由新型冠狀病毒疫情思考醫院負壓手術室*

同濟大學 沈晉明 劉燕敏

0 引言

《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》明確新型冠狀病毒“經呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要的傳播途徑。在相對封閉的環境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經氣溶膠傳播的可能。由于在糞便及尿中可分離到新型冠狀病毒，應注意糞便及尿對環境污染造成氣溶膠或接觸傳播”。對新型冠狀病毒“人群普遍易感”。并認為“隨著對疾病臨床表現、病理認識的深入和診療經驗的積累，為進一步加強對該病的早診早治，提高治愈率，降低病亡率，最大可能避免醫院感染，同時提醒注意境外輸入性病例導致的傳播和擴散”做好疫情防控[1]。

我國通過釆取一系列預防控制和醫療救治措施，疫情上升的勢頭得到遏制，疫情得以緩解。目前重點將轉移到“提高治愈率，降低病亡率，最大可能避免醫院感染”。而關鍵的兩大醫療場所就是收治重型、危重型患者的ICU及負壓手術室。這是新型冠狀病毒最有可能發生院內感染的區域，對此應實施最為嚴格的防控措施。

本文重點從新型冠狀病毒疫情來思考我國醫院負壓手術室。首先從醫院內常規手術室介紹設置手術室的宗旨、控制措施及相應標準。然后分析為什么要在綜合醫院或專科醫院內設置負壓手術室或正負壓轉換手術室？為什么要在傳染病醫院設置負壓手術室？兩者有什么區別？控制措施與相應標準有什么不同？如何以合理成本、最佳能效實現“平疫結合”？

對此，要區分“傳染病”與“感染病”2個概念。傳染病是指由病原微生物通過一定的傳播途徑感染人體后產生的有傳染性、在一定條件下可造成流行的疾病。一般是指《傳染病防治法》[2]中的法定傳染病，須收治在傳染病醫院及傳染病定點醫院。感染病這一概念涉及的面很廣。如從感染生病這點來說，傳染病是感染病的一種特殊類型。感染病比傳染病包括的范圍更廣，涉及的病種更多。感染病不僅包含我國的法定傳染病，還包括許多非傳染性的感染類疾病，如腹腔感染、呼吸機相關性肺炎、感染性心內膜炎等，而且還涵蓋那些平時不能找出明確傳染源的條件致病菌和免疫低下人群所引起的感染，以及多重耐藥菌引起的感染。非法定傳染病外的感染類疾病可在綜合醫院與專科醫院內治療。

只有明確常規手術室、特殊感染類手術室和傳染性疾病手術室的定位，以及相應的控制目標與技術措施，才能做到合規使用，在規劃時有機結合，在疫情中合理轉換。

1 醫院手術室設置宗旨與標準

所謂手術室就是醫院中提供無菌環境以實施手術的場所，而手術是手術小組用外科器械打開表皮，進入人體及其組織，進行排除病變、改變構造或植入外來物的醫療操作過程。由于人體內部直接暴露在空氣中，手術醫生的手或器械進入人體，防止手術部位感染成為手術成功的關鍵因素之一。控制手術部位感染的措施是否合適，需要評估手術部位感染風險，這與感染菌劑量、毒性、顆粒物及患者自身抵抗力等因素相關。風險因素分別為：

1) 病患風險因素：高齡、肥胖、糖尿病、吸煙、營養不良、身體狀況、藥物、感染、放療/化療、術前住院時間等。

2) 手術風險因素：手術類型、抗菌藥物使用、切口大小與深度、手術時間長短、無菌操作、手術室內行為等。

3) 感染風險因素：器械、敷料、手術衣與手套消毒滅菌及手術室環境(菌塵濃度、壓差、溫濕度等因素)控制。

對于工程控制措施來說，其控制思路就是使可控因素處于受控狀態。以上這些因素只有手術室環境控制才是可控因素。由于感染因子在手術過程中會由空氣途徑污染器械或液體，或直接沉降到手術切口，因此無菌手術環境也是控制手術部位感染關鍵的間接因素。只有正確的無菌操作與完善的消毒才可使得凈化工程措施成為醫療不可缺少的環境控制技術，才能獲得最佳的能效。

無論是GB 50333—2013《醫院潔凈手術部建筑技術規范》(以下簡稱《規范》)定義的潔凈手術室[3]，還是GB 51039—2014《綜合醫院建筑設計規范》規定的一般手術室[4]，其主要目標都是降低感染因子的風險，保障醫療環境控制。這2個規范給出了不同級別手術室的主要技術指標(見表1)，表中給出的參考手術只是便于設計選用而非規定，手術小組應針對手術風險因素、病患風險因素與感染風險因素選擇合適級別的手術室。

