手术室是医院里提供无菌环境以实施手术的场所,为了有效维持无菌环境,常常需要用气密性围护将每个手术区域隔成小间进行控制。而通仓交融手术室(Barn Integrated Operating Room)却是在结构上完全开放的大空间,在内设置两个及以上的手术区域。在同一空间内可进行的多台手术不是各自独立的,而是这一大空间为多台手术,常指为4台手术提供了一个综合性的平台,4台手术的团队在这个平台上有机组合在一起,在手术过程中相互交流、交汇、合作与融合。因此,通仓交融手术室是多台手术交汇融合的大空间的一个简称。 最早的通仓交融手术室包含两个手术区,常用于创伤骨科。4个手术区的通仓交融手术室的出现与矫形外科相关,特别是髋关节或膝关节置换手术。现代髋关节置换的创始人公认为约翰·查恩利爵士。他在英国兰开夏郡的莱廷顿医院成功研发了人工髋关节及其置换手术的方法,并使手术流程得以优化。当时高居不下的感染率困扰了他,为了应对手术室内悬浮菌对接受髋关节置换的患者的感染,1961年他开发了类似层流送风的系统,以及带排气系统的整体式手术长袍,保持负压,降低了空气途径感染。此外,还尝试了将抗生素掺入骨水泥中等措施。这些措施有效控制了髋关节置换的感染,使得髋关节置换手术在全世界应用与推广。 进行髋关节置换手术
至20世纪90年代,髋关节或膝关节置换手术已十分成熟,髋关节或膝关节置换手术的需求量巨大,造成有经验的高级外科医生和麻醉医师奇缺。尽管髋关节或膝关节置换手术量大,但手术过程单一、重复、再手术率低。
1991年在英国什罗普郡奥斯沃斯特里的罗伯特琼斯和艾格尼丝亨特整形医院建成了通仓交融手术室。在通仓交融手术室内设置4个手术区,4台手术可以同时进行,经验较少的外科医生和麻醉师能够在专家指导下成功地完成手术,得到了锻炼,增加了手术量、提高了运营效率。鉴于当时的设施系统性能,考虑到在大空间内各手术区的环境与感染控制等问题,采用了悬挂隔板的方式围护成各手术区,但可以方便进出,无障碍地进行手术。
英国卫生部ProCure21框架中提供的规模最大、总价最高的项目是利物浦布罗德格林医院的建设项目,建筑面积25000m2,建设成本为6300万英镑。其中2005年建造的骨外科通仓交融手术室具有现代意义,并精心设计了通仓交融手术室的人流与物流,尽可能避免了洁污流线交叉。4个手术区域是开放式的,在每个手术台上方设置了性能良好的超净送风装置(UCV),送风装置四周用透明的玻璃围挡,并首次采用桥架,便于手术过程中医疗用气和电源的接入。一系列措施使得3.2mx3.2m的手术区域环境得以有效控制。手术团队更衣换鞋后从通仓交融手术室后面进入刷手区,刷手后穿无菌服进入手术区。患者由通仓交融手术室前侧进入麻醉诱导室,麻醉医师完成麻醉后将患者推入手术区。右侧是无菌存放、器械室、设备间等辅房。为防止手术过程中碎骨飞溅与血流喷射,安装了可滑动的屏障。
经检测,通仓交融手术室以及4个手术区达到了英国卫生技术实施指南HTM 2025中对超净手术室的要求。证实了来自超净送风装置的送风气流可以有效地起到分隔作用,防止患者之间的交叉污染或感染[3]。即使关闭通仓交融手术室内4个手术区的送风装置中的任何一个,也不会影响其他3个手术区内环境的控制。
据该医院的统计,通仓交融手术室使手术量提高了40%,在2010年的术后感染率仅为0.3%,远低于英国年平均感染率1%的水平。 · 布罗德格林医院通仓交融手术室平面
布罗德格林医院通仓交融手术室实景
可滑动的透明屏障
如前所述,莱廷顿医院是因查恩利爵士而闻名于世的关节置换医院。2014年该院花费1810万英镑建设了当时最先进的整形外科中心,包括建造了全英第三间通仓交融手术室及配套的7间恢复室。同样配置了性能良好的超净送风装置,不同之处是送风装置有所改进,在四周配置玻璃围挡已不再设桥架,但围挡高度依然没变。医气与电源接口布置在控制隔墙上。控制隔墙背后形成了一条洁净通道。在4个手术区之间设置了固定的无框玻璃隔板,以解决患者隐私与手术过程中碎骨飞溅等问题。两个洗手区分布在手术室的两端。该通仓交融手术室在2016年获得英国全国卫生保健杰出贡献奖。
