手術室送風天花重要性
一（yī）、引言
手術是醫院中最長的開放性醫療過程（chéng）。手術過（guò）程中將患者最好的屏障——表皮或（huò）粘膜打開（kāi），使得機體的（de）內部（bù）直接暴露在外，不同途徑帶入的（de）病菌均（jun1）有可（kě）能輕而易舉地進入機體（tǐ）內部，極易（yì）引起（qǐ）感染。因此術（shù）後感染一直是醫（yī）院一種普遍的、最（zuì）難以提防的、可能誘發嚴重（chóng）後（hòu）果的院內（nèi）感染。
一般來說術後感染可涉及到下列因素（sù），這些因素分為可控因素和不可（kě）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、抗菌藥物使（shǐ）用、切口大小、無菌操作、手術技巧與手術時間長短等。
（三）其他感染風（fēng）險因素（可控因（yīn）素）
器械（xiè）、敷料、手術衣與手套消毒滅（miè）菌以及手術室環境（jìng）（菌、塵（chén）濃度、壓差、溫濕（shī）度控製等）。
其中，“患者自身風（fēng）險因素”和“手術本身風險因素”是最大的影響因素。
患者（zhě）自身風險，如在手術前有（yǒu）潛在的內髒器官功能（néng）損害，再加上手術和（hé）麻醉的（de）打擊，術後感染很有可能（néng）使這類患者術（shù）後發生一係列嚴重的並發症，乃至威脅患者的（de）生命。手術（shù）所造成（chéng）的生理（lǐ）紊亂可（kě）持續（xù）一個較長的過程，不會因為成功的手術會被立即（jí）糾（jiū）正。如果患者自身免疫缺（quē）省或服用（yòng）抗排異藥物，萬一感染後（hòu）果更不堪設想。
手術本身的風險，可通過手術部（bù）位清潔消毒、術前正確使用有效的預防性抗生（shēng）素、嚴格防範手術過程中內源性汙染、接觸手術部位的器物徹底消毒滅菌等對手術部位感染進行控製，對於普通外科手術來說空氣（qì）途徑感染是次要（yào）的。但對於器官移植、關節置換等（děng）大手術，加上患者服用抗排斥藥物，使得將手術（shù）環境處於受控狀態成（chéng）為一（yī）個關鍵因素。
對於（yú）“其他感染風險因素”，隻（zhī）能采用工（gōng）程控製措施（shī）進行控製，特別是（shì）手術環境，將（jiāng）可控風險因素處於受（shòu）控狀態，可以有效降低手術風險。
二、手（shǒu）術室送風天花裝置的重要性
不論（lùn）是（shì）我（wǒ）國2002年頒布的GB50333《醫院潔淨手術部建築技術規範》（以下簡稱“規範”）[1]，還是國外的醫院相關標準均對手術環（huán）境控製格外重視，盡可能降（jiàng）低在手（shǒu）術過程中對病患的傷害。
如何從（cóng）技術措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個手術（shù）室處於無菌（jun1）狀態，不僅難以達到，而且（qiě）更難以維持。近年來發（fā）展了手術區域（yù）局部控製的理念，即（jí）將所有（yǒu）送風口集中布置在手術床上方，形成送風天花（huā）。由於其有效性（xìng）、簡便性、造價低、且運行費用少，得到了極（jí）大的推廣，並被各（gè）國醫院相關標準所采用，作為推薦的控製模式。就連美國醫院通風標準也在2008年采用了這種方式。
但是無論設計院，還是醫院業主都普遍重（chóng）視手術（shù）室空調係統性能（néng）及控製係統，在客觀上忽視了局部淨化的送風（fēng）裝置——送風天花（huā）的性能。有的醫院誤認為隻需進口國外（wài）空調機（jī）組、先進的自控（kòng）係統、甚至配置智能化或數字化的手術室，就可實現完善的手術環境控製。因此在評審設計方案或工程公司投標標書時，往往重視手術部裝修、配置（zhì）、空調淨化係統及其控製，鮮有過問工程公司自產的送風天花的性能。
