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腹腔鏡手術煙霧的危害及其相關影響因素

2023-08-17 10:31陳欣顏林志朱雪瓊
浙江醫學 2023年9期
關鍵詞:電刀煙霧腹腔鏡

陳欣 顏林志 朱雪瓊

微創醫學迅速發展,無疑是外科領域突破性的進步。腹腔鏡手術中經常使用到的高頻電刀、超聲刀等電外科設備,使得切割和止血更加精準有效。電外科設備對人體組織進行熱分解消融,導致黏膜破裂,其中蛋白質、脂肪及體液成分在二氧化碳(CO2)中不完全燃燒,產生了一種氣態副產物,這種混合物就是手術煙霧[1]。大量研究表明,手術煙霧具有潛在的健康危害,包括引起各種呼吸道癥狀及其他系統損害、病原菌傳播、腫瘤播散及轉移、致突變、致癌和致畸等毒性效應[2]。但由于其隱匿性,臨床工作者對于手術煙霧的自我防范意識仍較弱,本文就腹腔鏡手術煙霧的組成、危害、相關影響因素及應用價值作一綜述。

1 腹腔鏡手術煙霧的基本成分

手術煙霧95%成分是水,剩余的5%成分包括非活性的細小顆粒、有毒的化學物質、存活的細菌和病毒、具有活性的細胞、組織碎片、血液和體液小滴[2],其中有毒物質可危害人體健康。腹腔鏡手術期間,通過腹腔穿刺器(Trocar)泄露的CO2也成為了手術煙霧的一部分。

1.1 可吸入顆粒物 手術煙霧中的可吸入顆粒物是指懸浮在手術室空氣中且可被人體吸入的顆粒物,主要包括粒徑<10.0 μm 的PM10和粒徑<2.5 μm 的PM2.5。它們可以沉積在人體呼吸道、肺泡等部位從而引發疾病,且顆粒物的粒徑越小,可進入呼吸道的位置越深[2]。有研究發現在婦產科相關的剖腹手術和腹腔鏡手術中,粒徑為0.3 μm 的顆粒物濃度分別為3.9×106和8.6×106個/m3,而粒徑為0.5 μm的顆粒物濃度分別為5.8×105和1.2×107個/m3,說明與剖腹手術相比,腹腔鏡手術中產生0.3~0.5 μm 的顆粒物濃度更高[3]。

腹腔鏡手術的器械在Trocar 打開后或從腹腔內取出時,手術室內的PM2.5會瞬間嚴重超標[4]。這與開放性手術煙霧緩慢擴散不同,腹腔鏡手術期間加壓濃縮的煙霧被高速擠出,短時間內造成手術室煙霧濃度上升。研究發現置入Trocar 時手術室內PM2.5、PM10濃度最高可達到(795.10±68.48)和(850.79±44.81)μg/m3,屬于嚴重空氣污染級別[4]。

1.2 有毒的化學物質 手術煙霧中含有大量的化學物質,在臨床和動物實驗中已經檢測到了約600 種,包括烴類、醛類、腈類、芳香族化合物、一氧化碳(CO)等[5]。Dobrogowski 等[5]對腹腔鏡手術煙霧樣本進行定量分析后,發現存在甲醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、臭氧、二惡英、呋喃等揮發性物質,其中部分物質已被證明具有細胞毒性,致突變、致癌和致畸效應[2]。

1.3 生物活性物質 除了化學成分外,手術煙霧中還包括具有生物活性的物質。不同病理組織產生的煙霧中可能攜帶相應病原體。多項研究已經從煙霧中分離出了存活的病原菌[6-7]和有活性的細胞[8]。

