手術室送（sòng）風天花重要性

一、引言

   手（shǒu）術是（shì）醫院中最長的開放性醫療過（guò）程。手術（shù）過程中將患者最好的屏障——表皮或粘膜打（dǎ）開，使得機體的內部直接暴露在外，不同途徑帶入的（de）病菌均有可能輕而易舉地進入機體內部，極易引起感染。因（yīn）此術後感染一直是醫院一種普（pǔ）遍的、最難以（yǐ）提防的、可能誘發（fā）嚴重後果的（de）院內感染。

   一般來說術後感染可涉及到下列因素，這（zhè）些因素分為可控因（yīn）素和不可控因素：

   （一）患者自身風險因素（不可控因素）

高齡、肥胖、糖尿病、吸煙、營（yíng）養不良、身體狀況、藥物、感染、放療/化療、術前住院院時間等。

   （二）手術本身風險因素（可控因素）

手術類型、抗菌（jun1）藥物使用、切口大小、無（wú）菌操作、手術技巧與手術時間長短等。

   （三）其他感染風險因素（可控因（yīn）素）

器械、敷料、手術衣與手套消毒（dú）滅菌以及手術室環境（菌、塵濃度、壓差（chà）、溫濕度控製等）。

   其中，“患（huàn）者自身風險因素”和（hé）“手術本身風險因素”是最大的影響因素（sù）。

患者自身風險，如在手術前（qián）有潛在的內髒器官功能（néng）損（sǔn）害，再加上手術和麻醉的打擊（jī），術後感（gǎn）染很有可能（néng）使這類患（huàn）者術後發生一係列嚴重的並發症，乃至威脅患者的生命。手術所造成的生理紊（wěn）亂可持續一個較長的過程，不（bú）會因為成功的手術會被立即糾正。如果患者（zhě）自身免（miǎn）疫缺省或服用抗排異藥物，萬一感染後果更不堪設想。

手術本身的（de）風險，可通過手術部位清潔消毒、術前正確使用有效的預（yù）防性抗（kàng）生素、嚴格防範手術過程中內源（yuán）性汙染（rǎn）、接觸手（shǒu）術部位的器物徹底（dǐ）消毒滅菌等對手術部位感染進行控（kòng）製，對於普通外科手術來說空氣（qì）途徑（jìng）感染是次要的。但對於（yú）器官移植、關節置換等大手術，加上患（huàn）者服用抗排斥藥物，使得將手術環境處於受控狀態（tài）成為一個關鍵因素。

   對於“其他感染風險因（yīn）素（sù）”，隻能采用工程控製措施進行控製，特別是手術環境，將可控風險因素處於受控狀態，可以有效降低手術風（fēng）險。

  二、手術室送風天花裝置的重要性

   不論是我國2002年頒布的GB50333《醫院潔淨手術（shù）部建築技術規範》（以下簡稱“規範”）[1]，還是國外的醫院相關標準均對手術環境控製格外重視，盡（jìn）可能降低在（zài）手術過（guò）程中對病（bìng）患的傷（shāng）害（hài）。

如何（hé）從技術（shù）措（cuò）施保障手術環境控製？由於整個手術室所保護的隻是手術區域，但傳統的思路是將整（zhěng）個手術室處於無菌狀態（tài），不僅難以達到，而且（qiě）更難以維持。近年來發展（zhǎn）了手術（shù）區域局部控製（zhì）的理念，即將所有送風口集中布置在手術床上方，形成送風天花。由於其有效性、簡便性、造價低、且運行（háng）費用少，得到了極大的推廣，並被各國醫院相（xiàng）關標準所采用，作為推薦的控製（zhì）模式。就連美國醫院通風（fēng）標準也（yě）在2008年采用了這種方式。

   但是無（wú）論（lùn）設（shè）計院，還是醫院業主（zhǔ）都普遍重視手術室（shì）空調係統性能（néng）及（jí）控製係統，在客觀上忽視了（le）局部淨化的送風裝置（zhì）——送風（fēng）天花的性能。有的醫院誤認為（wéi）隻需（xū）進口國外空調機組、先進的自控係統、甚至配置智能化（huà）或數字化的手術室，就可（kě）實現完善的（de）手術環境控製。因此在評（píng）審設計方案或工程公（gōng）司投（tóu）標標書（shū）時，往往重視手術部裝修、配置、空調淨（jìng）化係統及其控製（zhì），鮮有過問工程公司自產的送風天花（huā）的性能。

