按语：德国DIN-4标准委员会和德国黑森州卫生局针对布朗特（ChristianBrandt）在美国外科学会年刊上发表了一篇《手术室层流通风对防止整形和腹腔手术的手术部位感染没有效果》一文进行了严谨调研与质询，认为该论文没有按照感染监察系统要求进行调查，所调研的手术室大多是早期建设的被布朗特误认为层流手术室，为此否定了该论文。德国医务界和工程界组成多学科小组，医院连续6年对同一手术团队分别在湍流混掺手术室和单向置换流手术室监测了台手术。认为在实际临床条件下，单向置换流可将悬浮细菌含量降低90%以上。这医院、不同手术团队在实施手术部位感染的预防措施与手术方法上差异，这在手术感染循证调研史上首次，值得信任。中国建筑科学研究院有限公司张惠翻译了此文，同济大学沈晋明做了校对，供大家参考。

安装单向置换流系统降低手术室内悬浮菌浓度

SebastianFischerACDEF1，MartinThievesADF2，TobiasHirschADE，Klaus-DieterFischerDE1，HelmineHubertABCD4，SteffenBeplerABD4，andHans-MartinSeippACDEF4

论文作者贡献：

研究设计A，数据收集B，统计分析C，数据阐释D，手稿准备E，文献检索F，经费筹措G

1德国路德维希港海德堡大学保加利亚路德维希港创伤中心手部、整形、置换外科、烧伤中心；

2医院卫生部，德国达姆施塔特；

德国波鸿保加利亚大学Bergmannsheil医院整形外科、烧伤中心；

4德国吉森弗里格贝格应用科学大学卫生学系。

通讯作者：Hans-MartinSeipp,e-mail:Hans-Martin.Seipp

稿件来源：MEDICALSCIENCEMONITOR

背景：术中细菌污染是术后切口感染的主要风险因素。本论文研究手术室安装单向置换流系统的前后，通风系统类型对悬浮菌浓度的影响。

材料/方法：我们微生物监测同一手术团队从配备湍流混合通风的手术室（ORs）（TMV，根据标准DIN--4[]，OR1，OR2，OR）到配备单向置换流系统的手术室（UDF，根据标准DIN--4，附件D[]，OR7和OR8）进行的台手术。使用培养皿采集外科手术过程中的悬浮菌，经过48小时的培养，分析小时平均值、峰值，以及与手术持续时间的关系。此外，我们还将在1至号手术室最后进行的18次外科手术监测数据与7、8号手术室最初进行的18次外科手术监测数据进行了对比。

结果：1至号手术室的术中悬浮菌浓度平均值分别为5.4CFU/h、5.5CFU/h和6.1CFU/h，其峰值分别为10.7CFU/h、11.1CFU/h和11.0CFU/h。安装单向置换流系统的7、8号手术室，术中细菌浓度平均值降至0.21CFU/h（OR7）和0.5CFU/h（OR8）（P＜0.01）。相应的，峰值分别降至0.9CFU/h和1.0CFU/h（P＜0.01）。对于1至号手术室，术中悬浮菌浓度随着手术持续时间呈线性增长。但是安装单向置换流系统的7、8号手术室可将细菌控制在较低水平（小于CFU/h）。对比1至号手术室最后进行的18次外科手术与7至8号手术室最初进行的18次外科手术监测数据，可以发现术中平均细菌浓度降低了约94%（5CFU/h和0.29CFU/h，P＜0.01）。

结论：满足标准DIN-4版中附录D要求的单向置换流，是一种降低悬浮菌负荷的有效送风形式，可将悬浮菌含量降低超过90%。尽管降低术后切口感染发生率无法具体评估，但是可以确信空气中微生物含量可引起外科感染。

关键词：环境，受控?手术室?通风

术后病人切口感染是最常见的外科手术并发症之一。在德国，每年记录约有例术后切口感染发生，占所有外科手术的1.8%[1]。切口感染不仅延长病人治愈时长、增加住院时间以及导致额外的外科手术，还会引起严重的并发症，比如败血症，甚至死亡。虽然没有明确定义，但可以确定切口感染最有可能由多种原因引起。手术室内的微生物病原体的系统分布以及术中细菌污染被高度怀疑是引起外科手术感染的主要因素。手术过程中，不论是悬浮的还是附着在手术人员皮肤表面的颗粒，都会直接或间接的到达手术区域[2]。Cecsey等指出每平方厘米表皮平均含有个微生物，一个人平均每天死亡约个皮肤鳞屑[]。尽管这些数据无法评估手术进行中环境，却提供了预期在外科领域手术团队相关细菌浓度的参考数据。

