由新型冠状病毒疫情思考医院负压手术室*

同济大学 沈晋明 刘燕敏

0 引言

《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》明确新型冠状病毒“经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径。在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。由于在粪便及尿中可分离到新型冠状病毒，应注意粪便及尿对环境污染造成气溶胶或接触传播”。对新型冠状病毒“人群普遍易感”。并认为“随着对疾病临床表现、病理认识的深入和诊疗经验的积累，为进一步加强对该病的早诊早治，提高治愈率，降低病亡率，最大可能避免医院感染，同时提醒注意境外输入性病例导致的传播和扩散”做好疫情防控[1]。

我国通过釆取一系列预防控制和医疗救治措施，疫情上升的势头得到遏制，疫情得以缓解。目前重点将转移到“提高治愈率，降低病亡率，最大可能避免医院感染”。而关键的两大医疗场所就是收治重型、危重型患者的ICU及负压手术室。这是新型冠状病毒最有可能发生院内感染的区域，对此应实施最为严格的防控措施。

本文重点从新型冠状病毒疫情来思考我国医院负压手术室。首先从医院内常规手术室介绍设置手术室的宗旨、控制措施及相应标准。然后分析为什么要在综合医院或专科医院内设置负压手术室或正负压转换手术室？为什么要在传染病医院设置负压手术室？两者有什么区别？控制措施与相应标准有什么不同？如何以合理成本、最佳能效实现“平疫结合”？

对此，要区分“传染病”与“感染病”2个概念。传染病是指由病原微生物通过一定的传播途径感染人体后产生的有传染性、在一定条件下可造成流行的疾病。一般是指《传染病防治法》[2]中的法定传染病，须收治在传染病医院及传染病定点医院。感染病这一概念涉及的面很广。如从感染生病这点来说，传染病是感染病的一种特殊类型。感染病比传染病包括的范围更广，涉及的病种更多。感染病不仅包含我国的法定传染病，还包括许多非传染性的感染类疾病，如腹腔感染、呼吸机相关性肺炎、感染性心内膜炎等，而且还涵盖那些平时不能找出明确传染源的条件致病菌和免疫低下人群所引起的感染，以及多重耐药菌引起的感染。非法定传染病外的感染类疾病可在综合医院与专科医院内治疗。

只有明确常规手术室、特殊感染类手术室和传染性疾病手术室的定位，以及相应的控制目标与技术措施，才能做到合规使用，在规划时有机结合，在疫情中合理转换。

1 医院手术室设置宗旨与标准

所谓手术室就是医院中提供无菌环境以实施手术的场所，而手术是手术小组用外科器械打开表皮，进入人体及其组织，进行排除病变、改变构造或植入外来物的医疗操作过程。由于人体内部直接暴露在空气中，手术医生的手或器械进入人体，防止手术部位感染成为手术成功的关键因素之一。控制手术部位感染的措施是否合适，需要评估手术部位感染风险，这与感染菌剂量、毒性、颗粒物及患者自身抵抗力等因素相关。风险因素分别为：

1) 病患风险因素：高龄、肥胖、糖尿病、吸烟、营养不良、身体状况、药物、感染、放疗/化疗、术前住院时间等。

2) 手术风险因素：手术类型、抗菌药物使用、切口大小与深度、手术时间长短、无菌操作、手术室内行为等。

3) 感染风险因素：器械、敷料、手术衣与手套消毒灭菌及手术室环境(菌尘浓度、压差、温湿度等因素)控制。

对于工程控制措施来说，其控制思路就是使可控因素处于受控状态。以上这些因素只有手术室环境控制才是可控因素。由于感染因子在手术过程中会由空气途径污染器械或液体，或直接沉降到手术切口，因此无菌手术环境也是控制手术部位感染关键的间接因素。只有正确的无菌操作与完善的消毒才可使得净化工程措施成为医疗不可缺少的环境控制技术，才能获得最佳的能效。

无论是GB 50333—2013《医院洁净手术部建筑技术规范》(以下简称《规范》)定义的洁净手术室[3]，还是GB 51039—2014《综合医院建筑设计规范》规定的一般手术室[4]，其主要目标都是降低感染因子的风险，保障医疗环境控制。这2个规范给出了不同级别手术室的主要技术指标(见表1)，表中给出的参考手术只是便于设计选用而非规定，手术小组应针对手术风险因素、病患风险因素与感染风险因素选择合适级别的手术室。

