无痛胃镜与普通胃镜产生的气溶胶：定量评估

宣雨婷,王帆,黄星,曹婷婷,陈肖佳,聂海行,方军,赵秋

气溶胶是指悬浮在气体中的颗粒，例如空气中的小液滴[8]。日常所见到的灰尘、烟雾、雾都是气溶胶[9]。有研究报道称，胃镜检查是一种产生气溶胶的过程[10-12]。在胃镜检查期间，患者通过反射性呕吐和咳嗽等过程产生的气溶胶可能是一种潜在的传播途径[13-14]。虽然已经报道的方法可以减少气溶胶的产生，但其中大多数或者会降低患者的舒适度，或者会增加检查时间[15-16]。人在镇静状态时，出现反射性呕吐和咳嗽等反应的概率较低，因此镇静可能会减少气溶胶的产生，但尚无研究证明。

对于参与胃肠内镜检查的医护人员而言，由于与患者的密切接触，容易发生职业暴露和交叉感染[12, 17-18]。本研究的目的是量化无痛胃镜和普通胃镜产生的气溶胶，并为患者和内镜医师提供临床指导。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究为随机对照试验，招募的对象为2021年4月至2021年12月于我院消化内科进行胃镜检查的患者。需满足以下标准：①因病情需要进行胃镜检查者；②患者的年龄在 18 至 70 岁之间，性别不限；③患者自愿参与本研究，并由患者本人或家属签署知情同意书。排除标准：①患者有胃镜检查的绝对禁忌症，例如严重心肺疾病、休克、急性胃肠道穿孔等；②患者在胃镜检查过程中无法耐受；③患者对麻醉剂过敏；④3个月内参加过其他临床试验者。

1.2 分组及盲法

应用R 4.1.2进行样本量的计算。将符合纳入标准的患者按1∶1比例随机分到无痛胃镜组与普通胃镜组。 随机化量表是由一名研究人员使用R 4.1.2 中的样本包在武汉大学中南医院集中生成的。最终，试验共纳入205名研究对象，其中无痛胃镜组102 名，普通胃镜组103名。因为患者和内镜医师已知晓分组情况，所以仅对数据处理者实行了单盲。

1.3 实验方法

使用丙泊酚(在胃肠道内镜检查中最为流行)进行镇静[4]。无痛胃镜是指应用丙泊酚(1%)进行静脉麻醉，在此之前应用利多卡因进行口咽黏膜麻醉。丙泊酚的诱导剂量为 2～3 mg/kg。当患者有身体移动等反应时，追加30～50 mg丙泊酚。普通胃镜是指应用利多卡因进行口咽黏膜麻醉，然后注射生理盐水(0.2～0.3 ml/kg)。丙泊酚和生理盐水的静脉注射均由具有5年麻醉经验的麻醉师完成。

胃镜检查前5 min注射丙泊酚或生理盐水。在静脉注射丙泊酚或生理盐水之前，患者处于左侧卧位，头部被防护罩盖住(图 1A)。有文献报道，防护罩可以防止气溶胶液滴的广泛扩散[19-20]。防护罩的侧面包含3个小孔，内镜医师可以根据患者口腔的距离选择合适的孔插入胃镜(图 1B)。胃镜检查使用的仪器是直径为9.9 mm的 GIF-H290(Olympus Medical Systems，Tokyo，Japan)。使用手持式光学粒子计数器(9306V2，北京宝云，中国)在3个小孔中位置最低的小孔处进行气溶胶数目的测量。未使用的孔在操作过程中用医用胶带进行密封。

图1 胃镜检查的防护 A：防护罩；B：内镜医师对患者进行胃镜检查

在第一次测量气溶胶后立即进行胃镜检查。当胃镜到达十二指肠降部时，进行第二次气溶胶测量。第三次气溶胶测量在胃镜检查完成后立即进行，无需等待无痛胃镜组患者醒来。每一次气溶胶测量，时间为60 s(粒子大小包括0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 μm)。考虑到在胃肠道内镜检查期间未拍摄到直径>10 μm的液滴，因此我们只评估直径≤10 μm的气溶胶[21]。在每位患者胃镜检查完成后，专业人员对内镜、内镜防护罩以及光学粒子计数器进行了消毒。