為什麽要強調手術室送風天花性能的重要性以及對術後感染（rǎn）的控製作（zuò）用？因為它的性能（néng）決定了手術區域環境控製質（zhì）量（liàng），極大地影響了手術感染風險控製（zhì）。
同（tóng）樣是對（duì）環境要求高度（dù）無菌的無菌病房，其技術措施與控製（zhì）方式和手術室不（bú）同。鑒於手術室（shì）的特（tè）點，環境控製的關鍵在於（yú）手術區域，而手術區域（yù）控（kòng）製的（de）關鍵在於手術切口，因此（cǐ）需要高度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（yào）控（kòng）製的隻（zhī）是在切口被打開的狀態。因（yīn）為手術前切口尚未打開前以及手術（shù）後切口已經縫（féng）合後，環境（jìng）控製並非重要。或者說從空間上來講，控製的隻（zhī）是一個局部的（de）點；從時間來講，控製的隻是某個（gè）時（shí）間段[2]。而不像無菌病房必須（xū）一天24小時對整（zhěng）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病患猶如一個生命島。
另外，手術區（qū）域無菌無塵（chén）程度影響直接進（jìn）入機體內部的空（kōng）氣質量。最新研究表明，不僅是（shì）懸浮菌濃度，塵埃濃度也影響術（shù）後感染率。主刀醫生操作手與手術器械上的落菌幾率，也會加大感染的風險（xiǎn）。特別對於（yú）那些器官移植、關節置換、整形（xíng）手術等深部手術尤為重要。因為這類（lèi）手術風險（xiǎn）太高，術後感染會危及生命。而不（bú）像無菌病房那樣特別重視空氣中懸浮病（bìng）菌，對於免疫能力低下的病患，即使新鮮空氣（qì）中的真菌也會造成不堪設想的後果。為此我國（guó）“規（guī）範”定為特別的潔淨手（shǒu）術室（I級（jí）），不同（tóng）於Ⅱ級標準的潔淨手術室（shì）。德國等歐洲標準是（shì）將I級中特（tè）別（bié）再分（fèn）出Ia級，日本標準（zhǔn）定（dìng）義為生物潔（jié）淨手術室，美國標準歸類為特殊手術室。
手術室送風天花性能，是利用了（le）空（kōng）氣（qì）潔淨技術領域中（zhōng）低速單向流（liú）氣流（或稱低紊流（liú）度的置換流）和（hé）局部淨化技術。局部淨化（huà）方式節能、有效，但也有不（bú）足[3]，由於局部淨化裝置常（cháng）常處（chù）在無菌程度較低的環境中，在送風過（guò）程中無菌送風氣流會與周邊區空氣進行動量（liàng）交換，內部高度無菌（jun1）區域（yù）易受周圍環境影響。送（sòng）風氣流速度（dù）也會逐（zhú）步衰減，其衰（shuāi）減量（liàng）大於全室（shì）單向流。要維持低速單向流（liú）流態，相對於全室單向流需要較大（dà）的出口（kǒu）麵風速。
如果直接將工業用的層流罩（FFU）套用在生（shēng）物領域往往流速過大（dà）、噪（zào）聲過高、反而會（huì）使無菌（jun1）區域縮小。盡管美國醫務界一直對手術室淨化不太（tài）感興趣，但美國通風空調製冷工程師學（xué）會（ASHARE）一直（zhí）推廣高效過濾與層流技術（shù）。為（wéi）了適應手術環境控製特點、擴大送風天花裝（zhuāng）置送風區域內的無菌範圍，減少周邊汙染氣流的幹（gàn）擾，必須對手術室送風天花裝置性能（néng）進行研究。率先研究的是柏林工業大學的艾（ài）斯（sī）東教授（Esdorn）[4]，1977年提出了手術室送風天花的模式，采用（yòng）了原德國DIN1946-4標準中提出的手（shǒu）術室最小20次換氣的送風量集中在手術台上方的3.0m×3.0m送風天花送出（chū），由於此時送風速度過小，當送熱風時下不來，在我國上海應用時就發（fā）生了這種情況。此時手術區（qū）達到（dào）的細菌濃度僅為室內的一半。後來柏林工業大學的費次納教授（Fitzner）[5]繼續研究了這項工作，對手術室送風天花作了一些改進，效果（guǒ）進一步提高。
