可替代傳統空氣潔凈技術的零污染醫用組合空氣消毒凈化新技術在手術部的應用

摘要：本文對佛山蟬城區中心醫院新大樓手術部采用的多樣性高度節能組合消毒凈化空調系統的設計，檢測和運行給予介紹，并與傳統的三級過濾潔凈空調系統進行綜合性能比較。

關鍵詞：消毒凈化 HEPA 層流  殺菌  節能 靜電  離子 紫外線

一．序言

1961年,關節置換手術之父,英國約翰 查恩理醫生（John Charnley）發明了世界第一個上送下排，靜電空氣凈化的全新風手術倉（green house）,用于減少關節置換手術感染率^[1]。其后在1964年,層流凈化之父威利 斯惠特菲爾德（Willis Whitfield）在美國新墨西哥州巴頓紀念醫院建設了世界第一個采用高效過濾垂直層流送風的局部100級凈化手術室^[2]。1979年我國也在沈陽軍區總醫院建設了中國第一個有13個手術室采用高效過濾紊流凈化技術的手術部^[3]。幾十年來，世界醫學界和工程界均在探索各種可減少手術感染率的醫療與環境消毒凈化工程技術，無數已建成的采用高效過濾（HEPA）空氣潔凈技術和非高效過濾消毒凈化術的手術室積累了大量手術實例，為證明空氣凈化對預防手術感染是否有效，提供了具有重要科學價值的大樣本統計研究基礎資料。

今天，多樣性的醫用空氣消毒凈化技術已經走向成熟，組合應用顯示出1+1大于2的效果。零污染，既沒有顆粒物，微生物和氣態污染不再是理想。僅僅針對微米級固態污染的HEPA空氣潔凈技術不能實現整個建筑環境的零污染，也不能適合現代醫療市場對納米級污染控制的需要，如試管嬰兒手術。我們已經可能也需要全面總結包括HEPA空氣潔凈技術和其它空氣凈化技術的實際效果和優缺點。世界發達國家和國際標準組織也已經在總結和制定新的民用和醫療保健設施空氣凈化標準?，F代無菌手術技術的發展，微創手術和大型醫療設備雜交手術的普遍應用使我們需要重新評估空氣凈化的作用和方式，特別是可引發手術感染增加的層流凈化^[4]，[5]。

在世界醫院空氣凈化領域，2008年是一個具有劃時代意義的重要年份。那一年美國頒發了ANSI/ASHRAE/ASHE 170-2008《醫療保健設施的通風》新標準^[6]，該標準規定各類手術室空調通風系統可采用初效或初效加亞高效的一級或二級過濾，不再推薦手術室采用高效過濾技術，也不需要把第二級（末級）過濾器放到手術室內^[6]。德國也在同一年頒發了新版空調通風標準：DIN1946-4，2008《醫療保健設施的建筑和房間的通風與空調》^[7]，將原標準整個手術部和ICU全部要采用高效過濾空氣凈化技術的規定改為僅手術室需要采用高效過濾凈化技術；對走廊和附房的空調通風系統，只要求在空氣處理機組內配置非高效過濾器，無需在房間內設置末端過濾器。2008年到2012年，德國衛生管理部門和醫學研究機構的大樣本層流和非層流手術室手術感染率的權威研究，得出了層流手術室是引起手術感染的危險因素和浪費資源的結論，并要求對現有的層流凈化系統改造，防止感染率增加^[4]，[5]。

在我國，2012年衛生部頒發了WS/T368《醫院空氣凈化管理規范》，提出了多樣性的空氣消毒凈化技術，推薦手術室首先采用中央空調消毒凈化技術，其次才是選擇傳統的三級過濾潔凈技術；對血液透析，消毒供養室，人流室和傳染病房等醫院其它部門，推薦采用消毒凈化技術，不推薦傳統潔凈技術。

2013年6月，在英國機械工程師協會會議上，提出了可替代傳統凈化技術的靜電，非熱等離子和紫外線等非機械過濾新的節能空氣凈化技術^[8]。會議指出，潔凈室的通風空調系統是一個重要的質量保障者，但也是一個能源消耗大戶。

