低侵襲手術および開腹手術における電気メスの煙曝露と排煙システムの有効性: 前向きランダム化研究

Scientific Reports volume 12、記事番号: 4941 (2022) この記事を引用

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世界中で、手術室 (OR) で働く医療専門家は毎日電気メスの煙にさらされています。 この研究の目的は、質量分析を使用して手術室内の電気焼灼煙の組成と濃度を測定することでした。 三次医療学術センターでの前向き観察研究。122 件の外科手術が含まれ、そのうち 84 件は排煙システム (SES) を使用した場合と SES を使用しなかった場合に 1 対 1 でコンピュータでランダムに割り付けられました。 刺激性、毒性、発がん性、変異原性の VOC が OR 空気中に観察され、その一部は許容暴露限界 (OSHA/NIOSH) を超えています。 有害物質の平均総濃度は 272.69 ppb (± 189 ppb) で、有害物質の最大総濃度は 8991 ppb (外科医レベル、SES なし) でした。 最大総 VOC 濃度は 1.6 ± 1.2 ppm (低侵襲手術) および 2.1 ± 1.5 ppm (開腹手術) であり、総最大 VOC 濃度は「外科医レベル」の手術台で 1.8 ± 1.3 ppm、および 1.4 ± 1.0 ppm でした。手術台から離れた、または室内空気中。 どちらの差も統計的に有意ではありませんでした。 開腹手術において、SES は芳香族化合物やアルデヒドを含む特定の VOC の最大濃度を外科医レベルで大幅に減少させました。 私たちのデータは、医療専門家が手術室内で揮発性有機化合物に適切に曝露されていることを示しています。 手術技術と焼灼装置までの距離によっては、曝露量が大幅に減少することはありませんでした。 SES は、開腹手術中の特定の有害な VOC への曝露を軽減しました。

治験登録番号: NCT03924206 (clinicaltrials.gov)。

電気メスは、組織を分割して止血するための最も効率的なツールの 1 つであり、ほとんどの外科的介入で日常的に使用されています。 それにもかかわらず、電気メスの煙への曝露は、毎年数十万人の医療従事者に影響を与える潜在的な影響と関連しています。 これらには、喘息、肺気腫、慢性気管支炎、低酸素症およびめまい、鼻および喉の炎症、目の炎症、気道の癌、白血病、心血管機能不全、頭痛、肝炎、アレルギーなどが含まれます1、2、3。

富田ら。 は、電気外科器具を使用した手術中に周囲空気中に放出される煙は、タバコの煙と同じくらい変異原性がある可能性があることを示しました4。 1,2-ジクロロエタン、ベンゼン、多環芳香族炭化水素などの発がん物質5により、電気焼灼器の煙が特定の手術室チームに与える1日の平均影響は、フィルターなしの紙巻きタバコ27〜30本に相当すると推定されています2。 電気メスの煙は、ウイルス (SARS-CoV-2 およびヒトパピローマウイルスを含む)、細菌、および/または生細胞などの感染性物質を運ぶことも示されています5、6、7。

このため、多くの労働安全衛生機関は排煙システム (SES) の使用を推奨していますが、これらの推奨事項の順守率は低いと報告されています (電気メスの使用では 14%、開腹レーザー手術では 47%)。

SES の使用に抵抗があるのは、これらのデバイスの有効性に関する実際のデータがまばらにしか入手できないという事実に起因している可能性があります。 最近のウェットラボ研究で、プロトン移動反応 (PTR) 質量分析法により、電気焼灼器の煙組成のリアルタイム測定が可能であることを示しました。 私たちは、有害な粒子が小さすぎるため、通常のサージカルマスクではこの種の煙を防ぐことができず、SES は有害な化合物を少なくともある程度まで削減できる可能性があることを観察しました。 また、プレフィルター、超低粒子空気フィルター (ULPA)、および活性炭フィルターを通過したにもかかわらず、SES の排気でかなりの濃度の有害物質が検出されました9。

そこで、私たち自身のデータを含め、これまでに公開されているデータに基づいて、実際の状況下での手術室における電気メスの煙の組成と濃度の調査を行いました。

私たちの研究の主な目的は、手術室内の有害な揮発性有機化合物（VOC）の濃度を測定し、日常診療におけるSESの有効性を評価すること、また外科的アプローチ（つまり、開腹か低侵襲か）が適切であるかどうかを調査することでした。焼灼源までの距離は、手術室職員の手術煙への曝露に影響します。