表1 手術室分級和主要技術指標

目前較為公認的手術環境控制措施不外乎通過新風稀釋、過濾除菌、氣流控制、梯度壓差與溫濕度控制等技術[5]來降低懸浮菌與表面沉降菌。重點是保護病患免受術中空氣途徑感染，而不是保護醫護人員和周圍醫療科室與環境。一般來說這類引起患者手術部位感染的病原體為大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、表皮葡萄球菌等微生物，對健康人群(包括醫務人員)和周圍環境基本無害，手術室正壓就是防控手術部位感染的標志之一。

2 特殊感染類手術的負壓手術室的宗旨與控制設施

《規范》為什么要規定負壓手術室或正負壓轉換手術室呢？因為在綜合醫院或專科醫院有時需要進行特殊感染手術。特殊感染手術的定義為：病原菌感染力強，對周圍環境可造成嚴重污染，但不會造成流行性疾病的手術，如綠膿感染傷口、氣性壞疽和破傷風病人的手術等，以及病人危重且不能經過衛生處理的急診手術。近年來，國外也有將攜帶多重耐藥菌患者的手術在負壓手術室內進行。

負壓手術室或正負壓轉換手術室的控制措施十分成熟[6]，《規范》第8.1.14條明確規定：“負壓手術室頂棚排風口入口處以及室內回風口入口處均必須設高效過濾器，并應在排風出口處設止回閥，回風入口處設密閉閥。正負壓轉換手術室，應在部分回風口上設高效過濾器，另一部分回風口上設中效過濾器；當供負壓使用時，應關閉中效過濾器處密閉閥，當供正壓使用時，應關閉高效過濾器處密閉閥。”[3]特殊感染類手術才允許用帶回風的負壓手術室或正負壓轉換手術室。可見這類負壓手術室不是全新風直排氣流模式。

就該條文表述來說：1) 負壓手術室或正負壓轉換手術室在負壓運行工況下，均允許采用經高效過濾器過濾除菌后的回風。2) 負壓手術室或正負壓轉換手術室并沒有規定級別，也就是說，4個級別均可根據需要設置負壓手術室或正負壓轉換手術室。3) 負壓手術室應每間采用獨立凈化空調系統。4) 負壓手術室或正負壓轉換手術室造成負壓的主要措施是靠手術室頂棚排風口的排風，如允許采用經高效過濾器過濾除菌后的回風，此時排風量大于新風量。由“排風口吸風速度不應大于2 m/s”來考慮排風口的面積。對于Ⅰ級手術室可能不太合適。5) 如負壓手術室關閉回風口的密閉閥，則負壓完全靠手術室頂棚排風口的排風實現，這時排風量大于全部送風量(全新風)，形成上送上回氣流組織，不太合適。6) 正負壓轉換手術室的用意是擴大手術室的使用范圍，不局限于特殊感染類手術，平時可按正常手術室使用。正負壓轉換依靠關閉高效過濾器處密閉閥或關閉中效過濾器處密閉閥實現，排風量如何調節，要有轉換工況預案。還需考慮手術室正負壓變換引起相鄰空間壓力梯度的變化及由此引發感染的風險。為此，國外不推薦或明文規定正負壓轉換手術室，擔心轉換工況時出錯而引發交叉感染事件。但國內的醫院很愿意設置正負壓轉換手術室。

由于負壓手術室內進行的手術可能對周圍環境造成嚴重污染，手術患者進出及術后污物或醫療廢棄物的整個流程需要特別關注，如控制或處理不當，會成為醫院感染源。直接接觸引發交叉感染的比例遠遠高于空氣途徑感染。因此對負壓手術室或正負壓轉換手術室的人流或物流及平面布局有特別要求。《規范》第7.2.5條規定：“負壓手術室和感染手術室在出入口處都應設準備室作為緩沖室。負壓手術室應有獨立出入口。”[3]這2點是負壓手術室的必要條件。或者說，沒有合適的平面布局及相應的人流路徑，隨意將一個手術室變成負壓進行特殊感染手術風險很大，是不合規的。

