Введение

Хирургический дым образуется в результате взаимодействия электрохирургического инструмента и ткани человека, а также в результате осуществления гемостаза с помощью электрохирургических инструментов. Все пациенты и медицинские работники постоянно подвергаются воздействию опасности хирургического дыма во время операционного процесса.

Газообразные побочные продукты, образующиеся во время электрокоагуляции, лазерной хирургии или использования ультразвуковых скальпелей, обычно называют хирургическим дымом. Этот дым, полученный в процессе нагревания или без него, содержит биоаэрозоли с жизнеспособным и нежизнеспособным клеточным материалом, который впоследствии представляет риск заражения (вирус иммунодефицита человека, вирус гепатита B, вирус папилломы человека — ВПЧ) и вызывает раздражение легких, приводящее к острым и хроническим воспалительным изменениям. Кроме того, дым дает цитотоксический, генотоксический и мутагенные эффекты. По оценкам Американского управления по охране труда и здоровья, 500 тыс. медицинского персонала ежегодно подвергаются воздействию лазерного и электрохирургического дыма. Использование стандартных хирургических масок не обеспечивает адекватную защиту от хирургического дыма [1].

Особую актуальность тема хирургического дыма получила в период пандемии COVID-19. Ввиду того что вирус SARS-CoV-2 обнаруживается в крови пациента, риск его распространения через хирургический дым нельзя исключать [2].

Именно поэтому важно изучить воздействие хирургического дыма и обезопасить врачей и медицинский персонал.

Структура хирургического дыма

Согласно различным источникам литературы дым представляет собой воду (пар) и продукты, которые образуются в результате распада клеток в виде частиц, в соотношении примерно 0,95 и 0,05.

При различных видах работы электроинструментом формируются аэрозольные частицы различных размеров (электрохирургический инструмент — 0,07 мкм, лазер — 0,31 мкм, ультразвуковой скальпель — 0,35—6,5 мкм).

В одном из исследований W. Barrett и S. Garber [3] определили перечень химических соединений, содержащихся в хирургическом дыме. Данные химические соединения, по мнению авторов, оказывают неблагоприятный эффект на операционную бригаду и самого пациента. К числу таких соединений отнесли группу органических соединений, таких как ацетальдегид, акролеин, ацетонитрил. Эти вещества оказывают раздражающий эффект на слизистые оболочки человека, вдыхающего дым, вызывают отек легких, кашель, повышают время свертываемости крови, повреждают клетки печени и почек. Кроме того, ученые выделили группу моноциклических углеводородов: бензол, стирол, толуол, ксилол. Данные вещества вызывают головную боль, слабость, утомляемость, изменения в структурном составе крови, оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки, респираторный тракт, а также дают тератогенный эффект.

Еще одна группа соединений, которую удалось выделить ученым — полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Эти соединения также оказывают раздражающее действие на респираторный тракт и слизистые оболочки.

R. Hollmann и соавт. [4] в 2004 г. утверждали, что устройства для монополярной электрокоагуляции используются в операционных по всему миру и стали «непременным условием» в современной хирургии. Несмотря на широкое распространение, применение электрокоагуляции не является безвредным, поскольку при сжигании ткани при довольно низких температурах по сравнению с обычным сжиганием выделяются токсичные газы, а частицы рассеиваются и вдыхаются персоналом в операционной. Образцы этого дыма, который выделяется особенно густо во время восстановительной маммопластики, были проанализированы с помощью лазерного фотоакустического спектрометра на диоксиде углерода. Можно было идентифицировать и количественно определить 11 газовых компонентов. В частности, установленная концентрация 2-фуркарбонового альдегида (фурфурола), измеренная на расстоянии 2 см от места происхождения, была чрезвычайно высокой и в 12 раз превышала предельную концентрацию профессионального облучения. Для более 50% идентифицированных газов отсутствуют требования к пределу профессионального воздействия. Из-за ожидаемого разбавления дыма на высоте операционного расстояния (нос хирурга) измеренные концентрации в настоящее время не позволяют сделать вывод о прямой опасности для здоровья операционной бригады. Благодаря лазерной спектроскопии в настоящей работе выявляются не только вовлеченные газы, но и их соответствующие концентрации вблизи точки происхождения. Эти данные служат предпосылкой для дальнейших исследований, которые являются обязательными для проверки эффективных концентраций вдыхаемых газов [4].