表1 手术室分级和主要技术指标

目前较为公认的手术环境控制措施不外乎通过新风稀释、过滤除菌、气流控制、梯度压差与温湿度控制等技术[5]来降低悬浮菌与表面沉降菌。重点是保护病患免受术中空气途径感染，而不是保护医护人员和周围医疗科室与环境。一般来说这类引起患者手术部位感染的病原体为大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、表皮葡萄球菌等微生物，对健康人群(包括医务人员)和周围环境基本无害，手术室正压就是防控手术部位感染的标志之一。

2 特殊感染类手术的负压手术室的宗旨与控制设施

《规范》为什么要规定负压手术室或正负压转换手术室呢？因为在综合医院或专科医院有时需要进行特殊感染手术。特殊感染手术的定义为：病原菌感染力强，对周围环境可造成严重污染，但不会造成流行性疾病的手术，如绿脓感染伤口、气性坏疽和破伤风病人的手术等，以及病人危重且不能经过卫生处理的急诊手术。近年来，国外也有将携带多重耐药菌患者的手术在负压手术室内进行。

负压手术室或正负压转换手术室的控制措施十分成熟[6]，《规范》第8.1.14条明确规定：“负压手术室顶棚排风口入口处以及室内回风口入口处均必须设高效过滤器，并应在排风出口处设止回阀，回风入口处设密闭阀。正负压转换手术室，应在部分回风口上设高效过滤器，另一部分回风口上设中效过滤器；当供负压使用时，应关闭中效过滤器处密闭阀，当供正压使用时，应关闭高效过滤器处密闭阀。”[3]特殊感染类手术才允许用带回风的负压手术室或正负压转换手术室。可见这类负压手术室不是全新风直排气流模式。

就该条文表述来说：1) 负压手术室或正负压转换手术室在负压运行工况下，均允许采用经高效过滤器过滤除菌后的回风。2) 负压手术室或正负压转换手术室并没有规定级别，也就是说，4个级别均可根据需要设置负压手术室或正负压转换手术室。3) 负压手术室应每间采用独立净化空调系统。4) 负压手术室或正负压转换手术室造成负压的主要措施是靠手术室顶棚排风口的排风，如允许采用经高效过滤器过滤除菌后的回风，此时排风量大于新风量。由“排风口吸风速度不应大于2 m/s”来考虑排风口的面积。对于Ⅰ级手术室可能不太合适。5) 如负压手术室关闭回风口的密闭阀，则负压完全靠手术室顶棚排风口的排风实现，这时排风量大于全部送风量(全新风)，形成上送上回气流组织，不太合适。6) 正负压转换手术室的用意是扩大手术室的使用范围，不局限于特殊感染类手术，平时可按正常手术室使用。正负压转换依靠关闭高效过滤器处密闭阀或关闭中效过滤器处密闭阀实现，排风量如何调节，要有转换工况预案。还需考虑手术室正负压变换引起相邻空间压力梯度的变化及由此引发感染的风险。为此，国外不推荐或明文规定正负压转换手术室，担心转换工况时出错而引发交叉感染事件。但国内的医院很愿意设置正负压转换手术室。

由于负压手术室内进行的手术可能对周围环境造成严重污染，手术患者进出及术后污物或医疗废弃物的整个流程需要特别关注，如控制或处理不当，会成为医院感染源。直接接触引发交叉感染的比例远远高于空气途径感染。因此对负压手术室或正负压转换手术室的人流或物流及平面布局有特别要求。《规范》第7.2.5条规定：“负压手术室和感染手术室在出入口处都应设准备室作为缓冲室。负压手术室应有独立出入口。”[3]这2点是负压手术室的必要条件。或者说，没有合适的平面布局及相应的人流路径，随意将一个手术室变成负压进行特殊感染手术风险很大，是不合规的。