Schultz 等[6]在煙霧中檢測到了活的細菌。Yokoe等[9]在手術煙霧檢測到人冠狀病毒RNA。Kwak 等[7]在11 例HBV 陽性患者進行結直腸、胃或肝腹腔鏡切除術的手術煙霧中檢測到10 例含有HBV,它在干燥的血液甚至在酸性或高溫條件下都可存活。有研究對134 例宮頸上皮內瘤變患者行宮頸電切術產生的煙霧進行分析,利用熒光原位雜交和傳統PCR 方法檢測患者宮頸脫落細胞、手術煙霧以及手術操作醫師鼻拭子中的HPV DNA,其陽性率分別為94.8%、29.9%和1.5%,且手術操作醫師鼻拭子、手術煙霧中的HPV DNA 分型與患者宮頸脫落細胞中一致[10],表明宮頸電切術產生的煙霧可間接傳播HPV DNA 到手術醫師的鼻咽部。此外,還有研究通過模擬腹腔鏡宮頸癌手術的環境,收集超聲刀產生的煙霧進行分析發現存在與處理樣本對應的HPV[8]。雖然目前尚未有臨床腹腔鏡手術煙霧中HPV 的相關文獻報道,但由于它的感染存在普遍性,仍不容忽視其危害[11]。

Champault 等[12]對9 例良、惡性疾病整個腹腔鏡手術(包括膽囊切除術2 例,結腸切除術2 例,肝轉移活檢術2 例,胃底折疊術1 例,迷走神經切斷術1 例,直腸切除術1 例)過程中產生的煙霧用過濾器過濾,結果發現9 個過濾器的洗滌液中有6 個存在細胞,經過免疫組織化學染色后,顯示為血液和間皮細胞來源,且有完整的細胞形態。胡旭光等[13]對離體的脾、胃組織在密閉容器中進行超聲刀切割,模擬腔鏡下手術環境。將煙霧中收集到的細胞進行培養,24 h 后部分細胞可以貼壁并存活,說明煙霧中的細胞是具有活性的。還有研究在手術煙霧中觀察到上皮樣細胞[8]。

2 腹腔鏡手術煙霧的危害

腹腔鏡手術產生的煙霧不僅有相當大的臭味和短期的刺激反應,還可能會因其潛在的致癌性、致突變、致畸效應及細胞毒性,造成遠期健康危害[2]。

2.1 對呼吸系統的危害 長期暴露在手術煙霧中可嚴重危害人體健康,它對呼吸系統的危害主要取決于其中可吸入顆粒物的粒徑,5.0 μm 及更大粒徑的顆粒物會通過粘液-纖毛清除系統轉運到口咽部,被人咳出或咽下,粒徑為2.0~5.0 μm 的顆粒物可在氣道處停留,而<2.0 μm 的氣溶膠則可沉積于細支氣管和肺泡等肺實質中[2]。腹腔鏡手術中電外科設備產生的煙霧顆粒絕大數均<5.0 μm,這樣的顆粒物粒徑小,面積大,可以長時間停留在空氣中,更易吸附有毒物質。然而目前使用的外科手術面罩絕大多數只能過濾>5.0 μm 的顆粒物,手術室人員若長時間工作在這樣的環境中,會出現咽干嗆咳、鼻咽灼燒感等刺激癥狀[2]。而懸浮于空氣中PM2.5由呼吸道吸入肺泡后,被肺泡巨噬細胞吞噬誘發炎癥,還會引發哮喘和慢性支氣管炎等呼吸系統疾病[14]。

腹腔鏡手術由于氣腹的建立導致腹內正壓,煙霧處于潮濕和濃縮的特殊狀態。建立氣腹使用的CO2通過Trocar 與手術煙霧一起泄露會引起呼吸中樞刺激癥狀[14]。另外,手術煙霧中可揮發性的醛類、腈類、芳香族化合物等也會造成鼻、咽、喉的刺激作用,出現打噴嚏、流涕、嗆咳及鼻咽灼燒感[14]。

2.2 對其他系統的危害 腹腔鏡手術煙霧中以1,2-二氯乙烷和苯危害最大[1]。大量流行病學、臨床以及實驗室的數據也將芳香族化合物的暴露與造血功能異常疾病聯系起來[14]。Wang 等[15]研究發現多環芳烴暴露的人群體內一種DNA 氧化損傷作用的生物標志物8-羥基脫氧鳥苷(8-oxo-deoxyguanosine,8-OHdG)濃度顯著增加,提示氧化應激對造血系統潛在毒性,進一步分析發現多環芳烴是損害造血系統的獨立因素。