U. Plappert [5] в 1999 г. утверждал, что лазерная терапия получила широкое признание и применение во многих медицинских дисциплинах. Однако в результате работы лазера образуются аэрозоли, опасные для операционной бригады, так как пиролизаты, выделяющиеся при испарении ткани, вызывают повреждение ДНК.

В ходе исследования ткани свиньи четырех различных типов облучали CO₂-лазером, который используют в хирургии, и образцы образующихся аэрозолей использовали для 3 тестов: SCE (Sister chromatid exchange — тест-система сестринского обмена хроматидами), тест на микроядерность и гипоксантингуанидинфосфорибозилтрансферазы (HPRT). Данный тест позволяет понять мутагенный эффект в гене, кодирующем этот фермент.

Согласно результатам этого исследования продукты пиролиза являются сильными индукторами цитотоксических эффектов и вызвали положительный эффект во всех трех тестах. Способность и степень индуцирования генотоксических и мутагенных эффектов зависят от типа облученной ткани. Исследователи таким образом доказали, что фракция частиц аэрозолей лазерного пиролиза, происходящих из биологических тканей, несомненно, должна быть классифицирована как цитотоксическая, генотоксичная, кластогенная и мутагенная, т.е. является потенциально опасной для здоровья медицинского персонала и пациента [5].

Одно из исследований было посвящено определению содержании крови в дыме (аэрозоль) и способности частиц крови проникать в зоны дыхания операционного персонала. В качестве инструментария применяли медицинскую пилу, сверла и электрохирургический инструмент для резки и коагуляции тканей. В ходе исследования медицинский персонал использовал десятиуровневые респираторы с каскадными импакторами низкого давления для классификации распределения частиц в аэрозоле по размерам. Содержание гемоглобина определяли с помощью полосок Гемастикс (диагностические полоски). Согласно результатам обоих исследованиях во всех образцах аэрозолей, образованных при работе электрохирургических инструментов, содержались частицы крови размером менее 5 мкм, что служило подтверждением опасности для медицинского персонала при вдыхании данных аэрозолей.

В 1989 г. было проведено исследование ДНК вируса папилломы в парáх (дымовом шлейфе), полученных при, обработке бородавок CO₂-лазером. Для оценки риска, связанного с лечением бородавок, а также возможности с помощью хирургической маски уменьшить вредное воздействие образующихся паров изучили группу бородавок человека и крупного рогатого скота. Половина каждой бородавки была обработана электрокоагуляцией. Пары`, образующиеся при каждой форме терапии (электрокоагуляция и CO₂-лазер), собирали с помощью вакуумного сухого фильтра и анализировали на наличие вируса папилломы. Пары от подошвенных бородавок человека были проанализированы на наличие ДНК ВПЧ, поскольку анализ на возможность заражения данным вирусом при контакте отсутствует. В ходе исследования 8 подошвенных бородавок обрабатывали лазером и электрокоагуляцией. В парах 5 из 8 бородавок, обработанных лазером, и 4 из 8 бородавок, обработанных электрокоагуляцией, обнаружена ДНК ВПЧ. Количество ДНК ВПЧ в образцах пара, возникающего при работе лазерным скальпелем, обычно было больше, чем в парах, образующихся при электрокоагуляции, из той же бородавки. Биоанализ легко выявил инфекционный вирус папилломы в парáх, образовавшихся при работе с бородавками крупного рогатого скота, обработанных любым способом; большее количество вирусных частиц содержалось в материале, полученном при работе с лазером. Было обнаружено, что хирургическая маска способна задерживать практически все вирусы, содержащиеся в парах, образующихся при работе лазером или электрокоагуляцией. Это служит доказательством того, что такие маски могут защитить оперирующего хирурга от потенциального воздействия вируса папилломы при вдыхании [6].

