探討臭氧氣體對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道消毒的應(yīng)用效果

黃小坪，許旭光，陳葆莉，李桂明，許光，何卓勛

（1.廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院設(shè)備科，廣東 廣州 511400；2.佛山市第一人民醫(yī)院，廣東 佛山 528000；3.廣東省基層醫(yī)藥學(xué)會(huì)醫(yī)療器械管理分會(huì)，廣東 廣州 511400）

1 研究目的

呼吸機(jī)對(duì)治療新冠肺炎危重患者有重要作用，但傳染性患者在使用呼吸機(jī)時(shí)，呼吸機(jī)及其相關(guān)附件容易被攜帶有病原體的飛沫或氣溶膠的傳播所污染，這是一種高風(fēng)險(xiǎn)院感傳播途徑。當(dāng)患者呼吸、咳嗽或打噴嚏時(shí)，飛沫會(huì)從患者的口腔和鼻子噴出，粒徑較大的飛沫會(huì)沉降，粒徑較小的顆粒將長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中。又因室內(nèi)換氣率低等原因，傳染源產(chǎn)生的微生物顆粒極易在室內(nèi)富集，根據(jù)呼吸機(jī)設(shè)備原理若此類顆粒漂浮在呼吸機(jī)周邊，這些微生物顆粒容易從渦輪壓縮機(jī)吸氣口被吸進(jìn)呼吸內(nèi)部結(jié)構(gòu)管道，內(nèi)部結(jié)構(gòu)管道難以清洗消毒具有較高的感染風(fēng)險(xiǎn)。有數(shù)據(jù)顯示，9%～40%的呼吸道感染與呼吸機(jī)的使用有關(guān)，目前，呼吸機(jī)使用后的消毒管理主要集中在呼吸機(jī)外部管道的消毒，由于呼吸機(jī)內(nèi)部管道含有各種精密電子元件很難拆卸，因此，對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道的消毒研究較少，常規(guī)消毒方法無(wú)法徹底消毒。本研究的目的是采樣分析呼吸機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)管道是否存在院感傳染風(fēng)險(xiǎn)的可能性，論證使用臭氧進(jìn)行呼吸機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)管路消毒是否有效，探討呼吸機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)管路是否需要消毒的必要性。

2 材料與方法

2.1 消毒必要性論證

呼吸機(jī)有外部與內(nèi)部管道的區(qū)別，目前，對(duì)呼吸機(jī)氣路管路的消毒主要是指呼吸機(jī)外部管道的消毒，對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道的消毒方法研究較少。外部管道由呼吸機(jī)外部管道、加濕罐、積水杯、面罩、細(xì)菌過(guò)濾器等組成。呼吸機(jī)的外管易安裝和拆卸，目前消毒方法較為成熟。呼吸機(jī)內(nèi)部管道整合在主機(jī)內(nèi)部，除內(nèi)部管道外，還包括各種精密部件，如渦輪壓縮機(jī)（氣泵）、空氧混合腔、流量傳感器、壓力傳感器、電磁閥、單向閥等部件，需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專業(yè)人士才能拆裝。

雖然呼吸機(jī)的進(jìn)氣口和排氣口都安裝了過(guò)濾器，可以過(guò)濾呼出氣體中99%的顆粒物，但使用呼吸機(jī)后，大腸桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎桿菌、金黃色葡萄球菌和鮑曼不動(dòng)桿菌等多種病原微生物可以在呼吸機(jī)上長(zhǎng)期存活。據(jù)報(bào)道，金黃色葡萄球菌可在呼吸機(jī)管中存活7個(gè)月，肺炎克雷伯菌可存活30個(gè)月，銅綠假單胞菌可存活16個(gè)月，鮑曼不動(dòng)桿菌可存活5個(gè)月。這些病原微生物消毒滅菌不徹底是呼吸機(jī)使用過(guò)程中醫(yī)院感染的重要原因。因此，在呼吸機(jī)的日常維護(hù)中，對(duì)內(nèi)部管道進(jìn)行消毒是非常必要的。

