腹腔鏡手術(shù)煙霧的危害及其相關(guān)影響因素

陳欣 顏林志 朱雪瓊

微創(chuàng)醫(yī)學迅速發(fā)展，無疑是外科領(lǐng)域突破性的進步。腹腔鏡手術(shù)中經(jīng)常使用到的高頻電刀、超聲刀等電外科設(shè)備，使得切割和止血更加精準有效。電外科設(shè)備對人體組織進行熱分解消融，導(dǎo)致黏膜破裂，其中蛋白質(zhì)、脂肪及體液成分在二氧化碳（CO2）中不完全燃燒，產(chǎn)生了一種氣態(tài)副產(chǎn)物，這種混合物就是手術(shù)煙霧[1]。大量研究表明，手術(shù)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(tǒng)損害、病原菌傳播、腫瘤播散及轉(zhuǎn)移、致突變、致癌和致畸等毒性效應(yīng)[2]。但由于其隱匿性，臨床工作者對于手術(shù)煙霧的自我防范意識仍較弱，本文就腹腔鏡手術(shù)煙霧的組成、危害、相關(guān)影響因素及應(yīng)用價值作一綜述。

1 腹腔鏡手術(shù)煙霧的基本成分

手術(shù)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(zhì)、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(zhì)可危害人體健康。腹腔鏡手術(shù)期間，通過腹腔穿刺器（Trocar）泄露的CO2也成為了手術(shù)煙霧的一部分。

1.1 可吸入顆粒物 手術(shù)煙霧中的可吸入顆粒物是指懸浮在手術(shù)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(fā)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(fā)現(xiàn)在婦產(chǎn)科相關(guān)的剖腹手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)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(shù)相比，腹腔鏡手術(shù)中產(chǎn)生0.3～0.5 μm 的顆粒物濃度更高[3]。

腹腔鏡手術(shù)的器械在Trocar 打開后或從腹腔內(nèi)取出時，手術(shù)室內(nèi)的PM2.5會瞬間嚴重超標[4]。這與開放性手術(shù)煙霧緩慢擴散不同，腹腔鏡手術(shù)期間加壓濃縮的煙霧被高速擠出，短時間內(nèi)造成手術(shù)室煙霧濃度上升。研究發(fā)現(xiàn)置入Trocar 時手術(shù)室內(nèi)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(zhì) 手術(shù)煙霧中含有大量的化學物質(zhì)，在臨床和動物實驗中已經(jīng)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(shù)煙霧樣本進行定量分析后，發(fā)現(xiàn)存在甲醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、臭氧、二惡英、呋喃等揮發(fā)性物質(zhì)，其中部分物質(zhì)已被證明具有細胞毒性，致突變、致癌和致畸效應(yīng)[2]。

1.3 生物活性物質(zhì) 除了化學成分外，手術(shù)煙霧中還包括具有生物活性的物質(zhì)。不同病理組織產(chǎn)生的煙霧中可能攜帶相應(yīng)病原體。多項研究已經(jīng)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(shù)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(jié)直腸、胃或肝腹腔鏡切除術(shù)的手術(shù)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(nèi)瘤變患者行宮頸電切術(shù)產(chǎn)生的煙霧進行分析，利用熒光原位雜交和傳統(tǒng)PCR 方法檢測患者宮頸脫落細胞、手術(shù)煙霧以及手術(shù)操作醫(yī)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(shù)操作醫(yī)師鼻拭子、手術(shù)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(shù)產(chǎn)生的煙霧可間接傳播HPV DNA 到手術(shù)醫(yī)師的鼻咽部。此外，還有研究通過模擬腹腔鏡宮頸癌手術(shù)的環(huán)境，收集超聲刀產(chǎn)生的煙霧進行分析發(fā)現(xiàn)存在與處理樣本對應(yīng)的HPV[8]。雖然目前尚未有臨床腹腔鏡手術(shù)煙霧中HPV 的相關(guān)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(shù)（包括膽囊切除術(shù)2 例，結(jié)腸切除術(shù)2 例，肝轉(zhuǎn)移活檢術(shù)2 例，胃底折疊術(shù)1 例，迷走神經(jīng)切斷術(shù)1 例，直腸切除術(shù)1 例）過程中產(chǎn)生的煙霧用過濾器過濾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)9 個過濾器的洗滌液中有6 個存在細胞，經(jīng)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(tài)。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(shù)環(huán)境。將煙霧中收集到的細胞進行培養(yǎng)，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(shù)煙霧中觀察到上皮樣細胞[8]。

