潔凈空間,是指室內(nèi)空氣中的顆粒密度被有效控制的,有一個(gè)或多個(gè)潔凈區(qū)域的室內(nèi)空間。
潔凈空間中,空氣中的顆粒密度是被有效控制的, 可有序地、最大程度地降低空氣中顆粒的傳播、產(chǎn)生及滯留的室內(nèi)空間,同時(shí)室內(nèi)其他參數(shù),例如溫度、濕度、壓力等也可被有效控制。本篇文章從手術(shù)室的潔凈設(shè)計(jì)和原則來展開論述。
潔凈空間的應(yīng)用領(lǐng)域
1
潔凈空間的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些
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電子設(shè)備
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半導(dǎo)體
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光學(xué)
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生物技術(shù)
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醫(yī)療設(shè)備
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飲食
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藥品
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醫(yī)院
2
潔凈空間的應(yīng)用
Class 1 次微米幾何結(jié)構(gòu)
Class 10 低于2微米的線寬集成電路
Class 100 無菌或無塵的區(qū)域
Class 1000 高質(zhì)量的光學(xué)設(shè)備
Class 10000 伺服控制開關(guān),精密定時(shí)設(shè)備
Class 100000 電子裝配的一般光學(xué)設(shè)備
3
醫(yī)院潔凈手術(shù)室潔凈度分級
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聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn) 209E Class 100
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ISO 146441 – Class ISO 5
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BS5295 Class E or F
“每立方米空間內(nèi)超過0.5微米的顆粒數(shù)量不超過3500個(gè),或者任何樣本內(nèi)最大的顆粒大小都不能超過0.5微米”
二
潔凈空間的發(fā)展
1
工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展
1960 – 潔凈手術(shù)室第一次應(yīng)用HEPA過濾(美國) ;
1961 – Sandia公司發(fā)明層流技術(shù)(美國) ;
1963 – 聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209 – 潔凈手術(shù)室標(biāo)準(zhǔn)在美國設(shè)立(根據(jù)空氣中顆粒密度的潔凈程度來建立分級) ;
1966 – FS 209a修正案
1973 – FS 209b
1987 – FS 209c
1988 – FS 209d
1992 – FS 209e
2001.11 - ISO標(biāo)準(zhǔn)取代聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)
2
醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展
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1960 - Blowers 和Crew 嘗試?yán)靡环N空氣擴(kuò)散器 (一種亞麻的床單) 固定在整個(gè)手術(shù)間的天 花板來獲得一種向下的空氣 “活塞” (單向氣流) , 此次并未達(dá)到單項(xiàng)氣流;
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1961 to 1964 – Sir John Charnley 和 Huge Howorth 使用7英尺乘7英尺的通風(fēng)的天花板改進(jìn)了 通風(fēng)系統(tǒng)。 這增加了向下的氣流速度, 降低了攜帶微生物顆粒 (MCP) 的濃度;
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1965 – Allander 用瑞典語發(fā)表了一份通氣系統(tǒng)的描述, 并在美國專利中對其進(jìn)行了描述。 該 系統(tǒng)中空氣通過穿孔的天花板和空氣幕供應(yīng), 此系統(tǒng)比傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)提供了更低的空氣中 MCP濃度(約50/m3);
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1963 –德國發(fā)表了《建筑物和醫(yī)療機(jī)構(gòu)室內(nèi)通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)》 DIN 1946-4 ;
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來自瑞士、法國、奧地利、芬蘭和俄羅斯的其他歐洲標(biāo)準(zhǔn)也被公布;
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1980 - Lidwell等. (1982, 1983a, 1983b, 1984a, 1984b, 1986, 1987, 1988)發(fā)表的各種研究報(bào)告顯示,與常規(guī)通風(fēng)相比,采用層流通風(fēng)的全髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后深部手術(shù)部位感染(SSIs)更少( 大約減少2倍) ;
