提要　我國標準將潔凈層流手術(shù)室分為四級,?其中前三級要求在手術(shù)臺上方集中布置送風(fēng)口,這樣做是為了保護關(guān)鍵區域,?符合我國早就提出的局部?jì)艋椭髁鲄^理論。按主流區理論計算結果表明,?這樣布置送風(fēng)口,?將在同樣換氣次數下使手術(shù)臺區潔凈度提高一個(gè)級別,?使主流區細菌濃度和周邊區細菌濃度之比降到0?.5?以下。

1?　保護關(guān)鍵區域和局部?jì)艋?

我國國家標準《醫院潔凈手術(shù)部建設標準》已從2000?年10?月1?日起施行?！稑藴省穼崈粲梅糠譃??級。其中對潔凈層流手術(shù)室是按手術(shù)臺區和周邊區的細菌濃度和空氣潔凈度來(lái)分級的,?這在國際上還是第一次?！稑藴省返?9?條規定“?Ⅰ?、Ⅱ?、Ⅲ級潔凈層流手術(shù)室應采用局部集中送風(fēng)方式,?集中布置的送風(fēng)口面積即手術(shù)區的大小應和層流手術(shù)室等級相適應,?Ⅰ?級時(shí)的不小于6?.2 m2(其中頭部專(zhuān)用的不小于1?.4 m2),Ⅱ級不小于4?.6 m2?,?Ⅲ級不小于3?.6m2”?。

這樣規定,?完全不同于比較流行的工業(yè)做法(如日本):全室單向流或者亂流方式。這樣規定,?其指導思想是應用主流區理論,保護關(guān)鍵區域,?達到既提高潔凈效果又更經(jīng)濟的目的。保護關(guān)鍵部位和局部?jì)艋墙梃b德國的做法。德國在醫院層流手術(shù)室推行的不是全室凈化和均勻送風(fēng),?而是著(zhù)眼于將關(guān)鍵區域(手術(shù)臺和器械桌)的浮游菌濃度控制在限定的范圍之內。著(zhù)眼于提供一個(gè)工作區的合格的背景環(huán)境。

德國醫院潔凈層流手術(shù)室的這一技術(shù)路線(xiàn)和柏林工業(yè)大學(xué)艾斯東(Esdorn)教授1977?年提出的污染度Us?和相對污染度Ex?兩個(gè)概念[1] (定義參見(jiàn)文獻[2]?)密不可分。

德國標準DIN 1946?第4?部分“醫院通風(fēng)空調”采用了上述概念,?并規定所謂一般無(wú)菌層流手術(shù)室允許Us?=1?,?所謂高度無(wú)菌層流手術(shù)室允許Us?=2/3?。

污染度概念的提出對于德國稱(chēng)之為無(wú)菌層流手術(shù)室的潔凈層流手術(shù)室以不同于當時(shí)工業(yè)潔凈室一般做法的模式發(fā)展,?起到了促進(jìn)作用。它的主要優(yōu)點(diǎn)是:

①以細菌濃度作為判斷依據,?適合醫務(wù)人員習慣。

②?給出了達到所謂一般無(wú)菌要求的基本條件———20h-1潔凈空氣量的換氣次數,?認為這樣的換氣量就可以滿(mǎn)足所謂一般無(wú)菌層流手術(shù)室的衛生要求,這就是說(shuō),?潔凈層流手術(shù)室必須送潔凈風(fēng),?換氣量至少相當于20h-1?。

③給出了工作區是關(guān)鍵區域的概念,?提出了將20h-1換氣量集中在工作區上方送出的主張,使手術(shù)區達到的細菌濃度僅為室內平均濃度的一半,?即污染度降到0?.5?。這就是集中布置過(guò)濾器和常規分散布置過(guò)濾器的區別。

④沒(méi)有停留在概念上,?而是把概念和實(shí)施的裝置結合起來(lái),?開(kāi)發(fā)了層流手術(shù)室送風(fēng)吊頂單元,?并將此項開(kāi)發(fā)成果轉讓給偉醫士(Weiss)公司,?這也就