В 1998 г. A. Ferenczy [7] провел исследование с целью оценить риск передачи ВПЧ и вызываемых им заболеваний, для хирургов и другого персонала операционных залов после воздействия хирургического дыма.

Было выявлено, что хирургический дым, возникающий при обработке поражений, вызванных ВПЧ, может содержать ДНК ВПЧ и контаминировать верхние дыхательные пути персонала. Существует ли при этом возможность заразиться, неизвестно. Повышенная распространенность ВПЧ-инфекции или заболеваний, связанных с ВПЧ, среди персонала после профессионального воздействия хирургического дыма не доказана.

Согласно следующему исследованию из трубок для эвакуации дыма, образованного от ВИЧ-инфицированной ткани, был получен материал, в котором обнаружены положительные образцы.

Хирургический дым является фактором риска для пациента, которому проводится лапароскопическая операция. По завершении операции концентрация CO, который образуется в результате работы электрохирургическими инструментами, может превышать предельно допустимый уровень безопасности.

Согласно исследованиям, проводимым в разные годы, в хирургическом дыме могут содержаться коагулазонегативный стафилококк, коринебактерии, а также нейссерии. Таким образом, авторы исследований пришли к выводу о вероятности передачи бактериологического материала операционному персоналу, а также о необходимости использовании эвакуаторов дыма.

В ходе исследований обнаружено также наличие интактной вирусной ДНК в дыме.

Согласно другому исследованию [8], в результате которого меланому прижигали электрическим током, в дыме, образованном в результате прижигания, были обнаружены клетки опухоли. Был сделан вывод, что клетки, находящиеся в дыме, были жизнеспособными и могли расти в культуре. Таким образом, это доказывает возникновение портальных метастазов в областях, непосредственно не контактирующих с опухолью.

Тема хирургического дыма вновь была поднята в 2020 г. в период пандемии COVID-19. Ввиду того что вирус SARS-CoV-2 обнаруживается в крови пациента, риск распространения через хирургический дым нельзя исключать [2].

Нормы и мировые стандарты в области безопасности медицинского персонала от хирургического дыма

Законы об охране труда и технике безопасности действуют во многих странах по всему миру. В США, Канаде и Дании отведение дыма является обязательным требованием. Ниже приведена общая информация по применимым национальным регламентам.

Австралия [9]

Австралийский колледж операционных медсестер (ACORN):

Стандарт S20

— Персонал должен использовать подходящее оборудование и применять методики Чек-лист, прописанный в данном национальном регламенте, чтобы предотвратить воздействие хирургического дыма. Воздействие хирургического дыма должно быть минимизировано в ходе хирургической операции.

— Устройства для изолирования хирургического дыма должны быть доступны для использования в ходе процедур, которые способствуют образованию такого дыма (ACORN 2016).

Канада [10]

Канадская ассоциация по стандартизации

Отведение хирургического дыма при работе с хирургическим, диагностическим, терапевтическим оборудованием и оборудованием для эстетической медицины.

В стандарте подробно описан подход к работе с дымом и определен порядок использования хирургического оборудования на основании оценки рисков. Общие требования включают следующее:

— Регламенты для конкретного учреждения должны быть составлены на основании данного стандарта.

— Дым должен отводиться согласно требованиям стандарта.

— Если в учреждении используется оборудование, которое способствует образованию хирургического дыма, должны применяться и стандарты, которые определяют порядок работы с потенциальными опасностями.

