1、手术室需要通风

2016 年底，WHO 发文，《全球外科手术部位感染预防指南》，《指南》4.23 部分坦言“证据质量非常低”或“非常低质量支持证据“表明“层流”（没有工程指标表明这是真层流还是假层流）不适合关节置换手术，甚至有害；但没有提到正面证据。这些负面证据何时出现（例如，微创手术等技术在新世纪高度发展的时候）也是无法解释的。技术发展了，层流的作用减弱了，但不会造成“有害”的结果吧？

广告复古黄金黄金传奇，0门槛黄金黄金，好装备出售！但是，《指南》4.23部分以“手术室通风中的层流通风系统”为题肯定了手术室的通风，显然是机械通风。现在不管收入多少，家庭的卧室、客厅、办公室、会议室还是要通风的。需要几个小时的手术时间的手术室没有理由不需要通风。手术室基本不适合自然通风（战时等特殊情况除外），这是所有通风空调工程师都明白的。不同地区、不同季节的冷热如何应对？就算合适，手术室里刮起一阵风吹雨打怎么办？市中心医院受汽车尾气影响怎么办？如果有噪音，我该怎么办？虽然《指南》不建议自然通风，但这个问题与高收入或低收入地区无关。这是一个不需要在手术室里讨论的问题。但是，应该考虑到整个医院建筑都可以采用自然通风。中国《综合医院建筑设计规范》GB 510397.1.5文章《采用自然通风时，中庭不应有遮蔽物……》杜老师，树鸟暖通设计在线教学教育。

2、手术室空气环境需要净化通风，空调需要净化

毫无疑问，任何区域的手术室空气环境都需要消毒净化。这是对患者负责、尊重生命的基本态度。只是从清洁消毒、喷洒辐照、空气净化等方面逐步发展起来。

从目前各国医院标准来看，空气净化技术措施已成为控制病房空气环境无菌和洁净度的最佳选择，如表1所示。

正如上述 WHO 文件所指出的：手术室需要一个特殊的通风系统来提供正压过滤空气。理想情况下，为了稀释手术室内发生的微生物，防止微生物从周围环境侵入，平均每小时需要换气20次。

这是手术室空气净化或净化通风的应用。

由于空气净化可以实现环境参数的全过程控制，可以与调节温湿度、补充新鲜空气的空调自然结合，所以我国《医院洁净运营部建筑技术规范》GB50333（以下简称如《洁净运营部规范》》）提出净化空调的概念，简言之，净化空调=空调+空气净化（简称净化）≈（温湿度调节+新风）+（屏障过滤除尘）去除和灭菌+气流组织和稀释+压力梯度）。

3、空气净化程度由卫生标准决定

手术室采用什么样的空气净化措施（气流模式、换气次数、清洁度等）不是我们的空气净化技术人员决定的。我们根据医院的卫生标准来确定。采取了什么样的净化措施。

下表2中的三个众所周知的标准[2]都是动态标准。可以看出，美国外科学会的标准是紧密建立在两位学者的研究成果之上的。 WHO标准一般比较严格，细菌浓度限制在10。

在一些国家，手术室细菌浓度的下限甚至降低到5，上限不超过500。

空气净化到什么程度才能将空气中的细菌浓度降低到表3的WHO标准？

空气中的灰尘和细菌之间没有明显的相关性。美国航空航天标准给出了静态清洁环境中灰尘和细菌之间的一般关系。据此，笔者计算出表4中粉尘和细菌浓度的参考值。

我国《医院消毒卫生标准》GB 15982、1995年版和2012年版的规定分别见表5、表6。

动态细菌浓度与静态细菌浓度之比称为动静比，一般为3~5，可大到7。根据13次清洁操作中39次操作的实测总结北京5家三级医院、北京大学附属人民医院等单位和作者的病房，4个手术的平均动态细菌浓度（测量点见图1）及以上）我国《洁净外科标准》规定的手术区域为3-5个。

所以WHO的动态浮游细菌标准为10cfu/m3，静态浮游细菌约为2~3cfu/m3，从表4可以看出，静态粉尘密度约为3.5粒/L以下，即ISO5或更高级别的洁净度，此时动态沉淀菌浓度≤0.24cfu/φ90培养皿·30min。

