1　潔凈手術環(huán)境的宗旨

在美國，手術環(huán)境危害被定義為感染、斷電、機電設備失去功能、火災與爆炸等。并強調(diào)手術環(huán)境的控制不等于始于手術切口、終于切口的縫合，是一個全過程控制。絕大多數(shù)的外科醫(yī)生和病人都很重視手術結果的評定，但幾乎很少有人對手術環(huán)境的危害有所 了解。其實手術環(huán)境需要各種工種；各種設施的支撐，完全依賴化學來菌是不行的，同樣完全依賴建筑及其設施設計也是不行的。這需要一個綜合性保障措施，即大限度地消除或避免各種途徑帶入的病原微生物，降低致病菌濃以及隔離致病菌與手術切口接觸等，其 中空氣凈化措施是消滅隱患、建立良好環(huán)境控制或質(zhì)量保證的一個重要手段。美國認為“凈化空調(diào)系統(tǒng)具有對患者保護的潛在優(yōu)勢”， 并不強調(diào)空氣凈化對術后感染率的因果關系，僅著眼于綜合保障措施。這與先前依賴消毒的無菌控制是兩個完全不同的概念。（見表 1）
表1;　 兩個完全不同的無菌控制概念的比較
眾所周知，醫(yī)院匯集著各種各樣的病人，被看作為病原微生物的聚集中心。空氣中浮游的致病菌種類多、濃度高，不但病 項目 現(xiàn)代控制概念 先前控制概念
控制概念 全過程控制的概念，不單是“患者不感染”的結果 依賴藥物控制，達到“患者不感染”的結果
控制要求 整個手術過程的控制，切斷所有污染途徑（包括空氣），阻止細菌接觸手術創(chuàng)口 依靠藥物消毒環(huán)境，患者服用大量的抗生素
控制思路 “預防”措施 “補救”措施
效果 “控制全過程”，防止細菌進入人體，藥物僅是一種安全措施，保障患者受損失小的“結果” 細菌已經(jīng)進入并損傷人體，再靠大量藥物去控制感染，只體現(xiàn)一個“結果”，而“控制過程”已經(jīng)失效
人本身而且醫(yī)護人員都有可能攜帶至病菌，進而成為病菌的傳播者。醫(yī)院內(nèi)所有的人員都暴露在這樣的環(huán)境中，隨時隨地受到交叉感染的 威脅。病人在入院時并無某疾病，如受到其他病人、醫(yī)護人員、探望者攜帶病菌的感染，以及被儀器、設備、器械、敷料等直接感染，或經(jīng)過院內(nèi)空氣途徑間接感染等稱為院內(nèi)感染，它明顯與住院關狀況無關。病人在外科手術中表皮或粘膜被劃開，失去了抵御病原微 生物的好的屏障。無論何種途徑帶入的病菌都可長驅(qū)直入到機體的內(nèi)部，很容易引起感染，在手術過程中的感染稱為術后感染。通常認為手術切口的污染來源于內(nèi)外兩個方面：內(nèi)部感染源是通過術前皮膚清潔不當引起病人自身感染；外部感染源途徑則是1）直接接觸未經(jīng)消毒的器具、污染表面，或與病人接觸的院內(nèi)人員產(chǎn)生的液滴的擴散；2）空氣中的液滴和灰塵，把微生物粒子傳播到手術切口。可見在醫(yī)院諸部門中手術環(huán)境的潛在危害大，其控制要求也理應高。

在美國認為醫(yī)院的潔凈技術也不同于工業(yè)潔凈技術，這是因為控制的對象不同。
如在集成電路的制造工藝過程中，控制粒徑是指能引起致命傷害的“殺傷粒子”(killer particles)的粒徑，一般考慮為特征 線寬的1／3或更小。處于關鍵部位的一顆微粒就能毀掉整個集成電路。空氣中容許的塵埃濃度是由成品率來計算。
而在醫(yī)院環(huán)境中，不但要求控制塵粒，更主要的是控制細菌，控制的粒徑相對要大一些。生物微粒要達到一定的濃度才能構成危害，是一種累積性危害微粒（progressive failure particle）。由醫(yī)療質(zhì)量控制要求來確定空氣中容許微粒濃度。其目的是造成一種良好的無菌環(huán)境控制，減少一切可能發(fā)生的交叉感染。