為什麽要強調手術（shù）室送風天花性能的重要性以及（jí）對（duì）術後感染的控製作用？因為它（tā）的性能決定了手術區（qū）域環境控製（zhì）質量，極大地影響了手術感染風險（xiǎn）控製。

同樣是對環境要求高度無菌的無菌病房，其（qí）技術措施（shī）與控製方式（shì）和手術室不同。鑒於手術室的特點，環境（jìng）控製的關鍵在於手術區域，而手術區域控製的關鍵在於（yú）手術切口，因此需要（yào）高度（dù）無菌程度控製的隻是一個局部區域而非全室。從手術過程來說，真正需要控製的隻是在切口被打開的狀態。因為手（shǒu）術前切口（kǒu）尚未打（dǎ）開前（qián）以（yǐ）及手術後（hòu）切口已經縫合後，環境控製並非重要。或者說（shuō）從空間上（shàng）來講，控製的隻是一個局部的點；從時間來講，控製的隻是某個時間段（duàn）[2]。而不像無菌病房必須一天24小時對整個病房持續地控製，絲毫不能馬虎。無菌病房對於免疫缺省的（de）病患猶如一個生命島。

另外，手術區域無菌無塵程度影（yǐng）響直接（jiē）進入機體內部的空（kōng）氣質量。最新研究表（biǎo）明，不僅（jǐn）是懸浮菌濃度，塵埃濃度也影響術（shù）後感染率。主刀醫（yī）生操作手與手（shǒu）術（shù）器械上的落菌幾率，也（yě）會加大感染的風險。特別對於那（nà）些器官移（yí）植、關節置換、整形手術等（děng）深部手術（shù）尤為重要。因為這類手術風險太高，術後感染會危及生命。而不像無菌病房那（nà）樣特別重視空（kōng）氣中懸浮（fú）病菌（jun1），對於免疫能力低下的病（bìng）患，即使新鮮空氣中的真菌也（yě）會造成（chéng）不堪設想的後果。為此我國“規範”定為特別的潔淨手術室（shì）（I級），不同於Ⅱ級標準的潔淨手術室。德國等歐洲標準是將I級（jí）中特別再分出Ia級，日本標準定義為生物潔淨手術室，美國標準歸類為特殊手術室。

   手術室送風（fēng）天花（huā）性能，是利用了空氣潔淨技術領域中低速單向流氣流（liú）（或（huò）稱低紊流（liú）度的置換流）和局部（bù）淨化技術。局（jú）部淨化方（fāng）式節（jiē）能、有效，但也（yě）有不足[3]，由於局部淨化裝置常常處在無菌程度較低的環境中，在送（sòng）風過程中無（wú）菌送風氣流會與周邊（biān）區空氣（qì）進行動量交換，內部高度無菌區域易受周圍環境（jìng）影響。送風氣流速度也會逐步衰（shuāi）減，其衰減量大於全室（shì）單向流。要維持低（dī）速單向流流態，相對於全室單向流需要較大的出口麵風速。

   如果直接將工業用的層流（liú）罩（FFU）套用在生物領域往往流（liú）速過大、噪聲（shēng）過高、反而會使無菌區域縮小（xiǎo）。盡管美國醫（yī）務界（jiè）一直對手術室淨化不太感興趣，但美國通風空調製冷工（gōng）程師學會（ASHARE）一直推（tuī）廣高效過濾與層流技術。為（wéi）了適應手術環境控製特點、擴（kuò）大送風天花裝置送風區（qū）域（yù）內的無菌範圍，減少周（zhōu）邊汙染氣流的幹擾，必須對手術室送風天花裝置性能進行研究。率先研究（jiū）的是柏林工（gōng）業（yè）大學的艾斯東教授（Esdorn）[4]，1977年提出了手術室送風天花的模（mó）式，采（cǎi）用（yòng）了原德國DIN1946-4標準中提出的手術室最小20次換氣（qì）的送風量集中在手術台上方的3.0m×3.0m送風天花送出，由於此（cǐ）時送風速度（dù）過（guò）小，當送熱風時下不（bú）來，在我國上海（hǎi）應用時（shí）就發生了這（zhè）種情況。此時手術區（qū）達到的細菌（jun1）濃（nóng）度僅為室內的一半。後來柏林工業大（dà）學的費次納教授（Fitzner）[5]繼續研究了這（zhè）項工作，對手術室送風天花作了一些改進，效（xiào）果進一步提高。

