濟(jì)南潔凈手術(shù)室公司注意到：空氣污染是手術(shù)切口感染的原因之一，也是某些高度無(wú)菌手術(shù)感染的重要原因，特別是關(guān)節(jié)置換手術(shù)。為了減少手術(shù)感染，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多空氣除菌技術(shù)，包括空氣過(guò)濾除菌技術(shù)，管道紫外線流動(dòng)空氣輻照殺菌技術(shù)，離子空氣殺菌技術(shù)，氣體消毒技術(shù)和凈化除菌技術(shù)。2002年我國(guó)頒布《潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》以來(lái)，相比其他空氣消毒殺菌工程技術(shù)，空氣潔凈技術(shù)在我國(guó)綜合醫(yī)院的工程建設(shè)領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。遺憾的是采用層流手術(shù)室技術(shù)比我國(guó)早幾十年的世界發(fā)達(dá)國(guó)家,有關(guān)層流手術(shù)室沒(méi)有減少感染率的研究不斷出現(xiàn)在著名醫(yī)學(xué)研究雜志上。這一感染率沒(méi)有減少問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是層流空氣解決了送入空氣的無(wú)菌衛(wèi)生，防止了外部空氣和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部污染對(duì)手術(shù)感染的影響，但垂直或水平定向氣流對(duì)源于室內(nèi)的手術(shù)組人員產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)污染控制效果有限，甚至加重手術(shù)切口局部污染。另一個(gè)困擾的問(wèn)題是采用潔凈技術(shù)帶來(lái)的高投入、設(shè)備大空間和過(guò)高的運(yùn)行能耗與費(fèi)用問(wèn)題，使得大多數(shù)醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)建不起和用不起，引起了越來(lái)越多的關(guān)注。相比傳統(tǒng)的手術(shù)室空氣潔凈技術(shù)的效果和高投入以及高能耗問(wèn)題，新的投資少和效果好的空氣消毒殺菌技術(shù)不斷涌現(xiàn)，美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)依據(jù)新的認(rèn)識(shí)和新的空氣衛(wèi)生技術(shù)修改了醫(yī)療保健設(shè)施手術(shù)室通風(fēng)空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)醫(yī)院手術(shù)室空氣潔凈技術(shù)何去何從？如何發(fā)展？已經(jīng)到了一個(gè)需要回顧和總結(jié)的歷史階段。本文就世界手術(shù)室空氣無(wú)菌潔凈技術(shù)的起源、高中效過(guò)濾除菌、高強(qiáng)度管道紫外線輻照和動(dòng)態(tài)離子殺菌組合空氣衛(wèi)生新技術(shù)的原理和筆者據(jù)此研究開(kāi)發(fā)的世界上第一例可顯著降低造價(jià)和低運(yùn)行費(fèi)，控制動(dòng)態(tài)手術(shù)污染的高中效過(guò)濾與手術(shù)中環(huán)境空氣和表面動(dòng)態(tài)殺菌的工程實(shí)例給予介紹和探討。

1?手術(shù)室空氣過(guò)濾無(wú)菌技術(shù)的歷史回顧與問(wèn)題

1961?年，為解決關(guān)節(jié)置換手術(shù)高達(dá)?8.9%?的術(shù)后感染問(wèn)題，胯關(guān)節(jié)置換手術(shù)之父―英國(guó)約翰?查恩利醫(yī)生（John Charnley，1911-1982）在英國(guó)Wrightington醫(yī)院發(fā)明了世界上第一個(gè)采用空氣由上向下流動(dòng)的全新風(fēng)手術(shù)倉(cāng)（greenhouse，圖1），換氣次數(shù)為10?次，靜電過(guò)濾，1962?年投入使用。在空氣過(guò)濾專家?FN. Howorth?的協(xié)助下，改進(jìn)為采用對(duì)?2?μm?粒徑塵粒具有?98%?過(guò)濾效率的袋式空氣過(guò)濾器，垂直氣流，換氣次數(shù)由10次增加到130次。改進(jìn)后的約翰?查恩利手術(shù)倉(cāng)關(guān)節(jié)置換手術(shù)中的每小時(shí)空氣菌落數(shù)由無(wú)空氣過(guò)濾處理時(shí)的?80~90cfu/?皿，減少到?1961?年首個(gè)普通過(guò)濾空氣手術(shù)倉(cāng)10?次換氣的?25 cfu/?皿，再減少到?130?次換氣時(shí)的1.8 cfu/?皿（1966?年），手術(shù)感染率也隨之減少到1%。約翰?查恩利醫(yī)生意識(shí)到除了空氣污染對(duì)手術(shù)感染的影響外，手術(shù)醫(yī)生也可能是手術(shù)感染的污染源，他為此發(fā)明了可有效隔離人體散發(fā)微生物粒子的全身隔離排氣手術(shù)服（圖2），使得手術(shù)中的