基于這種認識，美國發(fā)展了完全不同于工業(yè)潔凈室技術的醫(yī)院凈化空調(diào)技術。
2　醫(yī)院建筑設計標準
盡管美國航空航天局（NASA）在1967年8月建立了世界上第一個生物潔凈室標準HB　5340.3，但是美國外科學會手術環(huán)境委員 會（CORE）并不遵循要求嚴格的生物潔凈室標準，仍認為在醫(yī)院環(huán)境中控制活性微生物粒子是根本的任務，并定義醫(yī)院潔凈區(qū)域為 “送風經(jīng)過過濾且針對生物醫(yī)學活動的特性而設計的空間”。早在1968年美國學者Blower和Walla 已經(jīng)觀察到空氣中懸浮菌濃度為 700～180個／m3容易引起敗血癥，美國傳染病中心也證實了這一結果。當室內(nèi)懸浮菌濃度低于180個／m3，感 染危險已經(jīng)很小了，如再下降到閾值（如40個／m3）以下，尚無充分證據(jù)證明對降低術后感染率有明顯作用或顯著相關性。 這個閾值就是潔凈手術室允許濃度。1976年美國外科學會的手術室環(huán)境委員會和研究總署對醫(yī)院手術室中懸浮菌允許濃度推薦如 表2所示。
表2　美國外科學會的手術室環(huán)境委員會推薦標準
手術室級別 懸浮菌允許濃度 應用場合
Ⅰ級 35個／m3(1個/ft3) 潔凈手術（人工器官移植）
Ⅱ級 175個／m3(5個/ft3) 準潔凈手術
Ⅲ級 700個／m3(20個/ft3) 一般手術

潔凈手術環(huán)境的宗旨歐洲和日本都認為這個推薦標準定得太低了，盡管如此，美國醫(yī)院污染控制的成效有目共睹。
美國有關醫(yī)院建筑的設計資料主要有文獻[1～4]
3　送風量與氣流流型
引發(fā)感染一般有三個要素：病原微生物的侵入，發(fā)生感染的局部環(huán)境以及機體抗感染的免疫系統(tǒng)。入侵微生物要引起感染還需要兩個必要條件，一是存在致病菌，二是具有一定濃度的致病菌。采用空氣潔凈技術杜絕致病菌經(jīng)過空氣途徑感染確實是一個必要的控 制條件。早在80年代已經(jīng)證實醫(yī)院中全部細菌的99.9％可以被比色效率90％～95%的過濾器（相當于我國亞高效過濾器）濾掉。但是空 氣潔凈技術不是萬能的，不可能單靠空氣凈化來降低術后感染率，而是需要建立一個潔凈無菌的環(huán)境、提供一個防止感染的保障體系。此外，人即使是病人仍具有一定的免疫能力，仍可在一定程度上依靠自身的免疫能力消滅入侵的病菌，不是說手術中沉降一個細菌就 會發(fā)生感染。由此可得出無菌控制的兩個基本點：一是醫(yī)院手術環(huán)境必須采用空氣潔凈技術，任何普通空調(diào)器不得直接用于手術室，二是不需要高潔凈度的控制空間，如單向流潔凈室。往往區(qū)域無菌程度越高，管理越嚴（如手術室），醫(yī)護人員和物品越可能成為病 菌的主要帶入者，病人通過直接接觸感染或醫(yī)生無菌操作不當引起感染的可能性越大。
美國認為手術區(qū)域單純依靠凈化風量的稀釋是不可取的，應該直接控制主要污染源即室內(nèi)醫(yī)護人員。手術衣把手術醫(yī)生罩了起來，等于將污染源隔離。如手術衣具有不發(fā)塵（或不掉纖維）和透氣不透菌（或能排氣）的性能，則能大大地降低發(fā)塵發(fā)菌，有效地 保護手術切口，相應地可以減少稀釋的風量，這是一項更節(jié)能的措施。美國很重視手術衣的開發(fā)和推廣使用，在無菌手術衣（被動防護）和排氣手術衣（主動防護）方面的研究世界領先，醫(yī)生穿帶排氣的手術衣進行手術的也較多，而其它一直沒有普遍使用。