私たちの研究の主要エンドポイントは、電気メスを用いた手術中に外科医レベルで手術室内の有害な VOC の濃度を測定することでした。 操作は、SES を使用した場合と SES を使用しない場合に 1:1 でランダム化され、SES を使用した場合と使用しない場合の測定値を比較できるように前向きに記録されました。 副次評価項目には、「直接」（手術台の手術チーム – 「外科医レベル」と表示）対「間接」（手術台から離れた手術室スタッフ – 「室内空気」と表示）の煙への曝露、および煙への曝露の比較が含まれます。使用された手術技術（開腹手術と低侵襲手術）。 この研究は、三次医療学術センター（スイス、ベルン大学ベルン大学病院インセルスピタルの一般胸部外科部門）の専用手術室で4か月間（2019年5月から2019年9月まで）実施された。 計画期間が 1 時間を超える連続外科手術が含まれていました。 除外基準は、電気焼灼器の使用に対する禁忌（すなわち、植込み型除細動器（ICD）および/または植込み型神経刺激装置を装着している患者）であった。

この研究には患者データが使用されず、処置の種類（開腹手術または低侵襲手術）のみが記録されたため、州倫理委員会（ベルンのカントナーレ倫理委員会）によって正式な倫理承認が免除された。 この研究は、clinicaltrials.gov (NCT03924206) に登録されました。 参加したすべての医療専門家は、書面によるインフォームドコンセントを提出しました。 この研究はヘルシンキ宣言に従って実施されました。

外科的介入は、垂直層流（0.3～0.6 m/s）や麻酔ガス掃気システムなどの最新の標準要件を満たす手術室で同じ手術チームによって行われました。 主に解剖学的肺切除術が行われました。 「観血的」または「低侵襲」手術を行うかの決定は、SESの有無にかかわらず手術に無作為に割り付ける前に、独立した執刀医によって行われました。 「開腹手術」には、筋肉を温存する前外側開胸術による術野へのアクセスが含まれます。 「低侵襲手術」は、第 5 肋間腔の中腋窩線に 3 ～ 4 cm の切開を行い、軟性創傷保護具 (肋骨スプレッダーなし) を使用する、単ポータル VATS 技術を使用した VATS (ビデオ支援胸部手術) によって行われる手術で構成されていました。 、CO2 注入なし）。

外科手術の種類（開腹手術と低侵襲手術）を決定した後、開腹手術と低侵襲手術を SES ありまたはなしの手術にランダム化（1:1、4 つのブロックでコンピュータベースのランダム化）しました（図 1）。 電力解析は以前のデータ 10 に基づいて行われました。筋肉組織を切断する際には、SES を使用した場合と使用しない場合のブタジエン、ベンゼン、およびフルフラールの濃度が使用され、距離について補正されました (2 × 距離、濃度の 1/2 と仮定)。 アルファは 0.05 に設定され、調査検出力は 90% に設定されました。これは、「開腹手術」グループでは 15 回の手術のサンプル サイズが必要であることを示しています。

データ分析のフローチャートの概要。 ※1 呼気分析は技術的な理由から除外しました。 **不完全なデータ (n = 6) または技術的な理由 (n = 11) により、合計 17 のデータセットを除外する必要がありました。

合計 35 回の外科手術 (開腹かつ低侵襲) 中に、MS の吸気口を MS 自体の真上 (地面から約 150 cm、少なくとも手術台から 200 cm の距離）。

