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控制感染源 美國的手術室設計

來源:筑醫臺 時間:2015-08-07 15:09:21 [報告錯誤]  [收藏]  [打印]

核心提示:眾所周知,醫院匯集著各種各樣的病人,被看作為病原微生物的聚集中心。美國醫院尤其是手術部的設計概念及控制思路有別于歐洲和日本。

  美國醫院尤其是手術部的設計概念及控制思路有別于歐洲和日本。

  眾所周知,醫院匯集著各種各樣的病人,被看作為病原微生物的聚集中心。空氣中浮游的致病菌種類多、濃度高,不但病人本身而且醫護人員都有可能攜帶至病菌,進而成為病菌的傳播者。醫院內所有的人員都暴露在這樣的環境中,隨時隨地受到交叉感染的 威脅。病人在入院時并無某疾病,如受到其他病人、醫護人員、探望者攜帶病菌的感染,以及被儀器、設備、器械、敷料等直接感染, 或經過院內空氣途徑間接感染等稱為院內感染,它明顯與住院關狀況無關。病人在外科手術中表皮或粘膜被劃開,失去了抵御病原微 生物的最好的屏障。無論何種途徑帶入的病菌都可長驅直入到機體的內部,很容易引起感染,在手術過程中的感染稱為術后感染。通常認為手術切口的污染來源于內外兩個方面:內部感染源是通過術前皮膚清潔不當引起病人自身感染;外部感染源途徑則是1)直接接觸未經消毒的器具、污染表面,或與病人接觸的院內人員產生的液滴的擴散;2)空氣中的液滴和灰塵,把微生物粒子傳播到手術切口。可見在醫院諸部門中手術環境的潛在危害最大,其控制要求也理應最高。

  1 潔凈手術環境的宗旨

  在美國,手術環境危害被定義為感染、斷電、機電設備失去功能、火災與爆炸等。并強調手術環境的控制不等于始于手術切口、 終于切口的縫合,是一個全過程控制。絕大多數的外科醫生和病人都很重視手術結果的評定,但幾乎很少有人對手術環境的危害有所了解。其實手術環境需要各種工種;各種設施的支撐,完全依賴化學來菌是不行的,同樣完全依賴建筑及其設施設計也是不行的。這需要一個綜合性保障措施,即最大限度地消除或避免各種途徑帶入的病原微生物,降低致病菌濃以及隔離致病菌與手術切口接觸等,其 中空氣凈化措施是消滅隱患、建立良好環境控制或質量保證的一個重要手段。美國認為“凈化空調系統具有對患者保護的潛在優勢”,并不強調空氣凈化對術后感染率的因果關系,僅著眼于綜合保障措施。這與先前依賴消毒的無菌控制是兩個完全不同的概念。(見表 1)

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  在美國認為醫院的潔凈技術也不同于工業潔凈技術,這是因為控制的對象不同。

  如在集成電路的制造工藝過程中,控制粒徑是指能引起致命傷害的“殺傷粒子”(killer particles)的粒徑,一般考慮為特征 線寬的1/3或更小。處于關鍵部位的一顆微粒就能毀掉整個集成電路??諝庵腥菰S的塵埃濃度是由成品率來計算。

  而在醫院環境中,不但要求控制塵粒,更主要的是控制細菌,控制的粒徑相對要大一些。生物微粒要達到一定的濃度才能構成 危害,是一種累積性危害微粒(progressive failure particle)。由醫療質量控制要求來確定空氣中容許微粒濃度。其目的是造成 一種良好的無菌環境控制,減少一切可能發生的交叉感染。

