消化内镜中心气溶胶产生及防控策略研究进展
消化内镜中心气溶胶产生及防控策略研究进展
内镜诊疗操作的侵入性和清洗消毒操作的开放性等特点, 使内镜中心已成为气溶胶产生的重点区域, 医务人员长期气溶胶暴露后可对人体健康造成巨大危害。本文通过回顾国内外文献, 对消化内镜中心的气溶胶来源、医务人员暴露风险以及防控策略等多方面进行综述, 以期为内镜医务人员防范职业暴露, 保障人体健康提供借鉴意见。
气溶胶 消化内镜 职业暴露 防控策略 研究进展
随着内镜的诊断、治疗技术的不断发展，软式内镜下超微创技术已达到“无孔不入”的境界。但由于内镜诊疗操作的侵入性和清洗消毒操作的开放性等特点，使内镜中心已成为气溶胶产生的重点区域，医务人员长期气溶胶暴露后可对人体健康造成巨大危害。研究显示，非洲2019年消化内镜诊疗人员新型冠状病毒肺炎发病率(68.75%)显著高于胃肠病学领域的其他医务工作者(20.69%)，究其原因主要是与内镜诊疗操作产生气溶胶有关。Guthua等学者的横断面调查发现，115名暴露于消毒剂气溶胶环境的工作人员中，分别出现打喷嚏(38.3%)、头痛(31.7%)、流泪(25.0%)、皮疹(10.0%)和慢性咳嗽(8.3%)等症状。消化道内镜诊疗普及面广，涉及的医务人员群体大，因此内镜中心气溶胶污染对医务人员的危害是目前需密切关注的问题。本文通过对内镜中心气溶胶的研究进展进行综述，以期为临床解决内镜中心气溶胶污染问题提供科学参考依据。
1 气溶胶的定义
气溶胶(aerosols)是指由人、动物、器械或机器等使用产生的固体或(和)液体颗粒物悬浮于气体介质中形成的多相体系，一般粒径大小为0.001~100 μm。其中携带病原微生物的颗粒物称为生物气溶胶，如细菌、病毒、真菌等；附着化学污染物的颗粒物称为化学气溶胶，如醛类、酚类、苯系物等。通常气溶胶粒径＞10 μm时容易沉降于物体表面，≤10 μm时可被人体吸入呼吸系统。当粒径范围在2.5~10 μm时主要停留在上呼吸道如咽喉和气管等部位，＜2.5 μm时进入下呼吸道如支气管和肺泡等部位，甚至进入血液系统，对人体健康危害大。Wonderlich等研究表明，吸入≤5 μm的病毒小颗粒气溶胶时，可穿透下呼吸道到达肺部深处，直接介导肺泡损伤引起呼吸道感染、暴发性肺炎和急性呼吸窘迫综合征等疾病。刘岩磊等发现粒径越小，其表面积越大，吸附的重金属和挥发性有机有害物质越多，对人体各系统及器官的毒性也越大。
2 内镜中心气溶胶的来源2.1 诊疗区气溶胶污染的产生
亚太消化内镜学会等组织指出内镜检查是产生各种大小气溶胶的高风险医疗操作。诊疗区污染主要由内镜操作刺激呼吸道和消化道，引起患者呕吐、咳嗽、排气、排便等，进而导致大量生物气溶胶产生。另外，内镜检查时抽吸、冲洗和气体注入等操作都可产生气溶胶。Sagami等报道，内镜检查期间气溶胶浓度显著增加，患者打嗝和身体质量指数是内镜诊疗时气溶胶增加的重要相关因素。研究指出，使用氧气面罩也是产生短距离气溶胶传播的重要因素，可对医务人员构成潜在的呼吸道感染风险。Dhillon等研究发现，面罩给氧、气管插管时产生的小颗粒气溶胶比平常高出30~300倍，这些小颗粒可从患者面部区域扩散到诊疗区范围并长期悬浮于空气中。还有相关研究指出，新型冠状病毒肺炎患者的粪便中分离出新型冠状病毒(SARS-CoV-2)，而粪便中SARS-CoV-2可附着于气溶胶并以“粪便-气溶胶-黏膜”途径感染人群。
2.2 清洗消毒区气溶胶污染的产生