さらに、合計 3 回の開腹手術中に、執刀医が吸入および吐き出した空気が専用のフェイスマスクを使用して測定されました (詳細は以下および図 3 を参照)。

標準的な単極焼灼装置 (VIO 300D、ERBE Swiss AG、Winterthur、スイス) を以下の設定で使用しました: 凝固: スプレー、エフェクト 2、80 W。 SESのないグループでは、標準的な焼灼ペンシルが使用され、ヤンカウアープラスチックチップによる液体吸引を使用して、放出された煙が通常どおり除去されました。 「SES を使用する」グループでは、電気メスの先端近くに一体化された吸引器を備えた専用ペンシルで構成されるモバイル SES (IES 2、ERBE Swiss AG、ヴィンタートゥール、スイス) が適用されました。 焼灼ペンシルからは、標準の電気プラグと、排煙機につながる追加の吸引コネクタがあります (図 2)。 焼灼器が使用されるとすぐに、排煙装置が自動的に作動します。 IES 2 の吸引出力は > 550 l/min で、研究中は 100% の吸引出力で動作し、焼灼装置の入口での流量は 110 l/min になりました。 排気された空気は 3 段階の濾過プロセスを経ます。最初に「プレフィルター」で大きな粒子と液体成分が除去され、次に ULPA (超低浸透空気) フィルターが最大 0.1 μm の微粒子と微生物を捕集します。効率は99.9995%で、最終的に高性能活性炭フィルター部分が臭気やVOCを吸収するとされています。

外科医レベルでの測定のための OR セットアップ。 質量分析計の入口 (I) は、外科医 (D) の口/鼻の高さ、手術野 (C) の真上に配置されました。 (図は Adob​​e Photoshop バージョン 22.4.2 で作成; https://www.adobe.com/products/photoshop.html)。

気相 VOC は、リアルタイムプロトン移動反応質量分析法 (Vocus S PTR-TOF、Tofwerk AG、スイス) を使用して測定されました。 VOC は低エネルギー化学イオン化によってイオン化され、正確な質量に基づいて識別されました。 この機器は 1 Hz の測定周波数で動作し、0 ～ 800 Th の質量範囲を 5000 (FWHM m/dm) の分解能で測定しました。 各操作の前に、1 分間の機器ブランク、1 分間のキャリブレーション、および 2 回目の 1 分間の機器ブランクを実行しました。 同様に、各操作の後、90 秒間の機器のブランクを実行し、続いて標準混合ガスを使用して 10 分間の校正を行いました。 機器のバックグラウンドは、操作前の測定値を使用して差し引かれました。 質量分析計 (MS) は内径 2.5 m 1/8 インチの PFA 注入口を通してサンプリングされ、MS の測定チャンバーに到達する前に注入口およびチューブのレベルでの VOC の凝縮を避けるために 80 °C に加熱されました。 注入口の先端は、外科医の口と鼻の高さの外科的切開の上（「外科医のレベル」）、または手術室の後ろの手術台から離れた器具の上（「室内空気」）のいずれかに配置されました。 ")。

外科医の吸気および呼気を分析するために、入口/出口 MS 測定機能を備えた専用のフルフェイス マスク (フルフェイス マスク コンフォート ジェル ブルー、Philips Respironics、Philips AG、ホルゲン、スイス) が最初に使用されました。 加熱された注入口はフェイスマスクに直接取り付けられました (図 3)。 フェイスマスクは外科医の視界を妨げ、手術の実施または補助の能力を妨げるため、フェイスマスクを使用して監視された手術は 3 件のみでした。 外科医の特定の化合物への曝露は、空気中の化合物濃度、毎時換気量、および曝露時間に関係します。 VOC吸入量は、毎時換気量5L、平均運転時間120分を想定して算出した。

質量分析入口 (赤丸) 用の専用コネクターを備えたフェイスマスクにより、手術中に吸入および呼気された VOC の測定が可能になりました。

交絡変数の影響を減らすために、2 つの異なるタイプの手術 (開腹手術と低侵襲手術) での SES の使用はランダム化されました。

さまざまな設定の単変量解析を実行して、さまざまな設定の平均総 VOC 濃度および平均最大総 VOC 濃度を決定しました（SES ありおよび SES なしの外科医レベルでの開腹手術、SES ありおよびなしの外科医レベルでの低侵襲手術、室内手術）空気測定など）。

次に、重回帰分析を使用して、各実験パラメーターの効果を分離しました。 各実験パラメーター (SES あり、SES なし、室内空気中、外科医レベル、オープン、低侵襲) には、手術ごとに 0 または 1 の値が割り当てられました。 次に、最小二乗フィットを実行して、各パラメーターに関連する VOC 濃度への影響を定量化しました。 線形回帰分析は、これらの実験パラメータは、測定された最大および平均総 VOC の変動のごく一部しか説明していないことを示しています (R = 0.17)。 ただし、実験パラメータは、多くの個々の VOC の平均濃度の変動の大部分を説明できます (平均、R = 0.3)。