在这项研究中，所有患者的胃镜检查均由同一名内镜医师(具有5年以上胃镜检查经验)进行，并由同一名技术人员进行气溶胶数量的测量。胃镜检查完成后，无痛胃镜组的患者在观察区观察直至醒来，休息半小时后由家属陪同离开。普通胃镜组的患者在休息半小时后自行离开。

参照上述的干法工艺流程图，按照正常处理1 t废旧电池干法处理模式，三元材料动力电池以传统的干法回收工艺计算成本和收益，LFP分别以传统的干法回收工艺（干法1）和改进的干法回收工艺（干法2）计算成本和收益，成本分别命名为CLFP干法1、CLFP干法2、C 三元干法，收益命名为 ELFP干法1、ELFP干法2、E 三元干法。处理成本价格根据实际调研及综合参考文献[6-7]，具体如表3所示。

1.4 数据收集

①基线特征：患者的年龄、性别、身高、体重、是否吸烟、是否饮酒、既往史。既往史包括高血压、糖尿病、心脏病、慢性阻塞性肺病。②气溶胶数目：胃镜检查前、中、后三次不同直径的气溶胶的数目(0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 μm)。0.3 μm是指直径≤0.3 μm，0.5 μm是指直径在0.3～0.5 μm之间，以此类推。③相关因素：咳嗽、反射性呕吐、打嗝、打鼾、身体移动、操作时长。操作时长是指从插入胃镜到取出胃镜的时间，不包括夹取标本进行活检的时间。

1.5 数据分析

2 结果

2.1 入组情况

2021年4月至2021年12月，于我院消化内科行无痛胃镜检查的102名患者和103名行普通胃镜检查的患者，排除1名因身体移动导致鼻氧管脱落从而引起血氧饱和度下降的无痛胃镜组的患者。

2.2 基线特征

我们记录了患者的年龄、性别、BMI值、是否吸烟、是否饮酒以及既往史等基础信息，见表1。

2.3 组内比较

无痛胃镜组和普通胃镜组在胃镜检查前、中、后三次测量的气溶胶数量(0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0)μm见图2。

表1 无痛胃镜组和普通胃镜组患者的基线特征

无痛胃镜组胃镜检查前直径为0.3μm的气溶胶数量为198.8×106/m3, 检查中为178.6×106/m3，检查后为183.6×106/m3。与胃镜检查前相比，胃镜检查后气溶胶的数量明显减少(P<0.001)。普通胃镜组胃镜检查前直径为0.3μm的气溶胶数量为237.8×106/m3，检查中为240.4×106/m3，检查后为252.5×106/m3。与胃镜检查前相比，胃镜检查后气溶胶数量反而增加(P<0.001)(图2A)。

对于直径为0.5 μm的气溶胶，无痛胃镜组3次测量的数量分别为33.5×106/m3、30.3×106/m3和31.2×106/m3。与胃镜检查前相比，胃镜检查后气溶胶数量减少(P<0.001)。普通胃镜组3次测量的数量分别为45.0×106/m3、46.9×106/m3和49.5×106/m3。与胃镜检查前相比，胃镜检查后气溶胶数量增加(P<0.001)(图2B)。

图2 两组患者胃镜检查前、中、后产生的不同直径的气溶胶数目 A：0.3 μm；B：0.5 μm；C：1.0 μm；D：3.0 μm；E：5.0 μm；F：10.0 μm

对于直径为1.0 μm的气溶胶，无痛胃镜组三次测量的数量分别为3.69×106/m3、3.27×106/m3和3.25×106/m3。与胃镜检查前相比，胃镜检查后气溶胶数量减少(P<0.001)。普通胃镜组3次测量的数量分别为4.12×106/m3、4.05×106/m3和4.16×106/m3。与胃镜检查前相比，胃镜检查后气溶胶数量没有明显增加(P=0.571)(图2C)。