2.2 臭氧氣體消毒方法

呼吸機(jī)的內(nèi)部管道位置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以拆卸，常規(guī)消毒方法難以實(shí)施。既要考慮消毒效果的有效性，又要兼顧消毒過(guò)程對(duì)電子元器件安全性的影響。呼吸機(jī)內(nèi)部管道由于電子設(shè)備的特殊性應(yīng)避免用水沖洗、噴霧、高溫熏蒸等方式消毒，所以選擇氣體消毒，擬用臭氧氣體對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道類似煙熏方式進(jìn)行消毒，對(duì)設(shè)備損害最少，臭氧是一種制造方便、低廉有效、環(huán)保的消毒氣體。臭氧是通過(guò)臭氧發(fā)生器現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用，無(wú)論是氣體或液體都具有廣譜、高效的殺菌作用，臭氧作為消毒劑可以廣泛殺滅各種病原體和致病微生物，包括細(xì)菌（如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等）、各類細(xì)胞芽孢、真菌以及病毒（如肝炎病毒、流感病毒、諾如病毒和冠狀病毒等），臭氧在空氣中以小分子形式存在,作用快速,分解也快,并且作用后能自然分解而不留任何有害殘留物，這是選擇臭氧作為空氣消毒的重要原因。

2.3 消毒空間設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置了一個(gè)1m3的密閉空間（箱體）可放置一臺(tái)呼吸機(jī)，配置臭氧氣體發(fā)生器、臭氧傳感器、定時(shí)器、電源插排、模擬肺、呼吸回路管道、門。箱體外有一個(gè)臭氧氣體發(fā)生器（使用深圳賽德立ST-2BU床單位臭氧消毒器，產(chǎn)品臭氧輸出量為≧400mg/m3）通過(guò)管道將臭氧氣體噴入箱體內(nèi)空間，箱體內(nèi)設(shè)置一個(gè)220V電源插排（為呼吸機(jī)提供電源）、臭氧探頭（可觀察臭氧濃度），且箱體外放置定時(shí)器（用于消毒計(jì)時(shí)使用）。按《醫(yī)療機(jī)構(gòu)消毒技術(shù)規(guī)范》WS/T367-2012提到臭氧空氣消毒在封閉空間內(nèi)、無(wú)人狀態(tài)下，在密閉空間內(nèi)，相対濕度70%，采用60mg/m3濃度的臭氧，作用60～120min，對(duì)表面自然菌的殺滅率達(dá)到99%。

2.4 采樣方法

對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部氣路消毒前后的采樣方法，需要探索一種快速簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法。目前，對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道拆卸后，用拭子取樣分析是最準(zhǔn)確檢測(cè)方式，但是，取樣過(guò)程煩瑣，不同牌子設(shè)備不同結(jié)構(gòu)部件組成難以統(tǒng)一，且組裝過(guò)程容易造成二次感染；美國(guó)CDC公布的針對(duì)呼吸機(jī)相關(guān)肺炎的指南中明確指出，不建議對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部氣路系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)的拆卸消毒。因此，擬對(duì)呼吸機(jī)的進(jìn)氣口（機(jī)器背面或側(cè)面的渦輪壓縮機(jī)吸氣口）和出氣口進(jìn)行微生物檢測(cè)是比較簡(jiǎn)單便捷且合理的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)呼吸機(jī)進(jìn)氣口和出氣口拭子取樣并進(jìn)行微生物培養(yǎng)，是一個(gè)可靠的檢測(cè)方法。菌落總數(shù)用來(lái)判定呼吸機(jī)管道被細(xì)菌污染的程度及衛(wèi)生質(zhì)量，它反映呼吸機(jī)管道是否符合衛(wèi)生要求，以便對(duì)被檢樣品做出適當(dāng)?shù)男l(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)。菌落總數(shù)的多少在一定程度上標(biāo)志著醫(yī)療器械衛(wèi)生質(zhì)量的優(yōu)劣。