2 腹腔鏡手術(shù)煙霧的危害

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

2.1 對呼吸系統(tǒng)的危害 長期暴露在手術(shù)煙霧中可嚴重危害人體健康，它對呼吸系統(tǒng)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(tǒng)轉(zhuǎn)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(zhì)中[2]。腹腔鏡手術(shù)中電外科設(shè)備產(chǎn)生的煙霧顆粒絕大數(shù)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(zhì)。然而目前使用的外科手術(shù)面罩絕大多數(shù)只能過濾＞5.0 μm 的顆粒物，手術(shù)室人員若長時間工作在這樣的環(huán)境中，會出現(xiàn)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(fā)炎癥，還會引發(fā)哮喘和慢性支氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾病[14]。

腹腔鏡手術(shù)由于氣腹的建立導(dǎo)致腹內(nèi)正壓，煙霧處于潮濕和濃縮的特殊狀態(tài)。建立氣腹使用的CO2通過Trocar 與手術(shù)煙霧一起泄露會引起呼吸中樞刺激癥狀[14]。另外，手術(shù)煙霧中可揮發(fā)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(xiàn)打噴嚏、流涕、嗆咳及鼻咽灼燒感[14]。

2.2 對其他系統(tǒng)的危害 腹腔鏡手術(shù)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(shù)據(jù)也將芳香族化合物的暴露與造血功能異常疾病聯(lián)系起來[14]。Wang 等[15]研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴暴露的人群體內(nèi)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(yīng)激對造血系統(tǒng)潛在毒性，進一步分析發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴是損害造血系統(tǒng)的獨立因素。

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

丙烯腈是一種無色的揮發(fā)性液體，易通過皮膚和肺部吸收。它被國際癌癥研究機構(gòu)（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(xié)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(nèi)多種生理過程，損害血液、呼吸、神經(jīng)、消化及生殖系統(tǒng)的功能。Wu等[17]在研究中發(fā)現(xiàn)腹腔鏡手術(shù)開始后30 min 內(nèi)，丙烯腈濃度可高達到（5.7±0.7）×103mg/m3，明顯超過職業(yè)安全與健康標準規(guī)定的允許接觸限值2.0×103mg/m3，手術(shù)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(shù)煙霧中的可吸入顆粒物還可以誘發(fā)血栓前反應(yīng)，促進動脈粥樣硬化和血栓形成。金哲君等[18]研究發(fā)現(xiàn)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(yù)組相比，其左心室舒張期內(nèi)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(shù)、左心室收縮壓、左心室內(nèi)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(yīng)，進一步對心血管系統(tǒng)造成危害。Schmandra 等[19]對比了腹腔鏡及開腹手術(shù)下行肝臟切除，發(fā)現(xiàn)7 例行腹腔鏡手術(shù)后有5 例發(fā)生氣體栓塞且伴有心律失常，而開腹手術(shù)組均未見空氣栓塞，表明腹腔鏡手術(shù)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(fā)現(xiàn)，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(shù)產(chǎn)生的煙霧后也會出現(xiàn)流淚、畏光、結(jié)膜充血等刺激癥狀或者不適感[20]。

