层流手术室集中布置送风口的理论基础是什么？

  摘要

  在我国规范将清洁层流手术室分成四级, 在其中前三级规定在手术台方集中化布局送风口,这么做是为了保护重要地区, 合乎在我国早已所提出的部分净化处理和主流区基础理论。按主流区理论分析结果显示, 那样布局送风口, 将于一样换风次数下使手术台上区洁净度等级提升一个等级, 使主流区病菌浓度及周边区病菌浓度之坡降到0 .5 下列。

  1 维护重要地区和局部净化处理

  在我国国家行业标准《医院洁净手术部建设标准》已经从2000 年10 月1 日起实施。《标准》对清洁用地分成4 级。目前对清洁层流手术室是按照手术台上区及周边区域病菌浓度和空气洁净度来等级分类的, 这在世界范围内还是第一次。《标准》第29 条的规定“ Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ级清洁层流手术室应使用部分集中化送风方法, 集中化安排的送风口总面积即手术治疗区域尺寸应该和层流手术室级别相一致, Ⅰ 级后的不低于6 .2 m2(在其中头顶部专用不低于1 .4 m2),Ⅱ级不低于4 .6 m2 , Ⅲ级不低于3 .6m2” 。

  那样要求, 有别于比较热门的工业洁净室作法(如日本):全室单向流或是漩涡方法。那样要求, 其指导方针是运用主流区基础理论,维护重要地区, 做到既提升清洁作用又更经济发展的效果。维护重点部位和局部净化处理是参考德国的处理方式。德国去医院层流手术室实施的并不是全室净化处理和匀称送风, 反而是紧紧围绕将核心地区(手术台上和器材桌)的落菌浓度保持在限制的范围内。紧紧围绕给予一个工作区域符合要求的环境自然环境。

  德国医院门诊清洁层流手术室的这一技术路线和柏林工业大学艾斯东(Esdorn)专家教授1977 年所提出的清洁度Us 和相对性清洁度Ex 两回事[1] (界定参照参考文献[2] )紧密联系。

  德国规范DIN 1946 第4 一部分“医院门诊通风空调工程”使用了以上定义, 并要求所说一般无菌检测层流手术室容许Us =1 , 所说相对高度无菌检测层流手术室容许Us =2/3 。

  清洁度理论的明确提出针对德国称作无菌检测层流手术室的清洁层流手术室以有别于那时候工业洁净室一般作法的方式发展趋势, 也起到了推动作用。其主要特点是:

  ①以病菌浓度做为辨别根据, 适宜医护人员习惯性。

  ② 提出了做到所说一般无菌检测规定的前提条件———20h-1洁净的空气量换风次数, 觉得这种换气量就能满足所说一般无菌检测层流手术室的卫生标准,换句话说, 清洁层流手术室务必送清洁风, 换气量最少等同于20h-1 。

  ③提出了工作区域才是关键地区这个概念, 给出了将20h-1换气量都集中在工作区域上边送出认为,使手术治疗区做到细菌浓度仅是房间内均值浓度的一半, 即清洁度降至0 .5 。这便是集中化布局过滤装置和基本分散化布局过滤器差别。

  ④并没有局限在定义上, 而是将基本概念执行装置结合在一起, 研发了层流手术室送风装修吊顶模块, 并把该项开发设计成果转让给伟医士(Weiss)企业, 这就

  就是现在大家看到欧洲地区很多清洁层流手术室送风装修吊顶模块(包含德国T rox Technik , Nickel 和德国瑞士Luwa)的基型。

  可是, 清洁度定义主要表现的缺陷取决于:

  ① 没给清洁层流手术室定好病菌浓度绝对数的要求, 这一点在DIN 1946 第4 一部分之中并没有体现。尽管2400m3/h 基本上排风量都是经过测量等给的, 但却没有得出这一排风量能够做到细菌浓度规范, 都没得出相关的标准(如总面积、总数)。那样相对量间的较为就没什么意义, 可执行性较弱, 并且看起来2 400m3/h(或20 h-1通气)的认定有随机性。

  ② 艾斯东环境污染度的概念, 实际上就是追寻一种最少排风量思路, 它的计划方案只是针对所说一般无菌检测的层流手术室, 这明显还是有很大局限的, 并且同在国外的英国、德国瑞士等国家规范里的送风量就会比德国大很多。这一点也相关工作的许密特(Schmidt)教授指出, 觉得以上最少排风量构思并不是恰当, 增大的一些项目投资与其说所形成的防止感柒、确保手术顺利的经济效益及降低可能会引起诉讼损失对比, 是非常细微的, 他则给出了所说相对高度无菌检测层流手术室排风量务必超过7 500 m3/h 。

