]。丙烯腈是手術(shù)煙霧中有毒有害物質(zhì)之一，能抑制氧化酶活性，阻斷細(xì)胞內(nèi)的氧利用，抑制組織細(xì)胞氧合[2]，可釋放氰化物[3]。腹腔鏡手術(shù)煙霧中含有高濃度七氟烷，長(zhǎng)期暴露于七氟烷可影響大鼠生育能力，但七氟烷對(duì)人體是否有影響還未見(jiàn)報(bào)道[4]。醛類化合物具有一定的遺傳毒性[5]。總之，手術(shù)人員長(zhǎng)期反復(fù)接觸手術(shù)煙霧會(huì)產(chǎn)生潛在危害。鑒于此，本研究將自制除煙裝置應(yīng)用于腹腔鏡膽囊切除術(shù)中，觀察其降低手術(shù)煙霧中有害物質(zhì)的作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇2017-11至2018-05在空軍總醫(yī)院行擇期腹腔鏡膽囊切除手術(shù)患者50例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)術(shù)前診斷為膽囊結(jié)石、膽囊息肉；(2)在潔凈手術(shù)部千級(jí)固定手術(shù)間內(nèi)行腹腔鏡膽囊切除手術(shù)；(3)手術(shù)臺(tái)次為每天第一臺(tái)手術(shù)的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：年齡大于70歲，伴有糖尿病或高血壓，有膽管結(jié)石，膽囊炎急性期，有腹部手術(shù)史，術(shù)前有吸煙史者。

50例患者隨機(jī)分為對(duì)照組(25例)和實(shí)驗(yàn)組(25例)。對(duì)照組常規(guī)手術(shù)，實(shí)驗(yàn)組常規(guī)手術(shù)并使用除煙裝置凈化手術(shù)煙霧。兩組患者的手術(shù)方式相同，均為同一手術(shù)醫(yī)師。所有氣體采樣測(cè)量都由同一名實(shí)驗(yàn)人員完成。

1.2 方式 兩組患者均采用全身麻醉，取臍下緣切口長(zhǎng)約1.0 cm氣腹針穿刺行CO2氣腹，腹壓定壓12 mmHg，流速5 L/min。然后于臍下、劍突下、右肋緣下分別穿刺后置Trocar，置入腹腔鏡、電鉤、抓鉗。使用5 mm電鉤連接德國(guó)ERBE高頻電刀，進(jìn)行切割組織或止血，功率40～60 W。當(dāng)電鉤切割組織產(chǎn)生煙霧阻礙醫(yī)師視線時(shí)，打開(kāi)Trocar閥門(mén)釋放煙霧，每例手術(shù)3次放氣。對(duì)照組從操作Trocar 閥門(mén)開(kāi)關(guān)處接導(dǎo)氣管，將手術(shù)煙霧直接釋放，實(shí)驗(yàn)組術(shù)中從操作Trocar 閥門(mén)開(kāi)關(guān)處接導(dǎo)氣管，將煙霧引入1.3所述自制除煙裝置，經(jīng)過(guò)三級(jí)凈化處理后釋放。

1.3 除煙裝置的研制

1.3.1 設(shè)計(jì) 醫(yī)用鈣石灰吸收二氧化碳，活性炭吸附有機(jī)物質(zhì)和一氧化碳，水吸收一些可溶性有毒氣體。醫(yī)用鈣石灰為二氧化碳吸收劑，主要成分是氫氧化鈣，活性炭吸附廢氣屬于物理吸附，基本是靠活性炭與氣體分子之間的碰撞幾率決定。如圖1所示，第一個(gè)密封瓶110盛蒸餾水700 ml，置入2根導(dǎo)氣管。111煙霧導(dǎo)氣管與140 Trocar閥門(mén)連接，將手術(shù)煙霧引入第一密封瓶的水中，使煙霧經(jīng)過(guò)水除去可溶于水的有毒氣體；第二個(gè)密封瓶120裝入活性炭500 g，通過(guò)121導(dǎo)氣管與第一個(gè)密封瓶110連接。導(dǎo)氣管在110中置于水面上，在120置于活性炭?jī)?nèi)部，將經(jīng)水濾過(guò)的氣體導(dǎo)入活性炭，吸附除掉有機(jī)物和一氧化碳；第三個(gè)密封瓶130裝入鈣石灰500 g，通過(guò)131導(dǎo)氣管與第二密封瓶120連接。導(dǎo)氣管在120中置于活性炭上方，在第三密封瓶130則置于鈣石灰的內(nèi)部，將已經(jīng)水被和活性炭處理的氣體導(dǎo)入鈣石灰，以清除二氧化碳。最后132導(dǎo)氣管將經(jīng)三道凈化處理后的氣體排出瓶外即出口末端。除煙裝置成品圖見(jiàn)圖2。該研究設(shè)計(jì)的 “一種清除腹腔鏡手術(shù)除煙裝置”已取得實(shí)用新型專利(專利號(hào)：201721609130.0)。