清洗消毒区的气溶胶污染来源主要有以下几个方面：(1)清洗过程中，酶洗涤剂泵入水槽时雾化形成化学气溶胶，手工刷洗和超声洗涤时引起内镜及附件残留的血液、体液和微生物等飞溅，短时间内在空气中形成大量生物气溶胶。(2)使用高压水/气枪对内镜管腔进行冲洗和干燥时，气液化产生大量气溶胶喷溅并长期悬浮于空气中。(3)开启手工消毒槽盖、自动清洗消毒机(automated endoscope reprocessor, AER)盖以及取放内镜时，均为化学气溶胶产生的高风险操作。(4)更换消毒剂和排放废弃消毒剂是气溶胶产生的重要来源。
内镜及其附件的清洗消毒是内镜中心气溶胶产生的重要操作。美国环境健康学者通过视频暴露监测(video-exposure monitoring, VEM)的方法证实，内镜清洗消毒是产生化学气溶胶的高风险操作。还发现再处理结束的内镜从AER开盖取出时，检测邻苯二甲醛(ortho-phthalaldehyde, OPA)气溶胶浓度暴露高达2.884 mg/L，表明尽管内镜完全再处理后仍残留化学消毒剂。Miyajima等对内镜手动和自动消毒过程以及更换消毒剂时进行测量，发现均有不同浓度的OPA气溶胶暴露，且使用AER时气溶胶暴露明显少于手工消毒。美国报道的职业暴露案例中，某内镜中心清洗消毒人员同时开启7台AER后，出现头痛、头晕、困倦和醉酒感等症状，分析原因可能是同时开盖后吸入大量化学气溶胶导致的急性溶剂型脑中毒。
3 内镜中心医务人员气溶胶暴露风险
内镜中心医务人员广泛暴露于生物气溶胶中，感染致病微生物的风险性较高。诊疗操作过程中医务人员会持续接触到气溶胶，同时气溶胶也会扩散到医疗工具、设备表面及空气中，因此需重点关注诊疗区气溶胶暴露风险问题。Johnston等报道，内镜医务人员诊疗时面部暴露于生物气溶胶的风险很大，很容易通过眼、鼻腔和口腔等黏膜途径进行传播。流行病学调查显示，气溶胶传播细菌和病毒可引起肺结核、炭疽病等人类传染病的发生，还可导致侵入性感染，感染者病死率高达95%。Hussain等的Meta分析指出，消化内镜诊疗期间气溶胶引起的SARS-CoV-2感染风险性高，但目前无临床研究报道气溶胶中的病毒载量，尚未准确确定感染剂量，因此内镜中心医务人员的感染防控工作不可忽视。
目前内镜中心主要使用OPA、过氧乙酸(pe-racetic acid, PAA)和戊二醛(glutaraldehyde, GA)等化学消毒剂，消毒灭菌操作产生的化学气溶胶对医务人员的职业危害尤为显著。Cristofari-Marquand等的案例报告中，进行内镜设备消毒的2名护士接触PAA气溶胶后，出现了工作相关性的急性眼鼻症状和慢性呼吸道症状，如结膜炎、咳嗽、喘息和呼吸急促等。动物试验研究发现，暴露于不同浓度(0、0.44、0.88、1.75、3.5、7.0 mg/L)OPA气溶胶3个月后，大小鼠的整个呼吸道、皮肤以及眼睛都出现了一系列广泛病变，且随着暴露浓度的增加，呼吸道更深部位出现组织学病变(坏死、炎症、再生、增生和化生)。值得关注的是，Wang等还发现停止OPA气溶胶暴露后其相关毒性作用仍持续存在，说明吸入气溶胶对人体气道的影响不是短期的。
职业接触化学消毒剂与医务人员发生呼吸系统等疾病密切相关。美国流行病学调查研究发现，4 102名患有哮喘的女护士控制哮喘不佳与医疗器械的消毒有关，尤其是接触醛类(GA、OPA)、酶清洗剂、次氯酸盐漂白剂和过氧化氢等化学产品的护士，哮喘控制不良的风险大大增加。法国的病例报告中，也建议将GA和PAA作为医务人员职业性哮喘的相关因素。因此内镜中心医务人员长期暴露于有害化学成分的气溶胶环境中，已成为威胁职业健康的重要因素。
4 内镜中心气溶胶污染防控策略