按照美国外科学会最高标准35cfu/m3，其静态约为10cfu/m3，那么从表4来看，清洁度可以降低到6以内，也就是说209标准1000级可以使用无尘室。

这意味着根据世卫组织的最低细菌浓度，需要达到 5 级（以前为 100 级）的清洁度。

按照传统的洁净室概念，只有全室层流（早已改名为单向流）才能达到5级洁净度。

4、清洁度、细菌浓度与手术部位感染率（SSI）的关系

上世纪的文献普遍认为空气洁净度越高（达到层流5级），细菌浓度越低，手术部位的感染率就会越低。文档太多，无法在此列出。

但是，影响手术部位感染率的因素非常复杂。首先，在操作过程中产生的细菌数量是非常不同的：

(1）不同的操作有不同的细菌产量；

(2）不同的切口操作有不同的细菌产量；

(3）离切口不同位置产生的细菌数量不同；

（4）测量时间略有不同，结果不同。

其次，患者自身情况影响很大，空气因素可能小于10%。由于手术本身的先进性，同一组医生不可能在同一间手术室，使用相同的设备对同一患者进行相同的手术，采用不同的空气净化方式（如层流、湍流、等）进行比较因此，在关节置换等手术中，层流能否大大降低手术部位的感染率受到质疑。不可能有完全肯定或完全否定的明确结论。不过，过去报道的大量阳性数据应该反映出一种趋势是可能的。

但在2008年，德国Christian Brandt的一篇文章将德国早期的手术室误认为是层流手术室，得出的结论是层流手术室的感染率高于湍流手术室。德国官方名称有误，超出本文范围。

医学理论已经证明细菌感染存在剂量问题。手术区的细菌含量必须达到一定的阈值，才能引起手术伤口感染。例如，有报道称关节修复后有10种细菌会引起感染，而感染率与伤口周围30cm空间内空气中微生物浓度有关。所以，并不是说细菌越少，越少到零，感染率最低。从这个角度来看，层流是手术室最好的想法是有问题的，或者说这种方法不划算。

5、降低空气中细菌浓度很有必要

如上所述，虽然在某些操作中层流与非层流相比不一定能有效降低SSI，但高洁净度的空气环境能有效降低细菌浓度是不争的事实。 以下是上述五家医院的情况。无论是静态细菌浓度还是动态细菌浓度，它们都具有：I级（高洁净度）

图2为实测结果（标准水平为原209标准）。

正如一位研究人员明确指出的那样：“100 级洁净室中的微生物浓度远低于 10,000 级和 100,000 级洁净室。” “在 100 级洁净室中发现的微生物很少。”这个基本事实是毋庸置疑的。

由于清洁度高，细菌浓度低，细菌浓度低，感染可能会少一些，但一定程度的细菌浓度对降低感染率可能没有太大作用；而且最洁净的全室层流洁净室价格昂贵 还要耗费能源，所以你能不能找到一种净化，不仅可以在整个手术过程中通风，大大提高洁净度，降低细菌浓度，减少手术部位感染的机会，而且还比整个房间层流更简单、更便宜、更节能？通风或净化空调措施如何？

6、低湍流置换流动局部集中顶送风

(1）中国《医院洁净手术室建筑技术规范》GB 50333就是基于上述目的，经过理论论证和实验研究，提出手术台上方局部送风面大于手术台集中送风，全室层流代替风送风方式，送风速度低（仅从湍流风口一）送风的一小部分送风，不仅吹气小感觉，没有灰尘，还具有单向性和低湍流。（但比德国标准定义的值或作者对层流的定义要高）。同时，反而降低了灰尘和细菌的浓度在手术台所在的空间内，被定向推出，以置换空间内的脏空气，诱导周边气流与送风气流之比，即导程粗系数大约相当于单个风口的1/5左右，所以这种低湍流置换流属于无诱导送风的大类。见图3。风口下的笔者称为主流区。

这个提案也是基于这样的质量控制概念：

关键点控制。重点是在生产或操作过程中最容易被灰尘和细菌污染的地方，这一点应该得到有效或加强。在手术室中，显然手术区（手术台所在的小区域）是重点区域。该区域之外的手术室其他区域（称为外围区域）不应与关键区域相同。例如，当采用层流措施时，显然没有必要使房间的角落处于层流状态。

(2）局部集中顶送风的低湍流置换流动特性

过去认为只有层流（送风面积占总截面的80%，最小不小于60%）才能达到5级。5级洁净度被认为是是层流和湍流的分水岭。根据作者提出的主流面积扩大理论，对于分散式出风口，如果每个出风口（设置为标准的484mm×484mm过滤器，扩散器出风口的面积约为0.3m2）负压室面积不超过2.5m2，一般房间高度的洁净室，工作区可达到5级洁净度。在某制药厂GMP车间的实践证明，换气次数仅为此时38次/小时。