CO 在腹腔鏡手術中大量產生,Ott[16]對25 例接受腹腔鏡下子宮切除術或子宮內膜汽化術患者的手術煙霧成分進行分析,其中激光組腹腔內CO 濃度明顯升高,在灼燒2 min 內就達到4.25×105mg/m3,超過美國環境保護署界定的1 h 內允許暴露的限值3.50×104mg/m3以及美國職業安全與健康管理局頒布的職業安全與健康標準規定的15 min CO 最大允許濃度4.00×105mg/m3。煙霧內的CO 通過呼吸道吸入或腹腔內產生的CO 經腹膜腔吸收后進入全身血液循環使碳氧血紅蛋白(carboxyhemoglobin,COHb)水平升高,出現眩暈、惡心、呼吸困難等CO 中毒的癥狀,長期接觸可出現意識障礙等神經精神系統損害。一些敏感的暴露者還可能出現心律失常、心肌缺血等癥狀[14]。

丙烯腈是一種無色的揮發性液體,易通過皮膚和肺部吸收。它被國際癌癥研究機構(international agency for research on cancer,IARC)歸類為第2B 類致癌物。丙烯腈可釋放氰化物與CO 協同損害組織氧合,長期暴露于丙烯腈會引起惡心、嘔吐、頭痛、乏力等癥狀。此外,丙烯腈還會干擾體內多種生理過程,損害血液、呼吸、神經、消化及生殖系統的功能。Wu等[17]在研究中發現腹腔鏡手術開始后30 min 內,丙烯腈濃度可高達到(5.7±0.7)×103mg/m3,明顯超過職業安全與健康標準規定的允許接觸限值2.0×103mg/m3,手術全程平均濃度為(1.6±1.0)×103mg/m3,接近這一接觸限值。

腹腔鏡手術煙霧中的可吸入顆粒物還可以誘發血栓前反應,促進動脈粥樣硬化和血栓形成。金哲君等[18]研究發現煙霧暴露組的大鼠與空白對照組以及將煙霧進行過濾的干預組相比,其左心室舒張期內徑、左心室舒張末期容積、左心室舒張末期壓增加,而射血分數、左心室收縮壓、左心室內壓變化最大速率明顯降低,提示煙霧暴露組大鼠的心功能、血流動力學受損。實驗還檢測到煙霧暴露組大鼠的血清中IL-6、IL-8 和TNF-α 等炎性因子水平明顯升高,提示煙霧暴露會促進大鼠的炎癥反應,進一步對心血管系統造成危害。Schmandra 等[19]對比了腹腔鏡及開腹手術下行肝臟切除,發現7 例行腹腔鏡手術后有5 例發生氣體栓塞且伴有心律失常,而開腹手術組均未見空氣栓塞,表明腹腔鏡手術由于CO2氣腹的建立有更高的氣體栓塞風險。

2.3 對皮膚黏膜的刺激作用 研究發現,短期接觸丙烯腈可引起皮膚瘙癢和濕疹[14]。接觸腹腔鏡手術產生的煙霧后也會出現流淚、畏光、結膜充血等刺激癥狀或者不適感[20]。

2.4 致癌效應 手術煙霧中檢測到大量的化學物質,有許多都具有致癌效應,并被IARC 列為2 類甚至1類致癌物,長期接觸將導致多系統癌癥的發生率增加[14]。1 g組織進行電凝切割所產生的煙霧相當于6根香煙對人產生的危害[21]。根據美國致癌風險評估指南,對于致癌空氣污染物,其癌癥風險等于其最高年平均濃度與特有的吸入風險因素系數的乘積[22],該指南規定癌癥風險小于1×10-6被認為是可以忽略的,而高于1×10-4則被認為是不可接受的風險。Choi 等[22]檢測了腹腔鏡手術中乙醇、1,2-二氯乙烷、苯、乙苯和苯乙烯5種致癌物濃度,計算得出它們的癌癥風險高于1×10-6,不能被忽略,特別是1,2-二氯乙烷和苯的癌癥風險分別為4.75×10-3±7.42×10-4和1.09×10-3±4.33×10-4,均明顯高于1×10-4,其致癌風險屬于不可接受范圍。

