手术室层流通风系统与感染率关联性问题的研究进展

刘建新,苏磊,韩伟,邢家伟,王博

解放军第三医院 医学工程科,陕西宝鸡 721015

[摘 要]本文对手术层流通风系统与感染率之间的相关性进行综述。自20世纪80年代开始,层流通风系统被广泛应用于手术室,研究者普遍认为,采用层流通风系统可减少空气中传染性微生物的数量,大大降低了术后伤口感染率。但也有研究表明,层流通风系统并非降低手术感染率的绝对因素。本文对相关研究进行总结,认为手术室在降低手术室颗粒物等方面具有显著作用,但空气洁净程度与感染率之间的关联性仍需进一步研究。

[关键词]层流通风系统;感染率;抗生素;菌落形成单位;腹部切口

引言

传染性微生物可导致术后伤口感染,现代手术室采用层流或超净通风系统减少空气中传染性微生物的数量[1]。通过高效过滤器净化的“无菌”空气连续气流在正压状态下循环进入手术区,并将手术过程中产生的空气污染物带出现场,对于手术尤为重要,如发生迟发性和深层术后感染可能导致患者疗效不佳,并会造成患者费用大幅增加[2-3]

20世纪60年代,层流通风系统开始应用于手术室,研究结果表明,发现在带有层流通风系统的手术室里进行的手术可大大降低术后伤口感染率。为了确定层流通风系统的应用效果,在进行了大量临床试验后,层流通风系统在20世纪80年代初期得到了广泛应用。试验通过比较传统手术室与层流通风手术室的术后伤口感染率,确定了空气质量与术后感染之间的关系[4]。研究结果证实,空气细菌计数越低,感染发生机率就越低。层流通风系统在降低术后伤口感染率方面的有效性决定了医院在改建手术室设施的过程中会采用该系统。

传统通风方式或充气式通风每小时大约可以换气20次,层流手术室每小时可换气300次以上,手术室人员在超净环境中工作是预防术后感染最有效的方式之一[5]。传统手术室中的空气微生物或菌落形成单位(Colony Forming Units,CFU)通常介于150~300 cfu/m3之间,而采用层流通风系统后,CFU的数量应为10 cfu/m3或更少。层流通气系统种类很多,气流可采用密闭、半密闭或开放的方式水平、单向或垂直吹送。

1 国内外关于层流通风系统与手术感染率关系的研究

早在20世纪80年代中期,国外就进行了手术层流通风系统降低感染率相关问题的研究[6]。研究在英国和瑞典的研究中心进行,作为研究对象的手术患者有8000多例,术后2~3年的随访结果表示,超净层流组和普通环境组的术后感染率分别为0.6%和1.5%。但此项随机对照研究也有一些局限性,大多数参与试验的患者手术时需要暴露大面积组织,本身受感染机率比较大。随着科技的逐渐发展及研究条件的不断完善,2010~2014年间,英国和瑞典的研究中心再次进行了一项多中心随机对照研究,此次参与试验的手术患者有12000多例,手术类型包括骨科、普外腹部、妇产腹部等,将患者分为非层流通风对照组和层流通风观察组,并根据患者的年龄及类型进行比较。经过几年的随访跟踪,研究结果证实,年龄较大患者大面积创伤及腹部切口在非层流通风环境下手术感染率平均为1.23%,在层流通风环境下手术感染率平均为0.82%;其他年龄患者大面积创伤及腹部切口在非层流通风环境下手术感染率平均为1.12%,在层流通风环境下手术感染率平均为0.56%,层流通风的手术感染率总体低于非层流通风的手术感染率[7-8]

国内在手术层流通风系统与感染率关联性方面的研究起步较晚,相关研究也较少,但随着我国医院的快速发展、医疗条件的不断改善和诊疗水平的不断提高,手术层流通风系统已经广泛应用于各级医疗机构,越来越多的医务人员开始关注层流通风系统与感染率关联性的问题。大部分研究和比对试验结果都表明一二类手术切口在层流通风系统下的手术感染率低于非层流通风系统的手术感染率。2012~2016年,某医院对在普通手术室和层流通风手术室进行的手术进行回顾性比对分析,在普通手术室进行的16200例手术中发生手术切口感染的有214例,感染率为1.32%;在层流通风手术室进行的8112例手术中切口感染40例,感染率为0.49%。在普通手术室进行的一类手术切口感染率为0.72%、二类手术切口感染率为1.43%;在层流通风系统手术室进行的一类手术切口感染率为0.37%、二类手术切口感染率为0.86%。通过比对试验可以看出,层流通风系统可以有效降低手术切口感染率。