2.5 試驗(yàn)步驟

消毒前：分別采樣呼吸機(jī)進(jìn)氣口和出氣口，保存標(biāo)本。打開箱體，將呼吸機(jī)推入一個(gè)密閉空間箱體內(nèi)，呼吸機(jī)插上電源與接上呼吸管道、模擬肺，呼吸機(jī)開機(jī)，將氧濃度設(shè)置為21%（即無(wú)須外接氧氣），設(shè)置常規(guī)運(yùn)作模式（不指定IPPV PCV、SIMV、CPAP模式），設(shè)置常規(guī)潮氣量、頻率、呼末壓力等，開始運(yùn)行，此時(shí)，呼吸機(jī)處于自主運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)上箱體門。

消毒中：?jiǎn)?dòng)外置的臭氧發(fā)生器，臭氧輸出量為≥400mg/m3，使臭氧氣體吹進(jìn)箱體內(nèi)。按照呼吸機(jī)工作原理簡(jiǎn)單，呼吸機(jī)吸入周邊空氣經(jīng)過(guò)渦輪壓縮機(jī)（氣泵）按已設(shè)定的潮氣量（氣體體積）、壓力、頻率輸出給終端（患者模擬肺），渦輪壓縮機(jī)（氣泵）按固定模式運(yùn)作不斷吸入、吹出。呼吸機(jī)的渦輪壓縮機(jī)吸入箱體內(nèi)空氣進(jìn)入呼吸機(jī)內(nèi)部管道，再定頻定量定壓輸出到外部管道，此時(shí)，呼吸機(jī)不斷吸入臭氧消毒氣體，又經(jīng)內(nèi)部-外部管道再呼出形成一個(gè)氣體消毒循環(huán)，類似一個(gè)吸入外部臭氧氣體流經(jīng)內(nèi)部各管道和部件的一種流程，能全流程消毒呼吸機(jī)內(nèi)部管道、電磁閥、傳感器、混合腔體等部件。當(dāng)臭氧濃度傳感器臭氧濃度達(dá)到60mg/m3時(shí)對(duì)自然菌的殺滅率達(dá)到99%，啟動(dòng)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，持續(xù)消毒60min。時(shí)刻關(guān)注臭氧傳感器數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)保持箱體內(nèi)臭氧濃度穩(wěn)定60mg/m3左右。

消毒后：60min計(jì)時(shí)到，關(guān)閉臭氧發(fā)生器電源，靜待20min等待臭氧解析，此時(shí)，呼吸機(jī)還在運(yùn)作中，不斷呼出內(nèi)管道殘余臭氧氣體，留意臭氧傳感器數(shù)據(jù)為0mg/m3后，打開箱體關(guān)閉呼吸機(jī)電源，將呼吸機(jī)推出箱體，此時(shí)，整個(gè)消毒程序完畢。再分別采樣呼吸機(jī)進(jìn)氣口和出氣口，標(biāo)記并保存標(biāo)本。

3 試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)抽取了心胸科、呼吸科、急診科、ICU等部門在用的11臺(tái)呼吸機(jī)，根據(jù)《醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB15982-2012進(jìn)行采樣與分析，每臺(tái)機(jī)分別采樣消毒前后的出氣口、進(jìn)氣口共44個(gè)標(biāo)本進(jìn)行菌落總數(shù)對(duì)比。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在未消毒前，呼吸機(jī)內(nèi)部管道（進(jìn)氣口、出氣口）菌落總數(shù)均超過(guò)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)消毒技術(shù)規(guī)范》WS/T367-2012規(guī)定的中度危險(xiǎn)性醫(yī)療器材要求菌落總數(shù)≤20CFU/件；消毒后呼吸機(jī)內(nèi)部管道（進(jìn)氣口、出氣口）菌落總數(shù)均低于20CFU/件。

