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层流手术室集中布置送风口的理论基础是什么?

以太坊交易平台_ETH期货合约交净化 2021-11-21 01:31:37 阅读

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层流手术室集中布置送风口的理论基础是什么?

提(ti)要 我国(guo)标准将(jiang)洁净层流(liu)(liu)手(shou)术室分为(wei)四级, 其中前三级要求(qiu)在手(shou)术台上方集中布(bu)置送(song)风口,这样做是为(wei)了保护关键区(qu)(qu)(qu)域(yu), 符合我国(guo)早(zao)就提(ti)出的局部(bu)净化和主流(liu)(liu)区(qu)(qu)(qu)理(li)论(lun)。按主流(liu)(liu)区(qu)(qu)(qu)理(li)论(lun)计算结果表明(ming), 这样布(bu)置送(song)风口, 将(jiang)在同样换气次(ci)数(shu)下(xia)使(shi)手(shou)术台区(qu)(qu)(qu)洁净度(du)(du)提(ti)高一个(ge)级别(bie), 使(shi)主流(liu)(liu)区(qu)(qu)(qu)细菌(jun)浓度(du)(du)和周边区(qu)(qu)(qu)细菌(jun)浓度(du)(du)之比(bi)降(jiang)到0 .5 以下(xia)。

1  保护(hu)关(guan)键区域和局部净(jing)化

我国(guo)国(guo)家标准《医院洁净(jing)手(shou)(shou)术(shu)(shu)部(bu)建设(she)标准》已从2000 年(nian)10 月1 日起施行。《标准》对洁净(jing)用房分为4 级。其(qi)中(zhong)对洁净(jing)层流手(shou)(shou)术(shu)(shu)室(shi)是按(an)手(shou)(shou)术(shu)(shu)台(tai)区和(he)周边(bian)区的(de)(de)(de)细(xi)菌(jun)浓(nong)度和(he)空气洁净(jing)度来分级的(de)(de)(de), 这在国(guo)际上还(hai)是第一次。《标准》第29 条规(gui)定“ Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ级洁净(jing)层流手(shou)(shou)术(shu)(shu)室(shi)应(ying)(ying)采(cai)用局部(bu)集中(zhong)送风方式, 集中(zhong)布置的(de)(de)(de)送风口面积即手(shou)(shou)术(shu)(shu)区的(de)(de)(de)大(da)小应(ying)(ying)和(he)层流手(shou)(shou)术(shu)(shu)室(shi)等(deng)级相适应(ying)(ying), Ⅰ 级时的(de)(de)(de)不小于6 .2 m2(其(qi)中(zhong)头部(bu)专用的(de)(de)(de)不小于1 .4 m2),Ⅱ级不小于4 .6 m2 , Ⅲ级不小于3 .6m2” 。

这样规定, 完全(quan)不(bu)同于比较流行的(de)工业做(zuo)法(fa)(如日本):全(quan)室(shi)单向流或者乱流方式。这样规定, 其(qi)指(zhi)导(dao)思想是(shi)应用主流区(qu)理论,保护关(guan)键区(qu)域, 达到既提高洁净效(xiao)果又更(geng)经(jing)济(ji)的(de)目的(de)。保护关(guan)键部位(wei)和(he)局部净化是(shi)借鉴德国(guo)的(de)做(zuo)法(fa)。德国(guo)在医院层流手(shou)术室(shi)推行的(de)不(bu)是(shi)全(quan)室(shi)净化和(he)均匀送风, 而是(shi)着眼(yan)于将(jiang)关(guan)键区(qu)域(手(shou)术台(tai)和(he)器械桌)的(de)浮游菌(jun)浓度控制在限定的(de)范围之内。着眼(yan)于提供一个(ge)工作区(qu)的(de)合格的(de)背景环境(jing)。

德国医院洁(jie)净层流手术室的这一技术路线和柏(bo)林工(gong)业大学艾斯东(dong)(Esdorn)教授1977 年提出(chu)的污(wu)(wu)染度Us 和相对(dui)污(wu)(wu)染度Ex 两个概念[1] (定义参见(jian)文献[2] )密不(bu)可分。

