呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的可行性分析

陳學斌 楊學來 高 敏 李天慶*

院內感染不僅會延長患者的住院時間，增加患者的醫(yī)療負擔，而且是造成住院患者死亡的重要原因之一[1]。世界衛(wèi)生組織預測，發(fā)展中國家每年發(fā)生院內感染的概率為5.7%～19.1%，在發(fā)達國家院內感染的概率約為3.5%～12%，僅美國每年約有1700萬患者發(fā)生院內感染，其中約99 000例感染者死亡，每年的治療費用約為280～450億美元[2]。

近年來，因呼吸機污染而導致患者發(fā)生感染的報道日漸增多，其研究表明，呼吸機管路中的致病微生物污染是造成感染的主要原因之一[3]。呼吸機是重癥監(jiān)護病房(intensive care unit，ICU)的核心生命支持類設備，在臨床呼吸衰竭的搶救治療、臨床手術及手術后患者的復蘇等方面發(fā)揮著重要的作用。呼吸道相關感染和血液感染是臨床常見的因呼吸機使用而導致的院內感染，在發(fā)展中國家中呼吸道相關感染的感染率約為15%～31%，血液感染的感染率為16%～19%[2-4]。

通過對目前臨床呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的現(xiàn)狀，分析呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的必要性，探討呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒需解決的難點問題，比較目前臨床常用的消毒模式，提出針對呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的可行性辦法，旨在為進一步揭示針對呼吸機內部氣路系統(tǒng)有效的消毒模式提供理論技術支持。

1 醫(yī)院呼吸機消毒現(xiàn)狀

呼吸機是臨床常用的一種生命急救設備，在臨床呼吸衰竭的搶救及治療、臨床手術及手術后患者的復蘇等方面都發(fā)揮著重要的作用。呼吸機的安全使用與患者和醫(yī)護人員的健康密切相關。有數(shù)據(jù)顯示，9%～40%的呼吸道相關感染是直接由呼吸機的使用不當而導致，而呼吸機氣路部分的致病微生物污染是造成院內感染的重要原因[5-6]。

呼吸機氣路分為呼吸機外部氣路系統(tǒng)和呼吸機的內部氣路系統(tǒng)兩部分，目前對呼吸機氣路部分的消毒主要是指呼吸機外部氣路系統(tǒng)的消毒，對呼吸機內部氣路系統(tǒng)的消毒研究較少。外部氣路系統(tǒng)包括呼吸機外置管路、濕化罐、積水杯、面罩、細菌過濾器、外置傳感器及加熱導絲等組成部分。呼吸機的外部氣路系統(tǒng)，由于其安裝拆卸方便，因此目前的消毒方式是根據(jù)材質及要求，使用結束后對其進行清洗消毒后，采用高壓滅菌處理或消毒液浸泡處理的方式進行消毒。呼吸機內部氣路系統(tǒng)位于主機內部，除了內部氣體管路之外還包括多種精密元器件，如流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器及濕度傳感器等多種傳感器，以及電磁閥、單向閥等多種控制閥等。目前，臨床無法完成對呼吸機內部氣路系統(tǒng)的消毒滅菌處理，比較常用的方式是在呼吸機的內外進出氣口安裝細菌過濾器。

美國疾病控制中心(centers for disease control，CDC)公布的呼吸機相關肺炎指南中對呼吸機的消毒處理不建議對呼吸機內部機械結構進行常規(guī)拆卸消毒[5]。根據(jù)《北京市呼吸機清洗、消毒指南》(簡稱“指南”)規(guī)定，對呼吸機的外部氣路系統(tǒng)的配件應進行消毒液浸泡消毒或環(huán)氧乙烷消毒處理。對重復使用的呼吸機的外部氣路系統(tǒng)使用后需進行嚴格的消毒滅菌處理，對于呼吸機內部氣路的使用后消毒管理，“指南”根據(jù)呼吸機內部氣路的可拆裝與否對呼吸機進行了分類，對于內部氣路部分可以拆卸的呼吸機，雖然“指南”提到拆卸后清洗消毒效果較好，但“指南”對于內部氣路的具體消毒方法只是簡單明確由工程師根據(jù)呼吸機的特點定期維修保養(yǎng)(維修保養(yǎng)時間根據(jù)各廠商具體要求進行)，對于送氣口及排氣口均安裝過濾器的呼吸機內部管路一般不需要常規(guī)清洗消毒[7]。目前，由于呼吸機內部氣路部分由于其位置特殊性和結構復雜性精密性，臨床很難完成呼吸機內部氣路消毒。

2 呼吸機內部消毒的必要性

呼吸機的氣路部分與患者的呼吸回路直接相通，會接觸到患者的呼吸道分泌物，其溫度和濕度利于微生物的生長，容易發(fā)生細菌定植，在氣道有氣流經(jīng)過時細菌菌落會形成氣溶膠，造成患者感染。