從理論上（shàng）分析，送風氣流同時依靠出風動量和送風溫差來維持其運動，後者相當於（yú）熱（冷）動力，當送風溫度低於室溫（wēn）時氣流作下沉運動。從工程意義上講，熱（冷（lěng））動力對氣流運動所起的作用一（yī）般不予考慮（lǜ）。但對於低速送風天花裝置來說，因其出風動量不大，溫差對氣（qì）流的（de）作（zuò）用（yòng）不容忽略。隨著送（sòng）風量的增大，出口風速變大，溫（wēn）差減小，即送風氣流的空氣動力增強（qiáng），而熱（冷）動力減弱，那麽由（yóu）溫差引射的周邊空氣越少，且中心區抗幹擾的（de）能力增強，控製效果更（gèng）好。送風溫差太大，中心無菌（jun1）區域會縮小；送風溫差太小，送風（fēng）氣流送不下（xià）來。艾斯東教授（shòu）研究認為送風溫度低於室溫不小於 0.5°C 、不大於2 °C ~3 °C的範圍內效果（guǒ）最佳[4]。當風量超過某一範（fàn）圍後，接近於等（děng）溫送風時，熱（冷）動（dòng）力的作用已經（jīng）很小，此時送風的動量對控製效果起決定性作用，如果局部裝置的風速過大，易加劇射流誘導，把室內懸浮菌引導到送風天花上風側，再被局部高速氣流帶至下風側，導致汙染程（chéng）度的加大。
低速低紊流度的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（duì）送風氣流的幹擾，早期產品不得不靠氣流噴管來支撐著低速的送風氣流（見圖（tú）1），繼而又采（cǎi）用了塑（sù）料圍簾（見圖2）來降低低速送風氣流的（de）衰減，兩者（zhě）效果均不理想。後來的送（sòng）風天花裝置開始向提高送風速度或縮小送風麵積兩個方（fāng）向發展[6]，造就了各種形式的（de）產品（見圖3），但現已很少采用（yòng）氣流噴嘴與塑料圍簾。
傳統的送風天花裝置（圖（tú）3）是將高效過濾器布（bù）置（zhì）在送風靜壓箱的末端，靠末端過（guò）濾器性能和安裝質量（liàng）作最後把關來實（shí）現其性能。這種傳統裝置要在那麽大的送風麵積上安裝那麽多的高效過（guò）濾器、並產生潔淨（完全過濾而不泄漏）、均勻（完善的氣流分布）、單向和平行（垂直於過（guò）濾（lǜ）器麵）的氣流十分不易。這等於要求整個送風麵上每個高（gāo）效過濾器不僅僅本身起過濾作用，而且還起類似孔板的均（jun1）流作用和氣流分布作用，又要象（xiàng）盲板一樣的不泄漏作用（yòng），這三個作用的“耦合”，使得滿布高效過濾器的做法對送風末端要求異常高，無論靜壓箱本體，還是過濾器及其接合（hé）麵隻要有一點滲漏（lòu），就（jiù）會沿著單向流直接達到工藝關鍵部位，會使得整個局部淨化失敗。因此傳統（tǒng）裝置不但加工難度高，安裝複雜，檢漏麻煩，而且其造價昂貴。