空氣細(xì)菌數(shù)進(jìn)一步減少，手術(shù)感染率降低到0.65%。約翰?查恩利醫(yī)生的研究，證明了中效過(guò)濾與全身隔離吸氣服結(jié)合使用可以達(dá)到良好的動(dòng)態(tài)空氣無(wú)菌指標(biāo)并降低切口感染。英國(guó)約翰查恩利醫(yī)生發(fā)明的世界第一個(gè)無(wú)菌空氣手術(shù)倉(cāng)，盡管已經(jīng)過(guò)去了?49?年，但其發(fā)明的三項(xiàng)技術(shù)：1）手術(shù)臺(tái)局部無(wú)菌凈化，2）中效過(guò)濾和向下的送風(fēng)氣流，3）隔離手術(shù)服，對(duì)于今天的中國(guó)應(yīng)當(dāng)如何建設(shè)空氣無(wú)菌手術(shù)室依然具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。特別需要引起我國(guó)《潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》修改組的思考。

1 9 6 2?年，惠特菲爾德?威利斯（W i l l i sWhitfield）先生在美國(guó)新墨西哥州美軍桑迪亞實(shí)驗(yàn)室安裝了世界第一個(gè)高效過(guò)濾水平層流凈化裝置。在他的協(xié)助下，1964年美國(guó)新墨西哥州巴頓紀(jì)念醫(yī)院在現(xiàn)有的手術(shù)間內(nèi)建成了世界上第一個(gè)垂直層流局部高效過(guò)濾的手術(shù)倉(cāng)（圖3），1966?年?1?月?3日投入常規(guī)使用。這個(gè)局部?jī)艋O(shè)施的四周有塑料圍簾，垂直層流空氣來(lái)自手術(shù)臺(tái)上方天花板上懸掛的HEPA過(guò)濾器。6臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)以90英尺/min或者600次換氣?/h?的速率提供垂直氣流，新風(fēng)量為?15?次換氣。

筆者設(shè)計(jì)的我國(guó)第一個(gè)包括有13個(gè)空氣凈化手術(shù)室的手術(shù)部，1979年在沈陽(yáng)市沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院建成并在當(dāng)年投入使用，凈化級(jí)別為12?間?100000級(jí)，一間?10000?級(jí)。

幾十年來(lái)，以高效過(guò)濾為核心技術(shù)的空氣凈化技術(shù)已經(jīng)為世界各地的醫(yī)院手術(shù)室采用，但由于高投入、大空間、高運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)復(fù)雜和效果難以肯定等問(wèn)題的影響并未在發(fā)達(dá)國(guó)家普及應(yīng)用。例如，2005?年美國(guó)的一項(xiàng)手術(shù)室使用空氣凈化技術(shù)，隔離排氣服或手術(shù)中紫外線直接照射的清潔手術(shù)慣例調(diào)查表明在美國(guó)的4個(gè)州只有30%的醫(yī)院對(duì)高度無(wú)

菌要求的關(guān)節(jié)置換手術(shù)采用了空氣凈化技術(shù)，42%的醫(yī)院采用隔離排氣服，采用手術(shù)中紫外線直接照射手術(shù)區(qū)的醫(yī)院有?5%，有占比例36%?的?107?所醫(yī)院沒(méi)有采用以上任何一種清潔手術(shù)慣例。由此可以斷定美國(guó)醫(yī)療保健設(shè)施綜合外科手術(shù)部采用空氣凈化技術(shù)的普及率比例很低。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，根據(jù)《2009?中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截止到?2008?年底，我國(guó)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)總數(shù)已經(jīng)達(dá)到27.83萬(wàn)個(gè)。在這?27.83?萬(wàn)個(gè)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)中，地縣醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生中心、衛(wèi)生院和診所數(shù)量占距了總數(shù)的?93%?以上。相比省級(jí)以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)，這部分衛(wèi)生機(jī)構(gòu)經(jīng)費(fèi)緊張，基本建筑設(shè)施相對(duì)落后，有的連基本的取暖通風(fēng)設(shè)施都缺乏，幾乎沒(méi)有可能采用高成本的空氣凈化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)治療環(huán)境的空氣衛(wèi)生。因此，2002?年頒發(fā)的《潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》對(duì)我國(guó)絕大部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)的空氣品質(zhì)改善沒(méi)有絲毫幫助。1961?年約翰查恩利醫(yī)生開(kāi)發(fā)的手術(shù)倉(cāng)只有2.3 m×2.3 m，美國(guó)巴頓醫(yī)院的局部垂直流手術(shù)室，塑料幕簾內(nèi)的凈化面積也就是?10 m2左右。局部?jī)艋恢笔鞘澜绺鲊?guó)手術(shù)部潔凈技術(shù)應(yīng)用的主流趨勢(shì)。但我國(guó)2002?年頒發(fā)的《潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》將手術(shù)室的局部?jī)艋兂闪耸中g(shù)部整體凈化，造成凈化技術(shù)被過(guò)度使用，投資大大增加，產(chǎn)生了高額運(yùn)行費(fèi)用和能耗，既不符合我國(guó)國(guó)情，也不符合醫(yī)學(xué)科學(xué)的研究結(jié)果。