3 傳染病類手術的負壓手術室的宗旨與控制設施

本文所闡述的傳染病類手術的負壓手術室是指設置在傳染病醫院或傳染病定點醫院的、對患有法定傳染病患者進行手術的受控空間。

既然是法定傳染病病人，按照我國《傳染病防治法》[2]第五十二條“……對傳染病病人、疑似傳染病病人，應當引導至相對隔離的分診點進行初診。醫療機構不具備相應救治能力的，應當將患者及其病歷記錄復印件一并轉至具備相應救治能力的醫療機構”。這就是說，對確診的法定傳染病病人、疑似傳染病病人必須立即轉移到具備相應救治能力的醫療機構去治療，不能擅自收治入院。傳染病類手術的負壓手術室必須設置在傳染病醫院或傳染病定點醫院。

傳染病類手術的負壓手術室應切實從隔離傳染源、阻斷傳播途徑、保護易感人群這三方面的每個環節、每個細節做好防控措施。

如果手術病人患有結核、麻疹、水痘等疾病，這些病原微生物會通過空氣途徑傳播，難以有效隔離傳染源。空氣傳播途徑是醫院感染控制的薄弱環節，傳染途徑有時難以捉摸，難以提防、阻斷，尤其是流動空氣動態殺菌效果的不確定性及難于維持性，一直是感染控制的難點。

3.1 傳染病類手術對內防病原微生物傳染

對空氣傳染疾病患者手術時，室內醫護人員感染風險很大，特別是在手術過程中，醫護人員與病人近距離直接接觸，病人直接呼出飛沫，給病人插管、心肺復蘇、強制給氧、切氣管都會直接發生病菌空氣傳播，甚至噴發。手術過程中患者的血液、體液及排泄物也可能發生氣溶膠。因此，空氣傳染性疾病手術只能在全新風全排風的直流系統的負壓手術室(或稱為隔離手術室)內進行。

近年來陸續出現的冠狀病毒(coronavirus)是一種動物源性病毒。如2003年的SARS，2009年的甲型流感(H1N1)，2012年的中東呼吸綜合征(MERS)，直至2019年的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)，都是冠狀病毒發生抗原性變異產生的，因人群缺少對該變異病毒株的免疫力(即醫務人員都是易感人群)，每次都造成了不同范圍、不同程度的疫情，甚至突發性公共衛生事件。經國務院批準，國家衛生健康委于2020年1月20日將新型冠狀病毒肺炎納入法定乙類傳染病，采取甲類管理。盡管“新冠肺炎在無防護下主要通過飛沫和密切接觸在感染者和被感染者之間發生傳播。但在醫療機構中或可存在因醫療操作產生氣溶膠而發生空氣傳播的可能”[7]。對此，新型冠狀病毒肺炎患者手術也應在全新風全排風的直流系統的負壓手術室內進行。

只有在手術室內實施全新風全排風，才能最大程度將患者發出的病原微生物氣溶膠與帶菌粒子排出，有效地降低室內病原微生物濃度，這是降低室內傳染的前提。

這僅僅是從工程控制措施方面提出的要求，避免醫務人員在手術過程中被感染，必須全過程做好空氣傳播預防控制。最有效的是穿戴與患者傳染病相匹配的個人防護用品，如護目鏡、防護服、防濺型N95口罩、面屏等。

3.2 傳染病類手術對外防病原微生物輸出

對外要從2個方面防止病原微生物輸出。一是防止手術室內空氣(含有病原微生物)滲漏出去，危及室外人員與環境。這就要求室內維持負壓，負壓是必要條件。只有負壓差才能將病菌控制在室內，消除經空氣途徑滲漏病菌的風險，至關重要。維持手術室圍護結構的氣密性十分重要，特別要注意手術室內頂棚的滲漏。還要有合理的平面布局，利用建筑設施、功能分區與物理隔離，實現合理的負壓梯度，用數道屏障阻截滲漏。二是遵循傳染病控制思路，規劃合理的人流與物流。特別要關注術后的醫務人員、患者，以及術后污物和醫療廢物的輸出，這些污物具有全空間污染、急性傳染和潛伏性污染等特征，其所含有的病原微生物的危害性更大，如處理不當，會造成醫院內交叉感染和空氣污染，會成為醫院感染和社會環境公害源，更嚴重的可成為疾病流行的源頭。

3.3 非空氣傳染病患者手術防控

法定傳染病中還有些接觸傳染性疾病，如伴有HY陽性、B型和C型肝炎，梅毒等血液傳染病的患者進行手術時，允許手術室維持正壓。但在手術過程中與患者直接接觸的手術器械、輔料與各種醫療廢物沾滿了患者的血液、體液與排泄物，散發的病毒隨氣流漂移，一般也在負壓手術室或正負壓轉換手術室內進行。盡管這些負壓手術室或正負壓轉換手術室在《規范》中已有明確規定，但這種負壓手術室或正負壓轉換手術室應該設置在傳染病醫院或定點醫院。