如果是集中送风，当集中送风面积不小于房间面积的1/5时，整个房间可以达到5级洁净度，否则周边区域会低一级如果送风面积达到房间面积的1/8~1/10，则周边面积比核心区低一级。

达到5级清洁度的气流不足以满足单向流标准。相关特性（如速度场的均匀性、自洁时间、流线平行度等）当然不如单向流，但接近单向流。希望稳定后清洁度达到5级，已经实现了。

根据顶部集中送风面积和末级过滤器的等级，实现分级。

I级：手术区要求达到5级，周边要求达到6级。同时希望气流能够完全覆盖医护人员和器械台（约0.4×0.6m) 手术台旁边 如果站位是0.6×1.8m，那么站台两侧延长0.9m，站台两端由0.4m 扩展，面积为2.4×2.6m=6.24m2，这是送风区域，如图4（虚线为送风面）。

一级手术室面积一般为45~50㎡，送风面积约占房间面积的1/8。

Level II：操作区要求达到6级净化手术室，周边区域要求达到7级。同时希望气流能够基本覆盖人员和仪器台面。两侧延伸0.6m，两端延伸0.4m，作业区面积为1.8×2.6m=4.68m2，此为送风区。

III级：要求作业区达到7级，周边达到8级，作业区面积为1.4×2.6m=3.64m2。规范还规定，当房间面积超过50m2时，可按比例增加送风面积，不得在侧面增设单个送风口或净化器，即室内不应有其他气流组织。置换流动环境。

IV级：无隔断，需出风口配风，整个房间达到8.5级，即30万级。从表4中可以看出，在30万水平时，浮游细菌的最大浓度比10万水平高约1倍。次，约220cfu/m3，动静比为3时，满足美国外科学会一般手术室细菌浓度≤700cfu/m3的要求。

规范实施15年来，未见设备表保护不当的报告。这里说明一下：德标Ia、Ib级送风区如图5、图6。

美国标准不分等级，送风区域需延伸至手术台每边0.3~0.45m。

分区分类除了送风面的大小外，还根据送风末级过滤器的效率来划分。按GB 50333的要求见表7。

俄罗斯2008年标准也采用了上述I级分区划分，但供气区域与德国相同。

在二级手术室的末端使用亚高效过滤器和接近亚高效的泄漏屏障。总效率约为0.995（≥0.5μm），仍然是次效率的。经国家建筑质量检测中心检测结果见表8。作业区最大上限浓度达到209标准500，在1000范围内，符合规范要求。

使用较低级别的通风来实现手术区域更高级别的目标。 Ⅰ～Ⅲ级洁净空气换气次数根据周边环境等级确定。

从表4可以看出，清洁度差一级，浮游细菌的浓度可以差3倍。 1977年，德国Esdorn H提出了作业区细菌浓度的污染程度概念，即当集中送风达到20次/h时，作业区细菌浓度仅为周围的一半。面积，即相差2倍的关系。

中国标准考虑了以上两种情况。从安全角度考虑，不采用3倍的关系，周边区域的细菌浓度与作业区域的细菌浓度的关系为2倍。大量的试验证明这个比例是可以达到的。

作业区风速好还是小？有人认为垂直送风会将医生的身体颗粒吹到手术台上。如图 7 所示，这是不可能的。因为即使气流速度与1μm颗粒的气流速度相差不超过10-3，它也应该完全跟随气流。

但很明显风速对切口不利，医生会不舒服，所以能量小，节省能量。我们在北京人民医院手术室进行的模拟实验证明，较高风速比较低风速具有较好的去污能力，但在风速为0.22m/s时动态细菌浓度可以达到标准.

手术面积0.28m/s 应用风速时，3个模拟工况下手术台5个测点的平均动态细菌浓度为2.33cfu/m3。图 4 显示了一种工况的布局。

当运行区域0.22m/s风速时，上述值为11.8cfu/m3。按照北京标准，一级手术室动态标准≤30cfu/m3。

因此，我国《洁净手术室标准》采用一级手术室手术区风速为0.20~0.25m/s。

（3）无感送风低湍流置换流可完全置换手术室全尺度层流。

中国的实践证明，过去15年仅经过国家建筑质量检测中心检测的数千间手术室，大部分一次达标。

根据王芳2011年的报告，徐州医学院附属医院使用洁净手术室进行了1808次手术，感染率从传统普通手术室的6.41%下降到0.93%。徐焕华等。据医院统计，紫外线空气消毒的术后感染率是洁净手术室的7.06倍，是空气净化室的2.11倍。夏木亚报道，苏州大学第一附属医院使用洁净手术室，感染率降低一半以上。