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1983年英國衛(wèi)生部門-發(fā)布了基于Lidwell使用超潔凈空氣系統(tǒng)來降低術(shù)后關(guān)節(jié)膿毒癥的結(jié)果的潔凈 (Ultraclean Air System)工程數(shù)據(jù);
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隨后在1994年發(fā)布了醫(yī)療技術(shù)備忘錄 (HTM2025)包括了潔凈手術(shù)間的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。
研究結(jié)果:
1984 瑞士的Hans H Schicht在國際骨科研討會上發(fā)表了超潔凈手術(shù)室通風(fēng)研究論文。 這是歐洲當(dāng)時(shí)最早的可用于 醫(yī)療行業(yè)的商業(yè)化層流供應(yīng)空氣的天花板之一。
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三層空氣過濾三層使用HEPA濾芯 (有效率:99.97% );
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空氣分布-使用在輕鋁框架內(nèi)拉伸的細(xì)網(wǎng)格織物(而不是使用穿孔金屬板);
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室內(nèi)層流模型 –建立了垂直向下的層流流動模型;
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空氣清潔度 – 采用模擬手術(shù)室活動,在工作現(xiàn)場進(jìn)行粒子計(jì)數(shù)分級 : Class 1 (BS 5295), class 3 (VDI 2083) and class 100 (Federal Standard 209b);
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沒有被層流覆蓋的區(qū)域– class 5 (VDI 2083), class 10,000 (Federal Standard 209b)。
調(diào)查繼續(xù)進(jìn)行,并證實(shí)了以下情況:
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下流式系統(tǒng)比橫流系統(tǒng)更有效;
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對于層流,速度范圍0.3 ~ 0.35 m/s為最佳;
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有些國家建議空氣流速為0.2至0.25米/秒;
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采用有效率為99.97%HEPA過濾;
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送風(fēng)與回風(fēng)/排風(fēng)溫差不應(yīng)超過1.5℃;
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在使用層流氣流系統(tǒng)和排氣套件時(shí),將達(dá)到最低的細(xì)菌攜帶顆粒。
三
手術(shù)部位的感染
醫(yī)院環(huán)境存在著多種的微生物。平均大約有3,000到50,000個(gè)小顆粒被釋放到大氣中每人的衣服和周圍環(huán)境 (Allen & Reynolds 1978)。大部分的顆粒大小在5到30微米之間, 非常利于細(xì)菌的傳播。
手術(shù)后細(xì)菌引起的感染
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常見細(xì)菌性葡萄球菌
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鏈球菌
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假單胞菌
病原體來源:
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醫(yī)療人員
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醫(yī)療器械
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空氣傳播, 大概 95%
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病人
手術(shù)室感染發(fā)生感染的誘發(fā)因素復(fù)雜:
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據(jù)估計(jì),2014年美國約有16萬至30萬SSIs (Infect. Control Hosp Epidemiol. 2014);
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據(jù)美國衛(wèi)生醫(yī)療設(shè)計(jì)中心(CHD)估計(jì), 超過30%的SSIs是由空氣中的病原體引起的;
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平均發(fā)生SSI的幾率在1%到3%之間(John Hopkins);
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外科手術(shù)傷口中約70%的空氣微生物來自外科器械(Public Health England);
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所有的外科手術(shù)都有感染的風(fēng)險(xiǎn), 這些感染可能發(fā)生在傷口部位,而且可能不會在手術(shù)后立即發(fā)現(xiàn)。
感染傳播的方式可能包括:
?直接接觸
?手術(shù)或醫(yī)療器械
?空氣傳播
四