2.4 致癌效應(yīng) 手術(shù)煙霧中檢測到大量的化學物質(zhì)，有許多都具有致癌效應(yīng)，并被IARC 列為2 類甚至1類致癌物，長期接觸將導(dǎo)致多系統(tǒng)癌癥的發(fā)生率增加[14]。1 g組織進行電凝切割所產(chǎn)生的煙霧相當于6根香煙對人產(chǎn)生的危害[21]。根據(jù)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(shù)的乘積[22]，該指南規(guī)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(shù)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(zhuǎn)移 腹腔鏡手術(shù)中使用高頻電刀和超聲刀產(chǎn)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(shù)煙霧中即使存在少量的惡性細胞也可能會造成術(shù)后穿刺點轉(zhuǎn)移（port site metastasis，PSM），在遠離原發(fā)腫瘤位置的Trocar 周圍出現(xiàn)復(fù)發(fā)現(xiàn)象。目前PSM 的發(fā)生率在1%左右，腹腔鏡下的婦科手術(shù)，消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)手術(shù)中均有報道[24]。

2.6 傳播病毒導(dǎo)致腫瘤 已有研究證明手術(shù)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(chǎn)科醫(yī)師長期對尖銳濕疣、宮頸上皮內(nèi)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(dǎo)致HPV 相關(guān)性腫瘤的發(fā)生[25]。Rioux 等[26]報道了2 例無其他危險因素的婦科醫(yī)師由于職業(yè)煙霧暴露分別發(fā)展為HPV 16 型感染的扁桃體鱗狀細胞癌和舌癌。有研究發(fā)現(xiàn)對裸鼠宮頸癌細胞皮下移植瘤切割，產(chǎn)生的手術(shù)煙霧中存在相對應(yīng)的HPV，并且具有傳播給HPV 陰性細胞的能力，造成持續(xù)感染[8]。關(guān)于腹腔鏡手術(shù)產(chǎn)生煙霧攜帶的HPV 傳播導(dǎo)致相關(guān)疾病發(fā)生尚未見報道，但長期暴露于含HPV的腹腔鏡手術(shù)煙霧導(dǎo)致HPV 相關(guān)疾病和腫瘤發(fā)生的可能性需要進一步臨床隨訪研究。

3 影響腹腔鏡手術(shù)煙霧的相關(guān)因素

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

3.1 處理不同組織產(chǎn)生的PM2.5濃度不同 腹腔鏡手術(shù)廣泛應(yīng)用于普外科、婦產(chǎn)科、泌尿外科等?？疲煌愋徒M織產(chǎn)生的煙霧成分也不同。在半肝切除術(shù)中，應(yīng)用電刀切割肝臟時產(chǎn)生的PM2.5濃度達嚴重污染狀態(tài)[（303.10±108.95）μg/m3]，切割肌肉組織產(chǎn)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(chǎn)生的PM2.5則未達到污染狀態(tài)，根據(jù)產(chǎn)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(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的顆粒物濃度不同，并將組織按手術(shù)煙霧內(nèi)顆粒的質(zhì)量濃度分為3 類：肝臟高PM 組織，腎皮質(zhì)、腎盂和骨骼肌為中PM 組織，灰質(zhì)、白質(zhì)、皮下脂肪等為低PM 組織。然而，Ott 等[30]體外模擬實驗發(fā)現(xiàn)處理脂肪組織產(chǎn)生0.35～6.50 μm 的顆粒物數(shù)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(chǎn)生的煙霧顆粒要多，表明切割組織的脂肪性質(zhì)和厚度也會影響煙霧顆粒數(shù)目[31]。

3.2 處理不同組織產(chǎn)生的化學成分不同 人體器官是由多種組織構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單位，不同器官內(nèi)組織的成分比例不同，所產(chǎn)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(shù)電外科煙霧的產(chǎn)生，研究發(fā)現(xiàn)醛和酮在肌肉組織產(chǎn)生的煙霧中含量較高，而肝臟組織會產(chǎn)生更多包括苯、甲苯、乙苯，對二甲苯等揮發(fā)性有機物。

在腹腔鏡膽囊切除術(shù)中，煙霧中濃度較高的化學成分有七氟烷、環(huán)戊烷、乙苯、壬烯醛、苯乙烯、環(huán)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)，對人有致癌作用[33]。Ha 等[34]在腹腔鏡全子宮切除手術(shù)和子宮肌瘤切除術(shù)的煙霧中檢測出5 種揮發(fā)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(yè)安全與健康標準所規(guī)定的750 mg/m3。

