除煙裝置清除腹腔鏡膽囊切除術煙霧中有機物的作用

楊 洋，馬燕蘭，曹冠楠，白俊柳，成 健，姜 丹

電刀、超聲刀等電外科設備具有切割效果好、止血快等特點，在外科手術中被廣泛應用，但在切割組織時會產生大量的手術煙霧，不但會遮擋手術醫師的視野，更會對醫務人員身體健康造成危害。手術煙霧中含有600種以上有害的化學成分，主要包括烴類、醛類、氰化氫、甲醛和苯等[1]。丙烯腈是手術煙霧中有毒有害物質之一，能抑制氧化酶活性，阻斷細胞內的氧利用，抑制組織細胞氧合[2]，可釋放氰化物[3]。腹腔鏡手術煙霧中含有高濃度七氟烷，長期暴露于七氟烷可影響大鼠生育能力，但七氟烷對人體是否有影響還未見報道[4]。醛類化合物具有一定的遺傳毒性[5]。總之，手術人員長期反復接觸手術煙霧會產生潛在危害。鑒于此，本研究將自制除煙裝置應用于腹腔鏡膽囊切除術中，觀察其降低手術煙霧中有害物質的作用。

1 對象與方法

1.1 對象 選擇2017-11至2018-05在空軍總醫院行擇期腹腔鏡膽囊切除手術患者50例。納入標準：(1)術前診斷為膽囊結石、膽囊息肉；(2)在潔凈手術部千級固定手術間內行腹腔鏡膽囊切除手術；(3)手術臺次為每天第一臺手術的患者。排除標準：年齡大于70歲，伴有糖尿病或高血壓，有膽管結石，膽囊炎急性期，有腹部手術史，術前有吸煙史者。

50例患者隨機分為對照組(25例)和實驗組(25例)。對照組常規手術，實驗組常規手術并使用除煙裝置凈化手術煙霧。兩組患者的手術方式相同，均為同一手術醫師。所有氣體采樣測量都由同一名實驗人員完成。

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ERBE高頻電刀，進行切割組織或止血，功率40～60 W。當電鉤切割組織產生煙霧阻礙醫師視線時，打開Trocar閥門釋放煙霧，每例手術3次放氣。對照組從操作Trocar 閥門開關處接導氣管，將手術煙霧直接釋放，實驗組術中從操作Trocar 閥門開關處接導氣管，將煙霧引入1.3所述自制除煙裝置，經過三級凈化處理后釋放。

1.3 除煙裝置的研制

1.3.1 設計 醫用鈣石灰吸收二氧化碳，活性炭吸附有機物質和一氧化碳，水吸收一些可溶性有毒氣體。醫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，第一個密封瓶110盛蒸餾水700 ml，置入2根導氣管。111煙霧導氣管與140 Trocar閥門連接，將手術煙霧引入第一密封瓶的水中，使煙霧經過水除去可溶于水的有毒氣體；第二個密封瓶120裝入活性炭500 g，通過121導氣管與第一個密封瓶110連接。導氣管在110中置于水面上，在120置于活性炭內部，將經水濾過的氣體導入活性炭，吸附除掉有機物和一氧化碳；第三個密封瓶130裝入鈣石灰500 g，通過131導氣管與第二密封瓶120連接。導氣管在120中置于活性炭上方，在第三密封瓶130則置于鈣石灰的內部，將已經水被和活性炭處理的氣體導入鈣石灰，以清除二氧化碳。最后132導氣管將經三道凈化處理后的氣體排出瓶外即出口末端。除煙裝置成品圖見圖2。該研究設計的 “一種清除腹腔鏡手術除煙裝置”已取得實用新型專利(專利號：201721609130.0)。

圖1 腹腔鏡手術除煙裝置設計

141為Trocar，140為Trocar閥門開關， 111為導氣管， 132為出氣管路，133為氣體檢測設備探頭

圖2 腹腔鏡手術除煙裝置

1.3.2 使用方法 腹腔鏡手術中，將此裝置110與操作Trocar閥門開關處連接氣腹管Ⅲ，當手術煙霧影響醫師視線時打開Trocar閥門放氣，導氣管將煙霧引入除煙裝置，經過水、活性炭和鈣石灰三級凈化處理后再排放。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。連接導氣管使用一次性無菌吸引器管，一用一換。

1.3.3 除煙效果檢測 (1)有機物采樣時段：在手術中醫師打開操作Trocar閥門2 min；(2)有機物的檢測探頭放在管道末端開口處，對照組為Trocar閥門連接導氣管的末端，實驗組為除煙裝置出氣口末端133處；(3)有機物檢測：使用氣相色譜法HL1000數顯恒流采樣器，將采樣管與采樣器連接，當醫師打開Trocar閥門后收集2 min空氣，將采樣管送解放軍工程與環境質量監督局實驗室進行色譜分析；(4)有機物清除率計算：將不同出峰時間下實驗組與對照組采樣色譜峰比對圖導入PIE4.0，利用軟件中的 “空間測量”工具把圖中實線所占面積和虛線所占面積矢量化；(5)矢量化的圖件自動生成面積數據，經過計算求出虛線面積與實線面積的比值，進而求出除煙裝置對有機物清除率。