   從理論上（shàng）分析，送風氣流同時（shí）依（yī）靠出風（fēng）動量和送風溫差來維持其運動，後者相當於熱（冷）動力，當送風溫度低於（yú）室溫時氣流作下沉（chén）運動。從工程意義上講，熱（冷）動力對氣（qì）流運動所起的作用一（yī）般不予考慮。但對於低速（sù）送風天花裝置來說，因其出風動量不大，溫差對氣流的作用不容忽略。隨著送風量（liàng）的增大（dà），出口風速變大（dà），溫差減小，即送風氣流的空氣動力增強，而熱（冷）動力減弱，那麽由溫差引射的周邊空氣越少，且中（zhōng）心區抗幹擾的能力增強（qiáng），控製效果更好。送風溫差太大，中心無菌區域會縮小；送（sòng）風溫差太小，送風氣流送不下來。艾斯東（dōng）教授研究認為送（sòng）風溫度低於室（shì）溫不小於 0.5°C 、不大於2 °C ~3 °C的範圍內效（xiào）果最佳[4]。當風量超過某一範圍後（hòu），接近於等溫送風時，熱（冷）動力的作用已經很小，此時送風的動量對控製（zhì）效果起決定性作用，如果（guǒ）局部裝置的風速過大，易加劇（jù）射流誘導，把室（shì）內懸浮菌引導到送（sòng）風天（tiān）花上風側，再被局部高速氣流帶至下風側，導致汙染程度的加（jiā）大。

   低速低紊流度的（de）置換流為了克服避免熱源（手術燈）和橫向擾動（手術過程操作）對送風氣流的幹擾，早期產（chǎn）品不得不靠氣流噴（pēn）管來支撐著低速（sù）的送風氣流（見圖1），繼而又采用了（le）塑料圍簾（見圖2）來降低（dī）低速（sù）送風氣流（liú）的衰（shuāi）減，兩（liǎng）者效果均不理想。後來的（de）送風天花裝置開始向（xiàng）提高送（sòng）風速度或縮小送風麵積兩個（gè）方向發展[6]，造就了各種形式的產品（見（jiàn）圖3），但（dàn）現（xiàn）已很少采用氣流（liú）噴嘴與塑料圍簾。

   傳統的（de）送風天花裝置（圖3）是將高（gāo）效過濾器布置（zhì）在送風靜壓箱的末（mò）端，靠末端過濾器性能和安裝質量作最後把關來實現其性能。這（zhè）種傳統裝置要在那麽大的送風麵積（jī）上（shàng）安（ān）裝那麽多的高（gāo）效過濾器、並產生潔淨（完全過濾而不（bú）泄漏）、均勻（完善（shàn）的氣流分布）、單向和平行（垂直（zhí）於過濾器麵）的氣流十分不易。這等於要求整個（gè）送風麵上每個高效過濾器不僅僅本身起過濾作用，而且還起類似孔板的均流作用（yòng）和氣流（liú）分布作用，又要象盲板（bǎn）一樣的不泄漏作用，這三個作用的“耦（ǒu）合”，使得滿布高效過濾器的做法（fǎ）對（duì）送風末端要（yào）求異常高，無論靜壓箱本體，還是過濾器及其接合麵隻要（yào）有一點滲漏，就會沿著單向流直接達到工藝關鍵部位，會（huì）使得整（zhěng）個局部（bù）淨化失敗。因此傳統裝置不但加工難度高，安裝複雜，檢漏麻煩，而且其造價（jià）昂貴。