США [11]

Управление по охране труда

Обязанности общего характера. «Каждый работодатель обязан обеспечить работников средствами индивидуальной защиты и оборудовать место для работы так, чтобы избежать возникновения опасностей, которые могут привести к смерти или серьезному физическому воздействию на сотрудников».

Индивидуальное защитное оборудование (ИЗО)

Контроль источника угрозы лучший способ защиты сотрудников.

Агентство по регулированию лекарственных средств и медицинских изделий (MHRA) [12]

Агентство по регулированию лекарственных средств и медицинских изделий (MHRA) несет ответственность за контроль всех лекарственных средств и медицинских изделий на территории Великобритании, гарантируя их действие/работу и безопасность. MHRA рекомендует для применения следующие стандарты:

MHRA DB2008(03) апрель 2008

Рекомендуется использовать системы отведения дыма в ходе лазерных операций. Кроме того, отдельно определено, что маски и системы ламинарного потока воздуха в операционной не подходят для защиты от хирургического дыма.

Ассоциация медицинских сестер периоперационной практики (AFPP) [13]

Ассоциация медицинских сестер периоперационной практики (AFPP) работает для улучшения обмена информацией между работниками сферы здравоохранения и сотрудничества между уполномоченными органами. Деятельность агентства носит рекомендательный характер. Среди стандартов AFPP можно выделить следующий:

Стандарт 2.6. Стандарты для работы с лазерами и рекомендации по безопасной периоперационной практике

Согласно требованиям стандарта для отведения операционного дыма должны использоваться специальные системы (AFPP 2007).

Варианты отведения хирургического дыма

Хирургические маски

Одним из первых элементов защиты медицинского персонала является хирургическая маска, защищающая в том числе от аэрозолей, и части химических соединений, находящихся в хирургическом дыме.

В зависимости от типа маска может задерживать частицы размерами от 5 мкм (стандартная хирургическая маска) до 0,1 мкм (маски с высокой фильтрационной способностью, используемые в том числе при работе с лазером).

В зависимости от вида электроинструмента образуются частицы размером от 0,07 мкм от электрохирургического инструмента до 6,5 мкм при работе ультразвукового скальпеля.

Таким образом, обычная хирургическая маска не может полностью защитить медицинский персонал от хирургического дыма.

Центральные системы эвакуации дыма

Конструкция многих операционных позволяют установить центральную систему эвакуации дыма. Данная системы эвакуации дыма находится за пределами операционной. Из преимуществ таких стационарных систем можно отметить тишину работы, бóльшую мощность по сравнению с переносными системами, однако стационарные системы дороже переносных.

Портативные эвакуаторы хирургического дыма

Лапароскопическая эвакуация дыма. Дым, образующийся в результате лапароскопических операций, также следует удалять и фильтровать. Образующийся во время операции дым может закрывать поле зрения хирургу. Эвакуатор дыма позволяет улучшить видимость операционного поля во время операции. Снижение количественного содержания дыма будет способствовать снижению уровня метгемоглобина и карбоксигемоглобина в крови пациента. Данные соединения появляются в крови под воздействием дыма. По окончании операции воздух из брюшной полости, используемый для создания перитонеума, следует эвакуировать и профильтровать через систему эвакуации дыма. Данная манипуляция обезопасит медицинский персонал (оперирующую бригаду, медицинских сестер, анестезиолога) от попадания (резкой эвакуации) содержимого брюшной полости, которое может попасть в лицо.

Эвакуация дыма при открытых операциях (дымовые карандаши)

При открытых операциях для эвакуации дыма можно использовать дымовые карандаши. Суть устройства заключается в том, что к любому элетрохирургическому инструменту которым работает хирург, прикреплена трубка, которая идет к центральной или портативной системе эвакуации дыма. Таким образом, хирург и весь медицинский персонал, находящийся в операционной, не вдыхает хирургический дым, при этом четко видно операционное поле.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.