電気メスの煙濃度は、合計 122 件の外科手術中に測定されました。 105 の操作からのデータは最終的なデータセット (図 1) に残りましたが、技術的な理由から n = 17 は除外されました。 それらのうち、n = 6 には不完全なデータがあり、n = 11 には性能に重要な機器パラメータが許容範囲外でした。

Tofware データ処理ソフトウェア (Tofwerk、スイス) を使用して、約 1300 個のイオン質量を定量化しました。 一次イオン、既知の一般的なフラグメント、信号が非常に小さいイオンまたは推定速度定数が低いイオンを除外した後、1064 個のイオン質量 (個々の VOC を表す) が分析用に選択されました。 PTR-MS によって定量化された 1,064 個の VOC の合計として定義される総 VOC 濃度は、典型的な平均濃度が 403 ppb (ppb) で、典型的な最大濃度は 1.7 ppb (補足)図1）。 また、発がん性、変異原性、刺激性、毒性があることが知られている VOC の総濃度も考慮しました (表 1)。 後者の平均濃度（外科医レベル、SESなし）は272.69 ppb、最大濃度は8991 ppbでした。 NIOSH/OSHA14 で定義されている暴露限界を超えたのはほんの数物質 (ホルムアルデヒド、メタノール、1,3-ブタジエン/1-ブチンなど) でしたが、既知の有害な VOC の測定累積最大濃度は、開放環境で最大ほぼ 9 ppm に達しました。 SESを使用しなかった場合の手術。 統計には、呼吸分析を除くすべての測定された操作が含まれます。 VOC混合物は、小さな酸素化VOC、特にホルムアルデヒド、メタノール、アセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、エタノール、2-ブタジオンが大半を占めていました（補足図2）。

既知または健康への有害な影響が疑われる VOC が検出されました。 対象となる化合物のリストは、文献に基づいて外科手術用煙に含まれることが以前に示されている VOC を考慮して編集されました。欧州 CMR 評価、WHO 国際がん研究機関、または GHS 危険有害性声明に従って健康に有害な影響を与える可能性がある VOC、そして強い臭気を放つVOC。 煙中にかなりの濃度で検出される潜在的に有害な化合物の概要を表 1 に示します。報告されている濃度は、すべての作業における平均および最大レベルです。 追加で検出された VOC の濃度は補足の表 1 に報告されています。

個々の有害な VOC と総 VOC の濃度が評価されました。 最大濃度と平均濃度に対する影響を調査しました。 表 1 は、外科医レベルでのすべての胸部外科手術中に測定されたすべての有害な VOC の平均および最大検出濃度で構成されています。 私たちの主な目的は外科医レベルで VOC 濃度を検出し、排煙システムの有効性を評価することであったため、最初にこれらの結果を調べました。 研究前のパワー分析に関しては、オープングループの完全なデータセットが 16 (SES なし) および 15 (SES あり) で最小測定数が満たされました。

SES なしのすべての手術における外科医レベルの平均 VOC 濃度 (272.69 ± 188.9) を、SES ありの外科医レベルの状況 (247.22 ± 145.11) と比較した場合、その差は有意ではありませんでした (p = 0.53)。

図 4 の箱ひげ図は、開腹手術と低侵襲手術の間で、SES を使用した場合と使用しない場合の特定の有害な VOC の濃度の比較を示しています。

開腹手術および低侵襲手術中の外科医レベルでの選択された VOC の最大濃度。 各サブプロットは、SES を使用した操作 (赤) と使用しなかった操作 (黒) を比較します。 p値が与えられます。 水平の破線は個々の操作中に測定された濃度であり、箱ひげ図はすべての操作の最大、75 パーセンタイル、平均 (丸マーカー)、50 パーセンタイル、および 25 パーセンタイルを示します。