   1995年，中國建築科（kē）學院許（xǔ）鍾麟教授（shòu）提出了有自主知識產（chǎn）權的阻漏層理論，推動了送風天花裝置進一步發展。阻（zǔ）漏層理論提出不再將高效過濾器設置在末端，而適當前移，單獨組成的過濾箱設置在送風天花裝置外。過濾箱內（nèi）采用零壓密封解決了高效（xiào）過濾器安（ān）裝接（jiē）合麵的滲漏問題。在送風（fēng）裝置內設有混流器和在末（mò）端設置具有亞高效水平的阻尼層。這種新型的送風天花裝置，即使高效過濾器及其接合麵（miàn）有一點（diǎn）滲漏，滲漏粒子數相對（duì）於那樣大的送風量是一個高（gāo）價小量，經送風末端氣流混合和過濾，使得原來局部的（de）“漏”變成了整體（tǐ）的“不漏（lòu）”，起到了阻擋滲漏的作用。大大降（jiàng）低了靜壓箱（xiāng）本體、高效（xiào）過濾器本體及其接合麵的（de）安裝要（yào）求，也簡（jiǎn）化了加工（gōng）、安（ān）裝和檢（jiǎn）漏過程。因此（cǐ）阻漏層理論將傳統的（de）送風（fēng）末（mò）端（duān）裝置的過（guò）濾、防漏和氣流分布三個作（zuò）用的（de）“耦（ǒu）合（hé）”非（fēi）常巧妙地解（jiě）耦，從理論和實踐上突破了高效過濾器必須布置在末端的傳統模式，從本質上改變了末端密封堵漏的性質（zhì），消除了發（fā）生漏泄的危害（hài）。擴大了單向流潔淨空間的活塞流滿布比，提高了（le）送風氣流品質[7]。現在阻（zǔ）漏層理論已經轉化成成熟的送風天花產品（見圖4），已經批量生產，並實現標準化、模數化（huà）和裝配化，為設計者、施工者和使用（yòng）者帶來極大的（de）方便。

三、手術室阻漏式送風天花的（de）安全性

   手術室送風天花的安全性主要取決於兩個方麵：送風天花的大小與性能。

德國權威的研究機構羅伯特-科（kē）赫（hè）研究所認為（wéi），送風天花形成的保護（hù）區域必須包含手術台與器械（xiè）桌，這要求高度無菌手術（shù）室（shì）（相當於德國標準Ia級）送（sòng）風天（tiān）花的保護區域麵積至少維持在2.8m×2.8m，德（dé）國2008年修訂（dìng）了（le）標準DIN1946第4部（bù）分，規定送風天花的出風麵積3.2m×3.2m。當然對於一般無菌手術室（相當於（yú）德（dé）國標準Ib級）的送風天花隻要求（qiú）保護手術台，即保護區域為2.0m×0.8m，出風麵積需為2.4m×1.8m。如圖5、圖6所示。

而美國醫療機構則（zé）對此並不認同。美國設（shè）施指南學會（huì）（FGI）和美國供熱通風空調製冷工程師學會合（hé）作，溝通了雙方的觀點，協調了雙（shuāng）方的（de）控製措施，同意采用手術區域集中送風，並將送風速度降到0.13~0.18m/s。2008年頒布的ASHRAE170規定（dìng）手術室送風口每邊（biān）隻要比手術台麵大（dà）0.3～0.45 m（這送風口尺寸與我（wǒ）國（guó）標準（zhǔn）Ⅲ級手術室相仿，大大小於德國（guó）標準），並要求使用的無（wú）影燈和氣塔投影麵積不（bú）能超過（guò）送風口麵積（jī）30%。

我國認為送風天花的大小與手術風險及保護級（jí）別有關（guān）。《醫院潔淨手術部建築技術規範》根據（jù）手術室的級別提出了不同大小的送（sòng）風天花的（de）送風麵積（見表1），因為手術（shù）室的（de）級別本身就體現（xiàn）了手術風險（xiǎn）與保護級別（bié）。經過近十年（nián）來的實施，醫護界認（rèn）為是合適（shì）的。

其（qí）次是送風天花的性能。

送風（fēng）天花的性能（néng）主要表現為氣流的極強抗幹（gàn）擾性，必須形成一股低紊流度的垂直置換氣流。為此要提出“動態屏蔽”的概念，意在達到手術區域（yù）動態保護，不僅要求快速而有效地將源自手術區（qū）域的汙染從保護區域排除出（chū）去，而且（qiě）要對周圍區域形（xíng）成一個有效屏障進（jìn）行屏（píng）蔽。這要求送風氣（qì）流在手術區域仍保持較強的抑製汙染（rǎn）的能力，為此德國不得不建議在送風天花增（zēng）設圍擋，並且該圍擋（dǎng）可以延（yán）長至距地麵2.1m處，以減緩送風氣流衰減。