3 传染病类手术的负压手术室的宗旨与控制设施

本文所阐述的传染病类手术的负压手术室是指设置在传染病医院或传染病定点医院的、对患有法定传染病患者进行手术的受控空间。

既然是法定传染病病人，按照我国《传染病防治法》[2]第五十二条“……对传染病病人、疑似传染病病人，应当引导至相对隔离的分诊点进行初诊。医疗机构不具备相应救治能力的，应当将患者及其病历记录复印件一并转至具备相应救治能力的医疗机构”。这就是说，对确诊的法定传染病病人、疑似传染病病人必须立即转移到具备相应救治能力的医疗机构去治疗，不能擅自收治入院。传染病类手术的负压手术室必须设置在传染病医院或传染病定点医院。

传染病类手术的负压手术室应切实从隔离传染源、阻断传播途径、保护易感人群这三方面的每个环节、每个细节做好防控措施。

如果手术病人患有结核、麻疹、水痘等疾病，这些病原微生物会通过空气途径传播，难以有效隔离传染源。空气传播途径是医院感染控制的薄弱环节，传染途径有时难以捉摸，难以提防、阻断，尤其是流动空气动态杀菌效果的不确定性及难于维持性，一直是感染控制的难点。

3.1 传染病类手术对内防病原微生物传染

对空气传染疾病患者手术时，室内医护人员感染风险很大，特别是在手术过程中，医护人员与病人近距离直接接触，病人直接呼出飞沫，给病人插管、心肺复苏、强制给氧、切气管都会直接发生病菌空气传播，甚至喷发。手术过程中患者的血液、体液及排泄物也可能发生气溶胶。因此，空气传染性疾病手术只能在全新风全排风的直流系统的负压手术室(或称为隔离手术室)内进行。

近年来陆续出现的冠状病毒(coronavirus)是一种动物源性病毒。如2003年的SARS，2009年的甲型流感(H1N1)，2012年的中东呼吸综合征(MERS)，直至2019年的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)，都是冠状病毒发生抗原性变异产生的，因人群缺少对该变异病毒株的免疫力(即医务人员都是易感人群)，每次都造成了不同范围、不同程度的疫情，甚至突发性公共卫生事件。经国务院批准，国家卫生健康委于2020年1月20日将新型冠状病毒肺炎纳入法定乙类传染病，采取甲类管理。尽管“新冠肺炎在无防护下主要通过飞沫和密切接触在感染者和被感染者之间发生传播。但在医疗机构中或可存在因医疗操作产生气溶胶而发生空气传播的可能”[7]。对此，新型冠状病毒肺炎患者手术也应在全新风全排风的直流系统的负压手术室内进行。

只有在手术室内实施全新风全排风，才能最大程度将患者发出的病原微生物气溶胶与带菌粒子排出，有效地降低室内病原微生物浓度，这是降低室内传染的前提。

这仅仅是从工程控制措施方面提出的要求，避免医务人员在手术过程中被感染，必须全过程做好空气传播预防控制。最有效的是穿戴与患者传染病相匹配的个人防护用品，如护目镜、防护服、防溅型N95口罩、面屏等。

3.2 传染病类手术对外防病原微生物输出

对外要从2个方面防止病原微生物输出。一是防止手术室内空气(含有病原微生物)渗漏出去，危及室外人员与环境。这就要求室内维持负压，负压是必要条件。只有负压差才能将病菌控制在室内，消除经空气途径渗漏病菌的风险，至关重要。维持手术室围护结构的气密性十分重要，特别要注意手术室内顶棚的渗漏。还要有合理的平面布局，利用建筑设施、功能分区与物理隔离，实现合理的负压梯度，用数道屏障阻截渗漏。二是遵循传染病控制思路，规划合理的人流与物流。特别要关注术后的医务人员、患者，以及术后污物和医疗废物的输出，这些污物具有全空间污染、急性传染和潜伏性污染等特征，其所含有的病原微生物的危害性更大，如处理不当，会造成医院内交叉感染和空气污染，会成为医院感染和社会环境公害源，更严重的可成为疾病流行的源头。

3.3 非空气传染病患者手术防控

法定传染病中还有些接触传染性疾病，如伴有HY阳性、B型和C型肝炎，梅毒等血液传染病的患者进行手术时，允许手术室维持正压。但在手术过程中与患者直接接触的手术器械、辅料与各种医疗废物沾满了患者的血液、体液与排泄物，散发的病毒随气流漂移，一般也在负压手术室或正负压转换手术室内进行。尽管这些负压手术室或正负压转换手术室在《规范》中已有明确规定，但这种负压手术室或正负压转换手术室应该设置在传染病医院或定点医院。