2.5 腫瘤細胞的霧化及種植轉移 腹腔鏡手術中使用高頻電刀和超聲刀產生的煙霧中攜帶有霧化的有活性腫瘤細胞[23]。有學者提出腹腔鏡手術煙霧中即使存在少量的惡性細胞也可能會造成術后穿刺點轉移(port site metastasis,PSM),在遠離原發腫瘤位置的Trocar 周圍出現復發現象。目前PSM 的發生率在1%左右,腹腔鏡下的婦科手術,消化系統和泌尿系統手術中均有報道[24]。

2.6 傳播病毒導致腫瘤 已有研究證明手術煙霧中存在具有感染性的病毒,如HBV 及HPV 等[7,10]。皮膚科和婦產科醫師長期對尖銳濕疣、宮頸上皮內瘤變、宮頸癌等疾病進行治療后,不僅感染高危型HPV 的概率會更大,甚至會導致HPV 相關性腫瘤的發生[25]。Rioux 等[26]報道了2 例無其他危險因素的婦科醫師由于職業煙霧暴露分別發展為HPV 16 型感染的扁桃體鱗狀細胞癌和舌癌。有研究發現對裸鼠宮頸癌細胞皮下移植瘤切割,產生的手術煙霧中存在相對應的HPV,并且具有傳播給HPV 陰性細胞的能力,造成持續感染[8]。關于腹腔鏡手術產生煙霧攜帶的HPV 傳播導致相關疾病發生尚未見報道,但長期暴露于含HPV的腹腔鏡手術煙霧導致HPV 相關疾病和腫瘤發生的可能性需要進一步臨床隨訪研究。

3 影響腹腔鏡手術煙霧的相關因素

腹腔鏡手術煙霧的組成成分取決于手術處理的靶組織、所使用的能量設備及其模式和功率水平[14],另外患者的BMI、手術切割方式、凝血方式也均是影響手術煙霧中顆粒物濃度的因素[27]。

3.1 處理不同組織產生的PM2.5濃度不同 腹腔鏡手術廣泛應用于普外科、婦產科、泌尿外科等???,不同類型組織產生的煙霧成分也不同。在半肝切除術中,應用電刀切割肝臟時產生的PM2.5濃度達嚴重污染狀態[(303.10±108.95)μg/m3],切割肌肉組織產生的PM2.5濃度為輕度污染[(110.07±50.47)μg/m3],而切割脂肪與血管組織產生的PM2.5則未達到污染狀態,根據產生PM2.5濃度從高到低排序為肝臟組織、肌肉組織、皮下脂肪組織、血管組織[28]。Karjalainen 等[29]在體外對不同組織進行灼燒,也發現其產生的顆粒物濃度不同,并將組織按手術煙霧內顆粒的質量濃度分為3 類:肝臟高PM 組織,腎皮質、腎盂和骨骼肌為中PM 組織,灰質、白質、皮下脂肪等為低PM 組織。然而,Ott 等[30]體外模擬實驗發現處理脂肪組織產生0.35~6.50 μm 的顆粒物數目分別是處理肌肉組織的10~20 倍。此外有研究表明,腹腔鏡下切割較厚的組織瓣與切割較薄的組織瓣相比產生的煙霧顆粒要多,表明切割組織的脂肪性質和厚度也會影響煙霧顆粒數目[31]。

3.2 處理不同組織產生的化學成分不同 人體器官是由多種組織構成的結構單位,不同器官內組織的成分比例不同,所產生煙霧的化學成分和濃度也有差異。Krones 等[32]通過在體外各種組織上模擬腔鏡手術電外科煙霧的產生,研究發現醛和酮在肌肉組織產生的煙霧中含量較高,而肝臟組織會產生更多包括苯、甲苯、乙苯,對二甲苯等揮發性有機物。