2012年ISO標準組織已經把一次通過殺菌99%的管道紫外線技術和防止表冷器滋生

生物膜的紫外線技術列為普通中央空調通風系統的新標準草案，代表了世界空氣凈化技術的發展新趨勢。

2007年國際骨關節外科雜志刊登了美國印地安那州圣佛郎西斯醫院同一組手術人員19年來對采用層流凈化和僅采用紫外線動態消毒的5980例骨關節置換手術的大樣本感染率研究，結果是層流凈化手術室的感染率是僅采用紫外線消毒凈化手術室的三倍

（P<0.0001）^[9]，新西蘭和挪威均有類似的大樣本醫學研究結果^{[10]，[11]}，另人尋味！

2002年我國頒發了GB50333《醫院潔凈手術部建筑技術規范》，十多年的我國實踐，證明了這個技術帶來了高能耗，高投資，需要設備層，大空間，運行管理復雜和感染控制效果不確定等缺點，使得許多醫院難以執行，特別是建筑面積和空間有限，無設備層的醫院改造項目。德國權威醫學研究部門的研究結論“層流技術是引發嚴重手術部位感染的風險因素^[5]”，使得我們非常擔憂層流凈化的實際效果。

2013版GB50333《醫院潔凈手術部建筑技術規范》取消了原來對表面菌的控制指標，沒有對空氣和物體表面消毒做任何規定，禁止其它凈化技術在潔凈手術部應用，甚至手術室內部存在嚴重內源呼吸傳播的污染空氣的負壓手術室也不允許使用其它空氣凈化器，這使得醫院院感部門感到非常困惑。表1是潔凈手術部允許的空氣和表面細菌總數。由表1可見Ⅰ級手術室每小時經高效過濾送入手術區的靜態每平方米空氣細菌數高達7200cfu，比同樣是100級的制藥企業GMP動態標準高4倍多。手術室靜態表面菌允許數量比GMP動態標準高出100多倍。為了向零感染率邁進，零污染是必要的保障條件。我們需要知道這些微生物來自何方，為什么高效過濾系統沒有將這些微生物有效阻止。顯然，藥廠潔凈室配備消毒凈化系統是正確的選擇。

微生物具有難以想象的驚人能力，它們可以在最意想不道的和極為嚴酷的環境中生存，甚至在存放消毒劑的的設施中生存。它們會形成生物膜，一旦微生物生形成生物膜，常用的消毒劑就無法把他們消滅^[12]。中央凈化空調系統和手術室也不例外，需要配置消毒凈化裝置，全方位控制微生物繁殖。

表1潔凈手術室和制藥企業環境細菌數規定

注：表1數據為按GB50333和GMP標準數據換算所得。

多樣性的消毒空氣凈化技術早以在民用空氣凈化領域廣泛應用，并在2002年衛生部消毒規范和2008年國標《空氣凈化器》中被認可和推薦。

我國已經有許多醫院的手術室，ICU，無菌病房和普通病房廣泛采用空氣消毒凈化技術[13]，[14]，如廣西醫科大學第一附屬醫院手術部，廣東省婦幼保健院生殖中心手術室和實驗室，吉林九臺市人民醫院手術部，杭州市第二人民醫院ICU，南京軍區八一醫院新大樓門診眼科和婦科手術室和全部病房，上海肺科醫院核化事故應急救治中心手術室和無菌病房，河南省人民醫院新病房大樓全部病房等。

以上的信息和醫院傳統HEPA潔凈手術部的實踐，使我們認識到基于GB50333《潔凈手術部建筑技術規范》標準建造的傳統凈化手術室只有過濾系統，沒有消毒系統，沒有解決上風向污染等缺點，可能存在感染率增加的風險，高能耗和高投資，需要在新建手術部時予以解決?；谝陨鲜澜缈諝鈨艋夹g的發展趨勢，我國空氣凈化標準的變化和成功的消毒凈化項目實踐，我們在廣東省佛山市蟬城區中心醫院新大樓有18個手術室的新手術部的建設中，采用了符合WS/T368《醫院空氣凈化管理規范》規定的新的高度節能消毒空氣凈化技術，替代傳統的三級過濾空氣潔凈技術。第三方權威部門的檢測與我們自己的常規檢測和運行實踐表明，新的多樣性空氣消毒凈化技術，能耗很低，凈化效果明顯優于傳統的三級過濾潔凈系統。本文對這個項目的設計，設備選擇，節能考慮，檢測和運行給于介紹。

