手術(shù)室內(nèi)電刀煙霧之特定化學(xué)物質(zhì)調(diào)查

1、手術(shù)室內(nèi)電刀煙霧之特定化學(xué)物質(zhì)調(diào)查Investigation of Certain Chemicals in the Electrocautery Smoke During Surgery Process 張國(guó)輝，林瑜雯，唐進(jìn)勝天主教輔仁大學(xué)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)系聯(lián)絡(luò)地址：臺(tái)北縣新莊市中正路510號(hào)聯(lián)絡(luò)電話：02-29053433E-mail：494926042.tw摘 要前言： 醫(yī)療科技的進(jìn)步，使電刀（electrocautery）成為外科手術(shù)過程中使用頻率極高的醫(yī)療器材，應(yīng)用於切割（cutting）組織和燒結(jié)（coagulate）微血管。使用電刀時(shí)會(huì)產(chǎn)生可見的煙霧，遮蔽

2、醫(yī)師視線，且會(huì)產(chǎn)生難聞的臭味和多種化學(xué)性物質(zhì)，成為醫(yī)護(hù)人員健康的潛在危害。本研究針對(duì)某些具有特殊氣味且危害性高的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行濃度偵測(cè)，並觀察電刀使用特性與化學(xué)物質(zhì)濃度的關(guān)係。方法： 以自行設(shè)計(jì)之採樣裝置於北部某醫(yī)學(xué)中心手術(shù)室內(nèi)進(jìn)行臨床電刀煙霧的採樣。本研究主要分析電刀煙霧中幾種特定化學(xué)物質(zhì)濃度，包含：甲苯（toluene）、苯乙烯（styrene）、鄰-二甲苯（o-xylene）、間,對(duì)-二甲苯（m,p-xylene）、酚（phenol）、丙烯醛（acrolein）、糠醛（furufral）。使用SKC 575-002被動(dòng)式採樣器採集苯環(huán)類物質(zhì)；SKC主動(dòng)式採樣器ST 226-95（XAD-7

3、）、ST 226-118（XAD-2）、SKC 226-01（活性碳管）分別收集酚、丙烯醛、糠醛。以氣相層析質(zhì)譜儀（gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS）進(jìn)行定性及定量之分析。採樣期間並紀(jì)錄手術(shù)型式、電刀使用功率和使用時(shí)間，以分析與特定化學(xué)物質(zhì)濃度變化之相關(guān)。結(jié)果： 本研究所設(shè)計(jì)之收集臨床手術(shù)檯上電刀煙霧且不干擾手術(shù)進(jìn)行之採樣裝置已完成測(cè)試。針對(duì)不同污染物之偵測(cè)極限分別為甲苯：0.86 ng、苯乙烯：0.91 ng、鄰-二甲苯：0.89 ng、間,對(duì)-二甲苯：0.86 ng、糠醛：0.70 ng，目前正進(jìn)行臨床電刀煙霧之採樣分析。關(guān)鍵字： 電刀

4、煙霧，特定化學(xué)物質(zhì)，氣相質(zhì)譜層析儀（GC-MS）。第一章 前言 科技的進(jìn)步，帶動(dòng)醫(yī)療器材迅速的發(fā)展，電刀（electrocautery）、雷射（laser） 和超音波刀（ultrasonic scalpel）是現(xiàn)今外科手術(shù)房?jī)?nèi)常使用的醫(yī)療器材，不但使用頻率高且使用範(fàn)圍廣泛。外科醫(yī)師使用這些器材執(zhí)行人體的組織切割（cutting）、組織熔損（ablation）、組織凝結(jié)（coagulation）、組織蒸發(fā)（vaporise）和微血管止血。 近年來健康照護(hù)者的職業(yè)安全衛(wèi)生越來越受到重視，主要是探討一些傳染性疾病是否會(huì)造成院內(nèi)感染。對(duì)於醫(yī)師和護(hù)士而言，手術(shù)室工作環(huán)境並非安全無虞，因?yàn)樵陂_刀房?jī)?nèi)使用電

5、刀、雷射、和超音波刀等醫(yī)療器材時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些煙霧，這些煙霧不但看的見，且具有刺鼻性的臭味，可能會(huì)令手術(shù)室內(nèi)人員產(chǎn)生不適感，對(duì)於醫(yī)師、護(hù)士和病患本身都具有潛在性的健康危害。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署（occupational safety and health administration, OSHA）預(yù)估每年有50萬名手術(shù)室內(nèi)工作者暴露手術(shù)房?jī)?nèi)的煙霧，包括醫(yī)師、麻醉師和護(hù)士【Barrett et al.,2003; Alp et al., 2006】。 手術(shù)室內(nèi)生成的煙霧除了具有刺激性的味道外，還會(huì)遮蔽醫(yī)師手術(shù)區(qū)域的視線，影響手術(shù)品質(zhì)。手術(shù)室煙霧還具有生物性氣膠以及含細(xì)胞組織碎屑的微粒，人員若經(jīng)由呼吸