呼吸機相關肺炎是臨床常見的因呼吸機使用而導致患者獲得性感染的一類疾病，其發(fā)病是導致危重患者死亡的重要原因[8]。在ICU的患者中呼吸機相關肺炎的發(fā)病率能達到9%～40%[9-10]。呼吸機相關肺炎不僅會增加患者的住院時間和住院開銷，而且會增加住院患者的病死率。研究表明，有30%～50%的呼吸機相關肺炎患者最終死亡[11]中，由于呼吸機相關肺炎導致的病死率達到5%～25%[12-13]。同時醫(yī)護人員對發(fā)生呼吸機相關肺炎患者治療時，會增加抗生素的使用，這又增加了對抗藥性細菌的培養(yǎng)。有研究顯示，對呼吸機的日常維護與及時消毒，能降低呼吸機的污染和細菌定植情況，減少呼吸機相關肺炎的發(fā)生[14]。

目前，對呼吸機內部氣路系統(tǒng)的日常維護主要是在呼吸機進出口安裝細菌過濾器，雖然有研究顯示，在呼吸機的進出氣口處安裝有效的過濾器濾過呼出氣體中99%的顆粒物，但對于發(fā)生嚴重污染或患有特殊病種的患者，如乙型肝炎、人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)患者等，使用的呼吸機，除外置管路需要進行高壓滅菌處理，內部管路也需要進行有效的消毒滅菌后方能繼續(xù)使用[15]。雖然病毒在體外的生存能力較差，但是多種致病微生物包括肺炎桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌以及大腸桿菌等能夠在呼吸機上長期存活[16-20]。有文獻報道，金黃色葡萄球菌在呼吸機管路中最長能夠生存7個月的時間，肺炎克雷伯菌最多可在呼吸機上存活30個月，銅綠假單胞桿菌可存活16個月，鮑曼不動桿菌可存活5個月，對這些致病微生物消毒滅菌不徹底是造成呼吸機使用中院內感染的重要原因[20-22]。因此，在呼吸機的日常維護中對內部氣路系統(tǒng)的日常消毒維護非常必要。

3 呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒所面臨的問題及對策

呼吸機內部氣路系統(tǒng)位于呼吸機主機的內部，包括了眾多的傳感器和精密電磁元器件，其內部結構進行拆卸消毒的過程比較復雜，美國CDC公布的針對呼吸機相關肺炎的指南中明確指出，不建議對呼吸機內部氣路系統(tǒng)進行常規(guī)的拆卸消毒。因此，呼吸機內部氣路系統(tǒng)進行消毒處理需解決以下問題。

3.1 致病微生物的類型及分布

(1)呼吸機內部氣路系統(tǒng)中常見致病微生物的類型及分布。需要明確：①呼吸機常規(guī)使用過程中內部氣路系統(tǒng)可能感染的致病微生物；②致病微生物在呼吸機內部氣路系統(tǒng)的分布聚集位置；③發(fā)生嚴重污染事件后呼吸機內部氣路系統(tǒng)致病微生物的污染分布情況；④特殊患者包括HIV病毒或乙肝病毒或嚴重急性呼吸綜合征(sever acute respiratory syndrome，SARS)病毒等感染患者使用后，致病微生物在呼吸機內部氣路系統(tǒng)的污染及分布情況。

(2)針對性消毒。對呼吸機內部氣路進行拆分取樣或對呼吸機的呼出氣體進行細菌培養(yǎng)及生化與分子生物學檢測，分析不同情況下呼吸機內部氣路系統(tǒng)微生物的分布情況，并研究探討適用于不同情況的呼吸機內部氣路系統(tǒng)有效的消毒方法。

3.2 消毒方法的選擇

(1)消毒方法選擇思路。選擇消毒方法需考慮呼吸機內部氣路系統(tǒng)位置及電磁元器件等因素。由于呼吸機內部氣路系統(tǒng)位置的特殊性，在不進行拆卸條件下，呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒處理無法按照常規(guī)的消毒方法進行，消毒劑的選擇既要保證消毒效果的有效性，又要適合內部氣路系統(tǒng)位置的特殊性。

(2)消毒方法的確定。①探索使用消毒氣體或消毒液體灌注的方法進行消毒處理，對呼吸機內部氣路系統(tǒng)中包含多種傳感器及相關電磁元器件，對其消毒處理需考慮消毒劑及消毒過程對電磁元器件結構穩(wěn)定性及功能有效性的影響；②對呼吸機內部氣路系統(tǒng)的電磁元器件進行分類及相關的消毒分析，使用不同的消毒方法處理后，對電磁元器件及相關材料進行適當?shù)南咎幚?，并進行通電檢測，對電磁元器件的結構及性能穩(wěn)定性進行分析，確認消毒方法的可行性。