气溶胶可在内镜中心室内空气中停留数小时，对医务人员的职业健康危害大，因此，采取有效的干预措施，提高内镜中心空气质量非常必要。根据国内外研究提出从产生源头、传播途径及暴露人群三个方面采取对应的防控措施。
4.1 控制源头，减少气溶胶的生成4.1.1 患者是诊疗区气溶胶产生的源头
内镜操作前患者充分了解诊疗配合要点，以缩短手术进程减少胃肠道排泄物(包括血液)飞溅，降低气溶胶产生风险。加强诊疗患者关于呼吸道卫生与咳嗽礼仪等相关预防措施的宣教，注意佩戴口罩减少呼吸道气溶胶的排出。试验已证实，医用外科口罩可防止有症状个体传播冠状病毒和流感病毒，能避免气溶胶向环境逸散，显著减少呼吸道气溶胶中的冠状病毒。
内镜操作中注意及时抽吸患者腔内气体，避免剧烈呕吐、排气等产生气溶胶。此外，诊疗中提供持续的口腔吸引，不仅可减少患者唾液积聚避免误吸和咳嗽发生，还可吸除操作中产生的气溶胶颗粒物。研究证实，内镜诊疗时在患者口腔内使用牙科吸盘持续吸引，可显著减少诊疗区各种粒径气溶胶颗粒物的产生，推荐在内镜诊疗期间使用牙科吸盘。另外，近年来内镜诊疗中开展的清醒镇静麻醉技术也是减少气溶胶产生的重要措施。该技术不仅可有效缓解诊疗刺激引起的患者呕吐、排气等剧烈反应，减少气溶胶的产生，还可维持患者呼吸道通畅，避免呼吸、循环系统等不良事件发生。需要强调的是，全身麻醉常伴随着面罩通气、气管插管、气道抽吸和拔管等气道干预，在干预过程中可产生大量气溶胶。Chan等研究证实，内镜诊疗采取全身麻醉时各粒径的气溶胶颗粒物激增，全身麻醉并不能减少气溶胶的产生。
采取有效措施预防患者产生气溶胶污染至关重要。大量研究表明，各种防护屏障装置可降低内镜检查过程中气溶胶产生的风险，如用特殊盒子覆盖患者的上身，使用特殊口罩或面罩等。目前已有研究报道可通过简易防护装置覆盖患者头侧和肛侧，以达到避免飞沫、粪液、气雾向四周飞溅的目的。Benmassaoud等开发了一种新型负压气溶胶防护罩装置，经临床研究证实该装置覆盖于患者头部可有效防止污染物飞溅和气溶胶逸散，为医务人员提供了一种防护气溶胶扩散的有效措施。Lazaridis等提出了一种简单、廉价、带切口的双层外科口罩，患者佩戴后内镜不仅能自由通过口罩进行诊疗活动，还可将诊疗操作时的气溶胶泄漏降至最低。气溶胶可从氧气面罩侧通风口散发出来，而改进的封闭式氧气面罩(即没有侧通风口)，可将所有呼出气体通过一个包含三个阀门的歧管和带有细菌/病毒过滤器的端口排出。该面罩可在供氧期间提供有效的呼吸道隔离，避免气溶胶污染扩散，有效降低医院内医务人员微生物传播风险。
4.1.2 内镜再处理程序气溶胶产生的源头4.1.2.1 床旁预清洗
内镜诊疗结束后，床旁预清洗时建议通过工作腔道吸入酶洗涤剂，避免吸入空气或用水冲洗腔道，以防止污染物的飞溅和雾化。还应注意在完成预清洗步骤前不更换活塞，防止活塞更换过程中可能引发的严重飞溅。
4.1.2.2 手工清洗
内镜清洗过程的内镜污染物最多且最容易出现气溶胶喷溅现象，易造成对水槽周围环境及清洗消毒人员的污染。《医院消毒供应中心第2部分：清洗消毒及灭菌技术操作规范》WS 310.2—2016中明确规定器械的刷洗操作应在水面下进行，防止气溶胶的产生；以及超声清洗时应盖好超声清洗机盖，防止气溶胶飞溅。此外，采用独特技术的防喷溅设备和器械也是减少气溶胶产生的重要方法，如在内镜清洗槽设置升降防护罩，可直接阻断清洗过程中气溶胶等污染物的喷溅。
4.1.2.3 高水平消毒
不建议将污染内镜浸泡在开放式手工消毒槽中，强烈推荐安装消毒槽体覆盖装置，最大程度防止化学气体的挥发泄漏。与开放式手工消毒槽相比，AER行内镜再处理可减少消毒剂气溶胶的挥发。Fujita等推荐使用带有排风装置的AER，以减少空气中的OPA气溶胶，降低职业暴露的风险。