是今天我們看到的歐洲許多潔凈層流手術(shù)室送風(fēng)吊頂單元(包括德國T?rox?Technik?,?Nickel?和瑞士Luwa等公司)的基型。

但是,?污染度概念表現的不足在于:

①?沒(méi)有給潔凈層流手術(shù)室定下細菌濃度絕對量的標準,?這在DIN 1946?第4?部分中也沒(méi)有反映。雖然2400m3/h?基本風(fēng)量是經(jīng)過(guò)測定等給出的,?但沒(méi)有給出這一風(fēng)量所能達到的細菌濃度標準,?也沒(méi)給出有關(guān)的條件(如面積、人數)。這樣相對量之間的比較就意義不大,?可操作性不強,?而且顯得2 400m3/h(或20?h-1換氣)的認定有隨意性。

②?艾斯東污染度的概念,?實(shí)質(zhì)上是追求一種最小風(fēng)量的思路,?他的方案只適用于所謂一般無(wú)菌的層流手術(shù)室,?這顯然是有很大局限性的,?而且同在歐洲的英國、瑞士等國標準中的送風(fēng)量就比德國大得多。這一點(diǎn)也被曾在偉醫士公司工作的許密特(Schmidt)教授指出,?認為上述最小風(fēng)量思路并非正確,?增加的一些投資與其所產(chǎn)生的避免感染、保證手術(shù)成功的效益及減少可能引起法律訴訟的損失相比,?是很微小的,?他則提出了所謂高度無(wú)菌層流手術(shù)室風(fēng)量必須大于7 500 m3/h?。

③?不論是艾斯東教授得出的Us?=0?.5?的結果,?還是許密特教授由大量測定歸納出的送風(fēng)面積和保護區面積的結果(見(jiàn)文獻[2]表1),?都沒(méi)有達到理論預測的程度,?沒(méi)有提供一種基本可行的理論計算方法,?這也就降低了實(shí)踐中的可操作性。

其實(shí),?反映在污染度概念和DIN 1946?第4?部分中的若干思想,?對于我們來(lái)說(shuō)并不陌生。

德國1977?年提出的這一污染度思路,?認為潔凈層流手術(shù)室不必進(jìn)行全室凈化,?只需局部降低細菌濃度以及有效保護關(guān)鍵區域;并集中使用20h-1?換氣量的潔凈風(fēng)于手術(shù)臺上方送出。這一思路的實(shí)質(zhì)就是“局部?jì)艋焙汀爸髁鲄^”概念的結合。

我國1977?年7?月經(jīng)全國鑒定審查會(huì )通過(guò)并于1979?年正式出版的《空氣潔凈技術(shù)措施》[3]?就第一次提出了“全面凈化”和“局部?jì)艋钡母拍?

“凡是通過(guò)空氣凈化及其它綜合處理措施,?使室內的整個(gè)工作區域成為潔凈空氣環(huán)境,?這種做法稱(chēng)全面凈化”??！胺矁H使室內的局部工作區或特定的局部空間成為潔凈空氣環(huán)境,?這種做法稱(chēng)局部?jì)艋??！霸跐M(mǎn)足工藝要求的條件下應盡量采用局部?jì)艋?。當然這種局部?jì)艋步o全區帶來(lái)凈化效果。

2　主流區概念及不均勻分布濃度計算

主流區,?是1978?年國內首次提出的概念[?4]?:在亂流潔凈室內,?在送風(fēng)口下方一個(gè)范圍內為主流區,?其潔凈度最高;在回風(fēng)口附近有一很小的回風(fēng)口區,?其潔凈度可以高于也可以低于室內平均濃度,?這要視不均勻分布系數Ψ大于或小于1?而定,但是它等于理論的均勻分布時(shí)(Ψc?=1)的室平均濃度;此外,?在送風(fēng)口兩側的其他區域是含有渦流的紊流區域,?習慣簡(jiǎn)稱(chēng)渦流區(并不是說(shuō)整個(gè)區域都是渦流),?其潔凈度明顯低于中心的主流區。三區不均勻分布見(jiàn)圖1?。