空氣潔凈技術(shù)，特別是最高凈化要求的層流手術(shù)室是否有利于預(yù)防感染，以美國(guó)CDC為代表的政府機(jī)構(gòu)持負(fù)面的意見(jiàn)，一些醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)研究甚至提出了層流手術(shù)室感染率高過(guò)普通空調(diào)或亂流凈化空調(diào)的研究結(jié)論（表1）。

表1的研究是用戶（醫(yī)學(xué)界）對(duì)其使用的層流設(shè)備在應(yīng)用層面給出的對(duì)層流設(shè)備與手術(shù)感染率的宏觀研究，不可能涉及到具體的層流技術(shù)。但任何產(chǎn)品的研制和發(fā)展，需要在理論、專業(yè)和用戶層面給予分析和評(píng)論，尤其需要聽(tīng)取用戶意見(jiàn)。任何用戶都有權(quán)對(duì)其使用的產(chǎn)品作出評(píng)論和研究，凈化專業(yè)技術(shù)人員需要從用戶對(duì)層流的宏觀研究中找出產(chǎn)品需要改進(jìn)的方面，不能用沒(méi)有評(píng)論資格和研究方法重大錯(cuò)誤的觀點(diǎn)去否定用戶的直觀研究。

2003年前美國(guó)國(guó)家健康研究院已對(duì)手術(shù)室的通風(fēng)和防止手術(shù)切口污染的有效性進(jìn)行了廣泛的研究。表2中一項(xiàng)研究表明，對(duì)于減少手術(shù)切口空氣污染區(qū)而言，空氣換氣次數(shù)并不重要。20 h-1通風(fēng)換氣的落入手術(shù)區(qū)的微粒明顯小于?150 h-1通風(fēng)換氣。瑞士2006年的一項(xiàng)對(duì)手術(shù)服與層流手術(shù)室空氣污染的模擬研究也證明了手術(shù)臺(tái)中心區(qū)存在嚴(yán)重的局部空氣污染。圖4是模擬手術(shù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)照片，表3是測(cè)試結(jié)果。

表3可見(jiàn)層流手術(shù)室模擬手術(shù)中存在手術(shù)人員上風(fēng)向污染的手術(shù)臺(tái)中部切口區(qū)的0.5?ìm塵粒數(shù)為5277?粒，污染嚴(yán)重，但同一手術(shù)臺(tái)尾部的器械臺(tái)處，由于人員污染少，0.5?ìm?塵粒數(shù)僅為?47?粒，差別極為顯著。

分析以上研究，可以發(fā)現(xiàn)造成空氣凈化沒(méi)有有效減少手術(shù)感染的重要原因之一是自身無(wú)菌的潔凈氣流只能稀釋但無(wú)法解決手術(shù)中圍繞手術(shù)臺(tái)的手術(shù)組人員對(duì)切口的局部直接污染，潔凈技術(shù)特有的垂直或水平高速氣流甚至將位于上風(fēng)向的手術(shù)人員散發(fā)的微生物微粒定向?qū)Ш轿廴玖耸中g(shù)切口。單向流的氣流速度越高，手術(shù)時(shí)間越長(zhǎng)，形成的切口量化污染就越大。

