劉風俠 張瑞麗 劉紅軍 陶仁海 梁軍利 崔立敏

層流手術室是采用空氣潔凈技術對微生物污染采取不同程度的控制,以達到控制空間環(huán)境中空氣的潔凈度,使之適于各類手術的要求,并提供適宜的溫、濕度,創(chuàng)造一個清新、潔凈、舒適、細菌數(shù)低的手術空間環(huán)境,讓患者在手術時組織受到盡可能少的損傷,達到降低感染率的效果[1]。隨著醫(yī)療技術的提高,電外科設備(electrical surgical equipment,ESU)、激光以及其他電動工具在手術中廣泛應用,全身麻醉手術增多,現(xiàn)在的醫(yī)療工作既具有復雜性又有多重性。其中,高頻電刀(高頻手術器)是一種取代機械手術刀進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器械[2],電外科是指利用電能轉換而來的熱效應,對組織進行切割、凝固、汽化以達到止血的目的。在應用過程中電流作用人體組織細胞使組織中的液體汽化、組織破碎產(chǎn)生化學污染物。腹腔鏡手術作為一種新技術,因其對患者的損傷比傳統(tǒng)手術小,所以正日益廣泛應用于臨床。但是人們已開始注意到,由于腹腔鏡手術中需要特殊的設備和器械,以及手術操作過程都與傳統(tǒng)剖腹手術有很大的差異,由此也導致了手術室環(huán)境的改變,尤其是手術室空氣狀況的改變,有研究證明腹腔鏡手術環(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,可對手術室工作人員的身心健康帶來不利的影響。降低手術室廢氣污染物,加強工作人員的健康防護已成手術室環(huán)境保護工作的重要方面[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(高頻手術器)及其他電動工具在手術中廣泛應用,Ball調查發(fā)現(xiàn),1995年美國施行的 2 400萬例外科手術中超過 90%的手術有煙霧產(chǎn)生[5]。手術煙霧是在外科手術過程中隨著能量傳送到組織細胞時產(chǎn)生的,當電外科設備將能量傳送到細胞時,產(chǎn)生的熱量使細胞內(nèi)壓力升高,最終使細胞膜破裂,細胞體液被蒸發(fā)。高溫使細胞中的蛋白質及其他有機物燃燒,同時也使得相鄰細胞發(fā)生壞死,含有大量水蒸氣的煙霧被釋放出來,細胞碳化所產(chǎn)生的煙霧不僅妨礙手術人員的視野,而且把有害的生化物質釋放到空氣中。在不同的手術和手術的不同階段,手術煙霧的濃度及成分存在較大的差異,一般的情況下手術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:手術類型、手術部位、手術醫(yī)師的技術、組織病理學特征、設備使用時的能量形式及能量大小、設備使用的時間長短及頻率等。腹腔鏡手術作為一種新技術從一開始就有了強大的生命力,但是腹腔鏡手術的大部分操作(如分離切割)都是依靠電凝鉤來完成,對組織的高溫燒灼過程較剖腹手術多。電凝電切時會產(chǎn)生大量的煙霧,為使手術術野清晰,術中全部從腹腔中吸出排放到手術室[3,6]。

1.1.2 電外科煙霧的成分 研究表明,手術煙霧中常見的成份包括:有害的化學成分、活性病毒、活性細胞、非活性顆粒、可誘導突變的物質等[7]。手術煙霧不僅有異味,還含有多種有害的化學成分,它是ESU、激光等燃燒蛋白質和體液時產(chǎn)生的混合物[8]。Hoglan研究認為手術煙霧中含有 600種以上的化學成分。在 ESU煙霧中含量最高的化學成份有碳氫化合物、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、二氧化硫最受關注。其他含量較少但較受關注的化學成份有氰化氫、甲醛、和苯等[7]。手術煙霧中丙烯腈的濃度可達到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,而ESU產(chǎn)生的煙霧危害則是激光的 2倍[8]。

1.2 腹腔鏡手術與傳統(tǒng)手術電外科煙霧的比較

腹腔鏡手術空氣中二氧化碳濃度幾乎達 2 069mg/m3,氮氧化合物 0.199mg/m3,甲醛 0.116mg/m3,乙醇 164.9mg/m3,這幾種化學污染物均超標[3]。腹腔鏡手術與傳統(tǒng)手術比較,其術后的二氧化碳、氮氧化合物、多環(huán)芳烴、二氧化硫、甲醛、乙醇與傳統(tǒng)手術相比較均有差別,腹腔鏡手術較傳統(tǒng)手術空氣污染重[3]。在腹腔鏡手術完成時,CO的濃度可達到 100～1 900 mg/L[5],遠高于 1998年,美國職業(yè)安全健康管理局(The U.S.Occupational Safety and Health Administration,OSHA)起草的一份倍受關注的管理指南,即關于激光和ESU煙霧中醫(yī)務人員的職業(yè)安全保護指南設定的 35mg/L的標準[8]。研究表明腹腔鏡手術若不排除煙霧,由于機體吸收了大量的 CO,術后患者血液中的高鐵血紅蛋白(MetHb)濃度高于正常值長達 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%),此時患者會出現(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,手術人員每天在手術室接觸 8 h對人體有害的污染氣體后,要有一定的時間呼出污染氣體,否則這些氣體會因無法排盡而逐漸積聚而達明顯的危害程度[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