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根據主流區概念,?對于末端為高效過(guò)濾器的潔凈空間,由于送風(fēng)濃度極小,因而有:

不均勻分布的室平均濃度

主流區濃度Na=Ψa?N?,?渦流區濃度Nb?=Ψb?N?,?回風(fēng)口區濃度Nc?=?Ψc?N。

式中　Ψ——不均勻分布系數,；

Ψa?——?主流區不均勻分布系數,；

Ψb?——?渦流區不均勻分布系數,；

Ψc?——?回風(fēng)口區不均勻分布系數,?Ψc?=1?;

n?——?換氣次數;

N?——?均勻分布的室平均濃度,,Ns?——?送風(fēng)濃度;

G?——?單位容積發(fā)塵量;

β?——主流區發(fā)塵量占全室發(fā)塵量的比例;

——主流區的引帶系數;

——?渦流區容積占全室容積之比。

3　主流區污染度

Ψc?=1?說(shuō)明,?回風(fēng)口區濃度就是均勻分布時(shí)的總平均濃度,?過(guò)去的理論研究成果已指出應把工作區置于主流區下,?為了判定集中布置送風(fēng)口并使工作區布置在主流區下與常規分散布置相比的優(yōu)越程度,?有以下幾種考慮。

①?這一程度用主流區濃度與室平均濃度之比即Ψa/?Ψ來(lái)表達,?因為室平均濃度中包括主流區濃度,?則從比值上可能反映不出主流區的優(yōu)越。同時(shí),?當采用集中布置送風(fēng)口的主流區方案時(shí),?對室平均濃度的認同易產(chǎn)生分歧,?因為在主流區內的測點(diǎn)應占多少和各自加權系數有關(guān),?不好確定,?因而可操作性不強。

②?這一程度用主流區濃度與回風(fēng)口濃度或均勻分布時(shí)室平均濃度之比即Ψa/?Ψc?表達,?也就是用Ψa?表達,?雖然有可操作性,?即回風(fēng)口區濃度(也就是相當回風(fēng)濃度)可測出來(lái),?但因為工作點(diǎn)不可能布置在回風(fēng)口區,?它們之比不是最受關(guān)心的。前述德國的污染度概念就是這樣一個(gè)比值,?它不能回答集中布置送風(fēng)口以后關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題,?即沒(méi)有送風(fēng)口的周邊區如何??此外,?雖然回風(fēng)口濃度可以測,?但顯然不同位置的回風(fēng)口其濃度有較大不同,這就需要全測才不至于失真太大。

③?這一程度用主流區濃度與渦流區即周邊區濃度之比即Ψa/?Ψb?表達,?則能比較清楚地說(shuō)明問(wèn)題。前面已說(shuō)過(guò),?渦流區是指主流區兩側含有渦流區的紊流區(www..com),?它的濃度就代表除了主流區和回風(fēng)口以外的室內其他主要區域的濃度,?也就是主要為主流區周邊地區的濃度。所以Ψa/?Ψb?可以反映出工作區內和非工作區內的濃度差別。同時(shí),?這兩區的濃度都可以按區布點(diǎn)分別測定。綜上所述,?即主流區對于周邊區的污染度,?稱(chēng)為主流區污染度,?以Ψa/?Ψb?表示,?它明顯區別于德國的污染度即Ψa/?Ψc?。

4　分級計算

①?層流手術(shù)室的平面

層流手術(shù)室內平面按功能可分成若干區,?可以借鑒軍隊有關(guān)標準[5]?的劃分,?見(jiàn)圖2?。

圖2?中“1”?區是按手術(shù)床長(cháng)1?.8 m?、遇特高患者時(shí)可打開(kāi)兩頭至2?.1 m?考慮的。各區間隔基本是0?.6m?。