综上所述,无论是国内外的研究试验还是实际应用,都证明了手术室层流通风系统在降低感染率方面的有效性。在患者类型、手术切口、创伤面积等基本条件相同的情况下,具有层流通风系统的手术室的感染率明显低于普通手术室的感染率。但由于手术室消毒环境、手术过程中操作人员及患者病情变化等诸多不确定因素的存在,手术层流通风系统与感染率关联性问题局限于上述范围内。手术切口感染率会受到手术室消毒环境、温度、手术预案、患者病情变化等一系列不确定因素的影响,因此对于感染率与手术层流通风系统的关联性仍需进行深入的研究。比如在不同情况下使用抗生素时发生的众多变化并没有具体的研究数据,预计没有使用预防性抗生素的患者发生术后伤口感染的可能性约为使用抗生素的患者的4倍[9-10];手术室层流通风系统的通风方式及附属设备也会对空气细菌的控制效果有影响,通常认为在预防手术感染方面,垂直层流通风比水平层流通风更有效,带围档的系统比没有围档的系统效果要好[11]

近年来,对于手术层流通风系统是否与感染率具有绝对关联性的问题仍存在争议,有些研究甚至认为层流通风系统并不能有效降低术后感染率[12]。2015年,Torbjorn等人在瑞典研究发现,手术室人员在传统手术室中穿空气隔离衣可以将空气细菌含量降低到10 cfu/m3以下。还有一些研究人员认为,手术室人员的位置不当(会将污染的空气带进手术区),实际上也会提高层流手术室的感染率[13]。2008~2014年,英国研究人员进行了一项前瞻性随机盲法研究,比较了在层流手术室和传统手术室采用标准预防性抗生素方案实施关节成形术后深度败血的发病率。在大约7000例患者的样本中,采用的两类通风方式对于降低手术感染了并无显著统计学差异,这说明手术预防性抗生素实施方案是层流通风与感染率关联性研究中的一种不确定因素,“预防性抗生素方案”在此项研究中为显著性因素[14]。2013年在荷兰进行的研究,对在传统通风老医院中接受手术的大约3000例患者和在安装层流通风系统的新医院中接受类似手术的3000例患者进行术后伤口感染率评价,结果发现,术后立即或一年随访时的术后伤口感染并没有显著差异。研究再次证实了手术预防性抗生素实施方案是研究手术层流通风系统与感染率是否具有绝对关联性的不确定因素[15]

通过查阅相关文献资料发现,近几年国内对手术层流通风系统与感染率之间的关联性研究也存在着较大的争议,其中的不确定因素也包括了环境、温度、细菌数量、手术方案、病人类型等,因此层流通风系统与感染率之间的关联性仍需进行深入的研究论证。

2 讨论

层流通风系统可以降低手术室内空气细菌的数量,降低感染率,但在治疗方案和通风类型方面并没有充分地良好对照,且患者都接受现代的预防性抗生素的情况下,层流通风是否对降低术后伤口感染率具有显著作用目前存在临床争论[16]。国内外大量的临床试验及空气质量研究表明,手术层流通风系统对于降低空气中的微粒数具有明显效果,而空气中的微粒数及细菌含量是导致术后感染的重要因素,因此手术层流通风系统对于医院控制术后感染率仍然具有至关重要的作用,只是需要对层流方式、层流级别、不确定因素进行深入研究,形成一套具有科学性、操作性强的指导方案,以便医院在控制感染率方面更加有效[17]

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Research Progress of the Correlation between the Laminar Flow Ventilation System and Infection Rate in Operating Room

Abstract:This article reviewed the correlation between the laminar f ow ventilation system and the infection rate. Since 1980, laminar flow ventilation system was widely applied in the operating room. It is widely believed that the laminar f ow ventilation system could reduce the number of infectious microbe in the air, and could greatly lower wound infection rate after operation. While some research showed that laminar f ow ventilation system is not the absolute factor to lower infection rate. Based on relative researches, this article put forward that laminar f ow ventilation system do have notable effect in reducing particles in the operating room, but the correlation between degree of air cleanliness and infection rate need to be further discussed.

Key words:laminar flow ventilation operation system; infection rate; antibiotic; colony forming units; abdominal incision

LIU Jian-xin, SU Lei, HAN Wei, XING Jia-wei, WANG Bo
Department of Medical Engineering, 3rdHospital of PLA, Baoji Shaanxi 721015, China

[中图分类号]R612

[文献标识码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.020

[文章编号]1674-1633(2016)12-0080-02

收稿日期:2016-10-09

修回日期:2016-10-24