对于直径>1.0 μm的气溶胶(3.0、5.0、10.0)μm，相较于胃镜检查前，胃镜检查后气溶胶数量均减少(P<0.001、P<0.001、P<0.001、P<0.001、P<0.001、P<0.001) (图 2D-2F)。

2.4 组间比较

胃镜检查后较胃镜检查前增加的气溶胶数目见表2。无痛胃镜组直径≤1.0 μm的气溶胶减少，普通胃镜组直径≤1.0 μm的气溶胶增加(P<0.001、P<0.001、P<0.001)。对于直径≥1.0 μm的气溶胶，两组的数目变化无明显差异(P=0.164、P=0.341、P=0.804)。

表2 胃镜检查后较胃镜检查前增加的气溶胶数目比较

2.5 相关因素

由表3可见，普通胃镜组操作时间明显长于无痛胃镜组(P<0.001)；普通胃镜组胃镜检查过程中，出现呕吐和打嗝的患者更多(P均<0.001)。

表3 胃镜检查过程中相关因素

3 讨论

截至2022年2月20日，全球已报告超过4.24亿例新冠肺炎确诊病例，超过500万例死亡病例。之前有实验通过测量直径在0.3～10.0 μm的气溶胶，证明了胃镜检查过程可以产生气溶胶[10]。考虑到气溶胶传播的风险，我们的研究旨在为医务工作者，特别是一线胃肠病学专家，提供胃镜检查过程中的临床指导。本研究通过定量测量无痛胃镜和普通胃镜检查过程中气溶胶的变化，证明了镇静可以有效减少胃镜检查过程中气溶胶的产生。在整个胃镜检查过程中，无痛胃镜组产生的直径在0.3～1.0 μm的气溶胶呈减少趋势，而普通胃镜组呈增加趋势(图 2A-2C)。

研究表明，直径<10 μm 的颗粒容易受气流影响[8]。由于本研究是在自然通风的房间内，因此，为了准确测量气溶胶，我们采用防护罩遮挡患者的头部来减少气流对测量值的影响。

对于直径≤1.0 μm的气溶胶，胃镜检查前，无痛胃镜组的气溶胶数量少于普通胃镜组。这可能是因为在第一次测量气溶胶之前，无痛胃镜组注射了丙泊酚。对于直径≤1.0 μm的气溶胶，胃镜检查后相比于胃镜检查前，无痛胃镜组显著减少，而普通胃镜组显著增加(P均<0.001)。这表明镇静剂在减少气溶胶的产生中发挥了重要作用。对于直径≥1.0 μm的气溶胶，两组的变化无明显差异，我们认为这可能是由于重力的影响。

新型冠状病毒的直径大小从60～140 nm不等[4]。病毒附着在较大的载体上从而产生的气溶胶可能是100～300 nm[22]。本研究结果显示，无痛胃镜产生的直径<0.3 μm的气溶胶少于普通胃镜(图2A)。因此，在新冠肺炎流行期间，无痛胃镜可以降低交叉感染的风险。既往有文献报道，反射性呕吐和打嗝是内镜检查期间气溶胶增加的重要因素[10, 13-14, 23]。在本研究中，无痛胃镜组发生反射性呕吐和打嗝的患者数量少于另一组(P均<0.001)。因此，我们认为可能是镇静剂通过减少反射性呕吐和打嗝的产生从而减少了气溶胶的产生。当患者出现反射性呕吐或打嗝等反应时，胃镜检查往往会短暂停止，这可能是普通胃镜组操作时长明显高于另一组的原因(P<0.001)。

本研究具有创新性，因为这是第一个比较无痛胃镜检查与普通胃镜检查产生的气溶胶的差别的研究。此外，本研究得出的结论一定程度上为疫情期间胃镜检查方式的选择提供了指导。本研究还存在以下不足：①使用防护罩，可能会增加内镜医师胃镜检查的操作难度；②本研究是单中心前瞻性研究，而非多中心试验。③本研究未设置空白对照组。

综上所述，镇静可以有效减少胃镜检查过程中气溶胶的产生。因此，在当下新冠肺炎流行期间，我们推荐无痛胃镜检查，以防止交叉感染。