  ③ 无论是艾斯东教授得出来的Us =0 .5 得到的结果, 或是许密特专家教授由很多测量梳理出来的送风面积自然保护区总面积得到的结果(见参考文献[2]表1), 都没达到理论预测的程度, 并没有提供一种基本上切实可行的基础理论计算方式, 这就减少了实践中可执行性。

  实际上, 体现在清洁度基本概念DIN 1946 第4 一部分里的多个观念, 对我们来说应该十分熟悉。

  德国1977 年明确提出的这一清洁度构思, 觉得清洁层流手术室无须进行全室净化处理, 仅需部分减少病菌浓度及其有效控制重要地区;并集中化应用20h-1 换气量的清洁风于手术台方送出去。这一思维的本质就是“部分净化处理”和“主流区”理论的融合。

  在我国1977 年7 月经全国各地评定核查可以通过并且于1979 年首次出版《空气洁净技术措施》[3] 就第一次提出了“全方位净化处理”和“部分净化处理”这个概念:

  “但凡根据空气过滤以及其它综合性处置措施, 使室内全部办公区域变成洁净的空气自然环境, 这种行为称全方位净化处理” 。“凡仅使室内部分工作区域或特定部分室内空间变成洁净的空气自然环境, 这种行为称部分净化处理” 。“在符合工艺标准的条件下应尽量使用部分净化处理” 。不过这种部分净化处理也帮我区产生净化效果。

  2　主流区定义及不联合分布浓度测算

  主流区, 是1978 年我国第一次提出这个概念[ 4] :在乱流洁净室内, 在送风口下边一个范围之内为主流区, 其洁净度等级最大;在回风口周边有一极小的回风口区, 其洁净度等级能够高过还可以小于房间内均值浓度, 那应该视不联合分布指数Ψ超过或低于1 来定,但它相当于现代逻辑联合分布时(Ψc =1)的室均值浓度;除此之外, 在送风口两边的其它地区是带有涡旋的流场地区, 习惯性通称涡旋区(也不是说全部地区全是涡旋), 其洁净度等级远低于中心主流区。三区不联合分布如图1 。

  依据主流区定义, 针对尾端为高效送风口的净化室内空间,因为送风浓度很小,因此有:

  不分布均匀的室均值浓度

  主流区浓度Na=Ψa N , 涡旋区浓度Nb =Ψb N , 回风口区浓度Nc = Ψc N。

  式中　Ψ——不联合分布指数,；

  Ψa —— 主流区不联合分布指数,；

  Ψb —— 涡旋区不联合分布指数,；

  Ψc —— 回风口区不联合分布指数, Ψc =1 ;

  n —— 换风次数;

  N —— 联合分布的室均值浓度,,Ns —— 送风浓度;

  G —— 企业容量发尘量;

  β ——主流区发尘量占全室发尘量比例;

  ——主流区的引带指数;

  —— 涡旋区容量占全室容积比例。

  3　主流区清洁度

  Ψc =1 表明, 回风口区浓度便是联合分布后的总均值浓度, 从前的基础理论科研成果已强调应将工作区域放置主流区下, 为了能判断集中化布局送风口从而使工作区域设置在主流区下与传统的分散化布局相提并论优异水平, 有以下几点考虑到。

  ① 这一水平用主流区浓度与室均值浓度比例即Ψa/ Ψ来表现, 由于室均值浓度中包括主流区浓度, 将从比率上很有可能体现出不来主流区的优异。与此同时, 当使用集中化布局送风口主流区方案中, 对室均值浓度的认可易产生矛盾, 毕竟在流行区域内的测量点应占是多少和分别加权系数相关, 不太好明确, 因此可执行性较弱。

  ② 这一水平用主流区浓度与回风口浓度或联合分布时室均值浓度比例即Ψa/ Ψc 表述, 也就是通过Ψa 表述, 虽然也有可执行性, 即回风口区浓度(其实就是非常送风浓度)可测出, 但因为工作点不很有可能设置在回风口区, 他们比例并不是深受关注的。上述情况德国的清洁度定义就是这样一个比率, 它不会回应集中化布局送风口之后关注的一个问题, 即并没有送风口附近区怎样? 除此之外, 尽管回风口浓度能够测, 但明显不同部位的回风口其浓度存在一定不一样,这个时候就需要全测才不会失帧很大。

