手术烟雾危害与防护的研究进展1）

葛经武，杨美玲，茆文革

手术烟雾危害与防护的研究进展1）

葛经武，杨美玲，茆文革

介绍了手术烟雾的定义、产生机制、烟雾成分，从化学成分、活性细胞、活性病毒、无活力颗粒方面阐述了手术烟雾的危害，并提出针对性防护措施。

手术烟雾；危害；防护

手术烟雾作为电刀、激光刀和超声刀的产物自出现时即受到学者们的重视。烟雾具有刺鼻的气味，手术过程中会干扰术者视线，并且会对医护人员的健康产生危害。故研究烟雾的成分对人体的危害以及如何做好防护具有重要的意义，现就国内外的研究进展综述如下。

1 手术烟雾的定义

手术烟雾的定义尚不明确，依据其形态分为两类：一类是由于高温导致组织燃烧而产生的气体称为“烟雾”；另一类是细胞溶解导致细胞液流出形成细小雾滴，称为“气溶胶”。一般气溶胶的颗粒较烟雾大。平时所指的手术烟雾是泛指所有在手术过程中产生的烟雾和气溶胶，是一个广义的概念。

2 手术烟雾产生机制

通过电外科设备（ESU）和激光设备产生外科烟雾的机制是一样的。当这些设备被用于切、凝、汽化以及切除组织时，它们通过加热靶细胞达到沸点使得细胞膜破裂，化学物质和细胞内容物（包括病毒、细胞液、细小颗粒）分散进入空气或气腹［1］。超声刀产生烟雾的机制：超声刀的工作原理是通过工作棒55 k Hz的频率进行机械振动，使组织内的水分子汽化、蛋白质氢键断裂、细胞崩解、组织被切开或者凝固、血管闭合。胡旭光等［2］在试验中发现超声刀切割脾和胃组织时，烟雾中都有一定量的活性细胞。另外，手术过程中用的一些动力设备如颅钻、铣刀、磨钻以及骨科电锯等都会产生一定的烟雾。

3 烟雾成分

影响烟雾的产生总量与组成成分的因素包括手术类型、手术部位、医生的技术、组织的病理学特征、设备使用时的能量形式及能量大小、设备使用的时间长短及频率等［3］。在电刀和激光设备工作时产生的往往是各种化学成分的混合，不仅有难闻的气味，还会干扰术者的视线。有学者研究发现，外科烟雾中含有的化学成分多达600多种［4］。已被证实传统开放手术所产生的电外科烟雾具有毒性、感染性和致突变性［5］。1998年，Hensman等［6］在体外试验中利用电凝钩对猪的肝脏进行切割并收集所产生的烟雾进行研究，发现了其中21种含量较高的物质，包括碳氢化合物、腈、脂肪酸、酚类化合物等。但其也提出因为是在二氧化碳（CO2）环境下实施的实验，故可能会产生不同的成分。在腹腔或者胸腔内产生的成分可能会被吸收入血产生全身效应。另外，这些化学成分的含量因手术不同而不同，但是大多数含量均超过标准。除了这些化学成分外，外科烟雾中还存在活细胞、病毒以及一些细小的无活性微粒。加拿大学者John等［7］在试验中发现，黑色素瘤细胞可以存在于外科烟雾中，并且存在的量与电刀的功率呈负相关。许多研究表明，激光设备产生的烟雾可能包含传染粒子或病毒的DNA。Garden等［8］已经在使用二氧化碳激光治疗疣所产生的烟雾中发现人和牛乳头瘤状病毒DNA（HPV，BPV）。另外，有个案报道，一位外科医生在用Nd：YAG激光治疗生殖器疣病人之后被感染为喉乳头状瘤病（HPV6型和11型）［9］。

4 烟雾的危害

4.1 有害化学成分的危害 烟雾会产生令人不舒服的气味，这种气味多是由有害物质产生，主要为芳香族的化合物等。使用高频电刀或者激光设备时，产生的气味主要是组织燃烧时所产生的副产品。这些化学副产品会引起头痛，眼睛、鼻咽喉部的刺激症状，以及产生长期的不良影响。但是一项前瞻性的队列研究提示，长期的手术室烟雾暴露并不能引起肺癌发病率的升高［10］。气腹烟雾中的一氧化碳（CO）进入血液中的吸收问题是目前研究的焦点问题。一氧化碳很容易和血红蛋白结合产生碳氧血红蛋白（HbCO）和高铁血红蛋白（Met Hb）。碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白过量的集聚会引起健康个体的缺氧负荷，导致血液的携氧能力降低，而且会进一步影响有心血管疾病病人的心血管功能［11］。但是Wu等［12］在实验中发现，腹腔镜手术时气腹内的CO含量非常高，但是碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白却升高不明显，这也提示，气腹内的CO对循环的影响并没有那么大。

4.2 活性细胞的危害 国内有报道指出，在腹腔镜手术时，超声刀切割组织所产生的烟雾中存在有活细胞，并提出烟雾中细胞的数量与切割时间和功率成正比，并与组织结构致密度有关［2］。