手術人員長期接觸廢氣污染會出現(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,它們主要以附著于空氣中的細顆粒物質的形式存在,通過呼吸進入人體是顆粒物質表面攜帶的主要有毒物質之一。主要來源于有機物質的不完全燃燒,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,人群和動物實驗研究表明,PAHs(BaP)可以通過胎盤導致DNA損傷[11],對人群生殖健康和胎兒生長發(fā)育有負面影響。流行病學調查研究表明,孕期暴露于PAHs將增加新生兒低出生體質量、胎兒生長受限發(fā)生的危險性[12]。而二氧化硫(SO2)是大氣中普遍存在的一種污染物,國外學者自本世紀 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調查提出或支持不良妊娠結局可能與母親孕期暴露于 SO2有關的觀點,而且對各種不良妊娠結局的影響程度不同[13]。近年來的流行病學研究發(fā)現(xiàn)大氣低污染水平的二氧化硫對低出生體質量、胎兒生長受限、早產(chǎn)及某些出生缺陷產(chǎn)生影響[14],并較一致的認為在孕早期母體的二氧化硫暴露對不良妊娠結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。生殖細胞和早期胚胎對外界影響因素極為敏感,動物實驗發(fā)現(xiàn)SO2及其體內(nèi)衍生物對生殖細胞和胚胎的發(fā)育均有一定的影響,對生殖細胞的功能和微結構有毒性作用,SO2在體內(nèi)的衍生物——亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉可促進中國倉鼠卵巢細胞(CHO—AS52)突變率增高。SO2可引起小鼠精子數(shù)量尤其是正?；顒佣染訑?shù)量的減少、不活動精子數(shù)量增加且呈劑量一效應關系;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。超微結構觀察發(fā)現(xiàn)SO2引起小鼠睪丸組織基膜、支持細胞、精子頂體及線粒體、溶酶體超微結構破壞,這對動物的生殖功能將會帶來不利影響[15]。二氧化硫體內(nèi)衍生物的毒性作用機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)細胞突變和癌變[17]。

2.3 其他疾病的影響

電外科和激光手術煙霧中的成分如二氧化硫進入機體后主要以亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的形式存在,動物實驗研究證明 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吸入可誘導體內(nèi)產(chǎn)生自由基和活性氧,造成血紅細胞、腦、肺、氣管和支氣管等處脂質過氧化水平升高,并改變它們的抗氧化狀態(tài)[19]。近年來醫(yī)務人員逐漸認識了電外科和激光手術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、肺結核桿菌等,斯坦福大學的研究者Johnson和Robinson發(fā)現(xiàn)某些電動外科手術工具包括電刀、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致HIV感染的報道。但相關的病例太少,大部分研究尚停留在手術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系還有待于進一步的研究證實。

2.4 非活性顆粒

外科手術煙霧中的微小顆粒可能對手術人員和患者構成危害。較大的顆粒在到達肺部深處前就先與呼吸道發(fā)生碰撞,粘附于黏膜上,通常咳嗽能清除這些顆粒。而直徑在 0.5～5.0μm的微小顆粒能進入肺的深部,對肺產(chǎn)生損害[21]。長期暴露在 ESU煙霧中的實驗動物,肺泡中積聚了細小的顆粒,這些顆?？梢鸱纬溲?、肺氣腫等疾病[18]。

3 手術室化學污染物危害的防護

近年來,為手術室醫(yī)護人員提供呼吸防護的觀點開始引起人們的注意。提高手術醫(yī)務人員對手術煙霧危害性的認識,加強防護意識,探討并研究排除手術煙霧的方法是手術醫(yī)務人員面臨的新課題。

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,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,手術煙霧的直徑為 0.1～5.0μm,細菌的直徑為 0.3～15.0μm,對肺有損害的顆粒直徑是 0.5～5.0μm。

3.2 口罩的選擇與防護性能

口罩對手術煙霧的防護性能與口罩的濾除能力有較大的關系。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,它可以濾除 0.1 um直徑的顆粒,但同時由于其濾過性能過高可引起呼吸困難。國外有些醫(yī)院在某些手術中為醫(yī)護人員提供帶動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,防止手術煙霧進入口罩內(nèi)部。另外,口罩與佩戴者的匹配性也影響著口罩的防護性能,佩戴者應選擇適合自己臉型的口罩,且接觸緊密,舒適性好[5]。

3.3 負壓吸引系統(tǒng)

利用負壓吸引系統(tǒng)來吸除煙霧是手術中常用的去除煙霧的方法之一。通常每間手術室都配備這種負壓吸引裝置,手術助手手持負壓吸引的吸引桿,隨著手術的電切與電凝操作同步移動,以達到吸出煙霧的目的。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,效果將會減半。而標準的吸引器為了防止堵塞沒有配置高性能的過濾器,被吸走的煙霧只進入吸引瓶內(nèi),不進行負壓吸引時煙霧有彌散出來的危險,這是負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系,手術室環(huán)境對醫(yī)務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防和減少廢氣污染的措施,可確保醫(yī)務人員的健康不受損害。

4.2 外科煙霧排除與個人防護

外科煙霧可采用煙霧排除系統(tǒng)進行過濾和清除,這一系統(tǒng)應盡可能靠近手術區(qū)。在機械裝置難以達到或不能使用的區(qū)域內(nèi)應該采用個人防護設備。傳統(tǒng)的口罩不能有效地保護工作人員,因此處于外科電器煙霧環(huán)境的工作人員應盡量配戴呼吸面罩,并對該環(huán)境的工作人員進行教育,使其知道電外科煙霧的潛在危險,并采取相應措施,進一步查清電外科煙霧的危害[23]。

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