SES を使用したすべての操作と SES を使用しないすべての操作を比較した場合、測定場所や手順の種類に関係なく、総 VOC の差は有意ではありませんでした。 SES を使用した場合の平均最大総 VOC 濃度は 1633 ppb (± 1382) でしたが、SES を使用しない場合は 1716 ppb (± 1049) でした (p = 0.37)。また、SES を使用した場合の典型的な平均総 VOC 濃度は 381 ppb (± 142) でした。 SES なしでは 421 ppb (± 179) (p = 0.17)。 SES の使用により、特定の VOC の平均および最大経験濃度が減少しましたが、すべての VOC が減少したわけではありません。 SES を使用した場合に平均濃度が低下した VOC には、アクリロニトリル (SES ありの 7 ppb 対 SES なしの場合 15 ppb、p = 0.02)、ペンタジエン (2.4 ppb 対 2.8 ppb、p = 0.02)、およびメチル-2-ブテナール ( 82 ppb 対 100 ppb、p = 0.04)。 さらに、ホルムアルデヒド (1722 ppb vs. 519 ppb、p < 0.0001)、アセトニトリル (8.2 ppb vs. 12.9 ppb、p = 0.02)、プロピオニトリル (0.6 ppb vs. .1.5 ppb、p = 0.04)、クロトンアルデヒド (0.9 ppb 対 1.8 ppb、p = 0.03)、およびピリジン (0.12 ppb 対 0.27 ppb、p = 0.04)。

最大総 VOC は、観血的処置 (平均 2064 ± 1536 ppb) と低侵襲処置 (1590 ± 1157 ppb) の間で統計的に差はなく (p = 0.10)、平均総 VOC も有意な差はありませんでした (観血的処置で 385 ± 156 ppb)。処置対低侵襲処置の 415 ± 182 ppb、p = 0.26)。 線形回帰分析でも同様の効果が示され、開腹手術の最大総VOCは低侵襲手術よりも約170 ppb高かった(平均総VOC、ns)。

ただし、一部の特定の VOC レベルは、低侵襲手術と比較して開腹手術で増加しました。 ほぼすべての有害な VOC (表 1) は、開腹手術中に統計的に有意 (すべて p ≤ 0.05) より高い最大値を示しました。 いくつかの異なる VOC の平均濃度も、特にペンタジエン (3.4 ppb 開腹手術 vs. 2.57 ppb 低侵襲手術、p = 2 × 10-5)、クロトンアルデヒド (0.43 vs. 0.32 ppb、p = 4 × 10-5) など、開腹手術中に増加しました。 4)、および g-ブチロラクトン (0.67 対 0.52 ppb、p = 0.001)。 逆に、アセトニトリル（0.90 ppb vs. 1.27 ppb、p = 0.004）およびアセトアルデヒド（123 vs. 144 ppb、p = 0.04）の平均濃度は、低侵襲処置中に増加しました。

低侵襲手術では開腹手術と比較して平均および総VOCが異なり、関連する健康への影響を理解するには外科医レベルでの測定が最も適切である可能性があるため、SESの有無で外科医レベルで特定のVOCの濃度を比較する詳細な分析を実施しました。 、開腹手術の場合、および低侵襲手術の場合は個別に行われます（図4）。 排煙システムの使用により、開腹手術中の外科医の有害な化合物への曝露は減少しましたが、低侵襲手術ではあまり効果がありませんでした。 SES および外科的処置の有無にかかわらず、すべての VOC の濃度に関する完全なデータについては、補足を参照してください。

一般に、外科医レベルの平均 VOC 濃度は室内空気中の濃度よりわずかに高いだけですが、外科医レベルの最大濃度は室内空気中の濃度よりも高くなる可能性があることが観察されました。 これは、総 VOC と個々の有害な VOC について観察されました。 外科医レベルで測定されたすべての手術の平均最大合計 VOC は 1759 ppb (± 1316) でしたが、すべての室内空気測定の平均最大総 VOC は 1442 ppb (± 1051) でした (p = 0.15)。 平均値の差は、外科医レベルでは 404 ppb (± 172) であったのに対し、室内空気では 382 ppb (± 120) でした (p = 0.29)。 SES の使用と処置の種類の混同した影響を分離する線形回帰分析は、室内空気から外科医のいる場所に移動すると、最大総 VOC が約 120 ppb 増加し、平均総 VOC が約 22 ppb 増加することを示しています。 手術台と室内空気の間で最も大きな違いがある個々の VOC には、シアン化水素 (平均 0.46 ppb (外科医レベル) 対 0.17 ppb (室内空気)、p = 0.0002)、ホルムアルデヒド (7.9 ppb 対 3.2 ppb、p = 0.0002) が含まれます。 0.0004)、ブタジエン (13.2 ppb 対 7.5 ppb、p = 0.002)、ブテン (3.8 ppb 対 1.5 ppb、p = 0.0003)、およびペンタジエン (2.9 ppb 対 1.8 ppb、p ~ 0)。