4 規范傳染病類手術室的思考

如上所述，法定傳染病負壓手術室的分級與相應控制措施不應是《規范》所涉及的范疇，但是在GB 50849—2014《傳染病醫院建筑設計規范》和建標173—2016《傳染病醫院建設標準》中又沒有相關的條文。新型冠狀病毒是一種新出現的病毒，傳染性強、傳播途徑還沒有完全了解，存在許多未知信息。新型冠狀病毒感染的病例太多，不時出現急需手術的患者，疫情的沖擊，暴露出空氣傳染病類負壓手術室的許多問題。傳染病類負壓手術室又成為了我們急需規范的新課題。

4.1 負壓手術室控制目標

首先應該規范的是設置在傳染病醫院或傳染病定點醫院的全新風全排風的直流系統的負壓手術室。盡管常規的正壓手術室與負壓手術室的控制手段雷同，無非是新風稀釋、過濾除菌、氣流技術和壓差控制技術等綜合措施，但控制的目標完全不同。負壓手術室的控制目標是有效防護室內醫護人員與室外環境。前者患者是保護對象，后者將患者視作病原體。前者醫護人員是污染源，后者醫護人員是防護對象。前者關注送風無菌，后者更重視排風無害。無論什么情況兩者絕不能誤用、混用。

4.2 負壓手術室級別問題

可否將潔凈手術室級別直接套用到負壓手術室？一般來說，傳染性疾病是短期內可以治愈的疾病。患有傳染性疾病的患者不到萬不得已不應在傳染期中進行手術，如能推遲到傳染病康復后再手術是上策。因此，國外相關指南中負壓手術室是不分級的，送風換氣次數基本上為20 h-1，相當于《規范》中的Ⅲ級潔凈手術室。筆者認為負壓手術室不宜分級別。

4.3 負壓手術室的控制措施

負壓手術室應獨立設置全新風全排風的直流空調系統。可以參照Ⅲ級潔凈手術室，采用集中送風裝置送風，送風面積為2.6 m×1.4 m，送風換氣次數為20 h-1，允許根據患者的傳染病性質與醫療操作需要適當增大送風量，在平行于手術臺長邊的雙側墻的下部排風，送排風末端均設置高效過濾器。排風量比送風量大30%，維持不低于5 Pa的負壓。在負壓狀態下，不會影響對手術區的控制效果[8]。一般不需要再設置上排風口。目前手術大多采用靜注麻醉，氣體麻醉使用案例越來越少，即使采用氣體麻醉，自帶的排氣裝置的性能也越來越好，使得麻醉余氣逸漏量很少。采用上送下回的全新風全排風氣流組織能有效將手術過程產生的污染氣體排出，可保持室內良好的空氣質量。

4.4 負壓手術室配套輔助設施

配套輔助設施重點是消除交叉感染風險，防止傳染性病原微生物擴散到鄰近區域。要從醫院建筑整體著手，做好合適的平面布局。其配套設施應高于《規范》的相應要求，除了有獨立出入口外，在出口與入口處都設準備室作為緩沖室，還應有專門的污物通道。盡可能采用廂式密閉車回收、輸送污物，防止外泄。負壓手術室最好自成一區，便于隔離封閉。配套的輔助用房、走廊宜采用上送下回氣流組織，使局部發生的氣溶膠就地抑制，有利于沉降，縮短在空間的滯留時間，盡快排走。為便于分離無菌物品，內部宜配備專用的無菌物品與器械間，保持正壓。手術門自動關門裝置在手術期間保持手術室的門關閉，特別是插管時。配套的洗手間排風應直接排放到室外。與空氣傳染隔離病房(AII)交通便捷，術后病人復蘇后應立即送入到空氣傳染隔離病房內。

5 疫情期間應急轉換負壓手術室

如上所述，新型冠狀病毒肺炎患者手術應在配置全新風直流空調系統的負壓手術室內進行，才能有效消除手術室內的氣溶膠和帶菌粒子，以維持穩定的空氣質量與壓力控制。我國在傳染病醫院及傳染病定點醫院設置全新風直流空調系統的負壓手術室不多。在疫情暴發期間，為了搶救患者生命，啟用了在綜合醫院內的負壓手術室和正負壓轉換手術室，并應急改造了臨時負壓手術室，采取了一些倉促的應對措施，也有些因認識有誤或設置不當的臨時設施，可能是不合規的，但在疫情中也許是“合適”的，拯救生命、降低病亡率更重要。