莱廷顿医院通仓交融手术室实景
莱廷顿医院通仓交融手术室控制墙
通仓交融手术室固定分隔墙 在英国其他医院还有一些类似的通仓交融手术室,如索尔福德皇家医院(Salford Royal Hospital)等。
通仓交融手术室在欧洲大陆不少见,以两个手术区为多。其中较为著名的是德国普福尔茨海姆的ARCUS运动医院的通仓交融手术室。该院于2006年建成的手术部有两间双手术区的通仓交融手术室,前面设置麻醉诱导间、刷手间和污物间,后面是洁净走廊,供给无菌物品。它们被认为是欧洲最现代化的创伤手术室,超净送风装置四周是透明的低围挡,没有设置桥架。 运动医院的手术部平面布局 运动医院的双手术区手术室
手术室前麻醉诱导 德国汉堡海洛斯医院是欧洲最著名的关节置换、体育骨科和脊柱外科专家诊所之一。该院的手术部中有一间净面积为 160m2的大手术室,内设4个手术区,可同时安排4台手术,号称德国最大的手术室。每个手术区域上方配置了德国某著名公司生产的送风装置,内置高效(HEPA)过滤器,送风面积为3.2m×3.2m,送出的低湍流度置换气流断面风速为0.24m/s,可提供2.6m×2.6m无菌区域。送风装置送风量为10000m3/h,其中新风量为1200m3/h。送风装置配有高围挡的桥架,有利于维持低湍流度的送风气流,以及保证手术区域内的高度洁净。各种医用气体、电源等接口布置在桥架四周上,医用吊架可沿桥架四周移动,为麻醉、外科提供一个平台。经检测,4个手术区域均达到了德国DIN标准1946-4“医院通风”中最高级别1A标准。为保护器械桌处于洁净无菌的气流内,也可在器械桌一侧设置透明的塑料挡板。 该院手术部布局的思路是沿用德国传统的“自带辅房手术室”模式,手术室可独立运行。手术室前面带三个前室,分别为患者出入间、医护人员出入间与污物间,后面是无菌物品供给走廊,强调无菌物品与其他人流与物流的分流。采用厢式密闭车,无论洁净物品还是污染物品均在密闭车内输送,使得整个物流控制更加简便、有效。 海洛斯医院通仓交融手术室
在器械桌侧设置透明塑料挡板
海洛斯医院手术部布局
目前我国医院手术室以单式为主,手术室模式几十年来基本维持不变,边际贡献几乎达到极限。通仓交融洁净手术室的出现,为建设手术室提供了一种新思路,有利于提高手术室使用效率、加快手术周转率,改变了医院缺少高级医护人员的“窘境”。 通仓交融手术室一般建筑面积控制196㎡以内(长23.4m×宽8.4m,图2),手术内区与外区面积比1:5.5左右,手术室人员与设备标准配置见表(表1、表2)。 通仓交融手术室能同时开展1~4台手术,手术进行时,仅需要一位高级麻醉师及一名资深手术医生,其余均由副麻醉师、主刀医生及护士完成。一名巡回护士同时管理4台手术,人员数量配置相比传统模式缩减25%,大大提高了工作效率。
在通仓交融手术室,手术空间、手术器具与设备得以高效利用,最大程度发挥高级外科医生与麻醉师的作用,使医院在有限优质医疗资源下治疗更多的病人。 在通仓交融手术室,四台手术均可在Ⅰ~Ⅲ级洁净手术室之间任意变级切换,而不影响其他手术的开展。举个例子,如果1#或3#手术区按I级洁净手术室运行,而其他2#、4#手术区可以是III级洁净手术室运行。理论上可以有24种运行模式。但当开展移植手术时,通仓交融手术室只能按Ⅰ级洁净手术室运行。 通仓交融手术室,共有4个即独立又关联的手术区域,每个手术区采用4套独立空调系统,而整个手术室采用1套新风空调系统,有利于通仓交融手术室整体压力控制和正压维持。
空调系统设计方案的理念是:采用集中新风空调系统消除手术室内湿负荷,循环空调系统调节手术室内温度,空调的2个系统分别对手术室内温度和湿度进行独立控制,使通仓交融手术室整体处于受控状态,各手术区可灵活使用。
手术室室外参数参考上海地区,室内设计参数依据《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2013)指标确定:室内温度24℃,相对湿度50%,单个手术区平均室内人数4.5人。
