手术室烟雾的危害及防护研究

2021-12-05宋颖，杨佳，刘辉，营斌，卜靖，刘斌

外科研究与新技术 2021年3期

宋颖，杨佳，刘辉，营斌，卜靖，刘斌

爱尔博（上海）医疗器械有限公司临床医学部，上海 200336

1923年，德国人Erbe发明了世界上第一台电刀。随后，电刀、超声刀、激光等科技产品的应用使得外科手术在时间、安全性上相比过去有了长足的进步，随之带来的外科烟雾也逐渐被人们所重视，本文主要从手术烟雾的产生、成分和危害、目前认知、防护等几个方面对其进行介绍。

1 手术烟雾的产生

手术烟雾（surgical smoke）是指手术过程中使用电外科设备、激光或超声刀、超声抽吸刀等设备对组织进行处理时，由于组织被摧毁，消融和分解产生的悬浮颗粒。几乎所有的外科热治疗设备都会产生外科烟雾：电刀、超声刀、激光等，由于各自作用的原理和温度不同而成分各有不同［1］，例如，超声刀因工作温度较低，与其他工作温度高的电外科设备相比，其产生的手术烟雾传染性病原物（细菌、病毒等）要更多［2］。

2 手术烟雾的成分和危害

目前认为，手术烟雾主要构成有水蒸气、活动细胞、病毒、细菌、烟雾微粒和化合物等［3］。（1）水蒸气。作为手术烟雾的主体，烟雾中约有95%是水蒸气。（2）活动细胞。多为组织原本的细胞，被水蒸气带动，散播在空气中。（3）病毒、细菌。多为患者携带，例如Johnson和Robinson发现某些外科手术工具可气化包含人类免疫缺陷病毒（HIV）的血液［4］。因外科设备热作用时间短，这些病毒或细菌往往仍具有生物学活性，吸入足量烟雾后可能导致感染［5］。（4）烟雾颗粒。手术烟雾中含有大量的烟雾微粒，以电刀为例，启动后5 min内即可达到6000～100 000个每立方英尺［6］，其中大部分颗粒空气动力学直径在0.1～0.8μm［7］，这种极小颗粒，可以深入至细支气管和肺泡，对呼吸系统造成严重损伤。（5）化合物。Hoglan等［8］研究认为，手术烟雾中至少含有600种化学成分，含有如一氧化碳（CO）、丙烯腈、甲醛、氢氰酸、苯等有害物质，其中CO属于八大类大气污染物之一，被吸收后易造成高铁血红蛋白症，出现头痛、恶心、心律不齐等缺氧症状，重则危及生命，据报道，腹腔镜胆囊切除手术完成时，附近CO体积浓度可达1 001 900 mg/L［9］，远高于美国职业安全与健康管理署（OSHA）规定的35 mg/L标准［10］，对手术者、患者造成严重损伤。其他如甲醛、丙烯腈等有机物质可通过皮肤、肺及消化道被人体吸收，有致癌、抑制呼吸、致敏等危害。

目前已有文献表明，使用激光的医师的鼻咽部损伤发生率更高［11］，手术烟雾暴露后人群的碳氧血红蛋白及高铁血红蛋白均有升高［12］，但由于手术烟雾属长期影响，短期内较难量化，目前具体的损伤研究还较为少见。

3 对手术烟雾的防护

目前比较常用的外科防护设备为口罩及抽吸装置，外科口罩对于手术烟雾的防护效果并不理想，根据国家标准，外科口罩可以阻挡至少95%直径在（3±0.3）μm的细小微粒，对于动辄0.1μm的病毒、烟雾颗粒而言没有特别强的阻挡能力，当颗粒直径降至0.3μm时，医用外科口罩的透过率已经达到18.3%［13］。另外，口罩与面部较差的贴合程度也是影响口罩对烟雾防护的一个因素。

在外科手术中，抽吸装置被广泛使用，但目前常用的抽吸装置多为抽吸血液的装置，抽吸能力较差，并且不带有过滤装置，无法处理外科烟雾［14］。针对抽吸装置，国家执业安全与卫生研究院（NIOSH）建议，抽吸器的流速应该至少100～150 m/min，并带有过滤装置，目前市场上已经出现了很多烟雾吸引产品，例如，电刀的最早发明者，德国ERBE公司就推出了IES系列烟雾抽吸装置，目前国内常见的IES2最高抽吸流速可达1700 m/min，对0.12μm的颗粒过滤效率可达99.9995%，该公司于去年推出了新一代抽吸装置IES3，拥有15层ULPA15级过滤网，增强了过滤能力，对0.1μm的颗粒过滤率可达99.99995%。为了减少烟雾量，NIOSH建议吸引头保持在刀头5.08 cm以内，而额外的吸引头可能会在手术中影响操作和视野，故ERBE公司也推出了吸引口与刀头一体的吸烟刀笔，吸引罩在刀头后方，IES与公司生产的VIO系列主机联动，可在电切/电凝时同时自动吸引，减少医师操作量。采用高效过滤的烟雾抽吸系统是最好的取出手术烟雾的方法，因对手术烟雾认知不足，目前国内使用烟雾抽吸装置的医院并不多，以IES2为例，目前仅在北京协和医院、北京中日友好医院及其他医院已开展应用。

4 对手术烟雾危害的认知情况

手术烟雾同时影响着手术医师、护士以及患者。目前国外很多国家已经认识到手术烟雾的危害：2015年，国际围手术期护士联盟制定《外科烟雾风险危害及管理的指导方针》，2017年，国际手术室协会（Association of Operating Room Nurses，AORN）指南提出手术室安装中央式和移动式手术烟雾抽排系统的基本要求，除AORN外，OSHA（美国职业安全与健康管理署）、CSA（加拿大标准协会）等欧美相关法规要求手术室针对手术烟雾进行防护。

而在国内，无论是医护还是手术患者，对手术烟雾危害的认知都非常有限：医护方面，虽然有调查表明，大多数（72%）医师认识到应当采取有效的防护措施［15］，但其中仅有20%～30%的人员掌握了手术烟雾的生成、危害等相关知识［15-17］，在对产生过程、烟雾成分、健康影响和防护处理这四项的调查中，医护人员对于产生和防护这两项的了解程度最差，这直接导致了手术室中对外科烟雾危害的忽视和错误防护：据调查，多数医护认为口罩、吸引器可以满足外科烟雾的防护和清除，仅有3%～5%的医师使用了清除外科烟雾的设备［16］，这导致大量医护工作者受到外科烟雾影响。由于能够接触到更多防护方面的培训等原因，护士群体相比医师群体在调查的各维度显著分数显著高于医师群体，但器械购买和选择多由医师决定相关设备很少被考虑。以上因素造成大部分外科医护在不自觉的情况下长期受外科烟雾影响。而患者方面，绝大多数对手术烟雾没有明确的认知［17］，在手术中受到外科烟雾侵害。