6、道吸入這些細(xì)小的微粒後，可能會(huì)沉積在人體肺部，影響健康。電刀煙霧中的生物性氣膠也可能會(huì)傳染疾病，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)在治療腳底疣過程中生成的煙霧，分析出含有人類乳突病毒（Human Papilloma Virus, HPV）的DNA，顯示這些煙霧可能具有傳播病毒的能力【Lobraico et al., 1988】。國(guó)外有些動(dòng)物研究實(shí)驗(yàn)指出，這些煙霧可能會(huì)引起急性或慢性呼吸道刺激，甚至讓動(dòng)物肺部產(chǎn)生病變，出現(xiàn)肺部充血和肺氣腫等癥狀【Baggish et al., 1987】。利用外科醫(yī)療設(shè)備在熱解人體蛋白質(zhì)和脂肪組織時(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多化學(xué)物質(zhì)，有些研究對(duì)手術(shù)室內(nèi)生成的煙霧進(jìn)行定性分析，發(fā)現(xiàn)煙霧中含有許多化學(xué)性物

7、質(zhì)，甚至具有致突變性與致癌性【Gatti et al.,1986; Kokosa et al.,1989; Sagar et al.,1996; Hensman et al.,1998; Barrett et al.2004; Moot et al.,2007】。國(guó)內(nèi)黃氏等人在手術(shù)房?jī)?nèi)調(diào)查電刀煙霧的化學(xué)成份，定性分析出44種化學(xué)物質(zhì)【黃氏等人, 1998】。 雖然有多篇文獻(xiàn)已定性電刀煙霧中的化學(xué)物質(zhì)成份，但對(duì)於電刀煙霧中難聞氣味的化學(xué)物質(zhì)卻仍缺乏成份及濃度的相關(guān)調(diào)查研究。本研究選擇具有刺激氣味且毒性危害較大的特定化學(xué)物質(zhì)做監(jiān)測(cè)調(diào)查，並克服臨床手術(shù)採樣的困難，同時(shí)探討電刀使用模式、能量、使用時(shí)間

8、等變相與特定化學(xué)物質(zhì)濃度之間的相關(guān)性。第二章 材料與方法本研究於北部某醫(yī)學(xué)中心的手術(shù)房?jī)?nèi)進(jìn)行電刀煙霧的採樣。爲(wèi)了不妨礙醫(yī)護(hù)人員工作，以及確保手術(shù)中無菌的要求，因此被動(dòng)式採樣器、主動(dòng)式採樣器和個(gè)人採樣幫浦無法掛置在執(zhí)刀醫(yī)師及護(hù)士人員的身上。為了克服此困難，固本研究將所有採樣器放置在一個(gè)氣密的壓克力chamber內(nèi)，用無菌的抽吸連接管連接chamber上的出氣孔（outlet），使用手術(shù)室內(nèi)的vaccum來抽氣；另外用新的無菌抽吸連接管連接chamber上的進(jìn)氣孔（inlet），將無菌抽吸連接管另一端固定在電刀發(fā)生源十公分處，收集電刀煙霧。藉由vaccum抽氣的吸引力，使電刀煙霧進(jìn)入chamber

9、內(nèi)，再由放置在chamber內(nèi)的採樣器收集電刀煙霧。採樣期間，chamber放置在手術(shù)檯下方，以避免影響醫(yī)護(hù)人員工作。整個(gè)chamber採樣裝置如圖(一)。inletOutletGilian 採樣幫浦主動(dòng)式採樣管圖(一) 壓克力chamber採樣裝置示意圖被動(dòng)式採樣器（連接至vaccum裝置）（連接無菌管收集電刀煙霧） 本研究選擇具有刺鼻性、特殊氣味且毒性危害較大的特定化學(xué)物質(zhì)做調(diào)查，包括：甲苯、苯乙烯、鄰-二甲苯、間,對(duì)-二甲苯、酚、丙烯醛、糠醛。 實(shí)驗(yàn)採樣設(shè)備共有四種採樣器，一個(gè)被動(dòng)式採樣器，三個(gè)主動(dòng)式採樣器，主動(dòng)式採樣器需連接個(gè)人採樣幫浦（Gilian Sampler Pump, mod

10、el：LFS 113D C）。SKC被動(dòng)式採樣器（575-002）內(nèi)含有500 mg的Anasorb 747活性碳，主要是收集甲苯、苯乙烯、鄰-二甲苯、間,對(duì)-二甲苯，使用的脫附溶劑是二硫化碳，內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)品是乙苯。SKC主動(dòng)式採樣器（ST226-95）含有100 mg/50 mg XAD-7樹酯（聚丙酸酯），主要是收集酚，採樣流速為100 mL/min，使用的脫附溶劑是甲醇，內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)品是甲苯。SKC主動(dòng)式採樣器ST 226-118含有120mg/60mg XAD-2，前後兩段的XAD-2樹酯皆塗抹2-（hydroxymethyl）piperidine，主要是收集丙烯醛，採樣流速為100 mL/min