德国标准DIN 1946 第4 部分(fen)“医院通风空(kong)调”采用(yong)了上述概念, 并规定所(suo)谓(wei)一般无菌层流手术室允许(xu)Us =1 , 所(suo)谓(wei)高度无菌层流手术室允许(xu)Us =2/3 。

污染度概念(nian)的(de)提出对(dui)于(yu)德(de)国(guo)称之为无菌层流手(shou)术室的(de)洁净层流手(shou)术室以不同(tong)于(yu)当时工业洁净室一般(ban)做(zuo)法的(de)模式发展, 起到了促进作用。它(ta)的(de)主要优点(dian)是:

①以细菌(jun)浓度作为判断依据, 适合医务(wu)人员(yuan)习惯。

② 给出了达到所谓(wei)一般无菌(jun)要求的基本(ben)条件(jian)———20h-1洁净空(kong)气量(liang)的换气次数, 认(ren)为这(zhei)样的换气量(liang)就可以满足所谓(wei)一般无菌(jun)层流手术室(shi)的卫生(sheng)要求,这(zhei)就是说(shuo), 洁净层流手术室(shi)必须送洁净风, 换气量(liang)至少相当(dang)于20h-1 。

③给出了工作(zuo)区是关键区域的概念, 提(ti)出了将20h-1换(huan)气量集(ji)中在工作(zuo)区上方送出的主张,使手术(shu)区达到的细(xi)菌浓度仅为室内(nei)平(ping)均(jun)浓度的一半, 即(ji)污染度降到0 .5 。这就是集(ji)中布(bu)置过滤器(qi)和(he)常规分散布(bu)置过滤器(qi)的区别。

④没(mei)有停留在概念上(shang), 而是(shi)把概念和实施的装置结(jie)合起来, 开发(fa)了层流(liu)手术室送风(feng)吊顶单(dan)元(yuan), 并将(jiang)此项开发(fa)成果转(zhuan)让给伟(wei)医士(shi)(Weiss)公司, 这也(ye)就

是今(jin)天以太坊交易平台_ETH期货合约交 看到的欧(ou)洲许多洁净(jing)层流(liu)手术室送风吊顶单元(包括德国T rox Technik , Nickel 和(he)瑞(rui)士(shi)Luwa等公司)的基型。

但(dan)是, 污染度概念表现的不足在(zai)于:

① 没(mei)(mei)有(you)(you)(you)给洁净层流手(shou)术(shu)室定下细菌浓度绝对(dui)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)标准, 这(zhei)(zhei)在(zai)DIN 1946 第(di)4 部分中(zhong)也没(mei)(mei)有(you)(you)(you)反(fan)映(ying)。虽然2400m3/h 基本风量(liang)(liang)是经过测(ce)定等(deng)给出的(de)(de)(de), 但没(mei)(mei)有(you)(you)(you)给出这(zhei)(zhei)一风量(liang)(liang)所能达到的(de)(de)(de)细菌浓度标准, 也没(mei)(mei)给出有(you)(you)(you)关的(de)(de)(de)条件(如面积、人数)。这(zhei)(zhei)样相(xiang)对(dui)量(liang)(liang)之间的(de)(de)(de)比较就意义不大, 可(ke)操作性(xing)不强, 而且显得2 400m3/h(或(huo)20 h-1换气)的(de)(de)(de)认定有(you)(you)(you)随意性(xing)。

