外科手术烟雾危害与防护最新研究进展

何瑜玢 张艳 尤玉珍 高彦茹 李园

【摘 要】外科手术烟雾中有害成分对医护人员身心伤害较大，本文将针对手术烟雾的产生、成分、危害以及防护措施等方面进行阐述，旨在减少手术烟雾损伤，降低医护人员职业暴露风险。

【关键词】外科手术;烟雾损伤;防护措施

近年来，随着医疗技术、手术设备的发展，产生手术烟雾的几率也逐渐的升高，在调查中发现，超过90.0 %的手术中均会有烟雾产生，而暴露在手术室烟雾中的医护人员人数众多，其中不仅包括手术医生和护士，也包括麻醉医师以及其他工作人员。手术烟雾是手术室不安全因素之一，长期接触手术烟雾也会引发职业暴露几率，增加医护人员工作风险。随着临床中对手术烟雾的重视程度不断提升，相关防护措施不断完善，在临床中的使用率也逐渐提升，本文将针对其进展进行综述，以期为临床提供参考依据。

1 手术烟雾

手术烟雾是指在手术过程中产生的烟雾状物质，手术烟雾的产生通常是由于激光刀、高速钻头、超声刀等手术器械在使用过程中产生。手术烟雾根据其形态可分为两种，一种为高温下组织燃烧产生的气体称为“烟雾”，另一种未细胞溶解导致的小雾滴，称为“气溶胶”，通常临床中将此两者统称为手术烟雾。手术烟雾在治疗过程中会导致镜面雾化，妨碍手术视野，影响手术操作，其也会被患者机体组织吸收，引发术后头痛、恶心等不良反应。手术烟雾同时会造成空气污染，导致医护人员健康受到影响，增加职业暴露几率[1]。

2 手术烟雾的产生

手术烟雾可通过多种器械、多种途径产生，其中最常见的为高频电刀。高频电刀是通过电极前端高频高压电流产生高温达到切割组织、止血的目的。高频电刀会导致细胞液化、组织脱水，进而导致细胞蛋白质结构被破坏，使细胞残骸挥发散到周围环境中形成烟雾。

超声手术刀是近年来临床中使用率非常高手术仪器，超声手术刀拥有坚硬的刀头，其能够产生55千赫兹的機械振动，超声能量会使局部温度骤然升高进而会利用高温破坏组织。相比于电刀，超声刀的精准度更高、切割效果和止血效果更理想，但超声刀带来的烟雾致癌率以及感染率更高。

激光也会引发烟雾，激光通过辐射式放大器产生聚光束进行照射，其照射时长直接影响组织受损程度。激光照射会产生100-1000℃的高温，其在使用过程中会产生毒性气体，例如苯、甲醛等物质，其会通过皮肤黏膜吸收刺激机体皮肤和眼睛。

骨科手术中使用的骨锯、骨钻等器械也会产生手术烟雾，其通过高速旋转产生烟雾，甚至会产生血雾，而血雾可能会喷溅到医护人员眼结膜中，若患者为大三阳人员则会增加医护人员感染几率。

3 手术烟雾有害成分

手术烟雾中超过95.0%成分为水蒸气，其余物质未化学物质和细胞残体，因此，充血组织更容易引发手术烟雾。在调查中发现，外科手术烟雾中的化学成分可达600多种，以其中21种含量较高的成分为主，包括脂肪酸、酚类化合物等等，此21种成分中以一氧化氮、丙烯腈含量最高。在腹腔镜胆囊切除术中一氧化氮浓度最高，其成分可达100-1900mg/L，严重超过职业安全管理范畴规定（35mg/L）标准。手术电刀切割不同的部位也会引发不同的化学物质，例如切割脂肪组织容易产生醛类物质、切割表皮组织会产生苯类物质等等，其中丙烯腈是电刀切割过程中最容易产生的物质，丙烯腈作为无色的挥发性液体不仅会通过呼吸进入体内，也会通过皮肤、黏膜进入体内，并能够释放氰化物危害人体健康。

活性细胞、活性病毒、非活性颗粒等物质也会引发肿瘤、慢性毒性、呼吸道感染等风险，危害医护人员健康。超声刀在真空低温条件下会产生冷水汽雾，冷水汽雾会携带可传染性微粒或悬浮微粒。有研究在腹腔镜下电刀手术烟雾中发现活细胞，而在手术烟雾微生物培养检测中均显示阳性结果。在斯坦福大学的研究中在骨科手术高速磨钻产生的烟雾中发现活性HIV。非活性颗粒的直径超过2.5um-10um者为大颗粒，低于2.5um者为小颗粒。小颗粒以球形为主，能够直接进入肺部，产生肺损伤。此外，手术烟雾也会产生诱导突变物质，例如PAHs，其是一种致癌物，会引发孕妇自发性流产，也会增加胎儿畸形率，长期接触会形成毒性累积，对有生育需求的医护人员十分不利。