4.3 活性病毒的危害 Garden等［8］在1988年采用CO2激光仪的不同模式和能量测试了手术烟雾中牛纤维乳头状瘤（BPV）和人乳头状瘤（HPV）的DNA，结果显示在激光产生的蒸汽中含有完整的HPV的DNA。另有研究表明，不仅CO2激光产生的蒸汽中含有病毒的基因，还证明蒸汽中还有可传染性的病毒［13］。

4.4 无活力颗粒的危害 一般来讲，电刀和激光设备所产生的颗粒比较小而规则，而由超声刀产生的颗粒较大而不规则。粒子大小按照直径来划分，若直径大于10μm，称为粗粒级；而直径2.5μm～10.0μm的粒子会沉积在呼吸道内，这些粒子都会被黏膜的纤毛清除；而直径小于2.5μm的粒子会直接进入肺泡并沉积，此处清除只依靠巨噬细胞的吞噬作用，这种直径的粒子会导致肺部的炎症［14］。

5 防护措施

5.1 注重防护 要从思想上重视，认识到外科烟雾对手术室工作人员的危害，认真进行防护。简单的防护方法是在产生大量烟雾时转头避开。

5.2 口罩 外科口罩本是用来预防外科感染的，但后来发现戴口罩可以在一定程度上滤过烟雾中的粒子。根据2003年的一篇综述报道，外科烟雾由电刀产生的粒子直径平均0.07μm；而由激光设备产生的粒子直径平均0.31μm［15］，由超声刀产生的粒子则更大。大多数的外科口罩能够滤过的粒子最小为5μm，即使最高滤过系数的激光口罩也不能滤过小于0.1μm的微粒。而且，大多数口罩在佩戴时都不能很好地与脸部贴合紧密，这个也是不能依靠口罩的另一原因［16］。

5.3 负压吸引器 大多数手术时需要吸引器，吸引器主要被用来吸引术野的出血、液体等。同时，也可以用来吸引电刀及激光产生的烟雾，但是在实际操作时并不是很理想。国家职业安全与卫生研究院（NIOSH）建议，吸引器的流速应该在每分钟100 m～150 m，且吸引器头应该保持在电刀头5.08 cm以内；美国手术室护理学会（AORN）也认为，虽然在离电刀头2.54 cm～5.08 cm的吸引可以减少烟雾量，但是效果如何并不为人所知，只是直觉上觉得有效［15］。

5.4 排烟系统 采用高效过滤的排烟系统是最好的去除外科烟雾的方法。该系统主要由一台带过滤系统的真空泵构成，用于吸走烟雾、滤除污染物并导入经过过滤的空气。一个有效的排烟系统由3部分组成：①不受手术操作影响的烟雾捕获装置；②有足够吸力的真空源；③有足够过滤能力保证环境空气安全的过滤系统［17］。有文献报道，一个有效的负压吸引系统需要具备极低穿透粒子空气过滤器（ULPA）。理论上，ULPA过滤器能够除去99.999%的细菌、灰尘、花粉、真菌等一切大于0.12 μm的粒子。吸引器头应该至少放置距离手术部位5.08 cm的位置［18］。

5.5 腔镜下排烟 电刀都会产生大量的烟雾，使得视野变得模糊，故腔镜下的排烟尤其重要，目前大多数认识是在视野不清晰时通过曲卡的排气孔放出烟雾，以保持视野清晰，故大量的烟雾从腹腔释放到手术间。有学者建议，在腔镜手术过程中或手术完成后，用高含氧量的空气对腹腔进行间歇或持续性换气，可降低CO浓度并避免切口的烟雾泄露；在手术过程中，部分打开腔镜套管的luer-lok阀门或在电烙操作时打开阀门，负压吸除烟雾，防止烟雾积累，同时在阀门上连接过滤器，滤除某些有害物质［17］。

6 小结

目前对于烟雾的成分、危害性、防护有了一定的研究，但是仍有许多问题需要解决。首先，医护人员对于烟雾危害性及防护认识不够，提高医护人员的防护意识，减少烟雾的暴露将是重要的课题；其次，烟雾对于个体的危害有了初步研究，仍需要前瞻性的研究证明烟雾对个体的危害；另外，如何减少烟雾的生成也是一个减少烟雾暴露的重要措施。

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Research progress on harm and protection of surgical smoke

Ge Jingwu，Yang Meiling，Mao Wenge
（First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University，Jiangsu 210029 China）

It introduced the definition，generation mechanism and smoke composition of surgical smoke，and expounded the harm of surgical smoke from aspects of the chemical composition，active cells，active virus and anaemia particle.And it put forward the targeted protective measures.

surgical smoke；harm；protection

R473.1

A

10.3969／j.issn.1009-6493.2012.32.001

1009-6493（2012）11B-2977-02

1）为2010年国家临床重点专科建设项目，编号：财社［2010］305号。

葛经武，护师，本科，单位：210029，南京医科大学第一附属医院；杨美玲（通讯作者）单位：210029，南京医科大学第一附属医院；茆文革单位：210042，江苏省安全生产科学研究院。

2012-01-15；

2012-10-20）

（本文编辑 范秋霞）

·经验荟萃·