保健設(shè)施的通風(fēng)考慮
從60年代到80年代的研究和調(diào)查已經(jīng)證實(shí),單向垂直氣流提供超潔凈通風(fēng)可以大大降低SSIs。在不同的空氣系統(tǒng)下,傷口處每立方米攜帶細(xì)菌粒子的數(shù)量的研究 (Whyte and Shaw 1973)
手術(shù)室的通風(fēng)情況
? 80年代以前 采用簡易送風(fēng)擴(kuò)散器
在手術(shù)間內(nèi)有低位回風(fēng)和高位回風(fēng)。
? 從80到90年代市場上有不同類型的潔凈通風(fēng)系統(tǒng)
穿孔鋼板、帶噴嘴的穿孔鋼板
其中大多數(shù)無法提供證明層流和相關(guān)潔凈室等級完全符合要求的支持性文件和測試報(bào)告。
醫(yī)院通風(fēng)情況:
傳統(tǒng)通風(fēng)方式(混合方式的通風(fēng)),由傳統(tǒng)天花板擴(kuò)散器輸送的潔凈空氣夾帶受污染的室內(nèi)空氣 (FH Howorth)
2.8 m x2.8 m 心臟手術(shù)層流的天花板 Luwa 1983
五
醫(yī)院潔凈手術(shù)室的設(shè)計(jì)參考原則
1
英國醫(yī)院技術(shù)備忘錄(HTM)
英國醫(yī)院技術(shù)備忘錄(HTM)-是手術(shù)室設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)文件。
•HTM 03-01 醫(yī)療場所專用通風(fēng)系統(tǒng)
A部分-設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
B部分-運(yùn)行管理和性能驗(yàn)證
• 就各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)的法律規(guī)定、設(shè)計(jì)影響、專業(yè)通風(fēng)設(shè)備的保養(yǎng)及運(yùn)行, 提供全面的意見及指導(dǎo);
• 適用于新建設(shè)施和對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行重大翻新;
主要特點(diǎn):
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病人的舒適性;
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防止及控制醫(yī)源性感染;
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概述一般和潔凈通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收測試;
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列明空氣處理單位對軍團(tuán)菌的最低要求, 以及日常檢查和維修時(shí)的安全通道。
2
德國衛(wèi)生健康建筑物和室內(nèi)通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn) (DIN 1946 -4)
2018年版本進(jìn)行了以下修改:
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需考慮感染防護(hù)要求、 醫(yī)療器械防護(hù)要求和職業(yè)安全要求;
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改進(jìn)了潔凈室資質(zhì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及流程的技術(shù)和衛(wèi)生驗(yàn)收以及重復(fù)試驗(yàn);
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根據(jù)現(xiàn)行國際潔凈室和潔凈室區(qū)域規(guī)則(DIN EN ISO 14644)對手術(shù)室的資質(zhì)進(jìn)行規(guī)范; 根據(jù)DIN EN ISO 16890調(diào)整過濾設(shè)備分類的新定義/命名方法;
-
補(bǔ)充了設(shè)備相關(guān)部件的計(jì)劃、 執(zhí)行和操作檢查表。
五
醫(yī)院潔凈手術(shù)室的設(shè)計(jì)參考原則
要點(diǎn):無論采用何種系統(tǒng), 都應(yīng)注意防止不舒服的氣流和噪音對手術(shù)團(tuán)隊(duì)和患者造成影響。手術(shù)室的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)由手術(shù)間內(nèi)的手術(shù)人員控制,提供日常服務(wù)和維護(hù), 以保持最佳的系統(tǒng)性能。
1
手術(shù)間通風(fēng)功能
1.環(huán)境控制
-
溫度 (18 - 24℃)
-
相對濕度 (40 - 60%)
2.去除、稀釋產(chǎn)生的麻醉氣體, 異味氣體
3.感染控制
-
排除受污染的空氣;
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排除散落在室內(nèi)各處的細(xì)菌;
-
為手術(shù)供應(yīng)新鮮清潔的空氣;
目的-防止空氣中的污染物在傷口內(nèi)沉淀.。
2
如何提供潔凈的空間
? 為外科手術(shù)提供專用的手術(shù)氣體排氣裝置;
? 手術(shù)人員及手術(shù)臺上方常規(guī)送風(fēng);
? 層流下方流經(jīng)手術(shù)人員和手術(shù)臺。
3
手術(shù)室通氣
傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)
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供氣經(jīng)過過濾(2排過濾器);
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稀釋手術(shù)間內(nèi)的污染空氣;
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防止受污染的空氣從手術(shù)間外進(jìn)入(保持正壓);
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非單向氣流(空氣產(chǎn)生湍流);