3.3 患者的BMI 影響手術(shù)煙霧的成分 王麗霞等[35]對手術(shù)煙霧和患者的BMI 進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)BMI 越小的患者其手術(shù)煙霧中產(chǎn)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(yīng)的高PM組織如肌肉組織占比就較多。Wu 等[36]研究發(fā)現(xiàn)，BMI越大的患者，煙霧中揮發(fā)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(chǎn)生更多熱量，從而增加術(shù)中揮發(fā)性有機化合物的產(chǎn)生。

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

較高的溫度和較長的設(shè)備使用時間會產(chǎn)生更多的煙霧[32]，不同設(shè)備產(chǎn)生煙霧顆粒的粒徑和濃度也不同，高頻電刀和激光分別產(chǎn)生約0.07 μm 和0.31 μm 的顆粒[37]。研究發(fā)現(xiàn)相較于激光刀和超聲刀，電刀產(chǎn)生的煙霧數(shù)量最大[32]，在處理等量組織情況下，電刀產(chǎn)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(chǎn)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(jù)使用的手術(shù)設(shè)備而不同。張清河等[40]研究發(fā)現(xiàn)在腹腔鏡膽囊切除術(shù)中，電刀手術(shù)組產(chǎn)生的丙烯腈類含量[（2.90±0.63）×104mg/m3]較超聲刀手術(shù)組[（2.61±0.43）×104mg/m3]高，且在手術(shù)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(shè)備中，丙烯腈在電刀煙霧中含量最高。

代中軍等[41]也發(fā)現(xiàn)應(yīng)用高頻電刀的腹腔鏡腎上腺腫瘤切除術(shù)相較應(yīng)用超聲刀的手術(shù)室空氣污染更重，術(shù)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(shù)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(shù)后手術(shù)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(chǎn)生的煙霧中，甲醛、苯、CO2等有毒物質(zhì)均明顯高于超聲刀組。煙霧中化學物質(zhì)的濃度還取決于設(shè)備的模式，電凝模式會產(chǎn)生相對更多CO 和苯，而電切模式產(chǎn)生的包括甲苯、乙苯等可檢測到的總揮發(fā)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(chǎn)生密集的細胞碎片云，相較于電刀等產(chǎn)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(shù)中產(chǎn)生煙霧，發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，以超聲刀切割時產(chǎn)生的細胞數(shù)值最大[離斷肝臟組織15 s 內(nèi)，（5.92±0.47）×105個/m3]。距離能量設(shè)備操作的部位越遠，煙霧中含細胞的比例越低，且設(shè)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(shù)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(chǎn)生有活性的細胞[8，23]，但活性細胞的產(chǎn)生不僅僅出現(xiàn)在腹腔鏡手術(shù)中。丁雪梅等[42]對肝癌患者行開腹手術(shù)的煙霧進行了研究，發(fā)現(xiàn)使用不同電外科器械包括氬氣刀、超聲刀、結(jié)扎速血管閉合系統(tǒng)切割肝臟組織時都會產(chǎn)生不同數(shù)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(dǎo)致播散。此外，由于腹腔鏡手術(shù)中的煙霧在氣腹作用下瞬時被濃縮高速擠出，當腹腔內(nèi)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(zhuǎn)移，即所謂的煙囪效應(yīng)[24]。CO2氣腹環(huán)境及腹腔內(nèi)煙霧還會對人體內(nèi)環(huán)境包括酸堿平衡、細胞免疫等產(chǎn)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(fā)生、轉(zhuǎn)移上起到一定作用[44]。

Nagarsheth 等[45]對39 例子宮內(nèi)膜癌、29 例卵巢癌、14 例宮頸癌患者共計87 次的腹腔鏡手術(shù)進行研究，有2 例存在腹水的患者發(fā)現(xiàn)穿刺點轉(zhuǎn)移，說明腹水中游離的腫瘤細胞更容易霧化并導(dǎo)致轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)對癌組織周圍正常組織切割產(chǎn)生的氣霧中沒有檢測到腫瘤細胞，而直接切割胃癌組織產(chǎn)生的氣霧中檢測到了腫瘤細胞。然而，目前手術(shù)煙霧中脫落的腫瘤細胞導(dǎo)致種植轉(zhuǎn)移的臨床證據(jù)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(shù)，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(shù)煙霧的防護現(xiàn)狀