  基于這種認識,美國發展了完全不同于工業潔凈室技術的醫院凈化空調技術。

  2 醫院建筑設計標準

  盡管美國航空航天局(NASA)在1967年8月建立了世界上第一個生物潔凈室標準HB 5340.3,但是美國外科學會手術環境委員會(CORE)并不遵循要求嚴格的生物潔凈室標準,仍認為在醫院環境中控制活性微生物粒子是最根本的任務,并定義醫院潔凈區域為 “送風經過過濾且針對生物醫學活動的特性而設計的空間”。早在1968年美國學者Blower和Wallace 已經觀察到空氣中懸浮菌濃度為 700~180個/m3容易引起敗血癥,美國傳染病中心也證實了這一結果。當室內懸浮菌濃度低于180個/m3,感染危險已經很小了,如再下降到閾值(如40個/m3)以下,尚無充分證據證明對降低術后感染率有明顯作用或顯著相關性。 這個閾值就是潔凈手術室允許濃度。1976年美國外科學會的手術室環境委員會和國家研究總署對醫院手術室中懸浮菌允許濃度推薦如 表2所示。

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  潔凈手術環境的宗旨歐洲和日本都認為這個推薦標準定得太低了,盡管如此,美國醫院污染控制的成效有目共睹。

  3 送風量與氣流流型

  引發感染一般有三個要素:病原微生物的侵入,發生感染的局部環境以及機體抗感染的免疫系統。入侵微生物要引起感染還需要兩個必要條件,一是存在致病菌,二是具有一定濃度的致病菌。采用空氣潔凈技術杜絕致病菌經過空氣途徑感染確實是一個必要的控制條件。早在80年代已經證實醫院中全部細菌的99.9%可以被比色效率90%~95%的過濾器(相當于我國亞高效過濾器)濾掉。但是空氣潔凈技術不是萬能的,不可能單靠空氣凈化來降低術后感染率,而是需要建立一個潔凈無菌的環境、提供一個防止感染的保障體系。 此外,人即使是病人仍具有一定的免疫能力,仍可在一定程度上依靠自身的免疫能力消滅入侵的病菌,不是說手術中沉降一個細菌就會發生感染。由此可得出無菌控制的兩個基本點:一是醫院手術環境必須采用空氣潔凈技術,任何普通空調器不得直接用于手術室, 二是不需要高潔凈度的控制空間,如單向流潔凈室。往往區域無菌程度越高,管理越嚴(如手術室),醫護人員和物品越可能成為病菌的主要帶入者,病人通過直接接觸感染或醫生無菌操作不當引起感染的可能性越大。

  美國認為手術區域單純依靠凈化風量的稀釋是不可取的,應該直接控制主要污染源即室內醫護人員。手術衣把手術醫生罩了起來,等于將污染源隔離。如手術衣具有不發塵(或不掉纖維)和透氣不透菌(或能排氣)的性能,則能大大地降低發塵發菌,有效地 保護手術切口,相應地可以減少稀釋的風量,這是一項更節能的措施。美國很重視手術衣的開發和推廣使用,在無菌手術衣(被動防護)和排氣手術衣(主動防護)方面的研究世界領先,醫生穿帶排氣的手術衣進行手術的也較多,而其它國家一直沒有普遍使用。

  盡管1966年1月美國在新墨西哥州的巴頓紀念醫院建造了世界上最早的單向流潔凈手術室,但是長期實踐,大量的統計數據,勢必引起人們的疑問:手術室究竟需要不需要高級別的單向流潔凈室?室內懸浮菌對手術后感染率的影響到底有多大?據統計,美國用 普通的潔凈手術室和一次手術衣時室內可以達到懸浮菌20~40個/m3,表面菌700~1800個(m2h);如果采用單向流氣流則相應室內可以達到懸浮菌2個/m3,表面菌30~60個(m2h)。單向流氣流可以有效的降低室內懸浮 菌和表面菌濃度。但不能有效降低感染率。美國經過大量的調查統計,都不能說明單向流手術室中的手術感染率一定比亂流潔凈室要低得多,或者說在統計數字上得不出顯著差異(這結論不同于英國和日本)。許多美國醫學專家不提供手術室采用單向流。為此美國醫務界和工程界已經過幾次大討論,至今才逐步取得一致的意見,認為室內懸浮菌只有在下列情況下才對手術切口有顯著影響:1)空 氣處理系統被污染;2)其他正在運行中的空氣處理系統出現問題;3)高風險的特殊手術過程,如器官移植。其中第3)點并不是已經 有證據證明低濃度的懸浮菌對降低術后感染率有顯著作用,而在于這類手術的風險太高,一點感染就有可能造成手術失敗,乃至死亡,經濟損失無法估量,容不得絲毫差錯。另外,施行這類手術也值得承擔單向流手術室的費用。