圖1 腹腔鏡手術(shù)除煙裝置設(shè)計(jì)

141為T(mén)rocar，140為T(mén)rocar閥門(mén)開(kāi)關(guān)， 111為導(dǎo)氣管， 132為出氣管路，133為氣體檢測(cè)設(shè)備探頭

圖2 腹腔鏡手術(shù)除煙裝置

1.3.2 使用方法 腹腔鏡手術(shù)中，將此裝置110與操作Trocar閥門(mén)開(kāi)關(guān)處連接氣腹管Ⅲ，當(dāng)手術(shù)煙霧影響醫(yī)師視線時(shí)打開(kāi)Trocar閥門(mén)放氣，導(dǎo)氣管將煙霧引入除煙裝置，經(jīng)過(guò)水、活性炭和鈣石灰三級(jí)凈化處理后再排放。每名患者使用一套除煙裝置。使用完畢后清洗吸引器瓶，放入含氯消毒水浸泡30 min后，高溫滅菌后再次使用。連接導(dǎo)氣管使用一次性無(wú)菌吸引器管，一用一換。

1.3.3 除煙效果檢測(cè) (1)有機(jī)物采樣時(shí)段：在手術(shù)中醫(yī)師打開(kāi)操作Trocar閥門(mén)2 min；(2)有機(jī)物的檢測(cè)探頭放在管道末端開(kāi)口處，對(duì)照組為T(mén)rocar閥門(mén)連接導(dǎo)氣管的末端，實(shí)驗(yàn)組為除煙裝置出氣口末端133處；(3)有機(jī)物檢測(cè)：使用氣相色譜法HL1000數(shù)顯恒流采樣器，將采樣管與采樣器連接，當(dāng)醫(yī)師打開(kāi)Trocar閥門(mén)后收集2 min空氣，將采樣管送解放軍工程與環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督局實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行色譜分析；(4)有機(jī)物清除率計(jì)算：將不同出峰時(shí)間下實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組采樣色譜峰比對(duì)圖導(dǎo)入PIE4.0，利用軟件中的 “空間測(cè)量”工具把圖中實(shí)線所占面積和虛線所占面積矢量化；(5)矢量化的圖件自動(dòng)生成面積數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算求出虛線面積與實(shí)線面積的比值，進(jìn)而求出除煙裝置對(duì)有機(jī)物清除率。

2 結(jié) 果

2.1 患者一般資料 兩組患者年齡、性別比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性(表1)。

表1 兩組腹腔鏡膽囊切除術(shù)患者一般資料比較 ±s)

2.2 兩組有機(jī)物濃度分析 經(jīng)氣相色譜法分析生成總離子流圖，色譜圖的橫軸是定性參數(shù)，每一個(gè)色譜峰代表一個(gè)物質(zhì)。色譜圖的縱坐標(biāo)是定量參數(shù)，為檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)，色譜峰的峰高或峰面積與所測(cè)組分的濃度成正比。如圖3所示，實(shí)驗(yàn)組中有機(jī)物濃度都較對(duì)照組降低。分別為1.83 min七氟烷，2.22 min環(huán)戊烷，10.76 min環(huán)己酮，8.81 min乙苯，9.63 min壬烯醛，10.53 min苯乙烯，13.22 min五甲基-庚烷，11.72 min十烷，14.27 min對(duì)應(yīng)2-乙基己醇、15.24 min對(duì)應(yīng)十一烷、16.23 min對(duì)應(yīng)十二烷。實(shí)驗(yàn)組11種有機(jī)物色譜峰顯著低于對(duì)照組(實(shí)線為對(duì)照組，虛線為實(shí)驗(yàn)組，圖4)。

圖3 兩組腹腔鏡膽囊切除術(shù)采樣總離子流

圖4 兩組腹腔鏡膽囊切除術(shù)不同出峰時(shí)間下采樣色譜峰比較

2.3 有機(jī)物清除率 除煙裝置對(duì)有機(jī)物的清除率最高的是環(huán)乙酮達(dá)到94.03%，最低的清除率十烷達(dá)到33.57%，對(duì)十一種有機(jī)物平均清除率到達(dá)73.22%(表2)。

表2 兩組患者除煙裝置對(duì)有機(jī)物清除率比較

3 討 論

手術(shù)煙霧對(duì)健康的危害已得到證實(shí)，這種危害是遲發(fā)性的。減少?gòu)U氣污染，安裝除煙裝置至關(guān)重要。手術(shù)室墻壁負(fù)壓吸引器雖然有排煙作用，但是沒(méi)有凈化功能。文獻(xiàn)[6]報(bào)道，負(fù)壓吸引器堵塞不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，把調(diào)節(jié)器和吸流器接口間的管道切斷后，流出了許多棕色的液體，此類液體不但會(huì)滋生細(xì)菌還會(huì)導(dǎo)致病態(tài)建筑綜合征。墻壁吸引器并不是長(zhǎng)久的除煙手段，因此，盡早安裝除煙裝置濾掉手術(shù)煙霧中有害物質(zhì)，減少對(duì)手術(shù)人員的危害至關(guān)重要。