アセトアルデヒドについては、平均濃度 136 ppb (± 52 ppb SD) が測定され、手術ごとに 146 μg (± 56) のアセトアルデヒドが吸入されたことを示しています。 その他の有害化合物には、操作ごとにブタジエン 15 μg (± 17)、ホルムアルデヒド 4.8 μg (± 7.3)、メタノール 4.6 μg (± 3.9)、エタノール 34 μg (± 33)、フェノール 6.3 μg (± 1.3)、およびブテン 4.3 μg が含まれます。 (± 6.6) (完全なリストについては表 1 を参照)。 吸気と呼気は別々に測定されたため、摂取量は吸気と呼気の濃度差として計算されます（補足図3）。 濃度差が最も大きい（取り込みが最も大きい）VOC はアセトアルデヒドで、1 回の呼吸で 77 ppb、つまり約 40% が吸入されます。 ブタジエンとエタノールも同様に高い取り込みを示しました (それぞれ 3 ppb と 16.9 ppb)。

一般に、取り込みは 1% (本質的に変化しないフェノール) から 90% (ブタジエン)、そして最大 100% (インダン/メチルスチレン) の範囲でした。

私たちは VOC 濃度の時間的変化を調査し、通常、操作の最初の数分以内に VOC 濃度が最大になることを観察しました。 これを示すために、各操作で最高濃度の上位 100 個の VOC を選択し、各 VOC が最高濃度に達した時点を決定しました (補足図 4a。破線は、体系的なパターンがない場合に予想される分布を示します)。 特定の VOC (アセトアルデヒドなど) の最大濃度は、操作の最初の 5 ～ 10 分以内に検出される可能性が最も高くなります。 ただし、一部の VOC は後で最大値に達する可能性が高くなります (補足図 4b)。

今回我々は、手術室で電気焼灼装置が使用されると、医療専門家がかなりのレベルの刺激性、毒性、発がん性、変異原性の揮発性有機化合物に曝露されることを示す。 曝露は手術台の手術チームに限定されず、手術室にいるすべてのスタッフ（看護師や麻酔科医などを含む）に広がります。 手術技術の選択と手持ち型 SES の使用により、特に開腹手術において、特定の有害物質の最大濃度を低減できる可能性があります。

測定された濃度と、国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) および以前のガイドライン (OSHA) によって定義された暴露限界との関係を考慮すると、ほとんどの限界は 1968 年の閾値限界値 (TLV) に基づいているようです11。ただし、制限は一般に個々の化合物に対して設定されており、有毒物質と発がん性物質の混合物への曝露と、それらの対応する累積的影響は考慮されていないことに注意することが重要です。 さらに、多くの物質の暴露限界はまだ定義されておらず、濃度に関係なく、直接遺伝毒性を持つさまざまな化合物（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブタジエンなど）への暴露が存在します12。

電気メスの煙に含まれる化合物のレベルを調べたところ、紙巻きタバコの煙に一般的に見られる化合物と多くの類似点が見つかりました（例えば、紙巻きタバコ1本あたり約2000μgのアセトアルデヒドと紙巻きタバコ1本あたり約130μgのブタジエン13,14）。 私たちのデータは、吸気/呼気の分析中に測定された濃度が、外科手術あたりのフィルターなしの紙巻きタバコの約 10 分の 1 への曝露に匹敵することを示しています。 喫煙と同様に、手術室の電気メスの煙によるリスクが蓄積し、時間の経過とともに健康上の問題を引き起こす可能性があります。

この研究の重要な制限については、議論する必要があります。 まず、外部妥当性を制限する単一中心的な調査からのデータを提示します。 それにもかかわらず、SES の使用をランダム化することで、SES によって引き起こされる効果の推定が可能になった可能性があります。 第 2 に、さまざまなタイプの電気焼灼装置が利用可能であり、さまざまな手持ち式 SES 装置があるため、さまざまな VOC 濃度が生成される可能性があります。 それにもかかわらず、この研究は、人為的な試験条件ではなく、安定した手術室設定を使用して実際の条件を評価するように意図的に設計されました。 さらに、我々はこの研究に使用された SES システムの有効性を調査し、焼灼装置の先端に煙を排出する構造が最も実用的で効果的であることを発見しました 15。