通过计算得出,通仓交融手术室(四个手术区)总冷负荷Q=89.7kw,总湿负荷d=9.28kg/h,室内冷负荷Qn=31.3kw,新风负荷Qw=58.4kw,每个手术室控制区为2.6m×2.4m,送风量9000m³/h,新风量1000m³/h,排风量500m³/h,渗透风量500m³/h。 根据以上阐述,通仓交融手术室净化空调系统采用温度湿度独立控制(图3),其特点是:洁净手术部内各手术室新风处理后状态点相同,并且是恒定的,各手术室循环空调系统自成独立系统,而且各手术室也可以灵活使用。 洁净手术室新风集中设置有利于满足各手术室的正压要求,保证各手术室的压力梯度。循环空调系统保证手术室的洁净度,避免空气交叉感染。
排风采用独立系统,并且与手术室自动门连锁,当手术室门关闭时排风系统自动开启,使手术室始终处于正压受控状态。
由于新风空调系统承担手术室内全部湿负荷,新风空调箱冷却盘管的冷却除湿能力加大,要求进新风空调箱表冷器的冷水温度降低。当表冷器冷水进水温度达不到要求时,可采用直接蒸发冷却器进行二级冷却处理。
新风空调箱在湿工况状态下运行,控制室内相对湿度;循环空调箱在干工况状态下工作,控制手术室温度。两个空调箱相互配合保证手术室在设定的温湿度范围内运行,一般手术室相对湿度必须<60%。 通仓交融手术室新风集中处理,新风处理I级手术区和III级手术区公共状态点(其含湿量小于手术室内含湿量),循环空调系统各手术区分别独立处理。
新风空调箱对新风进行冷却、再热(夏季)或加热、加湿(冬季)处理到一个共同的送风状态点,循环空调箱对室内回风进行冷却(加热)处理;集中新风系统与室内循环系统互不干扰,控制系统稳定可靠。 有序的气流组织设计是保证通仓交融手术室洁净度,防止菌尘污染的重要措施,上部送风下部回风的气流组织设计,可以有效控制各手术区菌尘沉降污染。但受通仓交融手术室平面及各种条件限制,设计上部送风下部回风的气流组织有一定困难,我们按现有成熟的设计经验,送风形式设计如下:
I级手术区上部送风,1/3风量下回,2/3风量上回;而III级手术区上部送风,全部采用下回风,并且I级和III级手术室下部回风不是平行于手术台长边两侧,而是在手术台短边一侧(表3)。 《医院洁净手术部建筑技术规范》第8.2.1条规定,“I级~III级洁净手术室内集中布置于手术台上方的非诱导型送风装置,应使包括手术台的一定区域即手术区处于洁净气流形成的主流区内。”我们从I级~III级洁净手术室集中送风装置面积中发现,不同级别的送风面积长度是固定的,不同的是宽度(图4)。 这样为我们提供了解决I/III级手术区转换的思路,将手术区集中送风装置分成三个送风箱体,可完美解决I/III级转换难题(图5)。将I级手术区送风装置(2600×2400)分成3个箱体,即中心箱体1个(2600×2400),另外在长边二侧各增加1个箱体(2600×500)。
3个箱体组合使用即可达到I/III级手术区转换。当使用中心箱体时为III级手术区,当中心箱体和二侧箱体同时使用时为I级手术区。 我们以I级手术区为例进行分析,送风为中心箱体和二侧箱体,送风总箱体(2600×2400),送风量9000m³/h,箱体面积2600×2400=6.24㎡,截面风速0.4m/s,送风管以送风装置长边左右6路为分支管,分别送入3个箱体。每路送风管上安装定风量阀,并固定设计风量,保证整个送风装置截面风速的均匀性。 每个定风量设双位控制,实施送风状态与关闭状态的切换。为维持各分支管路风量平衡,必须选择压力无关型定风量装置,才会随过滤器积尘而阻力增加等因数改变风量,长期维持送风装置截面风速的恒定。
同样III级手术区送风时,开启中心箱体(2600×1400),送风量3000m³/h,箱体面积2600×1400=3.64㎡,截面风速0.22m/s。关闭二侧箱体的定风量阀,实现低级别运行,大大减少了送风量,可以降低运行费用与能耗(表4)。
|