3.3 消毒效果的檢測

對呼吸機內部氣路消毒后，如何對呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的效果進行檢測，應探索快速簡便的檢測方法，確定消毒方法的可行性。目前，對呼吸機內部氣路消毒后的檢測通過拆卸后拭子取樣分析是最準確和靈敏的檢測方式，但是取樣過程繁瑣，且容易造成二次感染；通過對呼吸機的進入氣體和排出氣體進行微生物檢測是比較簡便的方法，但這種方法的靈敏性和有效性需要進行科學的比較分析?？赏ㄟ^對呼吸機進氣和排出氣體中微生物的培養(yǎng)來檢測，或者通過拆卸呼吸機內部氣路系統(tǒng)后進行拭子取樣培養(yǎng)檢測，比較兩種方法的靈敏性與可行性，探索對呼吸機內部氣路簡單快捷的消毒方式[23]。

4 呼吸機內部氣路消毒的可行性

4.1 常見的消毒模式

目前，常用的消毒模式包括：①常規(guī)消毒劑消毒模式，即通過使用清水和消毒劑(如75%的酒精，1%的次氯酸，0.2%的過氧乙酸和2%的戊二醛等溶液等)對醫(yī)療設備的外表面進行清潔和消毒處理，提高外表面的清潔和消毒水平[24-25]；②非接觸消毒模式，即通過不接觸設備的外表面，如運用紫外線照射消毒以及過氧化氫蒸汽消毒等對設備外表面進行消毒處理[26-27]；③設備自身消毒模式，該模式因需要致病微生物接觸設備的外表面，因此也稱為接觸消毒模式，自身消毒方法，是在設備外表面采用銀及銅等重金屬涂層作為自身消毒措施來實現(xiàn)對致病微生物的消毒[28-30]。

4.2 呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒方法

(1)環(huán)氧乙烷氣體滅菌。是最常見的低溫消毒滅菌方法，有文獻報道，環(huán)氧乙烷可以殺滅所有的致病微生物，包括細菌的孢子[28]。但是，環(huán)氧乙烷氣體具有較強的致癌性，對人體毒性較大，需要進行特別的回收排放，這就限制了其在呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒中的應用。

(2)過氧化氫低溫等離子滅菌。是醫(yī)療機構常用的醫(yī)療設備低溫滅菌方式，但是由于其需要一定能量的電磁波對過氧化氫進行電離，而呼吸機內部電磁元件較多，電磁輻射對內部元器件的影響較大，也限制了其應用。

(3)過氧化氫蒸汽和臭氧氣流消毒模式。過氧化氫和臭氧是兩種比較常見的氣體消毒劑，由于其消毒效果好，且后處理簡單，對人體危害較小，可以作為呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的氣體消毒劑。過氧化氫蒸汽是20世紀80年代開始使用的一種低溫氣體消毒劑，其可以高效殺滅設備表面和內部多種致病微生物，包括金黃色葡萄球菌、粘質沙雷氏菌、肉毒桿菌和艱難芽孢桿菌等多種致病微生物。過氧化氫蒸汽可以通過高壓氣流輸送的方式進入設備內部完成滅菌消毒，且消毒后過氧化氫蒸汽會分解成水和氧氣，后續(xù)處理相對簡單，不會造成對環(huán)境的污染，是一種可以作為呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的氣體消毒劑[29]。臭氧是一種被廣泛使用的對多種致病微生物，包括生存力很強的致病微生物如嗜熱芽孢桿菌等具有較強殺滅作用的氣體消毒劑。臭氧可以對多種材質的物體進行消毒，包括不銹鋼、金屬鈦、陽極電鍍鋁、陶瓷、玻璃、硅膠、塑料、聚四氟乙烯和聚丙烯等材料進行消毒而不影響其特性，其消毒過程簡便易操作，消毒劑不需要額外處理，不會有消毒劑殘留泄露到空氣中的問題。因此，臭氧也是一種可以作為呼吸機內部氣路系統(tǒng)的有效消毒劑。

5 結語

隨著呼吸機的普遍使用，其在應用中引起的院內感染的報道越來越多，呼吸機使用后的消毒也倍受關注。對于長期使用呼吸機的患者以及特殊患者，使用后需要特殊處理的呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒是臨床設備監(jiān)管的難點。由于呼吸機內部氣路系統(tǒng)其位置的特殊性和結構的精密性，消毒處理不僅需要考慮消毒效果的有效性，還需要考慮消毒對呼吸機內部管路及電磁元器件的性能穩(wěn)定性的影響。低溫氣體消毒是呼吸機內部氣路系統(tǒng)消毒的可行方法，對消毒氣體的選擇，重點是對呼吸機內部氣路系統(tǒng)中致病微生物快捷簡便的檢測。因此，加強對呼吸機內部氣路系統(tǒng)的消毒的研究，對于保障呼吸機的安全衛(wèi)生使用、醫(yī)護人員和患者的健康具有重要意義。

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