11、，使用的脫附溶劑是甲苯。SKC主動(dòng)式採樣器（226-01）活性碳管含有100 mg/50 mg椰子殼製活性碳管，主要是收集糠醛，採樣流速為50 mL/min，使用的脫附溶劑是二硫化碳，內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)品是2-庚酮。 本研究的分析儀器為氣相層析質(zhì)譜儀（gaschromatography-mass spectrometer, GC-MS），包括Agilent的GC（型號(hào)：6890）以及Agilent的MS（型號(hào)：5973N）。分析的層析毛細(xì)管柱（capillary column）為HP DB-5（0.25 mm i.d.×0.25 µm×30 m）。載流氣體使用純度99.99的

12、氦氣（helium），流速為27 cm/sec。使用GC-MS分析特定化學(xué)物質(zhì)是用選擇性離子模式（selective ion mode, SIM），各化學(xué)物質(zhì)的分析條件見表（一）。 表(一) 各化學(xué)物質(zhì)的分析條件化學(xué)物質(zhì)甲苯、鄰二甲苯苯乙烯、間二甲苯 酚 丙烯醛 糠醛分析條件40, hold 3 min, 8/min升溫至 150, hold 5 min,35/min升溫至200.50,10/min升溫至200.90, hold 8 min,20/min升溫至200, hold 6min60, hold 3 min,8/min升溫至150, hold 2 min,35升溫至200.滯留時(shí)間(R

13、T, min)甲苯：5.03苯乙烯：7.85間-二甲苯：7.30鄰-二甲苯：7.90 5.68 8.86 4.56離子組成甲苯：91、61苯乙烯：104、78間-二甲苯：106、91鄰-二甲苯：106、91 94、66 126、152 96、67第三章 結(jié)果 目前已測(cè)試完成本研究設(shè)計(jì)之採樣裝置，可收集臨床手術(shù)檯上之電刀煙霧且不干擾手術(shù)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已完成部份本研究中特定化學(xué)物質(zhì)之偵測(cè)極限與濃度校正曲線範(fàn)圍，各化學(xué)物的偵測(cè)極限結(jié)果分別如下，甲苯：0.86 ng，R2值0.9993(圖一)；苯乙烯：0.91 ng，R2值0.9995(圖二)；鄰-二甲苯：0.89 ng，R2值0.9998(圖三)；

14、間,對(duì)-二甲苯：0.86 ng，R2值0.9998(圖四)；糠醛：0.70 ng，R2值0.9988(圖五)。圖表中的ratio表示該化學(xué)物質(zhì)與內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)品兩者M(jìn)S積分面積結(jié)果的比值。目前正進(jìn)行臨床電刀煙霧之採樣分析，待完成樣本分析以作進(jìn)一步探討。 （圖一）甲苯濃度校正曲線 （圖二）苯乙烯濃度校正曲線 （圖三）鄰-二甲苯濃度校正曲線 （圖四）間,對(duì)-二甲苯濃度校正曲線 （圖五）糠醛濃度校正曲線參考文獻(xiàn)1. Barrett W.L., Garber S.M. Surgical smoke-a review of the literature. Surg Endosc. 2003（17）：979-98

15、72. Kokosa J.M., Eugene J. Chemical composition of laser-tissue interaction smoke plume. J Laser Appl. 1989（3）：59-633. Sagar P.M., Meagher A., Sobczak S., et al. Chemical composition and potential hazards of electrosurgery smoke. Br J Surg. 1996（83）：17924. Gatti J.E., Murphy B., Noone R.B., et al. A

16、nalysis of electrosurgery smoke produced during reduction mammoplasty. Surg Forum. 1986（37）：579-5805. Lobraico R.V., Schifano M.J., Brader K.R., et al. A retrospective study on the hazards of the carbon dioxide laser plume. J Laser Appl. 1988（1）：6-86.Hensman C., Baty D., Willis R.G., et al. Chemical

17、 composition of smoke produced by high-frequency electrosurgery in a closed gaseous environment. Surg Endosc. 1998（12）：1017-10197.Alp E., Biji D., Bleichrodt R.P., et al. Surgical smoke and infection control. Journal of Hospital Infection. 2006（62）：1-58.Baggish M.S., Elbakry M. The effect of laser smoke on the lungs of rat. Am J obstet Gynecol. 1987（156）：1260-12659.Barrett W.L., Garber S.M. Surgical smokeA review of the literature. Business Briefing：Globa