在腹腔鏡膽囊切除術中,煙霧中濃度較高的化學成分有七氟烷、環戊烷、乙苯、壬烯醛、苯乙烯、環己酮、五甲基-庚烷、十烷、2-乙基己醇、十一烷、十二烷等11 種有機物[4]。在切除1 g 前列腺所產生的45 L 氣體中檢測到了至少16 種已知化合物,濃度較高的化學物質為丙烯、丙二烯、丁二烯、乙基乙炔、丙烯腈等。其中丁二烯、丙烯腈、乙基乙炔為毒性極強的物質,對人有致癌作用[33]。Ha 等[34]在腹腔鏡全子宮切除手術和子宮肌瘤切除術的煙霧中檢測出5 種揮發性有機物和5 種醛,其中包括已知的致癌物苯、乙苯、苯乙烯、甲醛和乙醛,甲醛的中位濃度(870 mg/m3)已超出職業安全與健康標準所規定的750 mg/m3。

3.3 患者的BMI 影響手術煙霧的成分 王麗霞等[35]對手術煙霧和患者的BMI 進行相關性分析,發現BMI 越小的患者其手術煙霧中產生的顆粒物會越多,考慮可能是由于該類患者的皮下脂肪組織少,相應的高PM組織如肌肉組織占比就較多。Wu 等[36]研究發現,BMI越大的患者,煙霧中揮發性有機化合物濃度越高。這可能是由于其皮下的脂肪組織占比高,由于脂肪組織的電阻遠大于肌肉組織,在切割時產生更多熱量,從而增加術中揮發性有機化合物的產生。

3.4 不同能量設備對煙霧成分的影響 腹腔鏡手術過程中需要使用超聲刀、高頻電刀等電外科設備。不同的設備產生煙霧的成分不同,電刀煙霧中最豐富的化學物質是苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、二硫化碳等,而激光煙霧中發現濃度較高的物質主要是乙腈、丙烯醛、氨、苯、乙烯等[37]。

較高的溫度和較長的設備使用時間會產生更多的煙霧[32],不同設備產生煙霧顆粒的粒徑和濃度也不同,高頻電刀和激光分別產生約0.07 μm 和0.31 μm 的顆粒[37]。研究發現相較于激光刀和超聲刀,電刀產生的煙霧數量最大[32],在處理等量組織情況下,電刀產生的煙霧危害是激光煙霧的2 倍[38]。李卓等[39]檢測到電刀組產生的PM2.5濃度為(726.0±189.0)μg/m3,約為超聲刀組[(263.0±86.0)μg/m3]的3 倍。煙霧中毒性極強的丙烯腈濃度也根據使用的手術設備而不同。張清河等[40]研究發現在腹腔鏡膽囊切除術中,電刀手術組產生的丙烯腈類含量[(2.90±0.63)×104mg/m3]較超聲刀手術組[(2.61±0.43)×104mg/m3]高,且在手術開始后15、30、45 min 時電刀組CO 的空氣濃度分別為(4.18±0.52)×104、(8.75±0.13)×104、(9.81±0.15)×104mg/m3,均明顯高于超聲刀組的(2.50±0.50)×104、(4.21±0.52)×104、(4.75±0.67)×104mg/m3,表明在不同能量設備中,丙烯腈在電刀煙霧中含量最高。

代中軍等[41]也發現應用高頻電刀的腹腔鏡腎上腺腫瘤切除術相較應用超聲刀的手術室空氣污染更重,術中的甲醛濃度在電刀組為0.10 mg/m3,超聲刀組為0.03 mg/m3,術中苯的濃度在電刀組和超聲刀組中分別為0.31 mg/m3、0.17 mg/m3,兩組術后手術室CO2的濃度分別為2 120.36 mg/m3、1 762.80 mg/m3,這提示高頻電刀產生的煙霧中,甲醛、苯、CO2等有毒物質均明顯高于超聲刀組。煙霧中化學物質的濃度還取決于設備的模式,電凝模式會產生相對更多CO 和苯,而電切模式產生的包括甲苯、乙苯等可檢測到的總揮發性有機化合物濃度更高[32]。

