外科電刀操作產(chǎn)生的煙霧對(duì)手術(shù)室PM2.5和PM10濃度的影響

吳孟勛 ，張 婷，羅 蘭，孔慶洋，袁占鵬

(1.武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，湖北 武漢 430071；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院中心手術(shù)室二部，安徽 合肥 230001)

隨著外科手術(shù)的發(fā)展，各種類型的手術(shù)器械也在不斷地更新發(fā)展，尤其是電外科設(shè)備因其安全、高效及可靠的優(yōu)越性成為了外科手術(shù)中必不可少的部分，但也造成了不可避免的醫(yī)護(hù)人員的職業(yè)暴露[1]。手術(shù)煙霧本質(zhì)上是一種煙霧狀物質(zhì)，也叫做溶膠、灼煙，手術(shù)煙霧由95%的水、水蒸氣和顆粒組成，國(guó)外研究手術(shù)煙霧中含有600 種以上的化學(xué)成分，不乏大量的有害物質(zhì)和不明影響物質(zhì)[2-3]。含量最高的化學(xué)成分有一氧化碳、腈類、脂肪酸、酚類等[4]，其中一氧化碳與丙烯腈最受關(guān)注[5]。此外外科電刀進(jìn)行外科操作時(shí)儀器操作的時(shí)間越短[6]，手術(shù)煙霧中產(chǎn)生的存活細(xì)胞的概率越大。1988 年Garden 等[7]研究發(fā)現(xiàn)某些氣化的手術(shù)煙霧中可含有人乳頭狀瘤的完整DNA，表明了手術(shù)煙霧具有傳染性。人體長(zhǎng)期吸入或接觸手術(shù)煙霧的顆粒物、生物氣溶膠和有害氣體會(huì)造成肺纖維化、肺充血、肺氣腫等不良影響，并且吸入的顆粒95%為氣溶膠，進(jìn)入肺泡后很難治療。而在手術(shù)煙霧的產(chǎn)生中，以高頻電刀的使用范圍最廣和產(chǎn)生的煙霧顆粒最為顯著。本研究通過使用博云創(chuàng)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器測(cè)定手術(shù)開始20 min 時(shí)，在相同層流手術(shù)間空氣環(huán)境下，對(duì)于不同手術(shù)需求中使用高頻電刀和未使用高頻電刀的手術(shù)在手術(shù)室空氣環(huán)境PM2.5和PM10濃度值進(jìn)行了比較分析，為了解手術(shù)煙霧的危害和避免手術(shù)煙霧的職業(yè)暴露提供證據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 儀器和設(shè)備

觀察組和對(duì)照組均使用百級(jí)凈化空氣手術(shù)間作為手術(shù)場(chǎng)地，采用便攜式博云創(chuàng)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀(產(chǎn)品型號(hào)BYC100-PM02)對(duì)手術(shù)煙霧進(jìn)行監(jiān)測(cè)。觀察組使用常州延陵高頻電刀儀(型號(hào)POWER-420FX，功率設(shè)置電切45 kW、電凝45 kW)和常州延陵一次性使用高頻電刀筆(型號(hào) YLDB-03-38)。

1.2 研究對(duì)象

選取2022年1月—2022年10月安徽省立醫(yī)院脊柱外科收住的因胸腰椎骨折入院行椎體成形術(shù)(PKP)的患者共計(jì)50例，在百級(jí)凈化空氣手術(shù)間內(nèi)未使用任何電外科設(shè)備的手術(shù)作為對(duì)照組。另有因胸腰椎骨折入院需行胸腰椎骨折切開復(fù)位內(nèi)固定患者共計(jì)50例，同樣在百級(jí)凈化空氣手術(shù)間內(nèi)使用高頻電刀的手術(shù)作為觀察組。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

對(duì)百級(jí)凈化空氣手術(shù)間內(nèi)產(chǎn)生的手術(shù)煙霧分別進(jìn)行PM2.5和PM10濃度值的監(jiān)測(cè)。對(duì)照組在手術(shù)開始后20 min隨即在距離手術(shù)切口上方20 cm處約平手術(shù)醫(yī)生口罩下方，利用便攜式博云創(chuàng)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣PM2.5和PM10濃度值并記錄。觀察組在手術(shù)開始后20 min也隨即在手術(shù)電刀使用情況下距離手術(shù)切口上方20 cm 處約平手術(shù)醫(yī)生口罩下方利用便攜式博云創(chuàng)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣PM2.5和PM10濃度值并記錄。