1995年，中國建築科（kē）學（xué）院許鍾麟教（jiāo）授提出了有自主知識產權的阻漏層理論，推動了送風天花裝置進一步發展。阻漏層理論提（tí）出（chū）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（xiāng）設置在（zài）送風天花裝置（zhì）外（wài）。過濾箱內采用零壓密封解決了高效過濾器安（ān）裝接合麵的滲漏問（wèn）題。在送風裝置內設有混流器和在末端設置具有亞高效水平的阻（zǔ）尼層。這（zhè）種新型的送風天花裝置，即使高效過濾器及其接合麵有一點滲漏，滲漏粒子數（shù）相（xiàng）對於那樣大（dà）的送風量是一個高價小量，經送風末（mò）端氣流混合和過濾，使得原來局部的“漏”變成了整體的“不漏”，起（qǐ）到了阻擋滲漏的作用（yòng）。大大降（jiàng）低了靜壓箱本體、高效過濾器本（běn）體及其接合（hé）麵的安（ān）裝要求，也簡（jiǎn）化了加工、安（ān）裝和檢漏過程（chéng）。因此阻漏層理論將傳統的（de）送風末端（duān）裝置的過濾、防（fáng）漏和氣流分布三個作用的“耦合”非常巧妙地解耦，從（cóng）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（mò）端密封堵漏的性質，消除（chú）了發生（shēng）漏泄的危害。擴大了單（dān）向流潔淨空間的活塞流滿布比，提高了送風氣流品質[7]。現在阻漏層理論已經轉化成成熟的送風天花產品（pǐn）（見圖4），已經批量生產，並實現標準化、模數化和裝（zhuāng）配化，為（wéi）設計（jì）者、施工者和使（shǐ）用者（zhě）帶來極大的方便。
三、手術室阻漏式（shì）送風天花（huā）的（de）安全性
手術室（shì）送風天花的安全性主（zhǔ）要取決於兩個方麵：送風天花（huā）的大小與性能。
德國權威的研究機構羅（luó）伯特-科赫研究所認為，送風天花形成的保護區域必須包含手術台與器械桌，這要求高度無菌手術室（相當於德國標準（zhǔn）Ia級）送風（fēng）天花的（de）保護（hù）區域麵（miàn）積至少維持在2.8m×2.8m，德國2008年修訂了標準DIN1946第4部分，規定送風天花的出（chū）風麵積3.2m×3.2m。當然對於一般無菌手術室（相當於德國標準Ib級）的（de）送風天花隻要求保護手術台，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（ér）美國醫（yī）療機構則對此並（bìng）不認同。美國設（shè）施指南學會（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（de）觀點，協調了雙方（fāng）的（de）控製（zhì）措施，同意采用手術區域集中送風，並將送風速度（dù）降（jiàng）到0.13~0.18m/s。2008年頒布的ASHRAE170規定手術室（shì）送風口每邊隻要比手術台麵大0.3～0.45 m（這送風口尺寸與我國標準Ⅲ級手術室相仿，大大小於德國標準），並要求（qiú）使用的無影燈和氣塔投影麵積（jī）不能超過送風口麵積30%。
我國認為送風天花的大小與手術風險及保護級別有關（guān）。《醫院（yuàn）潔淨手術部建築技術規範》根據手術（shù）室的級別提出了不（bú）同大（dà）小的送風天花的送風麵積（見表1），因為手術室的級別本身就體現了（le）手術風險與（yǔ）保護級別。經過近十年來的實施，醫護界認為是合適的。
其次是送風天花的性能。
送風天花的性能主要表現為氣流的（de）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（dào）手術區域動態保護，不僅要求快速而有效地將源自（zì）手術區（qū）域的汙染從保護區域排除出去，而且要對周圍區域形成一個有效屏障進行屏（píng）蔽。這要求送（sòng）風氣流在手術區（qū）域仍保持較強的抑製汙染的能力，為此德國不得不建議在送風天花增設圍擋，並且該圍擋可以延長至（zhì）距地麵2.1m處，以減緩送風氣流衰減。