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安裝在天花板上的方形/圓形空氣擴(kuò)散器;
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每小時(shí)至少提供20次換氣(Lidwell報(bào)告建議),通常每小時(shí)設(shè)計(jì)25次換氣;
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地面以上1米,空氣流速在0.2-0.3米之間;
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HTM 03-01常規(guī)手術(shù)間的空調(diào)要求。
4
常規(guī)手術(shù)間的布局
常規(guī)通風(fēng)系統(tǒng)仍然用于一般手術(shù)間和不需要超潔凈通風(fēng)的區(qū)域
HTM 03-01常規(guī)手術(shù)間的空調(diào)要求(1)
• 刷手間為獨(dú)立區(qū)域
• 手術(shù)間與準(zhǔn)備間之間不可互相通風(fēng)
常規(guī)手術(shù)間的布局1
常規(guī)手術(shù)間的空調(diào)要求2
超潔凈通風(fēng)系統(tǒng)
新的公立醫(yī)院-所有的手術(shù)室, 包括小型的手術(shù)間, 都在天花板供應(yīng)層流空氣-特別是對于人工假體移植和胸腔手術(shù)。
特性:
• 3層空氣供應(yīng)過濾裝置;
• (F7/ F9通風(fēng)裝置)及終端HEPA過濾器(H13);
• 充氣型層流類擴(kuò)散器 (大小由2.8 x2.8至3.2米x3.2米不等);
• 供應(yīng)空氣流速LAF: 0.22 –0.25 m/s;
• 最小室外空氣流量 1,200 m3/ h;
• 全部空氣量: 9,000 – 10,000 m3/ h;
• 正壓
影響潔凈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的因素
排除速度 – 保持特定的空氣氣流
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HTM: 0.3 – 0.35 m/s
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DIN 1946-4: 0.2 – 0.25 m/s
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ISO: 0.2 – 0.4 m/s
足夠大的空氣擴(kuò)散面積- 能夠覆蓋手術(shù)器械/設(shè)備區(qū)域
送風(fēng)與回風(fēng)的溫差- 不應(yīng)超過1.5℃
潔凈設(shè)計(jì)-過濾裝置的要求
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第一層過濾裝置(F7)-最低80%有效率
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第二層過濾裝置(F9)-最低95%有效率
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最后一層過濾裝置-HEPA過濾裝置(H13/H14)
香港醫(yī)院采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:
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潔凈通風(fēng)系統(tǒng);
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16-25攝氏度;
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45-66%RH;
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公立醫(yī)院不考慮再循環(huán)氣流(美國和歐洲再循環(huán));
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只有潔凈通氣系統(tǒng)才允許再循環(huán)系統(tǒng);
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100%配備通氣設(shè)備;
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空氣正壓設(shè)計(jì)。
潔凈通風(fēng)系統(tǒng)
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供氣流速-0.25m/s;
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層流區(qū)域天花板大小2.4m*2.4m到3.2m*3.2m;
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層流區(qū)域全部無墻面或部分無墻面;
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織物系列-白色尼龍開口小于0.05mm;
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再循環(huán)中工業(yè)100%新鮮空氣;
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潔凈通風(fēng)系統(tǒng)必須與熱量回收系統(tǒng)同步配置。
空氣供給終端
UK 2.8m*2.8m
Europe 依據(jù)不同的手術(shù)類型決定2.8*2.8米-3.2*3.2米
手術(shù)間的空氣供應(yīng)
傳統(tǒng)的空氣供應(yīng)系統(tǒng)-每小時(shí)換氣25-30次
超凈通風(fēng)系統(tǒng)-每小時(shí)換氣約43-85次
手術(shù)間的排風(fēng)與回風(fēng)
低層的排風(fēng)與回風(fēng)格柵(離地450mm)-美國標(biāo)準(zhǔn);
位于4個(gè)角落,盡量減少污染空氣的再循環(huán)。
六
利用煙霧試驗(yàn)潔凈系統(tǒng)演示層流流動
潔凈室層流(煙霧模式)