4 规范传染病类手术室的思考

如上所述，法定传染病负压手术室的分级与相应控制措施不应是《规范》所涉及的范畴，但是在GB 50849—2014《传染病医院建筑设计规范》和建标173—2016《传染病医院建设标准》中又没有相关的条文。新型冠状病毒是一种新出现的病毒，传染性强、传播途径还没有完全了解，存在许多未知信息。新型冠状病毒感染的病例太多，不时出现急需手术的患者，疫情的冲击，暴露出空气传染病类负压手术室的许多问题。传染病类负压手术室又成为了我们急需规范的新课题。

4.1 负压手术室控制目标

首先应该规范的是设置在传染病医院或传染病定点医院的全新风全排风的直流系统的负压手术室。尽管常规的正压手术室与负压手术室的控制手段雷同，无非是新风稀释、过滤除菌、气流技术和压差控制技术等综合措施，但控制的目标完全不同。负压手术室的控制目标是有效防护室内医护人员与室外环境。前者患者是保护对象，后者将患者视作病原体。前者医护人员是污染源，后者医护人员是防护对象。前者关注送风无菌，后者更重视排风无害。无论什么情况两者绝不能误用、混用。

4.2 负压手术室级别问题

可否将洁净手术室级别直接套用到负压手术室？一般来说，传染性疾病是短期内可以治愈的疾病。患有传染性疾病的患者不到万不得已不应在传染期中进行手术，如能推迟到传染病康复后再手术是上策。因此，国外相关指南中负压手术室是不分级的，送风换气次数基本上为20 h-1，相当于《规范》中的Ⅲ级洁净手术室。笔者认为负压手术室不宜分级别。

4.3 负压手术室的控制措施

负压手术室应独立设置全新风全排风的直流空调系统。可以参照Ⅲ级洁净手术室，采用集中送风装置送风，送风面积为2.6 m×1.4 m，送风换气次数为20 h-1，允许根据患者的传染病性质与医疗操作需要适当增大送风量，在平行于手术台长边的双侧墙的下部排风，送排风末端均设置高效过滤器。排风量比送风量大30%，维持不低于5 Pa的负压。在负压状态下，不会影响对手术区的控制效果[8]。一般不需要再设置上排风口。目前手术大多采用静注麻醉，气体麻醉使用案例越来越少，即使采用气体麻醉，自带的排气装置的性能也越来越好，使得麻醉余气逸漏量很少。采用上送下回的全新风全排风气流组织能有效将手术过程产生的污染气体排出，可保持室内良好的空气质量。

4.4 负压手术室配套辅助设施

配套辅助设施重点是消除交叉感染风险，防止传染性病原微生物扩散到邻近区域。要从医院建筑整体着手，做好合适的平面布局。其配套设施应高于《规范》的相应要求，除了有独立出入口外，在出口与入口处都设准备室作为缓冲室，还应有专门的污物通道。尽可能采用厢式密闭车回收、输送污物，防止外泄。负压手术室最好自成一区，便于隔离封闭。配套的辅助用房、走廊宜采用上送下回气流组织，使局部发生的气溶胶就地抑制，有利于沉降，缩短在空间的滞留时间，尽快排走。为便于分离无菌物品，内部宜配备专用的无菌物品与器械间，保持正压。手术门自动关门装置在手术期间保持手术室的门关闭，特别是插管时。配套的洗手间排风应直接排放到室外。与空气传染隔离病房(AII)交通便捷，术后病人复苏后应立即送入到空气传染隔离病房内。

5 疫情期间应急转换负压手术室

如上所述，新型冠状病毒肺炎患者手术应在配置全新风直流空调系统的负压手术室内进行，才能有效消除手术室内的气溶胶和带菌粒子，以维持稳定的空气质量与压力控制。我国在传染病医院及传染病定点医院设置全新风直流空调系统的负压手术室不多。在疫情暴发期间，为了抢救患者生命，启用了在综合医院内的负压手术室和正负压转换手术室，并应急改造了临时负压手术室，采取了一些仓促的应对措施，也有些因认识有误或设置不当的临时设施，可能是不合规的，但在疫情中也许是“合适”的，拯救生命、降低病亡率更重要。