研究發(fā)現(xiàn)腹腔鏡手術(shù)產(chǎn)生煙霧顆粒的粒徑77%均＜1.1 μm[37]，煙霧中疾病相關(guān)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(shù)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(xiàn)有空氣凈化設(shè)備不能滿足對長時間暴露于手術(shù)煙霧醫(yī)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(shù)室的空氣中，有毒的揮發(fā)性有機物可以通過暴露在外的皮膚和眼結(jié)膜吸收。并且，手術(shù)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(xié)同作用，會造成嚴重危害。盡管越來越多的手術(shù)室通風排煙系統(tǒng)以及腹腔鏡內(nèi)置過濾端口等設(shè)備應(yīng)用于手術(shù)室，可以有效降低環(huán)境中煙霧的濃度，但不還能做到完全過濾有害化學物質(zhì)及捕獲病原體[6]，且術(shù)中腹腔內(nèi)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(shù)醫(yī)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(yīng)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(shù)煙霧應(yīng)用于鑒別良惡性腫瘤

手術(shù)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(guān)切除組織的信息，不同組織在能量設(shè)備作用下快速熱蒸發(fā)產(chǎn)生不同氣態(tài)離子，通過質(zhì)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(tài)。Zhao 等[44]發(fā)現(xiàn)前列腺良性組織和惡性組織切除時產(chǎn)生煙霧氣體的組成成分上存在明顯差異。據(jù)此，可以通過手術(shù)煙霧的質(zhì)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(fā)電離質(zhì)譜技術(shù)（rapid evaporation ionization mass spectrometry，REIMS）與電刀結(jié)合，可在煙霧產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)膜等，根據(jù)二次離子質(zhì)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(diào)和鑒定，發(fā)現(xiàn)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(zhì)量測定和串聯(lián)質(zhì)譜鑒定了各種組織類型質(zhì)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(shù)中光譜數(shù)據(jù)分析與術(shù)后病理結(jié)果比對，96.2%患者可以正確匹配為良性還是惡性。根據(jù)煙霧中離子的質(zhì)譜分析與脂質(zhì)分類系統(tǒng)比對，可以初步區(qū)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(zhuǎn)移的惡性組織及其原發(fā)位置[47，49]。

7 小結(jié)

腹腔鏡手術(shù)中使用電外科設(shè)備產(chǎn)生的煙霧成分和影響因素復(fù)雜，不僅污染手術(shù)室空氣環(huán)境，對手術(shù)患者及手術(shù)室人員有一定的傳播病原體造成感染和腫瘤發(fā)生的危害，更會對手術(shù)醫(yī)師等長期接觸煙霧的醫(yī)務(wù)人員造成多系統(tǒng)疾病。這種危害除了導(dǎo)致短期的身體刺激反應(yīng)，長期接觸煙霧中有毒物質(zhì)所產(chǎn)生致癌和器官損害是無法估計的。但是手術(shù)中產(chǎn)生的煙霧又可以作為生物學信息的重要來源來反應(yīng)脂質(zhì)組學譜，鑒別不同組織學類型、原發(fā)和轉(zhuǎn)移腫瘤組織類型。雖然手術(shù)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(zhì)譜對手術(shù)煙霧的成分進行分析檢測，避免了等待術(shù)中快速冰凍的時間，為腹腔鏡術(shù)中實時評估腫塊邊緣，區(qū)別良惡性組織，確定正確的切割范圍奠定了基礎(chǔ)?；谀壳芭R床工作者對于手術(shù)煙霧的危害和認識仍然不足[50]，且排氣通風系統(tǒng)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(yī)護人員對手術(shù)煙霧的認知教育，重視煙霧防護，才能更好地實施預(yù)防措施，將煙霧危害轉(zhuǎn)變成其潛在的價值，推進腹腔鏡電外科手術(shù)進一步的發(fā)展。