② 艾斯东(dong)污染度的(de)(de)(de)(de)概念, 实质上是(shi)追求(qiu)一(yi)(yi)种最小(xiao)风(feng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)思(si)路, 他(ta)的(de)(de)(de)(de)方案只适用于所谓一(yi)(yi)般无菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)层流手(shou)术室, 这(zhei)显然是(shi)有很大局限(xian)性的(de)(de)(de)(de), 而且同在欧洲的(de)(de)(de)(de)英国、瑞士(shi)等(deng)国标准中(zhong)的(de)(de)(de)(de)送风(feng)量(liang)就比(bi)德(de)国大得(de)多。这(zhei)一(yi)(yi)点(dian)也(ye)被曾(ceng)在伟医(yi)士(shi)公司工作(zuo)的(de)(de)(de)(de)许密特(Schmidt)教授指出(chu), 认为上述最小(xiao)风(feng)量(liang)思(si)路并非正确, 增加的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)些投资与(yu)其所产(chan)生的(de)(de)(de)(de)避免感染、保证手(shou)术成功的(de)(de)(de)(de)效益(yi)及减少可(ke)能引起法律诉讼的(de)(de)(de)(de)损失相比(bi), 是(shi)很微小(xiao)的(de)(de)(de)(de), 他(ta)则提出(chu)了所谓高度无菌(jun)(jun)层流手(shou)术室风(feng)量(liang)必须大于7 500 m3/h 。

③ 不论是(shi)艾斯东教(jiao)(jiao)授(shou)得出(chu)的Us =0 .5 的结果(guo), 还是(shi)许密特教(jiao)(jiao)授(shou)由大量测定归纳出(chu)的送风面积和保护区(qu)面积的结果(guo)(见文献[2]表1), 都没有(you)达到理(li)论预测的程度(du), 没有(you)提供一种(zhong)基本(ben)可行的理(li)论计算方法, 这也就降(jiang)低了实践中的可操(cao)作(zuo)性。

其实(shi), 反映在污染度概念和DIN 1946 第4 部(bu)分中(zhong)的若干思想, 对于以太坊交易平台_ETH期货合约交 来说(shuo)并(bing)不陌(mo)生(sheng)。

德(de)国1977 年(nian)提出的这(zhei)一污染度思路, 认为(wei)洁净层(ceng)流手术室不必(bi)进行全(quan)室净化, 只需局部降低细菌浓度以(yi)及(ji)有(you)效保(bao)护关(guan)键(jian)区域(yu);并集(ji)中使(shi)用(yong)20h-1 换气量的洁净风于手术台上方送出。这(zhei)一思路的实质就是“局部净化”和“主流区”概念的结合。

我国1977 年7 月经全(quan)国鉴定审查(cha)会通过并于1979 年正式出(chu)版的《空气洁净(jing)技术(shu)措(cuo)施》[3] 就第一次提出(chu)了“全(quan)面净(jing)化(hua)”和(he)“局部净(jing)化(hua)”的概念:

“凡是通(tong)过空气净(jing)(jing)(jing)(jing)化(hua)(hua)及其它综合处理(li)措施, 使(shi)室内(nei)的整(zheng)个(ge)工(gong)作区(qu)域成为洁净(jing)(jing)(jing)(jing)空气环境, 这种做法称全面净(jing)(jing)(jing)(jing)化(hua)(hua)” 。“凡仅使(shi)室内(nei)的局(ju)部工(gong)作区(qu)或特定的局(ju)部空间成为洁净(jing)(jing)(jing)(jing)空气环境, 这种做法称局(ju)部净(jing)(jing)(jing)(jing)化(hua)(hua)” 。“在满足(zu)工(gong)艺要求(qiu)的条(tiao)件下应尽量(liang)采用局(ju)部净(jing)(jing)(jing)(jing)化(hua)(hua)” 。当然这种局(ju)部净(jing)(jing)(jing)(jing)化(hua)(hua)也给全区(qu)带来净(jing)(jing)(jing)(jing)化(hua)(hua)效果。