全身隔離排氣服可有效防止手術(shù)人員對(duì)切口的污染，但穿著不方便，影響手術(shù)操作，噪聲大，且機(jī)械排氣系統(tǒng)若有故障，幾分鐘就可使身穿隔離排氣服的人汗流浹背。因此采用何種通風(fēng)空調(diào)技術(shù)方式，既可防止外部空氣污染又可控制手術(shù)中動(dòng)態(tài)的空氣污染，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，容易為大多數(shù)醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)采用，是我國(guó)通風(fēng)空調(diào)專業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，更是關(guān)系到普及全民醫(yī)療保健的國(guó)家醫(yī)療衛(wèi)生方針和重大醫(yī)療建設(shè)投資的制定的重要問(wèn)題。下面的章節(jié)將就此展開(kāi)詳細(xì)討論。

2?復(fù)合過(guò)濾殺菌衛(wèi)生技術(shù)

自然環(huán)境的空氣中，存在無(wú)以計(jì)數(shù)的以氣溶膠狀態(tài)存在的塵粒，包括微生物粒子。對(duì)于電子行業(yè)的潔凈室，由于半導(dǎo)體元件基板電路間的連線寬度僅為?30 nm（0.03?μm）的芯片已經(jīng)投入生產(chǎn)，生產(chǎn)車間的空氣的潔凈度必須采用高效甚至超高效過(guò)濾器，嚴(yán)格控制空氣中的≥?0.1?μm?直徑的塵粒數(shù)量，否則會(huì)引起電路間短路，產(chǎn)品報(bào)廢。但涉及空氣衛(wèi)生控制的微生物粒子，其平均粒徑則大得多。單個(gè)細(xì)菌的直徑一般在0.3?μm ~10?ìm之間，與其它氣溶膠成分結(jié)合形成細(xì)菌氣溶膠，粒徑范圍為0.3?μm ~100?ìm。一項(xiàng)國(guó)內(nèi)對(duì)室內(nèi)外微生物氣溶膠粒徑分布特征的研究表明：氣溶膠粒子數(shù)量主要集中在粒徑?1.1?μm~4.7?μm。數(shù)量比例?19.9%~21.1%?的微生物氣溶膠粒子粒徑為?3.3?μm~4.7?μm，21.1%~22.4%?的微生物氣溶膠粒子粒徑為?2.1?μm~3.3?μm，8%~24.3%?的微生物氣溶膠顆粒粒徑分布在?1.1?μm~2.1?μm?上；室內(nèi)外空氣中有?69.8%~72.9%?的細(xì)菌氣溶膠顆粒粒徑在?0.65?μm~6μm?之間。2010?年希臘的一項(xiàng)關(guān)于空氣微生物氣溶膠粒徑和數(shù)量濃度的研究表明，空氣微生物氣溶膠的粒徑主要分布在?2.1?μm?到?3.1?μm?之間（圖5）。

由圖5可見(jiàn)粒徑為?0.65?μm到?1.1?μm的大氣微生物氣溶膠微粒的濃度已經(jīng)接近于零，絕大部分空氣微生物的粒徑分布集中在1.1μm?到?7?μm?之間。據(jù)此可以假定帶有微生物的氣溶膠微粒的平均粒徑一般大于?1?μm，容易被高中效過(guò)濾器攔截。也就是說(shuō)

不一定要采用高效過(guò)濾器即可全部攔截微生物微粒。我們?cè)谏虾７慰漆t(yī)院無(wú)菌病房采用的非高效二級(jí)過(guò)濾，實(shí)測(cè)空氣菌落數(shù)的結(jié)果證明了以上的假定。約翰查恩利醫(yī)生采用的中效過(guò)濾手術(shù)倉(cāng)和美國(guó)醫(yī)療保健設(shè)施通風(fēng)空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)手術(shù)室空調(diào)二級(jí)過(guò)濾要求，都說(shuō)明對(duì)于空氣微生物控制，中效過(guò)濾器可以達(dá)到醫(yī)院空氣衛(wèi)生控制的基本要求，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。美國(guó)ASHRAE52.2-2007過(guò)濾器最低效率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同過(guò)濾等級(jí)的濾器對(duì)1?μm~3?μm粒子的平均過(guò)濾效率見(jiàn)表?4。由表4可見(jiàn)當(dāng)對(duì)手術(shù)室送風(fēng)采用?F7（相當(dāng)MERV13，對(duì)?1?μm?粒子最低過(guò)濾效率90%以上）和?F9（相當(dāng)?MERV16，對(duì)?1μm?粒子最低過(guò)濾效率95%?以上）二級(jí)過(guò)濾。計(jì)算可得二級(jí)高中效過(guò)濾組合過(guò)濾，對(duì)1?μm粒徑微生物氣溶膠的綜合濾除效率可大于?99.5%?以上。

（待續(xù)）