如轉入常態管理，這些應急改造的負壓手術室可能成為今后醫療的負擔，成為潛在感染源。應該按照相關的標準、規范或指南進行復原、整改甚至廢除。

這次新型冠狀病毒肺炎疫情給我們提出了一個新的課題。對于平疫結合的手術室，必須突破“以疫為主，適用平時”的傳統設計思路。只有以“以平為主，適用疫情”才可能以合理成本、最佳能效實現“平疫結合”。手術室設置恒壓差可變新風量空調機組就是一個較好的實踐案例[9]。可變新風量空調機組主要由雙風機和壓力無關風量調節閥組成，平時以節能模式運行，在疫情期間可轉換為抗疫模式。只要按動控制鍵就能實現2種模式轉換，機組按預先的設定開啟全新風運行模式，使手術室內維持恒定的負壓值。采用“全解耦集成式空調系統”也是簡便、有效、按需實施手術室平疫結合的一種好方式，既能保障手術環境控制品質，又確保全壽命周期的合理成本與最佳能效，凸顯“思至簡、行至效、增無形、拆無跡”的特點[10-11]。

《綜合醫院“平疫結合”可轉換病區建筑技術導則(試行)》第6.5.1條規定：“平疫結合區手術部，平時手術室按正壓設計。手術部根據需要應當至少設置一間可轉化為負壓的全新風直流手術室，供疫情時使用，疫情時的排風管及排風機平時宜安裝到位。疫情時負壓手術室頂棚排風入口及室內回風口處均安裝高效過濾器，并在排風出口處設止回閥，關斷回風管，打開排風管，啟動排風機。”[12]轉換是一個系統工程。將手術部內某手術室由正壓轉換成負壓不難，但要妥善做好相應配套輔助用房、人流與物流路徑的轉換及手術部內各空間的有序壓力梯度分布的再平衡，就不是一件容易的事。沒有完善的應急預案，很可能會出現交叉污染。

今后城市醫療體系布局中，可預設幾家綜合醫院，設計時妥善考慮在疫情中的應急預案。在疫情期間綜合醫院轉換為臨時收治患者的定點醫院。建議不要將負壓手術室或正負壓轉換手術室設置在潔凈手術部內，而是獨自成區，配套相應輔助用房及合適的人流、物流路徑，特別是術后更衣、污物打包與裝車。這樣才能做好整個手術區域在疫情中轉換后維持合理的負壓梯度與定向氣流。這些負壓手術室或正負壓轉換手術室的設計不應拘泥于《規范》中的規定，一般不設置上排風口，在手術室原回風通路中另設計一條設置高效過濾器與風機的旁通管路。疫情時只要關閉通向空調機組的回風閥、開啟旁通風閥就可直接轉換成排風管道，直接排到室外。這在技術上不難，也便于實現自控。這樣才有可能在疫情期間將負壓手術室或正負壓轉換手術室有效地轉換成全新風直流系統，安全收治被傳染的患者。

6 結語

新型冠狀病毒肺炎疫情暴露了我國負壓手術室的設計與設置等許多問題，傳染病類負壓手術室成為了急需規范的新課題。常規手術室重點保護的是病患免受院內感染，引起患者手術部位感染的病原微生物對健康人群(包括醫務人員)和周圍環境基本無害。《規范》規定的負壓手術室與正負壓轉換手術室主要用于特殊感染類手術。而傳染性疾病手術室目前沒有相應的規范或標準規定。

冠狀病毒不時發生抗原性變異，使得人群缺少對該變異病毒株的免疫力而易感、蔓延，造成了不同范圍、不同程度的疫情。不時出現的變異冠狀病毒的特性、致病機理、傳染力可能有所差異，但都是經呼吸道飛沫和密切接觸傳播，有可能發生氣溶膠傳播。冠狀病毒患者在手術過程中必定會出現飛沫、氣溶膠與接觸傳播，必須在空氣傳染病專用的負壓手術室進行手術。

新型冠狀病毒肺炎疫情促使我們對負壓手術室進行思考，要關注抗疫措施節能降耗。明確常規手術室、特殊感染類手術室和傳染性疾病手術室的定位，以及相應控制目標與技術措施，充分理解手術室正負壓轉換是個系統工程。突破傳統設計思路，提出“以平為主，適用疫情”的目標，才能以合理成本、最佳能耗實現“平疫結合”。