腹腔鏡下使用超聲刀,可以通過低溫汽化作用產生密集的細胞碎片云,相較于電刀等產生的高溫氣溶膠更容易攜帶傳染性病原體。In 等[23]在體外模擬雙極電刀、射頻消融、超聲刀在手術中產生煙霧,發現只有在超聲刀煙霧中檢測到活細胞。丁雪梅等[42]也有類似發現,以超聲刀切割時產生的細胞數值最大[離斷肝臟組織15 s 內,(5.92±0.47)×105個/m3]。距離能量設備操作的部位越遠,煙霧中含細胞的比例越低,且設備使用功率的增加以及使用時間的延長,煙霧中活細胞濃度會明顯降低。此外,與電切模式相比電凝模式更易霧化腫瘤細胞[43]。

4 腹腔鏡手術煙霧中的腫瘤細胞

多項研究證明,電外科器械會在使用的過程中產生有活性的細胞[8,23],但活性細胞的產生不僅僅出現在腹腔鏡手術中。丁雪梅等[42]對肝癌患者行開腹手術的煙霧進行了研究,發現使用不同電外科器械包括氬氣刀、超聲刀、結扎速血管閉合系統切割肝臟組織時都會產生不同數量具有活性的細胞。腹腔鏡氣腹高氣壓下,霧化的腫瘤細胞被懸浮在氣霧中導致播散。此外,由于腹腔鏡手術中的煙霧在氣腹作用下瞬時被濃縮高速擠出,當腹腔內的煙霧沿著Trocar 周圍向外泄露時,霧化的細胞會遷移至Trocar 周圍種植轉移,即所謂的煙囪效應[24]。CO2氣腹環境及腹腔內煙霧還會對人體內環境包括酸堿平衡、細胞免疫等產生影響,使免疫細胞喪失抵抗感染或惡性腫瘤的能力,進而在腫瘤發生、轉移上起到一定作用[44]。

Nagarsheth 等[45]對39 例子宮內膜癌、29 例卵巢癌、14 例宮頸癌患者共計87 次的腹腔鏡手術進行研究,有2 例存在腹水的患者發現穿刺點轉移,說明腹水中游離的腫瘤細胞更容易霧化并導致轉移。蔡景理等[43]使用電刀及超聲刀對離體胃癌組織標本進行切割,發現對癌組織周圍正常組織切割產生的氣霧中沒有檢測到腫瘤細胞,而直接切割胃癌組織產生的氣霧中檢測到了腫瘤細胞。然而,目前手術煙霧中脫落的腫瘤細胞導致種植轉移的臨床證據還較低,嚴格遵守外科無瘤原則,選擇合適病例來進行腔鏡手術,排放氣腹時避免CO2驟放或直接接觸切口等均可減少氣霧中腫瘤細胞播散種植的可能性。

5 腹腔鏡手術煙霧的防護現狀

研究發現腹腔鏡手術產生煙霧顆粒的粒徑77%均<1.1 μm[37],煙霧中疾病相關病毒如HBV、HIV、HPV的直徑分別為0.042、0.012、0.050 μm[42]。然而目前手術室使用的普通外科口罩只能過濾5.00 μm 以上的粒子,普通的外科口罩以及現有空氣凈化設備不能滿足對長時間暴露于手術煙霧醫護人員的保護。病原體以及霧化的細胞碎片可以負載在PM2.5上,長時間懸浮于手術室的空氣中,有毒的揮發性有機物可以通過暴露在外的皮膚和眼結膜吸收。并且,手術煙霧中即使單一化合物濃度不高,但不同化合物、各種生物成分、細顆粒物間可能有潛在的疊加或協同作用,會造成嚴重危害。盡管越來越多的手術室通風排煙系統以及腹腔鏡內置過濾端口等設備應用于手術室,可以有效降低環境中煙霧的濃度,但不還能做到完全過濾有害化學物質及捕獲病原體[6],且術中腹腔內濃縮煙霧的危害對于患者很難避免。目前腹腔鏡電外科手術醫護人員的防護措施包括佩戴過濾顆粒達0.10 μm的高過濾面罩和防護鏡等。然而,許多病毒微粒是遠<0.10 μm,且這種面罩會阻礙正常呼吸,不適合長期佩戴,所以有研究指出應用高效空氣過濾器的局部排氣通風是煙霧防范的更有效的措施[14]。