1.4 判斷標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部于2012年正式發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)[8]，環(huán)境空氣功能區(qū)分為二類：一類區(qū)主要由自然保護(hù)區(qū)，風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)；二類區(qū)為城鎮(zhèn)中的商業(yè)居住區(qū)、工業(yè)區(qū)、文化區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。一類區(qū)執(zhí)行一級(jí)濃度限值，二類區(qū)執(zhí)行二級(jí)濃度限值。其中的顆粒物濃度限值見表1，本研究據(jù)此對(duì)手術(shù)室空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。

表1 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)中的顆粒物濃度限值/(μg/m3)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和分析，計(jì)數(shù)資料采用頻數(shù)、百分比描述，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，以α=0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

對(duì)照組和觀察組PM2.5、PM10濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2，可見與對(duì)照組相比，觀察組所產(chǎn)生的PM2.5和PM10均明顯高于對(duì)照組(均為P<0.01)。同時(shí)對(duì)照表1空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的24 h 平均限值，觀察組PM2.5和PM10均高于一級(jí)濃度限值低于二級(jí)濃度限值。對(duì)照表1 空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的年平均限值，觀察組PM2.5高于二級(jí)濃度限值；PM10高于一級(jí)濃度限值低于二級(jí)濃度限值。相比之下對(duì)照組PM2.5和PM10均低于空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中24 h平均和年平均的一級(jí)濃度限值。

表2 對(duì)照組和觀察組PM2.5和PM10濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果比較(，μg/m3)

表2 對(duì)照組和觀察組PM2.5和PM10濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果比較(，μg/m3)

與對(duì)照組比較，**P<0.01.