  ③ 这一水平用主流区浓度与涡旋区即附近区浓度比例即Ψa/ Ψb 表述, 则能够非常清楚地说明问题。前边已曾经说过, 涡旋区就是指主流区两边带有涡旋区域流场区, 它浓度就表明除开主流区和回风口之外的房间别的关键区域内的浓度, 其实就是大多为主流区周边城市的浓度。因此Ψa/ Ψb 能够反映出工作中区域内与非工作中区域内的浓度区别。与此同时, 这俩区域浓度都能够按区设点各自测量。总的来说, 即主流区针对附近区域清洁度, 称之为主流区清洁度, 以Ψa/ Ψb 表明, 它显著有别于德国的清洁度即Ψa/ Ψc 。

  4　等级分类测算

  ① 层流手术室的平面图

  层流手术室内平面图按作用可以分为多个区, 可以参考部队相关规范[5] 的区划, 如图2 。

  图2 中“1” 区是按照手术床长1 .8 m 、遇奇高病人时需开启两边至2 .1 m 要考虑的。各个区间距基本上是0 .6m 。 ** .iwuchen.com

  ② 手术治疗总数

  手术治疗人数与层流手术室内人员配备计划方案相关, 手术过程中医务人员聚集在手术台上四周, 外科医师靠手术台上, 他们都是主治、第一小助手、第二小助手、护理人员(或器械护士), 头顶部附近有麻醉医生。与此同时, 医疗器械越智能化, 必须工作的人员越低,由于一台仪器设备正常情况下要1 人照顾, 仪器设备智能化多用途后台管理数降低, 辅助岗位可能就降低了。辅助岗位一般在8 ～ 12 人和人之间, 应用智能化设施后一般不超过10 人。如图3～ 6[6] 。

  ③ 送风总面积

  即然送风集中在工作区域, 则送风面积大小至关重要。送风总面积很大则排风量规定很大或者在一定风速下风力过低, 工程造价高;过小则危害对于工作区域维护。

  如今分三种情况:最少、正中间和最高标准规定。

  最低水平就是将仅包含手术台上的工作区域包笼在流行区域内, 正中间依据是包含手术台上外场0 .6 m 的地区, 最高规格可包含手术台上侧面外0.9 m 的地区。(在《标准》条款中具体数据略小, 因而数值更可确保完成。)

  在这儿应注意弱水射流气旋的界限混掺合消弱状况(参照参考文献[7]图14-3), 界限会有10.7°一个角的变小(包含10.7°角等在内的地区仍属主流区)。依据手术无影灯类型, 室内净高为2 .9 ～ 3 m , 手术台上高0 .8 m , 身体创口相对高度0 .3 m , 工作台面高1 .1m , 则每侧变小距离为[(2 .9 ～ 3)m -1.1 m] tan10 .7°=0 .34 ～ 0 .36 m 。

  ④ 发菌量发菌量并不是按工作人员密度计算的, 要立即算。房间内表层发菌量都还没立即数据信息, 可参照表层发尘量, 即设8 m2 路面所代表表层的发菌量, 等同于1 本人静止不动后的发菌量。人静止不动发菌量较大可用300 个/(人·min), 测量工作人员按2 名考虑到, 则总发菌量是( 2)×300 个/min 。

  ⑤ 指数

  按送风面密布比, 先后取0.4 , 1.3 , 0.26 ,0.2 ;β 按送风面密布比, 先后取0.7 , 0.65, 0.8 ,0.85 ;Vb/V按送风面密布比, 先后取0.45 , 0.65 ,0.32, 0.24 。

  数值列于表1。

  假如送风口密布比非常大, β 做到0.95 , 规范两边密布回风口, =0 .05 , 则a =0.095 , 算是出Ψa/ Ψb ≈0.048 , 则Ψb =1.98 , 得知附近区浓度大约为主流区的20 倍, 假如主流区归属于100 级范围, 则附近区在1000 级范围内。

  5　结果

  因为手术治疗区是层流手术室全民尘集中化地点, 按主流区基础理论, 若将这一地区放置流行区域内, 则对提升主流区及全部的洁净度等级大有益处, 测算结果显示,将工业洁净室匀称布局送风口(1000级换风次数规范), 改成集中化布局送风口, 则可以在手术区做到100 级实际效果(不但洁净度等级高, 并且气流流型好), 而附近区乃为1000 级。以此类推重要地区都可提升一级[8] 。要说明的是, 为了能减少手术时长, 使用了自净作用换风次数定义[9] , 以上层流手术室的1000 , 10000 , 100000 级换风次数比常规偏高,而对非层流手术室屋子则比常规要低。