手术室内电刀烟雾之特定化学物质调查

1、手術室內電刀煙霧之特定化學物質調查Investigation of Certain Chemicals in the Electrocautery Smoke During Surgery Process 張國輝，林瑜雯，唐進勝天主教輔仁大學醫學院公共衛生學系聯絡地址：台北縣新莊市中正路510號聯絡電話：02-29053433E-mail：494926042.tw摘 要前言： 醫療科技的進步，使電刀（electrocautery）成為外科手術過程中使用頻率極高的醫療器材，應用於切割（cutting）組織和燒結（coagulate）微血管。使用電刀時會產生可見的煙霧，遮蔽

2、醫師視線，且會產生難聞的臭味和多種化學性物質，成為醫護人員健康的潛在危害。本研究針對某些具有特殊氣味且危害性高的化學物質進行濃度偵測，並觀察電刀使用特性與化學物質濃度的關係。方法： 以自行設計之採樣裝置於北部某醫學中心手術室內進行臨床電刀煙霧的採樣。本研究主要分析電刀煙霧中幾種特定化學物質濃度，包含：甲苯（toluene）、苯乙烯（styrene）、鄰-二甲苯（o-xylene）、間,對-二甲苯（m,p-xylene）、酚（phenol）、丙烯醛（acrolein）、糠醛（furufral）。使用SKC 575-002被動式採樣器採集苯環類物質；SKC主動式採樣器ST 226-95（XAD-7

3、）、ST 226-118（XAD-2）、SKC 226-01（活性碳管）分別收集酚、丙烯醛、糠醛。以氣相層析質譜儀（gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS）進行定性及定量之分析。採樣期間並紀錄手術型式、電刀使用功率和使用時間，以分析與特定化學物質濃度變化之相關。結果： 本研究所設計之收集臨床手術檯上電刀煙霧且不干擾手術進行之採樣裝置已完成測試。針對不同污染物之偵測極限分別為甲苯：0.86 ng、苯乙烯：0.91 ng、鄰-二甲苯：0.89 ng、間,對-二甲苯：0.86 ng、糠醛：0.70 ng，目前正進行臨床電刀煙霧之採樣分析。關鍵字： 電刀

4、煙霧，特定化學物質，氣相質譜層析儀（GC-MS）。第一章 前言 科技的進步，帶動醫療器材迅速的發展，電刀（electrocautery）、雷射（laser） 和超音波刀（ultrasonic scalpel）是現今外科手術房內常使用的醫療器材，不但使用頻率高且使用範圍廣泛。外科醫師使用這些器材執行人體的組織切割（cutting）、組織熔損（ablation）、組織凝結（coagulation）、組織蒸發（vaporise）和微血管止血。 近年來健康照護者的職業安全衛生越來越受到重視，主要是探討一些傳染性疾病是否會造成院內感染。對於醫師和護士而言，手術室工作環境並非安全無虞，因為在開刀房內使用電

5、刀、雷射、和超音波刀等醫療器材時，會產生一些煙霧，這些煙霧不但看的見，且具有刺鼻性的臭味，可能會令手術室內人員產生不適感，對於醫師、護士和病患本身都具有潛在性的健康危害。美國職業安全衛生署（occupational safety and health administration, OSHA）預估每年有50萬名手術室內工作者暴露手術房內的煙霧，包括醫師、麻醉師和護士【Barrett et al.,2003; Alp et al., 2006】。 手術室內生成的煙霧除了具有刺激性的味道外，還會遮蔽醫師手術區域的視線，影響手術品質。手術室煙霧還具有生物性氣膠以及含細胞組織碎屑的微粒，人員若經由呼吸

6、道吸入這些細小的微粒後，可能會沉積在人體肺部，影響健康。電刀煙霧中的生物性氣膠也可能會傳染疾病，曾經發現在治療腳底疣過程中生成的煙霧，分析出含有人類乳突病毒（Human Papilloma Virus, HPV）的DNA，顯示這些煙霧可能具有傳播病毒的能力【Lobraico et al., 1988】。國外有些動物研究實驗指出，這些煙霧可能會引起急性或慢性呼吸道刺激，甚至讓動物肺部產生病變，出現肺部充血和肺氣腫等症狀【Baggish et al., 1987】。利用外科醫療設備在熱解人體蛋白質和脂肪組織時，會產生許多化學物質，有些研究對手術室內生成的煙霧進行定性分析，發現煙霧中含有許多化學性物

7、質，甚至具有致突變性與致癌性【Gatti et al.,1986; Kokosa et al.,1989; Sagar et al.,1996; Hensman et al.,1998; Barrett et al.2004; Moot et al.,2007】。國內黃氏等人在手術房內調查電刀煙霧的化學成份，定性分析出44種化學物質【黃氏等人, 1998】。 雖然有多篇文獻已定性電刀煙霧中的化學物質成份，但對於電刀煙霧中難聞氣味的化學物質卻仍缺乏成份及濃度的相關調查研究。本研究選擇具有刺激氣味且毒性危害較大的特定化學物質做監測調查，並克服臨床手術採樣的困難，同時探討電刀使用模式、能量、使用時間