2 主流区概念及不均匀分(fen)布浓度(du)计算

主(zhu)流(liu)区(qu)(qu), 是(shi)(shi)1978 年国内(nei)首次提出的(de)(de)(de)(de)概念(nian)[ 4] :在(zai)乱流(liu)洁(jie)净(jing)(jing)室内(nei), 在(zai)送(song)风口(kou)下方一(yi)个(ge)范围内(nei)为主(zhu)流(liu)区(qu)(qu), 其(qi)洁(jie)净(jing)(jing)度(du)最(zui)高;在(zai)回风口(kou)附(fu)近有一(yi)很小的(de)(de)(de)(de)回风口(kou)区(qu)(qu), 其(qi)洁(jie)净(jing)(jing)度(du)可以高于(yu)(yu)也可以低于(yu)(yu)室内(nei)平(ping)均(jun)(jun)(jun)浓度(du), 这要(yao)视不(bu)(bu)均(jun)(jun)(jun)匀分布系数Ψ大于(yu)(yu)或(huo)小于(yu)(yu)1 而定,但是(shi)(shi)它等于(yu)(yu)理论的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)匀分布时(Ψc =1)的(de)(de)(de)(de)室平(ping)均(jun)(jun)(jun)浓度(du);此(ci)外, 在(zai)送(song)风口(kou)两(liang)侧(ce)的(de)(de)(de)(de)其(qi)他区(qu)(qu)域是(shi)(shi)含有涡流(liu)的(de)(de)(de)(de)紊流(liu)区(qu)(qu)域, 习惯简称涡流(liu)区(qu)(qu)(并不(bu)(bu)是(shi)(shi)说(shuo)整个(ge)区(qu)(qu)域都是(shi)(shi)涡流(liu)), 其(qi)洁(jie)净(jing)(jing)度(du)明(ming)显低于(yu)(yu)中心的(de)(de)(de)(de)主(zhu)流(liu)区(qu)(qu)。三区(qu)(qu)不(bu)(bu)均(jun)(jun)(jun)匀分布见图1 。

                      

根据主流区概念(nian), 对于末端为高效过(guo)滤器(qi)的洁(jie)净空间(jian),由于送(song)风浓度极小,因而有(you):

不(bu)均(jun)匀分布的室平均(jun)浓度

主流区浓(nong)度Na=Ψa N , 涡流区浓(nong)度Nb =Ψb N , 回风口区浓(nong)度Nc = Ψc N。

式中 Ψ——不均匀分布系数(shu),;

Ψa —— 主流区不(bu)均匀(yun)分布系数,;

Ψb —— 涡(wo)流区不(bu)均匀分(fen)布系数,;

Ψc —— 回风口区不均匀分布系数, Ψc =1 ;

n —— 换气(qi)次数;

N —— 均匀分布的室(shi)平(ping)均浓度,,Ns —— 送风浓度;

G —— 单(dan)位容积发尘量;

β ——主流区(qu)发尘量占全(quan)室(shi)发尘量的比例;

——主流(liu)区的引带系数(shu);

—— 涡流(liu)区(qu)容(rong)积占全室容(rong)积之比。

3 主流区污染度

Ψc =1 说明, 回风(feng)口区(qu)浓度就是均匀分(fen)布(bu)(bu)(bu)时的总平均浓度, 过去的理(li)论(lun)研究成果(guo)已指(zhi)出(chu)应把(ba)工作(zuo)区(qu)置于主流区(qu)下(xia), 为了判定(ding)集中布(bu)(bu)(bu)置送风(feng)口并使工作(zuo)区(qu)布(bu)(bu)(bu)置在(zai)主流区(qu)下(xia)与常规分(fen)散布(bu)(bu)(bu)置相比的优越程(cheng)度, 有以下(xia)几(ji)种考(kao)虑。

① 这(zhei)一程度(du)用(yong)主流(liu)区浓(nong)度(du)与室(shi)平(ping)均(jun)浓(nong)度(du)之比即Ψa/ Ψ来表(biao)达, 因为(wei)室(shi)平(ping)均(jun)浓(nong)度(du)中包括主流(liu)区浓(nong)度(du), 则从比值上可(ke)能反映不出主流(liu)区的(de)优(you)越。同时(shi), 当采(cai)用(yong)集中布置送风口的(de)主流(liu)区方案时(shi), 对室(shi)平(ping)均(jun)浓(nong)度(du)的(de)认同易(yi)产生分歧, 因为(wei)在主流(liu)区内的(de)测点应占多少和各自加权系(xi)数有关, 不好确定(ding), 因而可(ke)操作性(xing)不强。