送風天花性能體（tǐ）現了動力和熱（rè）力（lì）性對氣流抗幹（gàn）擾性能的綜（zōng）合影響。送風氣流（liú）動力性能主要體現（xiàn）了送風速度和（hé）紊流度。低（dī）速、均勻、致密的（de）送風氣流，對外的誘導（dǎo）性小，保護區域大，對內（nèi）抗幹擾能（néng）力（lì）大，能有效抑（yì）製汙染。送風氣流的熱（rè）力主要涉及送風（fēng）溫濕度以及送風溫差。這對（duì）低速氣流（liú）來說十分重要。美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（de）規定。規定了（le）Ia級手術室的送風天花應達到（dào）以下要求[10]：
送風速度不低於0.23 m/s。
出風氣流紊流度（除了（le）4個（gè）角落的所有測試位置）：≤0.15；在4個（gè）角落的測試位置：≤0.25；在離地1.2m高（gāo）的保護區域氣流紊（wěn）流度（除了4個角落的所有測（cè）試位置）：≤0.20；在4個角落的測試位置：≤0.30。
送風溫度不低於室溫（wēn）0.5 K，送風溫差不超過3 K；
我國《醫院（yuàn）潔淨（jìng）手術部建築技術規範》規定的（de）送風速度不低於0.25m/s，在（zài）離地0.8m高的保護區域內送風氣流的紊流（liú）度≤0.25。應該說中（zhōng）德兩個國家標準基本相當。其實氣流性能與末端過濾器（qì）的滿布比有關，其他（tā）國家（jiā）標準沒有（yǒu）涉及，對此我國規範有明文規定。由於我國研（yán）發的（de）阻漏式送風天花采用了阻漏層（céng），極（jí）大地提高了滿布（bù）比，大大提高了送風氣流的性能。
送風天（tiān）花的性能（néng）還表現在阻漏性。如上所述，傳統的送（sòng）風天花裝置是將高效過濾器布置在送風（fēng）靜壓箱的末端，一旦末端過濾（lǜ）器因自身或安裝質量出現滲漏，就無法保障其送風的無菌性（xìng）能。最新研究再次證實，引起手術部位感染的環境微生物源是（shì）細菌，而不是病毒（dú）。再次肯定了過濾除菌的有效性。因此保證末端過濾裝置不（bú）滲漏是一個首要條件（jiàn），各國的傳統送風天花就是靠強調製造工藝、材料以及（jí）技（jì）術來達到不漏。
我國研發阻漏式送風天花，利用阻漏層理論（lùn）解耦了送風末端裝置的過濾、防漏和氣流分布三（sān）個作用，從原理（lǐ）上保證了送風氣流（liú）經過充分過濾，不滲漏，形（xíng）成了均勻、致密的低紊流度的置換流。保證了在離（lí）地0.8m高的保護區域內送風氣流的紊流（liú）度≤0.25。而且大量（liàng）的（de）實際應用也充分證明了這一點（diǎn）。阻漏層（céng）的原理大大簡化了送風天花製造工藝、材料以及技（jì）術。由於阻漏式送風（fēng）天花是靠原（yuán）理保障不漏，可以長期保持不漏。而傳（chuán）統送風天花是依賴製造工藝、材料以及技（jì）術來達到不漏，因此隻是暫時的，或者說需（xū）要在運行過程中不斷監測、不斷調整才（cái）能達到。
手術室送風天花高性能以及（jí）高可靠性（xìng）為91小视频提（tí）出了一個新的控製理念——“動態保（bǎo）護（hù）”。因為手術室真正要求保護的是某特定時間段（手術過程）內的局部區域（手術部（bù）位），無論室內（nèi）處於任何汙染狀態下，隻要手術室（shì）的送風天花一開啟，就能夠保（bǎo）證手術（shù）區域的無菌狀（zhuàng）態，使整個（gè）手術過程均能得到所期望的保護，送風天花這（zhè）一性（xìng）能被定義為“動態屏蔽”。這對送風天花的性能（néng）提出了更（gèng）高的要求。可大大降低周邊區域甚至整（zhěng）個手術部的無菌狀（zhuàng）態的控製，而且手術切口一旦被處理，完全可以大大降低送風天花的（de）送風量。從工程（chéng）上講，可（kě）以降低對（duì）手術區（qū）域周邊汙染控製、鄰室的環境控製以及整個手術部正壓控製（zhì）要求。這一節能、有效控製的思路正是由VDI2167提出[11]，現也被2008年12月頒布的最新一版德國標準DIN1946第4部分“醫院通風空調（diào）”[10]所認可。