手术区域的污染不仅可以直接产生，还可以间接引发，比如通过医疗器械或手套。而间接污染也依赖于空气质量。Chosky等人已经证实经过消毒的医疗器械可被不良的通风系统形式污染至较高程度[4]。因此，手术室内空气中细菌浓度低可降低手术区域内直接或间接的污染。

当前可用的有两种类型的手术室通风系统：湍流混掺通风（TMV）和层流（LAF）。而前者（TMV）将无菌并经过过滤的进风送至手术区域，并与污染空气混合后湍流流动，从而降低细菌浓度。层流（LAF）遵循相反原则[5,6]，经过过滤的洁净气流通过送风天花形成低湍流度的层流气流，置换污染空气，且无交叉污染[7]。相对而言，层流系统湍流度较低（小于5%），常被用于洁净室，而手术室常用的系统形式为单向置换流系统（UDF）。尽管与层流系统相比，单向置换流的湍流度稍高（5-20%），但在试验条件下，仍能使悬浮菌含量低于1CFU/m[8,9]。但是，在真正的临床条件下，与其他系统形式相比，很难评估该系统形式降低病原体含量的程度。手术的类型、参与手术的人员数量以医院的显著差异，有效的评估细菌数量比较困难。

我们之前的研究表明，与湍流混合通风系统相比，证实在真正的临床条件下，单向置换流可显著的降低手术区细菌污染水平[10]。然而我们研究的多间医院，导致手术团队不同，手术方法与团队亦不同，这些均为可显著影响术中细菌污染的因素。

本次研究为同一外科手术团队，先在安装湍流混合通风系统的手术室内手术，之后换到在安装单向置换流的手术室内手术，目的为评估两种手术室的术中悬浮菌浓度。除通风系统形式外没有其他变化，因此研究呈现的影响效果仅仅基于这种通风技术的变化。据我们所知，迄今为止尚未有针对这两种通风系统形式的对比。

手术室

本次研究对象包括以下手术室：

根据DIN-标准-4（）[11]1至号手术室在一个特殊的湍流混合通风（TMV）系统内配备了送风诱导喷嘴的送风天花装置。每个湍流混合通风系统被安装在离地.1m上。1号和2号手术室的送风量均为2m/h，号手术室为m/h。1至号手术室的容积均为10m。

医院建设了新的外科楼，其中有两间手术室安装了新的通风系统形式，其功能依据单向置换流的原理（DIN标准-4-，附录）[9]。送风天花的尺寸为.2*.2m2，送风量均为m/h。在两间手术室内，安装在送风天花下的稳流装置离地2.1m。7号手术室的容积为94m，8号手术室为m，且均与走廊相连。手术室内的设备，包括医疗器械、手术衣、无菌物品以及仪器，移至新手术室后需保持一致。

依据标准DIN-4，研究所用手术室需定期进行维护（每年），如测试手术室内的洁净度，检查过滤器组件的气密性和完整性，以保证手术室处于最佳性能、功效和安全性，确保整个试验期间对比的有效性。

沉降

将无菌培养皿（ICR皿，产品编号eHeipha，博士穆勒有限公司，德国Eppelheim）暴露于器械桌上。由手术助理护士放置于无菌区域，并打开。手术开始切口时打开培养皿，并于缝合创口后盖上培养皿盖（沉降周期=创口切开到缝合的时间[IC时间]），检测依据标准DIN-4[9]和ISO-1[12]。手术结束后立刻使用胶带将合上的培养皿封住。伴随数据表包含患者信息，手术时间（IC时间），手术方法以及培养皿数量。

ICR皿需在7℃条件下恒温培养48小时（培养箱型号B12，贺利氏控股有限公司，德国哈瑙）。菌落繁殖后计数菌落形成单位（CFUs）。

表1.手术室综述

数据统计

CFU作为主要的结果参数对相应手术室进行分析。计算其平均值、中值、差异系数以及标准偏差。使用截尾均值（85%-95%）以消除异常值对统计数据的影响。IC时间以60分钟为单位，依据标准DIN-4（附录F），计算细菌数（CFU/h），用于对比不同手术室中的悬浮菌浓度（CFUs）。使用t检验成对比较CFUs。