送風天花性能體現（xiàn）了動力和熱力（lì）性對氣流（liú）抗幹擾性能的綜合（hé）影響。送風氣流動力性能主要體現了送（sòng）風（fēng）速（sù）度和紊流度。低速、均勻、致密的送風氣流，對外的誘導性小，保護（hù）區域大，對內抗幹（gàn）擾能力大，能有效抑製汙染。送風（fēng）氣流的熱力主要涉及送風溫濕度以及送風溫差。這（zhè）對低速氣流來說十分重要。美（měi）國相關標準對此很少涉及。而德國標準DIN1946第4部分卻有詳盡的規定。規定了Ia級手術室（shì）的送風天花應達到以下要求[10]：

送風速度不（bú）低於0.23 m/s。

出風氣流紊流度（除了（le）4個角落的所有測試（shì）位置）：≤0.15；在4個角落的測試位（wèi）置：≤0.25；在離地1.2m高的保護區域氣流紊流度（dù）（除了4個角落的所有測試位置）：≤0.20；在4個角落的測試位（wèi）置：≤0.30。

送風溫度不低於室溫0.5 K，送風溫差不（bú）超過3 K；

我國《醫院潔淨手術部建築技術規範》規定的送風速（sù）度不低於0.25m/s，在離地0.8m高的保護區域內送（sòng）風氣流的紊流度（dù）≤0.25。應該說中（zhōng）德兩個國家標準基本相（xiàng）當。其實氣流性能與末端過濾器的（de）滿布比有關，其（qí）他國家標準沒有涉及，對此我國規範有明文規定。由於我國研發的阻漏式送風天花采用了阻（zǔ）漏層（céng），極大（dà）地提高了滿（mǎn）布比，大大提高了送風氣流的性能。

送（sòng）風天花的性能還表現在阻漏性。如上所述（shù），傳（chuán）統的送風天花裝置是將高效過濾器布置在送（sòng）風靜壓箱的末端，一旦末端過濾器因自身（shēn）或安裝質量出現滲漏（lòu），就無法保障其送風的無菌（jun1）性能（néng）。最新研究（jiū）再次（cì）證實，引起手術部位感染的環境微生（shēng）物源是細菌，而不（bú）是病毒（dú）。再次肯定了過濾除菌（jun1）的有效性。因此保證末端過濾（lǜ）裝置不滲漏是一個首要條件，各國的（de）傳統送風天（tiān）花就是靠強調製造工藝、材料以及技術來達到不漏。

我國研發（fā）阻漏式送風天花，利用阻漏層理論解耦了送風末端裝置的過濾、防漏和氣流分布三個（gè）作用，從原理上保證了送風（fēng）氣流經過充分過濾（lǜ），不滲漏，形成了均勻、致密（mì）的低（dī）紊流度的（de）置換流。保證了在離地0.8m高的保護區域內送風氣流的紊流度≤0.25。而且大量的實際應用也充分證明了這一點。阻漏層的原理大大簡化了送風天花製（zhì）造工藝、材料以及技術。由於阻漏式送風天（tiān）花是靠原理保障不漏，可以長期保持不漏。而傳統送風天花是依賴製造工藝、材料以（yǐ）及技術來達到不漏，因此隻（zhī）是暫時的（de），或者說需要在運行過程中不（bú）斷監測、不斷調整才能達到。