至於德國標準推（tuī）薦的（不是規定）送風天花圍擋，其要求不同於以往所使用的圍擋（dǎng）。以前增設的圍（wéi）擋是（shì）為了使低速氣流能（néng）送下來（lái），圍擋材料大多為塑料布，常因氣流流動產生靜電（diàn）而吸附塵埃，增加了清潔的工作量（liàng）。如今采用圍擋是保護高速氣（qì）流流動（dòng）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（yǔ）醫療氣體供氣橋架結合在一起（見圖8），形（xíng）成（chéng）了新型的送風裝置。
四、結束語
手術是一種高風險的醫療，從工程控製角度來說，手術部（bù）位（wèi）感染控製就是將可控因素處於受控狀態。而將手術環境處於受控狀態，是一項主要任務（wù）。從手術室的醫（yī）療要求與環境控製特點來看，手術室送風天花對（duì）局部手術區控製的重要性與安全性高於淨化（huà）空調係統與控製係統。目前手術室（shì）送風天花性能在我國並沒有引起足夠的重視。我國應該了（le）解手術室送風天花對手術區域控製的重要性與安全性，也（yě）是今（jīn）後手術室節能運行的關（guān）鍵部件。必須高度重視手術室送風天花的研發、生產與檢（jiǎn）測，正確理解（jiě）與執行我國《醫院潔（jié）淨（jìng）手術部建（jiàn）築技術規範》對送風天花性能及手術環境（jìng）控製的要求[12]。
我國《醫（yī）院潔淨手術部建築技術規範》對（duì）送風天花性能有較為詳盡（jìn）的規定，推薦較為簡易、有效的區域控製思路與措施，強調了（le）送（sòng）風天花的重要性與安（ān）全性（xìng），並對送風天花（huā）的高（gāo）效過濾器（qì）滿布比、截麵平均風速值和速度均勻度等要素提出了（le）較高的要求[1]。最新頒布的（de）德國標準1946第4部分也對手術室（shì）送風天（tiān）花提出更高（gāo）要求，促使91小视频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（bù）提高手術室送風天花的性（xìng）能。我（wǒ）國大多工程公司生產的手術室送風天（tiān）花的性能，如紊流度，難以達到我國《醫院潔淨手術部建築技術規範（fàn）》要求（qiú）的0.25。手術室送風天花普遍存在氣流均勻性較差，氣流易擴散，抗幹擾性差，汙染誘入角較大，斷（duàn）麵平均速度衰減較快，難以滿足手術區域（yù）的環境（jìng）控製要求。91小视频認為隻有改變了一家一戶的生（shēng）產送風天花的（de）製造模式，走專業（yè）化生產、專業化抽檢之路，才能（néng）有效提高我國手術室送風天花的質量。目前（qián）我國由（yóu）專業廠家生產的阻漏層手術室（shì）送風天花性能已經達（dá）到了國外標準（zhǔn），已被在（zài）華（huá）外（wài）商認可，並應（yīng）用到（dào）工程（chéng）實（shí）際[13]。
筆者期望本文有益於提高對手術室送風天花的重要性和安全性的認識，有助於進一步提高我（wǒ）國手術室送風天花性能，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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