如转入常态管理，这些应急改造的负压手术室可能成为今后医疗的负担，成为潜在感染源。应该按照相关的标准、规范或指南进行复原、整改甚至废除。

这次新型冠状病毒肺炎疫情给我们提出了一个新的课题。对于平疫结合的手术室，必须突破“以疫为主，适用平时”的传统设计思路。只有以“以平为主，适用疫情”才可能以合理成本、最佳能效实现“平疫结合”。手术室设置恒压差可变新风量空调机组就是一个较好的实践案例[9]。可变新风量空调机组主要由双风机和压力无关风量调节阀组成，平时以节能模式运行，在疫情期间可转换为抗疫模式。只要按动控制键就能实现2种模式转换，机组按预先的设定开启全新风运行模式，使手术室内维持恒定的负压值。采用“全解耦集成式空调系统”也是简便、有效、按需实施手术室平疫结合的一种好方式，既能保障手术环境控制品质，又确保全寿命周期的合理成本与最佳能效，凸显“思至简、行至效、增无形、拆无迹”的特点[10-11]。

《综合医院“平疫结合”可转换病区建筑技术导则(试行)》第6.5.1条规定：“平疫结合区手术部，平时手术室按正压设计。手术部根据需要应当至少设置一间可转化为负压的全新风直流手术室，供疫情时使用，疫情时的排风管及排风机平时宜安装到位。疫情时负压手术室顶棚排风入口及室内回风口处均安装高效过滤器，并在排风出口处设止回阀，关断回风管，打开排风管，启动排风机。”[12]转换是一个系统工程。将手术部内某手术室由正压转换成负压不难，但要妥善做好相应配套辅助用房、人流与物流路径的转换及手术部内各空间的有序压力梯度分布的再平衡，就不是一件容易的事。没有完善的应急预案，很可能会出现交叉污染。

今后城市医疗体系布局中，可预设几家综合医院，设计时妥善考虑在疫情中的应急预案。在疫情期间综合医院转换为临时收治患者的定点医院。建议不要将负压手术室或正负压转换手术室设置在洁净手术部内，而是独自成区，配套相应辅助用房及合适的人流、物流路径，特别是术后更衣、污物打包与装车。这样才能做好整个手术区域在疫情中转换后维持合理的负压梯度与定向气流。这些负压手术室或正负压转换手术室的设计不应拘泥于《规范》中的规定，一般不设置上排风口，在手术室原回风通路中另设计一条设置高效过滤器与风机的旁通管路。疫情时只要关闭通向空调机组的回风阀、开启旁通风阀就可直接转换成排风管道，直接排到室外。这在技术上不难，也便于实现自控。这样才有可能在疫情期间将负压手术室或正负压转换手术室有效地转换成全新风直流系统，安全收治被传染的患者。

6 结语

新型冠状病毒肺炎疫情暴露了我国负压手术室的设计与设置等许多问题，传染病类负压手术室成为了急需规范的新课题。常规手术室重点保护的是病患免受院内感染，引起患者手术部位感染的病原微生物对健康人群(包括医务人员)和周围环境基本无害。《规范》规定的负压手术室与正负压转换手术室主要用于特殊感染类手术。而传染性疾病手术室目前没有相应的规范或标准规定。

冠状病毒不时发生抗原性变异，使得人群缺少对该变异病毒株的免疫力而易感、蔓延，造成了不同范围、不同程度的疫情。不时出现的变异冠状病毒的特性、致病机理、传染力可能有所差异，但都是经呼吸道飞沫和密切接触传播，有可能发生气溶胶传播。冠状病毒患者在手术过程中必定会出现飞沫、气溶胶与接触传播，必须在空气传染病专用的负压手术室进行手术。

新型冠状病毒肺炎疫情促使我们对负压手术室进行思考，要关注抗疫措施节能降耗。明确常规手术室、特殊感染类手术室和传染性疾病手术室的定位，以及相应控制目标与技术措施，充分理解手术室正负压转换是个系统工程。突破传统设计思路，提出“以平为主，适用疫情”的目标，才能以合理成本、最佳能耗实现“平疫结合”。