手術室（shì）送風天花高性能以及高可（kě）靠性為嫩草影院提（tí）出了一個新的控製理（lǐ）念——“動態保護”。因為手術室真正要求保護的是某特定時（shí）間段（duàn）（手術過程）內的局（jú）部區域（yù）（手術部位（wèi）），無論室內處於任（rèn）何汙染狀態下，隻要（yào）手術室的送（sòng）風天花一開啟，就能夠保證手術區域的無（wú）菌狀態，使整個手術過程均（jun1）能得到所期望的保護，送（sòng）風天花這一性（xìng）能被定義為“動態屏蔽”。這對送風天花的性能提（tí）出了更高的要求。可大大降低周邊區域甚至整個（gè）手術部的無菌狀態的控（kòng）製，而且手術切口（kǒu）一旦被（bèi）處理，完（wán）全可以大大降低送風天花的送（sòng）風量。從工程上講（jiǎng），可以降低對手術區域周邊汙染控製、鄰室的環境控（kòng）製以及整個手（shǒu）術部正壓控（kòng）製要求。這一節能、有效控製的思路正是由VDI2167提出[11]，現也被（bèi）2008年（nián）12月頒布的最新一版德國標準DIN1946第4部分“醫院通風空調”[10]所認可。

至於德（dé）國標準（zhǔn）推薦的（不（bú）是規定）送風（fēng）天花圍擋，其要求不同於以往所使用的圍擋。以前增設（shè）的圍擋是為了使低速氣流能送下來，圍擋材（cái）料（liào）大多為（wéi）塑料布，常因氣流（liú）流動產（chǎn）生靜（jìng）電而吸附塵埃，增加了清潔（jié）的工作量。如今采用圍擋是保護高速氣（qì）流（liú）流動過程中維持低紊流度，圍擋材料較為高級、結構較為複雜（見圖7），或與醫療氣體供（gòng）氣橋架結合在一（yī）起（見（jiàn）圖（tú）8），形成了新型的送風裝置。

四、結束語

手術是一種高風（fēng）險的（de）醫療，從工程控製角度（dù）來說，手術部位感染控製就是將可控因素處於受控（kòng）狀態（tài）。而將手術環境（jìng）處於受控狀態，是一項主要任務。從手術（shù）室的醫（yī）療（liáo）要求與環境控製特點來看，手術室送風天花對局部手術區控製的重要性與安全性高於（yú）淨化空調係（xì）統與控製係統。目前手術（shù）室送風天花性能在我國並沒有引起（qǐ）足夠的重視。我國應該了解（jiě）手術室送風天花對手術區域（yù）控製的（de）重要性與安全性，也是今後手術室節能運行的關鍵部件。必須高度重視手術室送風天花的（de）研發、生（shēng）產與（yǔ）檢測，正確理解與執行我國《醫（yī）院潔淨手術部建築（zhù）技（jì）術規範》對送（sòng）風天花性能及手術環（huán）境控製的要求[12]。

我國《醫院潔淨手術部建築技術規範》對送風天花性能有較為詳盡的規定，推薦較為簡易、有效的區（qū）域（yù）控製思路與措施，強調了送風天花的重要性與安全性，並對送風天花的高效過濾器滿布比、截麵平均風速值（zhí）和速（sù）度均勻度等要素提出（chū）了較高的要求[1]。最新頒布的德國標準1946第4部分也對（duì）手術室送風天花（huā）提（tí）出更高要求，促使嫩草影院對送風天花重要性認識進一步提高，也迫使我國必須進一步提高手術室送風天花（huā）的性能。我國大多工程公司生（shēng）產的（de）手術室送（sòng）風天花的（de）性能，如紊流度（dù），難以（yǐ）達到我國《醫院潔淨手術部建築技術規範》要求的（de）0.25。手術（shù）室（shì）送風天花普遍存在氣流均勻性（xìng）較差，氣流易擴散，抗幹擾性差，汙染誘入角較（jiào）大，斷麵（miàn）平均速度衰減較快，難以（yǐ）滿足手術區域的環境控製要求。嫩草影院認為隻（zhī）有改變了一家一戶的生產送風天花的製（zhì）造模式，走專業化生產、專業化抽檢之路，才能有（yǒu）效提高（gāo）我（wǒ）國手術室送風（fēng）天花的質量。目前我國由專業廠家生產的阻漏層手術室送風天花性能已經達到了國外標準，已被在華外（wài）商認可，並應用到工（gōng）程實際[13]。

筆（bǐ）者期（qī）望（wàng）本文有（yǒu）益於（yú）提高對手術室送風（fēng）天花的重要性和安全性的認識（shí），有助於進一步（bù）提高我國手術室（shì）送風天花性（xìng）能，使得我國手術室環境控製更上一層樓，更為經濟、更為有效。

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