二．工程概況

廣東省佛山市蟬城區中心醫院新醫療大樓5層手術部有二個手術區。手術一區有11間手術室，醫院要求2間Ⅰ級手術室按GB50333《潔凈手術部建筑技術規范》建設，滿足三甲醫院的硬件要求。其它9間可按多樣性空氣凈化技術建設，空氣凈化指標達到《潔凈手術部建筑技術規范》三級手術室標準即可。手術二區有7間手術室，無特殊凈化要，只要求空氣細菌數達到GB15982-2012《醫院消毒衛生標準》一類環境空氣細菌數標準（≤4cfu/Φ90皿30分鐘）。手術部平面圖見圖1和圖2。

圖1   手術一區平面圖

圖2  手術二區平面圖

三．主要設計參數

該項目由上海德威凈化設備工程有限公司負責設計和施工，其主要凈化設計參數見表2。

表2     手術部主要消毒凈化設計參數

表2中的主要凈化參數是上海德威凈化設備工程有限公司依據目前的多樣性空氣消毒凈化技術的凈化性能，相關標準和醫院醫療與節能要求所制定。

四．多樣性消毒空氣凈化系統

在上一世紀70年代，似乎只有高能耗的三級過濾空氣凈化技術能有效減少手術室空氣細菌數。隨著現代化科學技術的快速發展，伴隨產生的多樣性的空氣消毒凈化技術，已經成熟和成為同樣甚至更有效的空氣凈化技術。多樣性的空氣消毒凈化技術，具有表面和空氣全方位主動消毒凈化，高度節能，既插即用，無建筑空間限制,綜合費用低等特點，越來越受到使用者歡迎，在工業，民用和醫院領域，均被廣泛應用。

2012年衛生部頒發的了WS/T368《醫院空氣凈化管理規范》提出了如下手術部（室）空氣凈化方式：

a．安裝空氣凈化消毒裝置的中央空調通風系統；

b．空氣潔凈技術；

c．循環風紫外線空氣消毒器或靜電吸附式空氣消毒器或其他獲得衛生部消毒產品衛生許可批件的空氣消毒器；

d．紫外線燈照射消毒；

e．能使消毒后的空氣細菌總數≤4cfu/（15min直徑90mm皿），獲得衛生部消毒產品衛生許可批件的其它空氣消毒產品。

由此可見，空氣凈化消毒系統是衛生部首推的手術室空氣凈化方式。

2008年國標GB/T 18801-2008《空氣凈化器》提出了10種空氣凈化型式：

1）過濾式；2）吸附式；3）絡合式；4）化學催化式；5）光催化式；6）靜電式；

7）負離子式；8）等離子式；9）復合式；10）其它類型。

在以上國家標準推薦的多樣性空氣凈化技術中，駐極體過濾，紫外線，靜電和離子是已經被世界科學研究，權威實驗室檢測和臨床實踐證明凈化效果顯著的空氣凈化技術。特別是循環風紫外線和靜電，是衛生部在2002年就推薦的空氣消毒凈化技術。在本項目中，我們將這四種空氣凈化技術首次組合應用，以達到高度節能，空氣和表面無死角立體消毒凈化，消除化學污染，減少投資，運行費用和機房面積，最終達到減少手術感染率，提高空氣品質和保護醫護人員健康的目的。根據文獻索引檢索，這也是世界上首次在手術部組合應用多樣性空氣消毒凈化技術。

凈化是手段，衛生是目的。微生物是引起醫院感染發生的原因，而不是它的載體——物理顆粒物。我們基于這樣的認識，要求按多樣性空氣消毒凈化技術設計和建設新手術部。

18個手術室分別配置一對一獨立的空氣消毒凈化系統。圖3是達到Ⅲ級和Ⅳ級手術室凈化指標的空氣消毒凈化原理系統圖。

圖3 3~11號手術室空氣消毒凈化系統圖

圖3所示的空氣消毒凈化系統主要凈化設備參數見表3~表7。為符合衛生部三甲醫院需有層流手術室的規定，對新大樓手術部的2間Ⅰ級層流手術室，保留了天花板送風裝置內配置高效過濾器，其它消毒凈化裝置配置同Ⅲ級手術室。

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