为便于5间配有相应通风系统的手术室在手术中产生的细菌传播的比较，根据不同的手术时间将数据分成组：短IC时间（小于5分中），中IC时间（6至75分钟），长IC时间（大于75分钟）。使用Levene检验（F-检验）比较方差，然后用t检验验证平均值差异的统计学显著性；P小于0.05为显著，而小于0.为高度显著。

为增加更换手术室前后的可比性，将1至号手术室的最后18次结果与7、8号手术室的前18次结果进行对比。计算每间手术室每次手术的悬浮菌浓度以及与IC时间的相关性。

结果

为了对比两种的通风系统，我们医院的5间手术室进行了为期6年的监测。期间进行了次手术，使用了相应数量的培养皿（每次手术用1个）。IC时间的平均值为94.6分钟，IC时间在77分钟（OR1）和分钟（OR7）之间（表1）。

细菌污染

湍流混合通风（TMV）

我们分析了1、2、号手术室进行的24、和次手术，平均IC时间在77分钟（1号手术室OR1）和分钟（2号手术室OR2）之间。1至号手术室的平均细菌含量分别为6.5、8.1和7.5CFU，2号手术室的最高值达CFU。1至号手术室的截尾均值分别为16.6、18.5和17.1CFU。详细结果见表2。对比1至号手术室，细菌含量无明显差异（P大于0.05）。

表2.不同通风系统对比

单向置换流

7号手术室完成了62次手术，平均IC时间为分钟。8号手术室完成了76次手术，平均IC时间为88分钟。7、8号手术室的平均细菌含量分别为0.和0.4CFU，两间手术室的最高值均为2CFU。两间手术室的截尾均值均为1CFU。详细结果见表2。相应的，7、8号手术室细菌含量无明显差异（P大于0.05）。

通风系统之间的对比

IC时间以小时为单位，计算两种通风系统的手术室单位时间内相应的细菌含量，并进行对比。使用湍流混合通风系统的1至号手术室其单位时间内的平均细菌含量分别为5.4、5.5和6.1CFU/h，最大值分别达到了2、和96CFU/h，截尾均值分别为10.7、11.1和11CFU/h。比较起来，使用单向置换流系统的7、8号手术室单位时间内的平均细菌含量分别为0.2和0.4CFU/h，其最大值分别达到了1.7和6.7CFU/h，截尾均值分别为0.9和1CFU/h。详细结果见表2。统计结果对比显示，使用湍流混合通风系统手术室的细菌含量明显高于使用单向置换流系统的手术室（图1）。

图1.1-号手术室(湍流混合通风)细菌含量与7、8号手术室(单向置换流)对比(P＜0.05)

表.1至号手术室后18次手术监测结果与7、8号手术室的前18次结果对比

统计显示，重要的是，每小时细菌含量最大值偏差较大，是由极端值引起的。

图2.1至号手术室后18次手术监测结果与7、8号手术室的前18次结果对比

为增加两种通风系统对比的有效性，将1至号手术室（A组）的最后18次手术监测结果与7、8号手术室（B组）的前18次结果进行对比。因此A、B两组的平均IC时间分别为89min和min。A组的空气中细菌含量平均值为6.1CFU，范围在0和26.CFU之间，截尾均值为1.6CFU。对于B组，空气中的细菌含量平均值为0.5CFU，最小值为0CFU，最大值为2CFU，截尾均值为1CFU。A、B两组单位时间内的平均细菌含量分别为5和0.29CFU/h。详细结果见表。统计结果对比显示，A组的细菌含量明显高于B组（图2）。

表4.系统间IC时间对比

手术时间（IC时间）对细菌含量的影响

对收集的数据进行分析。将手术时间（IC时间）分为组：短手术时间（小于5min），中手术时间（5-75min），长手术时间（大于75min）（表4）。根据收集的数据对个组进行对比。在整个研究阶段，随着IC时间的延长，使用湍流混合通风系统的手术室（1至号手术室）内细菌含量不断的增加，而使用单向置换流系统的手术室（7、8号手术室）一直将其控制在较低水平。（图、4）