盡管1966年1月美國在新墨西哥州的巴頓紀念醫(yī)院建造了世界上早的單向流潔凈手術室，但是長期實踐，大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，勢必引起人們的疑問：手術室究竟需要不需要高級別的單向流潔凈室？室內(nèi)懸浮菌對手術后感染率的影響到底有多大？據(jù)統(tǒng)計，美國用 普通的潔凈手術室和一次手術衣時室內(nèi)可以達到懸浮菌20～40個/m3，表面菌700～1800個(m2h)；如果采用單向流氣流則相應室內(nèi)可以達到懸浮菌2個／m3，表面菌30～60個(m2h)。單向流氣流可以有效的降低室內(nèi)懸浮菌和表面菌濃度。但不能有效降低感染率。美國經(jīng)過大量的調(diào)查統(tǒng)計，都不能說明單向流手術室中的手術感染率一定比亂流潔凈室要 低得多，或者說在統(tǒng)計數(shù)字上得不出顯著差異（這結論不同于英國和日本）。許多美國醫(yī)學專家不提供手術室采用單向流。為此美國醫(yī)務界和工程界已經(jīng)過幾次大討論，至今才逐步取得一致的意見，認為室內(nèi)懸浮菌只有在下列情況下才對手術切口有顯著影響：1）空氣處理系統(tǒng)被污染；2）其他正在運行中的空氣處理系統(tǒng)出現(xiàn)問題；3）高風險的特殊手術過程，如器官移植。其中第3）點并不是已經(jīng) 有證據(jù)證明低濃度的懸浮菌對降低術后感染率有顯著作用，而在于這類手術的風險太高，一點感染就有可能造成手術失敗，乃至死亡，經(jīng)濟損失無法估量，容不得絲毫差錯。另外，施行這類手術也值得承擔單向流手術室的費用。
因此在美國所有職能機構，如美國職業(yè)安全和衛(wèi)生管理局、美國疾病控制中心、美國衛(wèi)生部等頒布的有關標準或規(guī)范中，都沒有規(guī)定或推薦使用單向流的設施。
美國學者Galson 和Intage經(jīng)過長期研究認為一般無菌手術室只要20h－１換氣就能滿足衛(wèi)生學要求，術后感染可以得到控制。這是美國長期以來手術室通風的理論基礎。在美國，目前使用的許多手術室建于60年代初期，都是遵循1959年美國供暖 制冷空調(diào)工程師學會設計指南（ASHRAE）的規(guī)定，系統(tǒng)均為全新風，換氣次數(shù)8～12h－1。另外一些系統(tǒng)建于70年代，室 內(nèi)空氣允許循環(huán)，換氣次數(shù)增大到25h－1。直到新1999年版的美國供暖制冷空調(diào)工程師學會手冊應用篇中明確規(guī)定全新風的手術室小換氣次數(shù)為25h－1，新風量不小于5h－1。送風口要求直接地集中布置在手術臺的上方，以利于提高送風 效率和手術部位的無菌程度；送風口采用全孔板、部分孔板或擴散75mm；認為是一種有效的氣流形成，能維持一定的流向，是一種利用低換氣次數(shù)達到的低紊流度的置換氣流。要求高誘導性能送風口或帶部分圍擋壁的送風口不宜在手術室內(nèi)采用。室內(nèi)也不能設置空 氣凈化機組。
若潔凈手術室必須采用單向流氣流方式，也推薦在手術臺上方集中送風，ASHRAE手冊推薦送風靜壓箱開口尺寸為3m×3m，送風速度為0.45m/s，以達到維持單向流的足夠動量（歐洲同類裝置的送風速度比美國低）。近也有報道，送風速度可以降到0.3m/s甚至 更低。
4　建筑布局與凈化空間
美國始終認為引發(fā)感染的途徑多種多樣，主要是接觸途徑，并非空氣途徑。不贊同復雜的建筑布局。合理的設計確實能保證手術室功能，發(fā)揮其作用；合理安排人流和物流，使流線短捷、潔污流線分開。但建筑設計也要重視本國醫(yī)務習慣、人員走動路線，方 便醫(yī)護人員的活動。這樣才能提高效率，有效防止交