② 这一(yi)程度(du)(du)用主(zhu)流区(qu)浓度(du)(du)与(yu)回(hui)(hui)风口(kou)(kou)浓度(du)(du)或均匀(yun)分布(bu)时室平均浓度(du)(du)之(zhi)比(bi)即Ψa/ Ψc 表达, 也(ye)就(jiu)是(shi)用Ψa 表达, 虽然有(you)可(ke)操作(zuo)性, 即回(hui)(hui)风口(kou)(kou)区(qu)浓度(du)(du)(也(ye)就(jiu)是(shi)相当回(hui)(hui)风浓度(du)(du))可(ke)测(ce)出来, 但因(yin)为(wei)工作(zuo)点不可(ke)能(neng)(neng)布(bu)置(zhi)在回(hui)(hui)风口(kou)(kou)区(qu), 它们之(zhi)比(bi)不是(shi)最受关心的(de)。前述德国的(de)污染度(du)(du)概念就(jiu)是(shi)这样一(yi)个比(bi)值, 它不能(neng)(neng)回(hui)(hui)答集中布(bu)置(zhi)送风口(kou)(kou)以(yi)后(hou)关心的(de)一(yi)个问题, 即没有(you)送风口(kou)(kou)的(de)周边区(qu)如何? 此外, 虽然回(hui)(hui)风口(kou)(kou)浓度(du)(du)可(ke)以(yi)测(ce), 但显(xian)然不同位置(zhi)的(de)回(hui)(hui)风口(kou)(kou)其浓度(du)(du)有(you)较(jiao)大不同,这就(jiu)需要全(quan)测(ce)才(cai)不至于失真太(tai)大。

③ 这一程度用主流区浓度与涡流区即周边区浓度之比即Ψa/ Ψb 表达, 则能比较清楚地说明问题。前面已说过, 涡流区是指主流区两侧含有涡流区的紊流区(www..com)

4 分级计算

① 层流手术(shu)室的平面

层(ceng)流手术室(shi)内(nei)平面按功能(neng)可分成若干区, 可以借鉴军队(dui)有关标(biao)准[5] 的划(hua)分, 见图2 。

图2 中“1” 区是按手术床长1 .8 m 、遇特高患者时(shi)可打开两头至2 .1 m 考(kao)虑(lv)的。各区间隔基本是0 .6m 。

② 手术人数

手(shou)(shou)术(shu)人(ren)数和层流(liu)手(shou)(shou)术(shu)室内人(ren)员(yuan)配(pei)置方案有(you)关, 手(shou)(shou)术(shu)中医(yi)护人(ren)员(yuan)密集在(zai)手(shou)(shou)术(shu)台(tai)四(si)周, 外(wai)科(ke)医(yi)生靠手(shou)(shou)术(shu)台(tai), 他们(men)是(shi)主刀、第一(yi)助(zhu)手(shou)(shou)、第二(er)助(zhu)手(shou)(shou)、护士(shi)长(或器(qi)械护士(shi)), 头部近旁有(you)麻醉师。同时, 医(yi)疗设(she)备越(yue)现代化(hua), 需要的(de)人(ren)员(yuan)越(yue)少,因为一(yi)台(tai)仪器(qi)原则上要1 人(ren)照料, 仪器(qi)现代化(hua)多功能(neng)后台(tai)数减少, 辅助(zhu)人(ren)员(yuan)也就减少了。辅助(zhu)人(ren)员(yuan)一(yi)般在(zai)8 ~ 12 人(ren)之间, 使(shi)用现代化(hua)设(she)备后一(yi)般不超过10 人(ren)。见图3~ 6[6] 。

    

③ 送风面积

既然送(song)风(feng)(feng)(feng)集中于(yu)工作区, 则送(song)风(feng)(feng)(feng)面积大小很重要。送(song)风(feng)(feng)(feng)面积太(tai)大则风(feng)(feng)(feng)量(liang)要求(qiu)太(tai)大或在(zai)一定(ding)风(feng)(feng)(feng)量(liang)下风(feng)(feng)(feng)速太(tai)低(di), 造价高;太(tai)小则影响对工作区的保(bao)护。