組別 例數(shù)PM2.5濃度PM10濃度對(duì)照組觀察組50 50 0.9±0.2 38.0±6.7**1.8±0.8 57.4±6.3**

3 討 論

電外科設(shè)備在使用時(shí)可將能量傳遞至組織細(xì)胞，進(jìn)而產(chǎn)生的熱量讓細(xì)胞內(nèi)的壓力升高，最終造成組織細(xì)胞氣化的狀態(tài)。在手術(shù)室里常見的電外科設(shè)備如高頻電刀、超聲刀、射頻電刀、氬氣刀以及雙極電凝均可在外科手術(shù)操作中產(chǎn)生一定量的手術(shù)煙霧。手術(shù)煙霧伴隨著手術(shù)操作的過程而不斷產(chǎn)生，在其應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生手術(shù)煙霧進(jìn)而給醫(yī)務(wù)人員和患者的身心健康帶來短期和長(zhǎng)期的安全危害[9]。外科電刀操作產(chǎn)生的煙霧和大氣中主要與工業(yè)排放，汽車尾氣以及季節(jié)性的秸稈燃燒所產(chǎn)生的煙霧不同。手術(shù)中煙霧，可能具有更大的毒性。其中不但含有碳化的人體組織成分，同時(shí)可伴有細(xì)胞和血液，甚至于腫瘤組織燃燒后的產(chǎn)物，這些煙霧并不能通過負(fù)壓吸引器完全吸引，很大一部分彌散在手術(shù)間環(huán)境空氣之中。按照國(guó)家職業(yè)安全和健康研究院于1996年發(fā)布的激光和外科煙霧危害的防控指南中的建議，在應(yīng)用電外科設(shè)備時(shí)使用負(fù)壓吸引裝置并將吸引氣頭處于高頻電刀操作上2~3 cm附近且負(fù)壓控制在0.015~0.03 Mpa，負(fù)壓吸引器雖然能在一定程度上起到減少空氣中手術(shù)煙霧濃度的作用，但是依然有大量手術(shù)煙霧釋放在手術(shù)室的空氣環(huán)境之中[10]，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)有濃度急劇增高的表現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致外科手術(shù)醫(yī)務(wù)人員眼睛刺激，咽部不適甚至惡心、目眩等短期癥狀。而長(zhǎng)期的空氣污染，會(huì)使得手術(shù)室醫(yī)務(wù)人員以及局部麻醉患者在長(zhǎng)期、重復(fù)性的手術(shù)煙霧暴露中產(chǎn)生潛在的長(zhǎng)期健康危害，因此無論是患者還是手術(shù)室的醫(yī)務(wù)人員均應(yīng)采取切實(shí)有效的防護(hù)措施，提高對(duì)于手術(shù)煙霧危害的防范意識(shí)和減少職業(yè)暴露量[11]。通過鼓勵(lì)使用一體式排煙外科電刀可以更便捷有效的控制手術(shù)煙霧的產(chǎn)生[12]，對(duì)于手術(shù)中非必要的操作可以鼓勵(lì)采用傳統(tǒng)的結(jié)扎、縫扎的外科手法進(jìn)行止血操作，更合理地使用電外科設(shè)備減少電外科設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)，從而減少手術(shù)煙霧的產(chǎn)生，同時(shí)應(yīng)積極提高手術(shù)間的層流級(jí)別[13]通過高效的千級(jí)或萬級(jí)手術(shù)層流凈化系統(tǒng)來減少室內(nèi)煙霧濃度，另外也可以學(xué)習(xí)影像科醫(yī)務(wù)工作者的放射休假[14]制度，對(duì)于需要長(zhǎng)期暴露在手術(shù)煙霧操作中的工作人員是否也可以適當(dāng)安排類似的假期減少身心的疲憊和暴露量。此外產(chǎn)生的煙霧濃度中95%為顆粒直徑小于5 μm 的氣溶膠。PM10是指空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑在2.5~10 μm 的空氣顆粒物，又稱可吸入顆粒物或飄塵。PM2.5則是指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5 μm 的細(xì)微顆粒物，也指空氣中能夠入肺粒子的大小，由于PM2.5細(xì)微顆粒可經(jīng)過人體呼吸道直接吸入肺泡，危害性將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PM10對(duì)肺器官的影響[15]。所以對(duì)于局部麻醉的患者應(yīng)督促手術(shù)全程佩戴外科防護(hù)口罩或者使用呼吸囊面罩呼吸盡可能地減少過濾手術(shù)間空氣環(huán)境中電外科設(shè)備產(chǎn)生的煙霧，而對(duì)于醫(yī)務(wù)工作者在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的惡性腫瘤操作手術(shù)中可選擇性地佩戴更高防護(hù)級(jí)別的外科口罩。隨著新型冠狀病毒感染(COVID-19)的暴發(fā)流行也應(yīng)當(dāng)引起醫(yī)務(wù)工作者的警惕和重視，因?yàn)樾滦凸跔畈《臼且环N陽性單鏈RNA病毒，該病毒的直徑大小在50~200 nm之間，通常約為120 nm[16]，這就可能造成新型冠狀病毒患者因?yàn)槭中g(shù)需要而使用電外科設(shè)備造成的手術(shù)煙霧中可能含有活性的新型冠狀病毒顆粒，進(jìn)而威脅手術(shù)醫(yī)務(wù)工作者的健康，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的外科口罩目前只能有效過濾>5 μm顆粒，雖然目前還未有此類報(bào)道，但是這也足以引起廣大醫(yī)務(wù)工作者們的注意[17-18]。

當(dāng)然，本研究還存在一定的局限性，比如研究病例數(shù)目依然不夠多，手術(shù)病種的范圍也不夠廣，另外僅對(duì)手術(shù)中產(chǎn)生的煙霧顆粒進(jìn)行了分析測(cè)定而未深入研究手術(shù)煙霧中的生化成分對(duì)環(huán)境和人體健康的影響，所以在許多方面仍有待后續(xù)的更深入研究。

綜上所述，我們應(yīng)當(dāng)通過多方面的努力積極創(chuàng)造無煙手術(shù)室環(huán)境，降低手術(shù)煙霧的產(chǎn)生，進(jìn)而更好的保護(hù)患者和醫(yī)務(wù)工作者的身心健康。