2 結 果

2.1 患者一般資料 兩組患者年齡、性別比較差異無統計學意義，具有可比性(表1)。

表1 兩組腹腔鏡膽囊切除術患者一般資料比較 ±s)

2.2 兩組有機物濃度分析 經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，每一個色譜峰代表一個物質。色譜圖的縱坐標是定量參數，為檢測器的響應信號，色譜峰的峰高或峰面積與所測組分的濃度成正比。如圖3所示，實驗組中有機物濃度都較對照組降低。分別為1.83 min七氟烷，2.22 min環戊烷，10.76 min環己酮，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對應2-乙基己醇、15.24 min對應十一烷、16.23 min對應十二烷。實驗組11種有機物色譜峰顯著低于對照組(實線為對照組，虛線為實驗組，圖4)。

圖3 兩組腹腔鏡膽囊切除術采樣總離子流

圖4 兩組腹腔鏡膽囊切除術不同出峰時間下采樣色譜峰比較

2.3 有機物清除率 除煙裝置對有機物的清除率最高的是環乙酮達到94.03%，最低的清除率十烷達到33.57%，對十一種有機物平均清除率到達73.22%(表2)。

表2 兩組患者除煙裝置對有機物清除率比較

3 討 論

手術煙霧對健康的危害已得到證實，這種危害是遲發性的。減少廢氣污染，安裝除煙裝置至關重要。手術室墻壁負壓吸引器雖然有排煙作用，但是沒有凈化功能。文獻[6]報道，負壓吸引器堵塞不能正常運轉，把調節器和吸流器接口間的管道切斷后，流出了許多棕色的液體，此類液體不但會滋生細菌還會導致病態建筑綜合征。墻壁吸引器并不是長久的除煙手段，因此，盡早安裝除煙裝置濾掉手術煙霧中有害物質，減少對手術人員的危害至關重要。

3.1 除煙裝置有效使用時間 醫用鈣石灰吸附二氧化碳后顏色由白色變為紫色，當所有的鈣石灰變為紫色說明吸附二氧化碳飽和，應更換鈣石灰。活性炭吸附廢氣屬于物理吸附，取椰殼常用氣體吸附活性炭為參照標準，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，試驗瓶子為1 L的容器，活性炭的質量為500 g，核算可吸收量為500×0.26=130 g。處理量為氣腹機二氧化碳流速5 L/min=0.3 m3/h，廢氣產生的濃度按125 mg/m3，按去除率90%計算，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。為使實驗研究更準確減少誤差，研究中除煙裝置一用一換，每例患者更換一個除煙裝置。

3.2 除煙裝置有效降低有機物濃度 本研究顯示，經過除煙裝置處理后，煙霧中各種有機物濃度的強度信號均顯著降低。圖3A表示對照組采樣的樣本，圖3B表示實驗組采樣的樣本。可以看出，出峰時間為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進行單獨比對分析，如圖4所示，實線為對照組，虛線為實驗組。經過儀器NIST譜庫查詢得出，不同出峰時間的色譜峰定性物質分別為七氟烷、環戊烷、乙苯、壬烯醛、苯乙烯、環己酮、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，在不同出峰時間下，每種色譜峰均得出實驗組采樣的色譜峰顯著低于對照組采樣的色譜峰這一規律，經過計算得出，除煙裝置對有機物的清除率最高的是環乙酮達到94.03%，最低的清除率十烷的達到33.57%，對十一種有機物平均清除率到達73.22%。表明自制除煙裝置有效過濾有機物質，降低手術煙霧中有害物質的濃度，減少了手術煙霧對手術人員的危害。

3.3 除煙裝置的優點

3.3.1 有效凈化手術煙霧 研究顯示自制的除煙裝置有效凈化手術煙霧，處理后的空氣可以直接在手術間內循環排放；煙霧排放管道密閉性良好，直接過濾空氣，減少有害氣體的擴散。

3.3.2 輕便簡易 除煙裝置體積小、輕便，可置于手術臺下方任何位置，不影響手術操作；除煙裝置取材便利，耗材成本低，節約環保；設計簡單，容易清理維護。裝置凈化過程無明顯噪音，不影響手術操作。

3.3.3 不影響氣腹壓力 腹腔鏡手術靠注入二氧化碳建立氣腹壓，撐開腹腔獲得手術操作空間，穩定的氣腹壓是手術的必備條件。氣腹壓力設定在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始手術，將延誤手術進程。該裝置設計安全穩定，不影響恒定的氣腹壓，便于手術醫師操作。