2008-2014年，德国某固定手术团队采用所谓的单向置换流（按DIN-1946-4标准，Annex D [2008]建造）和湍流通风手术室（按DIN-1946-4标准建造） -1946-4，附件 D [2008]）。在标准 DIN-1946-4 [1999] 建立）中，监测了 1286 次操作，后者可将细菌浓度降低 90% 以上，如图 8 所示。 将本次测定的培养皿放置在仪器上无菌区的桌子，没有指定位置。

7、中国标准中的“普通手术室”

中国是发展中国家，地区差异很大。在制定《医院洁净手术室建设技术规范》GB 50333时，考虑了当时和未来存在不要求洁净度等级的常规操作。在后来制定的《综合医院建筑设计规范》GB 51039中，针对手术室的情况，保留了“综合手术室”的名称。

无论该地区的收入水平如何，由于气候原因，使用空调应该是合理的。在中国，空调设备已经是医院的基础设备。

然而，空调由于其系统中的灰尘和细菌造成二次污染，已被公认为污染源。

表 9 是中国（新风只有过滤器或粗效过滤器的医院、商场和酒店）的测量数据。中度污染菌浓度为(1~3)×104cfu/g。

根据日本清洁工业协会200多个样品的分析，细菌数在103~104cfu/g之间，略低于上述数据。图9、 图10为管道及回风口污染情况。

发达国家和空气条件好的国家可能会更好。但是回风不会有任何区别。即使是家用壁挂式空调，据前几年北京晚报报道，88%的空调散热片细菌过多，84%的空调真菌过多。手术室是公共场所，使用这种类型的空调就更严重了。

根据过去十年各种传染病的经验教训，中国卫生部门出台了一些规定，对医院使用的空调系统的新风口和回风口进行规范。相应地，上述《综合医院建筑设计规范》给出了较为严格的要求。

其中一项规定是：当当地PM10年平均浓度不超过国家环保标准二级时，新风口应至少配备粗中效两级过滤，否则，应加中高效过滤器。

规则二：中心空调回风口和风机盘管应设置过滤装置，初阻小于50Pa，微生物一次通过率不大于10%，颗粒物一次通过率不超过5%。

同时规定一般手术室应采用中高效集中空调系统（≥0.5μm，η≥70）过滤器。

可以看出，普通手术室和洁净手术室的区别仅在于清洁度级别没有规定，但必须安装高、中效过滤器。实际上，这是四级准洁净手术室的基本措施。

可见普通手术室或IV级洁净手术室是中低收入国家推荐的方法。

8、关于经济问题

(1）关于费用

前些年上海限购一间房，一等房100万元，二等房80万元，三等房60万元（均含部分辅助房，近两年有所增加） 净化空调设备的成本仅占不到20%，净化设备更小。

北京某大型中心医院手术室47间，日手术量近130台，平均每天3台。其中净化手术室，一级设置15年后淘汰（不考虑折旧，其他房间尚可），进行15475次操作，每人64.6元（不到10美元）共享。

(2）关于风量

有一个误区，就是洁净空调的手术室风量一定比单独开空调的风量大很多。表10是根据北京的天气情况，按照《洁净外科规范》规定的平均人数计算得出的数据（按牛伟乐工程计算）。根据《民用建筑采暖通风与空调设计规范》GB 50736，舒适型空调送风可选择5~10℃的送风温差，置换气流不混合稀释，又怕人有明显的冷风感觉，所以规定了最小送风量。空气温度不应低于18℃，应考虑为19℃。根据手术室规范，夏季室温下限为21℃。如设定22℃，送风温差不应超过3℃。 ≥5℃可计算风量。

从表10可以看出，两种工况下的换气次数是等价的，仅与室内负荷有关的换气次数是通过空调计算的，结果可能大于最小值根据洁净度要求（如I级表示人数下降到9人，空调频率下降到53次/小时）。

(3）关于电费

一级手术室耗电约20kW，一天运行12小时，耗电240kWh。 0.82元/kWh，约196.8元，65.6元/次操作（不到10美元）。二级手术室每次手术费用50元（约合7美元），采用超低阻力新风过滤，成本可降低1/3。

9、conclusion

(1）需要适当通风，降低手术室细菌浓度。

(2）无诱导送风的低湍流置换流比层流和湍流更适合手术室使用，性价比高。

（3）中国医院无感送风低湍流置换流洁净手术室成功。

（4）在经济节能的原则下，如果能降低1%的SSI，就必须100%努力。