现在分(fen)三(san)种情况(kuang):最低、中间和最高(gao)的标准。

最(zui)低标(biao)(biao)准(zhun)是(shi)把仅(jin)包(bao)括手术台(tai)的(de)工作区(qu)(qu)包(bao)笼(long)在主(zhu)流区(qu)(qu)内, 中间(jian)标(biao)(biao)准(zhun)是(shi)包(bao)括手术台(tai)外围(wei)0 .6 m 的(de)区(qu)(qu)域, 最(zui)高标(biao)(biao)准(zhun)可包(bao)括手术台(tai)侧(ce)边外0.9 m 的(de)区(qu)(qu)域。(在《标(biao)(biao)准(zhun)》条文中实(shi)际(ji)数字略小(xiao), 因此计算结果更(geng)可保证实(shi)现。)

在(zai)这里应考虑弱(ruo)射流气流边(bian)界的(de)混(hun)掺(chan)和削弱(ruo)现象(xiang)(参见文献[7]图14-3), 边(bian)界可有10.7°角的(de)缩小(xiao)(包括(kuo)10.7°角在(zai)内(nei)的(de)区(qu)域仍属(shu)主(zhu)流区(qu))。根据无(wu)影灯类(lei)别, 室内(nei)净高(gao)为(wei)(wei)2 .9 ~ 3 m , 手术台高(gao)0 .8 m , 人体切口高(gao)度0 .3 m , 工(gong)作面高(gao)1 .1m , 则每边(bian)缩小(xiao)距离为(wei)(wei)[(2 .9 ~ 3)m -1.1 m] tan10 .7°=0 .34 ~ 0 .36 m 。

④ 发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang)发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang)不是按(an)人(ren)员密度计算的, 要直(zhi)接算。室内表面(mian)(mian)发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang)还没有(you)直(zhi)接数(shu)据, 可(ke)参考(kao)表面(mian)(mian)发(fa)(fa)尘量(liang), 即设8 m2 地面(mian)(mian)所代表的表面(mian)(mian)的发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang), 相当于1 个人(ren)静止(zhi)时(shi)的发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang)。人(ren)静止(zhi)发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang)最大可(ke)取(qu)300 个/(人(ren)?min), 测定(ding)人(ren)员按(an)2 名考(kao)虑(lv), 则(ze)总发(fa)(fa)菌(jun)(jun)量(liang)为(wei)(+2)×300 个/min 。

⑤ 系数

按(an)送(song)风(feng)面(mian)满(man)布(bu)比(bi), 依(yi)次(ci)取(qu)0.4 , 1.3 , 0.26 ,0.2 ;β 按(an)送(song)风(feng)面(mian)满(man)布(bu)比(bi), 依(yi)次(ci)取(qu)0.7 , 0.65, 0.8 ,0.85 ;Vb/V按(an)送(song)风(feng)面(mian)满(man)布(bu)比(bi), 依(yi)次(ci)取(qu)0.45 , 0.65 ,0.32, 0.24 。

计算结果(guo)列于表1。

  如果(guo)送风(feng)口满(man)布比很大(da), β 达到0.95 , 标准两(liang)侧满(man)布回风(feng)口, =0 .05 , 则(ze)a =0.095 , 可算出Ψa/ Ψb ≈0.048 , 则(ze)Ψb =1.98 , 可知(zhi)周边区浓度约是主流(liu)区的20 倍, 如果(guo)主流(liu)区属于(yu)100 级范畴(chou), 则(ze)周边区在1000 级范围之(zhi)内。

5 结(jie)论(lun)

由于手术区是层流手术室中发尘集中的地点, 按主流区理论, 若将这一区域置于主流区内, 则对提高主流区和全室的洁净度大有好处, 计算结果表明,将工业洁净室均匀布置送风口(1000级换气次数标准), 改为集中布置送风口, 则可在手术区达到100 级的效果(不仅洁净度高, 而且气流流型好), 而周边区则为1000 级。依此类推关键区域均可提高一级[8] 。要说明的是, 为了缩短手术的时间, 采用了自净换气次数概念[9] , 上述层流手术室的1000 , 10000 , 100000 级换气次数比常规的略高,而对于非层

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