6 腹腔鏡手術煙霧應用于鑒別良惡性腫瘤

手術煙霧以特異性的生物標志物或組織代謝物的形式攜帶有關切除組織的信息,不同組織在能量設備作用下快速熱蒸發產生不同氣態離子,通過質譜分析離子的組成和軟件計算來確定切除組織的類型和狀態。Zhao 等[44]發現前列腺良性組織和惡性組織切除時產生煙霧氣體的組成成分上存在明顯差異。據此,可以通過手術煙霧的質譜分析來鑒別人體的良惡性組織,甚至可以初步判斷組織壞死以及腫瘤的分級。將快速蒸發電離質譜技術(rapid evaporation ionization mass spectrometry,REIMS)與電刀結合,可在煙霧產生時及時分析,鑒定處理的組織是來自腫瘤組織還是健康組織。Kontunen 等[46]在對豬肺、腎臟、心臟、肝臟、骨骼肌、皮下脂肪、大腦等組織類型的測量中,分類精度為95%。由于不同良惡性組織中甘油磷脂譜的不同,煙霧副產物可以通過離子遷移譜對各種組織類型進行評估[47]。Passarelli 等[48]檢測了各種哺乳動物組織,包括腦、脊髓、肝、腎臟、脂肪、骨骼肌、主動脈和視網膜等,根據二次離子質譜將正離子模式下最豐富的頭端磷酸和堿基與負離子模式下獲得最豐富的脂肪酸類別及成分比例進行調和鑒定,發現不同的組織磷脂成分具有特異性。Balog 等[49]對1 624 例腫瘤患者、78 例炎性腸病患者和1 231 名健康人群的組織進行體外REIMS 并建庫分析,通過精確質量測定和串聯質譜鑒定了各種組織類型質譜中的199 個離子種類。鑒定出的化合物包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酸、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇、鞘磷脂、心磷脂、縮醛磷脂和硫化物等。在對81 例包括胃腸道、肝、肺、乳腺、腦腫瘤的患者進行術中光譜數據分析與術后病理結果比對,96.2%患者可以正確匹配為良性還是惡性。根據煙霧中離子的質譜分析與脂質分類系統比對,可以初步區分良性組織、腫瘤邊緣組織和腫瘤組織,甚至可以進一步確定是否為轉移的惡性組織及其原發位置[47,49]。

7 小結

腹腔鏡手術中使用電外科設備產生的煙霧成分和影響因素復雜,不僅污染手術室空氣環境,對手術患者及手術室人員有一定的傳播病原體造成感染和腫瘤發生的危害,更會對手術醫師等長期接觸煙霧的醫務人員造成多系統疾病。這種危害除了導致短期的身體刺激反應,長期接觸煙霧中有毒物質所產生致癌和器官損害是無法估計的。但是手術中產生的煙霧又可以作為生物學信息的重要來源來反應脂質組學譜,鑒別不同組織學類型、原發和轉移腫瘤組織類型。雖然手術煙霧的暴露是具有危害性的,但在做好個人防護措施的同時,可以通過質譜對手術煙霧的成分進行分析檢測,避免了等待術中快速冰凍的時間,為腹腔鏡術中實時評估腫塊邊緣,區別良惡性組織,確定正確的切割范圍奠定了基礎?;谀壳芭R床工作者對于手術煙霧的危害和認識仍然不足[50],且排氣通風系統和高過濾面罩的價格都會阻礙有效煙霧疏散的實施。因此需要從根本上加強醫護人員對手術煙霧的認知教育,重視煙霧防護,才能更好地實施預防措施,將煙霧危害轉變成其潛在的價值,推進腹腔鏡電外科手術進一步的發展。

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