  因此在美國所有職能機構,如美國職業安全和衛生管理局、美國疾病控制中心、美國衛生部等頒布的有關標準或規范中,都沒 有規定或推薦使用單向流的設施。

  美國學者 Galson 和Intage經過長期研究認為一般無菌手術室只要20h-1換氣就能滿足衛生學要求,術后感染可以得到控制。這是美國長期以來手術室通風的理論基礎。在美國,目前使用的許多手術室建于60年代初期,都是遵循1959年美國供暖 制冷空調工程師學會設計指南(ASHRAE)的規定,系統均為全新風,換氣次數8~12h-1。另外一些系統建于70年代,室內空氣允許循環,換氣次數增大到25h-1。直到最新1999年版的美國供暖制冷空調工程師學會手冊應用篇中明確規定全新風的手術室 最小換氣次數為25h-1,新風量不小于5h-1。送風口要求直接地集中布置在手術臺的上方,以利于提高送風 效率和手術部位的無菌程度;送風口采用全孔板、部分孔板或擴散75mm;認為是一種有效的氣流形成,能維持一定的流向,是一種利用低換氣次數達到的低紊流度的置換氣流。要求高誘導性能送風口或帶部分圍擋壁的送風口不宜在手術室內采用。室內也不能設置空氣凈化機組。

  若潔凈手術室必須采用單向流氣流方式,也推薦在手術臺上方集中送風,ASHRAE手冊推薦送風靜壓箱開口尺寸為3m×3m,送風 度為0.45m/s,以達到維持單向流的足夠動量(歐洲同類裝置的送風速度比美國低)。最近也有報道,送風速度可以降到0.3m/s甚至更低。

  4 建筑布局與凈化空間

  美國始終認為引發感染的途徑多種多樣,主要是接觸途徑,并非空氣途徑。不贊同復雜的建筑布局。合理的設計確實能保證手術室功能,發揮其作用;合理安排人流和物流,使流線短捷、潔污流線分開。但建筑設計也要重視本國醫務習慣、人員走動路線,方 便醫護人員的活動。這樣才能提高效率,有效防止交叉感染。人流和物流不能搞得過于繁瑣、復雜。否則醫護人員會棄之不用,如自由走動,更易造成污染。

  美國潔凈手術部的設計概念出于這一點,在建筑布局上只強調以下三條流線:1)將與手術切口直接接觸的無菌物品(如滅菌后敷料和器械)優先考慮,是最潔凈的,其它人流與物流都不秘干擾無菌物品流線。2)污物最容易引起感染,術后污物就地處理(污染 不擴散),以最短的路線運出(盡可能縮小污染范圍),不得干擾其它流線。3)醫護人員洗手消毒后直接進入手術室,其它流經不得干擾。

  美國早期手術部也采用過單走廊系統,這起源于英國。手術部中間是一條清潔走廊,兩側布置手術室和輔助用房。無菌物品、醫護人員和病人都在這走廊通過。同樣手術后的污物裝入容器或封閉小車(國內常采用打包)后也部分經物流在同一個通道,在空間中難以劃分潔污流線,只能依靠時間差來區分。凈化空調也難于分區。它的唯一的優點是能有效利用面積,人流和物流的路線最短,符合人們習慣。由于無法防止無菌物品不受干擾,近期新設計的醫院建筑已不再采用。

  70年代以來美國創立和發展了醫院潔凈手術部“中心島”思想。這個稱之為“中心島”的重點保護區,最典型的是一個無菌物品供應走道,由專門護士將無菌物品分配、存放在各通墻式的儲存柜中。儲存柜一側通手術室,另一側通凈電梯供給,是最潔凈的流 線,這樣杜絕了無菌物品(器械和敷料)受任何干擾或污染的可能性?!爸行膷u”被所有的區域與準潔凈區域分開。術前、術后的醫護人員和病人,以及術后的污物流線都置于環廊。環廊外就是準潔凈區?!爸行膷u”概念的提出基于美國的豐富資源,昂貴的人力。 它的清晰物流,有利于使用一次物品,并將可重復使用的物品再處理減少到最低程度。它將術后所有的物品作為污物打包運出,不再分類。極大地降低對員工的技能要求和人力費用。但是手術部規模大、占用面積較多,中心無菌走道面積的利用又不經濟。這種設計思想明顯帶有美國特色。目前美國大多數新建的醫院都采用這種設計,有的只不過作了一些變通,將醫護人員流線加入了中心島。但有的認為醫生應該與病人走同一條流線,從醫護角度上講更顯得合理些。