8、等變相與特定化學物質濃度之間的相關性。第二章 材料與方法本研究於北部某醫學中心的手術房內進行電刀煙霧的採樣。爲了不妨礙醫護人員工作，以及確保手術中無菌的要求，因此被動式採樣器、主動式採樣器和個人採樣幫浦無法掛置在執刀醫師及護士人員的身上。為了克服此困難，固本研究將所有採樣器放置在一個氣密的壓克力chamber內，用無菌的抽吸連接管連接chamber上的出氣孔（outlet），使用手術室內的vaccum來抽氣；另外用新的無菌抽吸連接管連接chamber上的進氣孔（inlet），將無菌抽吸連接管另一端固定在電刀發生源十公分處，收集電刀煙霧。藉由vaccum抽氣的吸引力，使電刀煙霧進入chamber

9、內，再由放置在chamber內的採樣器收集電刀煙霧。採樣期間，chamber放置在手術檯下方，以避免影響醫護人員工作。整個chamber採樣裝置如圖(一)。inletOutletGilian 採樣幫浦主動式採樣管圖(一) 壓克力chamber採樣裝置示意圖被動式採樣器（連接至vaccum裝置）（連接無菌管收集電刀煙霧） 本研究選擇具有刺鼻性、特殊氣味且毒性危害較大的特定化學物質做調查，包括：甲苯、苯乙烯、鄰-二甲苯、間,對-二甲苯、酚、丙烯醛、糠醛。 實驗採樣設備共有四種採樣器，一個被動式採樣器，三個主動式採樣器，主動式採樣器需連接個人採樣幫浦（Gilian Sampler Pump, mod

10、el：LFS 113D C）。SKC被動式採樣器（575-002）內含有500 mg的Anasorb 747活性碳，主要是收集甲苯、苯乙烯、鄰-二甲苯、間,對-二甲苯，使用的脫附溶劑是二硫化碳，內標準品是乙苯。SKC主動式採樣器（ST226-95）含有100 mg/50 mg XAD-7樹酯（聚丙酸酯），主要是收集酚，採樣流速為100 mL/min，使用的脫附溶劑是甲醇，內標準品是甲苯。SKC主動式採樣器ST 226-118含有120mg/60mg XAD-2，前後兩段的XAD-2樹酯皆塗抹2-（hydroxymethyl）piperidine，主要是收集丙烯醛，採樣流速為100 mL/min

11、，使用的脫附溶劑是甲苯。SKC主動式採樣器（226-01）活性碳管含有100 mg/50 mg椰子殼製活性碳管，主要是收集糠醛，採樣流速為50 mL/min，使用的脫附溶劑是二硫化碳，內標準品是2-庚酮。 本研究的分析儀器為氣相層析質譜儀（gaschromatography-mass spectrometer, GC-MS），包括Agilent的GC（型號：6890）以及Agilent的MS（型號：5973N）。分析的層析毛細管柱（capillary column）為HP DB-5（0.25 mm i.d.×0.25 µm×30 m）。載流氣體使用純度99.99的

12、氦氣（helium），流速為27 cm/sec。使用GC-MS分析特定化學物質是用選擇性離子模式（selective ion mode, SIM），各化學物質的分析條件見表（一）。 表(一) 各化學物質的分析條件化學物質甲苯、鄰二甲苯苯乙烯、間二甲苯 酚 丙烯醛 糠醛分析條件40, hold 3 min, 8/min升溫至 150, hold 5 min,35/min升溫至200.50,10/min升溫至200.90, hold 8 min,20/min升溫至200, hold 6min60, hold 3 min,8/min升溫至150, hold 2 min,35升溫至200.滯留時間(R

13、T, min)甲苯：5.03苯乙烯：7.85間-二甲苯：7.30鄰-二甲苯：7.90 5.68 8.86 4.56離子組成甲苯：91、61苯乙烯：104、78間-二甲苯：106、91鄰-二甲苯：106、91 94、66 126、152 96、67第三章 結果 目前已測試完成本研究設計之採樣裝置，可收集臨床手術檯上之電刀煙霧且不干擾手術進行。實驗室內已完成部份本研究中特定化學物質之偵測極限與濃度校正曲線範圍，各化學物的偵測極限結果分別如下，甲苯：0.86 ng，R2值0.9993(圖一)；苯乙烯：0.91 ng，R2值0.9995(圖二)；鄰-二甲苯：0.89 ng，R2值0.9998(圖三)；

14、間,對-二甲苯：0.86 ng，R2值0.9998(圖四)；糠醛：0.70 ng，R2值0.9988(圖五)。圖表中的ratio表示該化學物質與內標準品兩者MS積分面積結果的比值。目前正進行臨床電刀煙霧之採樣分析，待完成樣本分析以作進一步探討。 （圖一）甲苯濃度校正曲線 （圖二）苯乙烯濃度校正曲線 （圖三）鄰-二甲苯濃度校正曲線 （圖四）間,對-二甲苯濃度校正曲線 （圖五）糠醛濃度校正曲線參考文獻1. Barrett W.L., Garber S.M. Surgical smoke-a review of the literature. Surg Endosc. 2003（17）：979-98

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