3.1 除煙裝置有效使用時(shí)間 醫(yī)用鈣石灰吸附二氧化碳后顏色由白色變?yōu)樽仙?，?dāng)所有的鈣石灰變?yōu)樽仙f(shuō)明吸附二氧化碳飽和，應(yīng)更換鈣石灰?；钚蕴课綇U氣屬于物理吸附，取椰殼常用氣體吸附活性炭為參照標(biāo)準(zhǔn)，形狀4～6 mm圓柱體；比表面積1000～1500 m2/g，操作吸附量0.26 g/g，密度為0.5 g/cm3，試驗(yàn)瓶子為1 L的容器，活性炭的質(zhì)量為500 g，核算可吸收量為500×0.26=130 g。處理量為氣腹機(jī)二氧化碳流速5 L/min=0.3 m3/h，廢氣產(chǎn)生的濃度按125 mg/m3，按去除率90%計(jì)算，則活性炭更換周期為130/(0.125×90%×0.3)=3852 h。每天按8 h工作，更換活性炭的周期為481 d。為使實(shí)驗(yàn)研究更準(zhǔn)確減少誤差，研究中除煙裝置一用一換，每例患者更換一個(gè)除煙裝置。

3.2 除煙裝置有效降低有機(jī)物濃度 本研究顯示，經(jīng)過(guò)除煙裝置處理后，煙霧中各種有機(jī)物濃度的強(qiáng)度信號(hào)均顯著降低。圖3A表示對(duì)照組采樣的樣本，圖3B表示實(shí)驗(yàn)組采樣的樣本?？梢钥闯?，出峰時(shí)間為1.83 min、2.22 min、10.76 min等幾處高峰在圖3B中明顯降低，將圖3A中的幾處高峰與圖3B進(jìn)行單獨(dú)比對(duì)分析，如圖4所示，實(shí)線為對(duì)照組，虛線為實(shí)驗(yàn)組。經(jīng)過(guò)儀器NIST譜庫(kù)查詢得出，不同出峰時(shí)間的色譜峰定性物質(zhì)分別為七氟烷、環(huán)戊烷、乙苯、壬烯醛、苯乙烯、環(huán)己酮、五甲基-庚烷、十烷、2-乙基己醇、十一烷、十二烷。由圖4可以看出，在不同出峰時(shí)間下，每種色譜峰均得出實(shí)驗(yàn)組采樣的色譜峰顯著低于對(duì)照組采樣的色譜峰這一規(guī)律，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出，除煙裝置對(duì)有機(jī)物的清除率最高的是環(huán)乙酮達(dá)到94.03%，最低的清除率十烷的達(dá)到33.57%，對(duì)十一種有機(jī)物平均清除率到達(dá)73.22%。表明自制除煙裝置有效過(guò)濾有機(jī)物質(zhì)，降低手術(shù)煙霧中有害物質(zhì)的濃度，減少了手術(shù)煙霧對(duì)手術(shù)人員的危害。

3.3 除煙裝置的優(yōu)點(diǎn)

3.3.1 有效凈化手術(shù)煙霧 研究顯示自制的除煙裝置有效凈化手術(shù)煙霧，處理后的空氣可以直接在手術(shù)間內(nèi)循環(huán)排放；煙霧排放管道密閉性良好，直接過(guò)濾空氣，減少有害氣體的擴(kuò)散。

3.3.2 輕便簡(jiǎn)易 除煙裝置體積小、輕便，可置于手術(shù)臺(tái)下方任何位置，不影響手術(shù)操作；除煙裝置取材便利，耗材成本低，節(jié)約環(huán)保；設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易清理維護(hù)。裝置凈化過(guò)程無(wú)明顯噪音，不影響手術(shù)操作。

3.3.3 不影響氣腹壓力 腹腔鏡手術(shù)靠注入二氧化碳建立氣腹壓，撐開(kāi)腹腔獲得手術(shù)操作空間，穩(wěn)定的氣腹壓是手術(shù)的必備條件。氣腹壓力設(shè)定在12 mmHg，如若使用吸引器吸煙，可能將改變氣腹壓，需等待CO2充氣后壓力恒定再開(kāi)始手術(shù)，將延誤手術(shù)進(jìn)程。該裝置設(shè)計(jì)安全穩(wěn)定，不影響恒定的氣腹壓，便于手術(shù)醫(yī)師操作。