②?手術(shù)人數

手術(shù)人數和層流手術(shù)室內人員配置方案有關(guān),?手術(shù)中醫護人員密集在手術(shù)臺四周,?外科醫生靠手術(shù)臺,?他們是主刀、第一助手、第二助手、護士長(cháng)(或器械護士),?頭部近旁有麻醉師。同時(shí),?醫療設備越現代化,?需要的人員越少,因為一臺儀器原則上要1?人照料,?儀器現代化多功能后臺數減少,?輔助人員也就減少了。輔助人員一般在8?～?12?人之間,?使用現代化設備后一般不超過(guò)10?人。見(jiàn)圖3～?6[6]?。

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③?送風(fēng)面積

既然送風(fēng)集中于工作區,?則送風(fēng)面積大小很重要。送風(fēng)面積太大則風(fēng)量要求太大或在一定風(fēng)量下風(fēng)速太低,?造價(jià)高;太小則影響對工作區的保護。

現在分三種情況:最低、中間和最高的標準。

最低標準是把僅包括手術(shù)臺的工作區包籠在主流區內,?中間標準是包括手術(shù)臺外圍0?.6 m?的區域,?最高標準可包括手術(shù)臺側邊外0.9 m?的區域。(在《標準》條文中實(shí)際數字略小,?因此計算結果更可保證實(shí)現。)

在這里應考慮弱射流氣流邊界的混摻和削弱現象(參見(jiàn)文獻[7]圖14-3),?邊界可有10.7°角的縮小(包括10.7°角在內的區域仍屬主流區)。根據無(wú)影燈類(lèi)別,?室內凈高為2?.9?～?3 m?,?手術(shù)臺高0?.8 m?,?人體切口高度0?.3 m?,?工作面高1?.1m?,?則每邊縮小距離為[(2?.9?～?3)m?-1.1 m]?tan10?.7°=0?.34?～?0?.36 m?。

④?發(fā)菌量發(fā)菌量不是按人員密度計算的,?要直接算。室內表面發(fā)菌量還沒(méi)有直接數據,?可參考表面發(fā)塵量,?即設8 m2?地面所代表的表面的發(fā)菌量,?相當于1?個(gè)人靜止時(shí)的發(fā)菌量。人靜止發(fā)菌量最大可取300?個(gè)/(人?min),?測定人員按2?名考慮,?則總發(fā)菌量為(+2)×300?個(gè)/min?。

⑤?系數

按送風(fēng)面滿(mǎn)布比,?依次取0.4?,?1.3?,?0.26?,0.2?;β?按送風(fēng)面滿(mǎn)布比,?依次取0.7?,?0.65,?0.8?,0.85?;Vb/V按送風(fēng)面滿(mǎn)布比,?依次取0.45?,?0.65?,0.32,?0.24?。

計算結果列于表1。

　　如果送風(fēng)口滿(mǎn)布比很大,?β?達到0.95?,?標準兩側滿(mǎn)布回風(fēng)口,?=0?.05?,?則a?=0.095?,?可算出Ψa/?Ψb?≈0.048?,?則Ψb?=1.98?,?可知周邊區濃度約是主流區的20?倍,?如果主流區屬于100?級范疇,?則周邊區在1000?級范圍之內。

5　結論

由于手術(shù)區是層流手術(shù)室中發(fā)塵集中的地點(diǎn),?按主流區理論,?若將這一區域置于主流區內,?則對提高主流區和全室的潔凈度大有好處,?計算結果表明,將工業(yè)潔凈室均勻布置送風(fēng)口(1000級換氣次數標準),?改為集中布置送風(fēng)口,?則可在手術(shù)區達到100?級的效果(不僅潔凈度高,?而且氣流流型好),?而周邊區則為1000?級。依此類(lèi)推關(guān)鍵區域均可提高一級[8]?。要說(shuō)明的是,?為了縮短手術(shù)的時(shí)間,?采用了自?xún)魮Q氣次數概念[9]?,?上述層流手術(shù)室的1000?,?10000?,?100000?級換氣次數比常規的略高,而對于非層