4 手术烟雾的危害

外科医生、手术室护理人员长期工作在手术室，会长期、反复接触手术烟雾，而手术烟雾带来的毒性会逐渐累积、沉淀，长此以往会造成慢性毒性、感染、呼吸道刺激、皮肤黏膜损伤等危害。

丙烯腈是手术烟雾中最常见的有害物质，丙烯腈会抑制氧化酶活性，抑制细胞与氧气结合，使其无法完成生理功能。丙烯腈会释放氰化物，而氰化物为剧毒物质，吸入高浓度氰化物后机体会在2-3min内停止呼吸，且会呈现点击样死亡。吸入少量氰化物则会产生呼吸道黏膜、眼结膜刺激症状，吸入者同时会伴随头疼、头晕、胸闷等症状。长期接触氰化物会导致其在体内累及引发慢性中毒，甚至会引发细胞癌变。

七氟烷在腹腔镜手术烟雾中的浓度较高，在体外研究中发现，长期吸入七氟烷会影响大鼠生育能力，但其对人体的影响尚无明确报道。丁二烯也是手术烟雾中毒性物质之一，丁二烯能够致癌，低浓度的丁二烯会引发慢性毒性反应，例如白血病、神经毒性等。醛类化合物在体内具有遗传性，会影响生育质量。苯是高危致癌物质，低浓度苯也会引发毒性反应，即便短期接触也会造成不良影响，例如鼻粘膜、眼结膜炎症，长期接触会引发白血病。

手术烟雾中的物质同样包括PM2.5.PM10，长期接触此类物质会对呼吸道粘膜造成不良刺激，机体会出现咳嗽、打喷嚏、慢阻肺、哮喘得能够呼吸系统不良症状，严重者会引发肺癌。PM10在进入体内后会在鼻咽喉、气道上黏膜中附着，可通过咳嗽等方式清除，但其仍然会增加患者脑卒中发生率，当体内PM10含量每升高10μg/m3时脑卒中发病率会增加1.007倍。

由于手术烟雾中会存在活性细胞，因此医护人员在吸入存在活性细胞的烟雾、血雾后可能会感染与患者相同的疾病。在一项调查中发现，采用激光治疗尖锐湿疣患者后，手术医师喉部感染患者同类型乳头状瘤，而在外科医师中，约有超过13%的人员感染罕见的鼻咽喉瘤，分析认为通过手术烟雾的传染的几率更大[3]。

腹腔镜手术烟雾中一氧化碳的浓度最高，尤其是LC手术中，高频电刀的使用会增加一氧化碳的产生量。一氧化碳浓度过高后会与氧气竞争结合，使血红蛋白无法与氧气结合，同时能够抑制血红蛋白分解加速组织缺氧。而机体内碳氧血红蛋白的浓度若超过2.0 %则会引发恶心、头晕、心律失常、耳鸣、心动过速等一系列不良反应，严重者直接引发死亡。

5 防护措施

5.1 中央排风系统

院方在手术室筹划、建设的过程中要建立排风、排烟系统，在电刀使用的过程中手术室内烟雾浓度会直线上升，且能够在5min内均匀分布在手术室，在相关设备停止使用20min后手术室内空气才能够恢复标准水平。因此临床要求手术室内每个小时内要有15次以上空气更换，针对烟雾产生量大者要增加空气更换频率。手术室排烟系统的选择要具备99 %以上微量颗粒过滤功能，排气速度要在31-46m/s。手術室管理人员要按时对回风网进行清洗，保证层流效果，全面改善手术室空气环境[3]。此外，中央烟雾疏散系统可通过烟雾捕获器将烟雾过滤排出，其噪声小、对医护人员干扰小，且能够通过脚踏板进行控制也可自动运行，可操作性更强。

5.2 移动排烟设备

多数医院手术室墙壁的负压吸引器不具备过滤作用，其主要作用在于抽吸体液、血液、分泌物、冲洗液，因此院内移动排烟设备以负压抽吸设备为主，可将设备放在烟雾产生源2-3cm，若距离太远则不能达到排烟效果，若距离太近则会影响手术操作。针对有排烟需求的吸引器要配置高性能过滤器，保证负压停止后烟雾不会从吸引瓶中弥散。此外，在排烟的过程中要保证吸引器速度为254381cm/min，同时要结合不同的手术类型调整负压吸引值，在不干扰手术操作的前提下保证烟雾抽吸有效。