图.两种通风系统之间手术时间与细菌浓度相关性的对比

图4.1-号手术室与7、8号手术室细菌浓度与手术时间相关性对比

讨论

众所周知，应尽可能的避免手术创口的细菌污染。Soots等人认为，0年前，98%的手术创口细菌感染是由空气污染直接或间接引起的[1]。在此背景下，Fitzgerald和Washington的报告指出空气污染的等级取决于手术中参与人员的数量以及身体活动[14]。高强度的身体活动每分钟可产生约颗微粒，其中10%的含菌微粒在空气中漂浮的时间超过半个小时。Salvigni等人认为手术中的人员无疑是最大的污染源[15]。减少手术中医护人员的数量很困难，因此最优的通风系统是降低手术室细菌污染的最佳途径。在我们最新的研究中，我们对沉降菌的测试严格依据国家和国际标准[9、12]，研究证明相较于其他通风系统形式，单向置换流（UDF）可显著的降低手术室内的细菌含量[10]。除单位时间内的细菌数量最低外，单向置换流可在整个手术过程中，将手术室内的细菌含量稳定的控制在较低水平。

此外，与Thomas和Meierhans的研究结果一致，我们发现细菌含量最高的手术室往往设有未装过滤器或防止湍流的送风口[16]。虽然研究结果证明了单向置换流的优越性，但仍具有一定的局限性。因为调研是同时在不同的手术室进行的，特别是手术医护人员不同，细菌含量的降低不能完全归功于通风系统。

本次研究在相似的条件下进行对比，旨在确定通风系统形式对细菌含量的影响。因此，本次研究中，由安装湍流混合通风系统（TMV）的手术室，转换到安装单向置换流（UDF）的手术室前后，采用同样的手术人员。所以手术范围及程序可保持一致，细菌含量的降低可以完全归功于通风系统。

单向置换流的基本原则是将经过过滤器过滤的洁净空气通过送风天花送至保护区域（PZ），置换其中的污染空气[7]。保护区域位于送风天花的正下方，是执行手术的区域，包括人员及仪器所在的区域。送风速度较低可避免湍流，置换污染空气的同时，不与其发生混合，无交叉污染。后者是与单向流最大的不同，湍流混合通风系统（TMV）已经是几十年前的标准。经过过滤的空气经过送风口（不同制造商，不同的形式，如诱导管）送入手术区域，是湍流混合通风系统降低空气中细菌含量的唯一方法[6]。因此降低细菌含量就需要将经过过滤器过滤的洁净空气与污染空气混合。为尽可能混合，湍流混合通风系统的送风速度较高，产生湍流。然而高湍流可使细菌漂浮在空气中，并引起医护人员的不适[17]。湍流混合通风系统的缺点还有其受房间容体积影响，因为经过过滤器过滤的送风旨在降低细菌浓度，而不是置换污染空气[18]。

配置符合标准的湍流混合通风系统，将手术室内的细菌含量降低99%需经过25min（恢复时间）。相应的，单向置换流仅用不到8秒的时间就可以达到该水平，而其送风天花的送风速度仅25cm/s[19]。

我们已经证明了与湍流混合通风系统相比，单向置换流可显著的降低手术区域的细菌污染（0.29与4.98CFU/h）。湍流混合通风系统中细菌含量与手术时间呈线性增长关系，而单向置换流可以将细菌含量稳定控制在较低水平。就测试条件而论（相同的手术类型、设备和人员），出现这种结果主要由于设置单向置换流系统。

本次研究仍有局限性，如没有细菌致病性的说明，以及与术后临床结果的关联性。细菌污染的显著降低可能与临床无关，因为明显的切口感染可能不仅取决于手术区域的细菌数量，还有伴发病或者病人身体状况。手术区域的细菌含量达到某一个临界值才会引起手术创口感染，而两种通风系统均无法改变该限值。因此，有必要进一步研究通风系统对术后创口感染的影响。参考文献中没有限制细菌含量对有效控制并发症的说明。然而本次研究结果清晰的表明在手术过程中通风系统对控制细菌含量的显著效果。

如符合DIN-4-中附录D的要求，在实际临床条件下，单向置换流可将悬浮菌含量降低90%以上。尽管不知道术后创口感染的发病率，但明确微生物污染可引起感染。

参考文献

[1]GastmeierP,GeffersC:[Noso