據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，秩結(jié)果給出二者的差值，正秩個(gè)案數(shù)有0個(gè)，負(fù)秩個(gè)案數(shù)有22個(gè)，綁定值為0，負(fù)秩的平均值為11.5，P值為0，小于顯著性水平（a=0.05），故可認(rèn)為呼吸機(jī)消毒前后的細(xì)菌菌落數(shù)有顯著性的差異。檢測(cè)結(jié)果證明，細(xì)菌數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)值20，消毒方法有明顯效果。結(jié)果表明，該臭氧機(jī)在1立方密閉箱中產(chǎn)生的臭氧濃度隨機(jī)器運(yùn)行時(shí)間增加而升高，運(yùn)行10min后臭氧濃度超過(guò)60mg/m3，運(yùn)行60min時(shí)，臭氧對(duì)微生物的滅活均可達(dá)99%以上。臭氧與微生物接觸時(shí)間越長(zhǎng),殺菌效果越好，消毒結(jié)果達(dá)到菌落總數(shù)≤20CFU/件（CFU/g或CFU/100cm2）和不得檢測(cè)致病性微生物的要求。

4 討論

與以往文獻(xiàn)相比有較大的創(chuàng)新性進(jìn)展，具體如下：

（1）陳學(xué)斌等在《呼吸機(jī)內(nèi)部氣路系統(tǒng)消毒的可行性分析》主要在理論上論述呼吸機(jī)內(nèi)部氣路系統(tǒng)消毒所面臨的問(wèn)題及對(duì)策、呼吸機(jī)內(nèi)部氣路消毒的可行性。本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的操作，創(chuàng)新性地提出在一個(gè)密閉箱里由呼吸機(jī)自運(yùn)行模式狀態(tài)下，通過(guò)自吸臭氧氣體一體化全流程消毒內(nèi)外呼吸管道，并通過(guò)采樣檢測(cè)消毒前后的菌落總數(shù)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果依據(jù)，實(shí)質(zhì)性證明，氣體消毒是呼吸機(jī)內(nèi)部氣路系統(tǒng)消毒的可行方法，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部氣路系統(tǒng)的消毒的研究。

（2）吳淑紅等在《呼吸機(jī)管路清洗消毒效果的研究》主要在呼吸機(jī)外部回路管道的消毒效果進(jìn)行研究，缺乏對(duì)內(nèi)部管道的研究，對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道消毒的重要性研究欠缺。本文在呼吸機(jī)內(nèi)部管道進(jìn)行一序列消毒的可行性論證，并憑借醫(yī)學(xué)工程師維修經(jīng)驗(yàn)深入分析呼吸機(jī)內(nèi)部管道進(jìn)行結(jié)構(gòu)原理，依據(jù)醫(yī)療消毒技術(shù)規(guī)范有理有據(jù)推動(dòng)呼吸機(jī)內(nèi)部管道消毒方法的實(shí)施，消毒檢測(cè)結(jié)果符合醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)規(guī)范，證明消毒效果有效可行。

5 結(jié)語(yǔ)

從臨床工程師角度對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道剖析與消毒論證，突破性實(shí)驗(yàn)將呼吸機(jī)設(shè)置在一個(gè)密閉的空間內(nèi)充滿臭氧氣體，創(chuàng)新性提出呼吸機(jī)在自主運(yùn)行狀態(tài)下自吸入消毒氣體進(jìn)行全流程全管道的消毒模式，通過(guò)采樣消毒前消毒后的樣本，檢測(cè)證明消毒有效。本研究對(duì)呼吸機(jī)內(nèi)部管道消毒設(shè)想僅為試驗(yàn)性過(guò)程，隨著呼吸機(jī)的應(yīng)用，其引起的院內(nèi)感染的報(bào)道越來(lái)越多，呼吸機(jī)使用后的消毒也備受關(guān)注，有利于推動(dòng)呼吸機(jī)內(nèi)部管道消毒機(jī)設(shè)備市場(chǎng)的研究和生產(chǎn)。