烟雾净化器也是移动设备的一种，其由预滤器、活性炭过滤器和超低穿透率空气过滤器组成，其可以安装在各种高频电刀、超声刀中，但由于其会遮挡手术视野，因此在临床中的使用率较低。我国现阶段临床中已经有弯头式吸烟电刀专利技术，但此设备尚未大量生产，因此临床中使用率较低。腹腔镜套管过滤系统可通过开关阀连接导管，通过导管连接过滤系统对腹腔镜手术烟雾进行过滤，减少手术烟雾带来的损伤，此外，腹腔镜手术操作也有使用三通连接吸引器的方式进行排烟，其能够降低手术操作干扰率，减少止血时间，效果较为理想。

5.3 口罩

口罩是最直接的防护措施，能够阻断烟雾通过口鼻吸收。调查显示，超过70.0 %的手术烟雾分子颗粒直径低于1.1μm，已经达到肺损伤粉尘标准，而手术烟雾的直径范围均在0.3-5.0μm之间，普通的口罩仅能够过滤5μm直径以上颗粒，针对小颗粒的阻断效果不理想，因此不能够阻断手术烟雾吸入，且颗粒越小其到达肺部的深度越深，危害程度越大。此外，普通口罩并不能够与手术人员面部紧密贴合，因此不能够阻断全部烟雾，不适合作为专业防护用具。临床中要采取高过滤性能口罩为医护人员提供相关的保障，高过滤性防护口罩能够过滤0.1μm直径颗粒物，但也会引发呼吸困难。呼吸面罩的防护和透气性能均非常理想，但其价格昂贵，因此临床使用率较低，在临床中可根据实际条件和能力选择相应的防护措施为医护人员提供医疗保障。

5.4 设备管理

手术设备是影响手术烟雾产生的主要因素，而手术设备在使用过程中会出现污染表现，例如电刀，在使用过程中不仅会引发烟雾污染，同时也会通过高温让患者细胞组织附着在刀片上，而结痂物会增加烟雾的产生，因此要及时清理手术设备，降低烟雾的产生。相对于电刀来说，超声刀的安全性更高，产生的烟雾更少，因此在临床条件允许下要尽量采用超声刀治疗。超声刀连续工作10s后会增加刀头损伤，产生的气雾较大，因此在连续炒作7s后要重新启动超声刀，降低气雾产生量。医师在临床操作的过程中也要提升操作的精准率，降低超声刀连续使用时间，减少气雾产生的同时避免患者机体组织碳化，保证手术操作安全性。

5.5 医护人员意识管理

在临床调查中发现，多数医护人员对手术烟雾的认知程度较低，其不了解手术烟雾的成分、危害以及预防措施，因此在无意中增加了自身职业暴露的风险[4]。手术开始时烟雾的产生率要高于手术操作过程中产生的烟雾，医护人员要在此阶段做好防护措施。院方也要积极开展相关讲座和培训，将相关内容编制成册方便医护人员查看。此外要在休息室张贴手术烟雾管理措施、防护措施宣传海报，按时开展手术烟雾管理专题讲座和排烟设备操作培训，提升医护人员对手术烟雾的认知程度，规范手术操作，降低手术烟雾损伤。

6 小结

总的来说，手术烟雾对医护人员以及患者健康危害十分严重，而手术烟雾的产生无可避免，在临床中若不能及时处理、降低烟雾损伤则会增加医护人员职业暴露风险，同时也会损伤患者健康。因此，要提升医护人员重视度，在临床中要做好手术烟雾防护管理，合理使用手术器械，降低烟雾的产生。此外，随着临床重视程度的提升，相关防护设备、防护措施不断完善，要最大限度的利用排烟系统和防护设备，以期创造无烟手术环境，保证医护人员手术安全。

（通讯作者：李园）

参考文献

[1]丁雪梅，程月娥，叶志霞，等.不同电外科器械在肝脏离断中产生烟雾成份的对比及防护对策[J].海军医学杂志，2019，40（05）：455-458.

[2]许珏，辛丽雅.影响手术室电外科烟雾浓度的危险因素及医护人员职业暴露与防护情况[J].职业与健康，2018，34（18）：2458-2461+2468.

[3]谭文君，朱皓阳，张娜娜，等.半肝切除术中不同组织产生手术烟雾PM 2.5浓度及防护措施的研究[J].护理研究，2019，33（18）：3258-3260.

[4]彭红，廖思兰，莫恋.手术室医护人员外科手术烟雾认知与防护的调查研究[J].临床医学工程，2018，25（05）：687-688.

作者简介

何瑜玢（1986-），女，湖北省人。硕士研究生学历，讲师。研究方向为护理学教育。

李园，男，硕士研究生，武汉科技大学医院外科主治医师。