4.1.2.4 手工干燥
内镜干燥环节多采用高压气枪吹扫干燥，干燥时气枪强大的气流将内镜管腔内残留液体气液化形成大量气溶胶喷溅并悬浮于空气中。针对采用气枪手工干燥内镜管腔引起大量气溶胶的问题，张辉琴等提出内镜器械干燥过程中应使用气溶胶安全柜，内镜先端置于气溶胶安全柜的插孔内，可防止气溶胶在操作台面上的喷溅，有效避免气溶胶暴露和吸入性危害。刘华敏等设计的乙醇收集装置，主要用于收集内镜干燥程序中灌流排出的乙醇。该装置的使用可避免干燥过程中乙醇泼洒和喷溅的情况，阻隔内镜先端部产生的乙醇喷溅，有效避免医务人员吸入有害气溶胶。
4.1.2.5 储存
内镜经过严格标准的再处理程序依旧残留化学消毒剂并在储存过程中挥发，内镜中心应尽量避免开放式储存，减少化学气溶胶的暴露。近年来，各种内镜储存柜的出现和应用，如新型微电脑程控储存柜、负压真空洁净储存柜等，相较于开放式储镜库有效避免了气溶胶扩散。
4.2 加强室内气溶胶清除和稀释，减少暴露
气溶胶在半封闭状态下的内镜中心可悬浮较长时间，建立通风系统或安装空气净化系统对于控制气溶胶暴露尤为重要。研究显示，高通风率有助于降低空气传播疾病交叉感染的风险，而合理的气流模式在预防和控制空气传播传染病暴发方面发挥重要作用。2020年英格兰公共卫生指南明确指出，一次循环通风换气可清除63%的室内气溶胶污染。欧洲胃肠道内镜学会(ESGE/ESGENA)声明未设立负压诊疗室的内镜中心，应在通风良好的专用房间进行内镜检查。Sperna等研究发现，相较于负压房间，正压房间气溶胶分布多，负压房间中则未检测出气溶胶；且通风率低的房间气溶胶存在时间更长。Nguyen-Van-Tam等证实气溶胶传播现象很大程度取决于稀释通气率。
目前广泛使用的医用净化系统在解决室内气溶胶污染问题上发挥重要作用。该系统采用的三大净化技术即高效微粒捕获法、气体滤芯法和静电过滤法，不仅可将0.1 μm以上粒径微粒滤过99.97%，还可减少甲醛、GA等有害化学气体成分、尘埃粒子以及水蒸气，对实现清除室内各种气溶胶、保障人体健康具有重大意义。
4.3 控制暴露人群，加强医务人员自我防护
加强医务人员对内镜中心气溶胶产生相关知识的普及，使其了解工作流程中存在的职业暴露风险，充分提高自我防护意识。同时要求医护人员掌握分级防护标准的适用范围和防护要求，实施规范有效的个人防护行为，如合理、正确和持续的使用个人防护用品(personal protective equipment, PPE)。Suzuki等研究发现，内镜检查者离患者距离与面部暴露呈负相关，当患者位于检查者头顶下方100 cm处时，不会发生面部暴露问题。因此，建议医务人员头面部采取全封闭式防护的同时还应与患者保持适当的距离。Mobo等建议，清洗消毒人员工作前应选择合适的护目镜、面罩、防水围裙、手套以及具有溶剂过滤功能的呼吸器(如炭基过滤器)等防护用品，最大程度降低化学和生物气溶胶的双重危害。
5 小结
内镜中心医务人员长期暴露于高风险的气溶胶环境中，解决气溶胶污染问题，防范职业暴露迫在眉睫。现阶段完全解决气溶胶污染问题仍存在一定难度，提倡开展多学科团队的联合研究，针对气溶胶产生、暴露过程及预防措施进行深入探究。也期望研发更多产品应用于临床，以切实有效解决内镜中心气溶胶暴露问题。希望各国专业组织加快制定气溶胶职业暴露标准，以及关于医疗行业气溶胶浓度暴露阈值的相关指南，促进医务人员职业健康。
引用：李贤煌, 周梦娇, 毕正琴, 等. 消化内镜中心气溶胶产生及防控策略研究进展. 中国感染控制杂志, 2022, 21(9): 944-950.
书籍广告