  手術室的凈化空調系統完全與這種建筑布局相適應。在環廊內外建立兩個獨立的凈化空調區域,再根據不同要求劃分空調子系統,基本上都是采用全空氣系統。美國認為合理壓力梯度和氣閘隔離室是阻止懸浮菌傳播的最基本的傳染控制方法。要求擔負這樣大 面積潔凈手術部的凈化空調系統既能保證整體控制,又可使各潔凈手術室靈活使用。通常手術部運行時間一天不超過8~10h,但有的手術可能不到1h。為了節約運行能耗,凈化空調系統可允許減少送風量,如有條件也可使各潔凈手術室自行關閉,但是整個手術部正壓梯度分布不能改變,以防止室外污染在系統送風量變化時,侵入潔凈室內。

  1999年版的美國供暖制冷空調工程師學會手冊應用篇中規定,潔凈手術室的凈化空調系統必須采用三級過濾,要求末端空所過 濾器的DOP效率不低于99.7%。一般手術室的凈化空調系統允許采用兩級過濾,但末端空氣過濾器的DOP效率不低于90%。1991年版手 冊應用篇只要求比色效率不低于9%,可見如今出于保障體系的思路(而不是濾菌效果),對空氣過濾器效率的要求提高了。

  按照1999年版手冊的應用篇要求,凈化空調系統能夠保證手術室內的溫度可在17~240C范圍內調節,濕度保持在 45%~55%之間。而1991年版手冊的應用篇要求手術室內的溫度控制在20~240C ailfmw,濕度保持在50%~60%之間??梢姮F在對室內溫度調節范圍擴大了,濕度控制的要求提高了。大量事實表明,盡管凈化空調可以有效地過濾掉送風中的細菌,但仍須強調整個潔凈手術部內的濕度控制,因為室內的發菌或原存的細菌,只要有適當的水分,就有了營養源,隨時隨地可以繁殖,最后會造成整個控制失敗。

  5 結語

  綜上所述,美國手術部的設計思路是強調細菌控制的綜合措施,以最大限度地減少感染風險,只是認為“凈化空調系統具有對 患者保護的潛在優勢”,而不是片面強調凈化級別。凈化只是一種手段,無菌程度者它控制的目的和結果的體現。因此美國很重視無 菌手術衣等的開發和推廣應用,認為這是一項更節能的措施。

  盡管科技領先的美國享有很高的聲譽,但美國標準和豐富實踐來源于它的特定國情。手術室“中心島”的設計思想就是一個典型,它出于美國國情對可重復使用的物品與一次物品進行比較:除了一次性物品的購買成本、儲存成本和拋棄處理成本外,可重復使用的物品還需加上再處理人力成本、再儲存成本和管理成本等,因此采用一次性物品對美國來說是節約的,合理的。但這對我國來說可能是不合理的。

  美國強調以經濟有效的方法實施手術室潔凈送風系統,亂流潔凈手術室的送風量以20h-1為基準。單向流設施不能證明其能有效地降低術后感染率,只適用于器官移植等風險的手術,不宜推廣。認為美國的醫療衛生的經濟狀況不允許采有這類不經濟的設施。筆者認為像美國這樣富有的國家對單向流送風裝置尚持慎重態度,建筑我國這樣發展中國家更應該如此。盡管如此,美國眾多的建筑設計標準、先進的裝備和設施以及豐富的實踐值得我國醫院潔凈手術室建設和改造借鑒。

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關鍵詞: 醫院 建筑設計 標準 手術室建設
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[責任編輯:王云]
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