また、私たちの研究は胸部外科手術のみに焦点を当てていることを述べておくことが重要であり、手術中は主に術野へのアクセスにより電気焼灼による煙の放出が発生します。 他の、より「電気焼灼強度の高い」手術（腹部形成術や皮膚脂肪切除術などの主要な軟組織手術）で得られた所見や結果は、手術室でさらに大気汚染を引き起こす可能性があります。

他のグループは、たとえば扁桃摘出術の際など、他の環境における外科手術の煙の問題を調査しています16。 この特定の外科的処置により、全体的に有害な VOC の濃度が低下すると思われますが、排煙ペンシル焼灼器の使用により、煙への曝露は依然として大幅に減少しました。 前者は比較的「小さな手術」（創傷面積と手術時間の観点から）によるものと考えられますが、後者は比較的狭く、多かれ少なかれ密閉された空間で行われる手術によって説明される可能性があります。

一方、Cheng ら 17 は、乳房手術中に非常に高濃度の有害な VOC が存在することを発見し、さらに、より高い電気焼灼出力 (> 27.5 ワット) により、より高濃度の VOC が生成されることを実証することができました。 同様に、Tokuda et al.18 は、乳房手術中の危険な電気焼灼煙を調査し、我々自身の調査結果と一致して、焼灼源の違いによって有害な VOC 濃度が大幅に低下するわけではなく、実際にすべての手術室職員が曝露されることを発見しました。当該物質に。 私たちの研究結果とは対照的に、徳田グループは、SES を使用すると総 VOC が減少することを発見しました。これは、乳房温存手術や乳房切除術中の脂肪組織の焼灼が主となる特定の種類の手術に関連している可能性があります。 ここでも私たちの研究と同様に、主要な有害物質の 1 つであるホルムアルデヒドが SES によって大幅に減少しました（徳田：平均濃度の大幅な減少、私たちの研究：最大濃度の大幅な減少）。

要約すると、私たちのデータは、医療従事者が手術室内で有害な揮発性有機化合物に大幅に曝露されていることを示しています。 SES の使用、外科的アプローチの種類、および焼灼源までの距離は、総 VOC に重大な影響を与えませんでしたが、3 つの要因すべてが少なくとも特定の有害な VOC の最大濃度の減少につながりました。 したがって、電気メスの煙から医療従事者を保護するためのより効果的な対策が調査および開発されるまで、可能な限り有害な VOC の最大濃度を下げることをお勧めします。

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この研究は、スイスのルンゲンリーガ ベルンからの助成金によって支援されました (GJK に授与)。

この研究は、スイスのルンゲンリーガ ベルンから (GJK へ) の助成金によって支援されました。

一般胸部外科部門、ベルン大学病院病院、ベルン大学、3010、ベルン、スイス

グレゴール・J・コッハー、クリストファー・クアップ、パトリック・ドーン、ジョン・ルッツ、モハマド・アル・フラニ、セルジオ・B・セシア

Tofwerk AG、トゥーン、スイス

アビゲイル・R・コス、ルカ・カッペリン、マヌエル・ヒュッテリ、フェリペ・D・ロペス＝ヒルフィカー

スイス、ベルン大学ベルン大学病院病院腎臓病科および高血圧科および生物医学研究科

マイケル・グレッスル

ベルン大学病院集中治療部、ベルン大学病院、ベルン、スイス

イェルク・C・シェフォルド

スイス、ベルン大学ベルン大学病院病院麻酔科・疼痛内科

マーカス・M・ルエディ

ハシミテ大学医学部一般外科および特殊外科（ヨルダン、ザルカ）

ムハンマド・アル・フラニ

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研究の構想とデザイン: GK、MG、JS、MH、FL; データの取得: GK、MG、ML、CQ、PD、JL、MA、MH、FL、SS; データの分析と解釈: すべての著者。 原稿の起草: すべての著者。 重要な改訂と最終承認: すべての著者。

Gregor J. Kocher への往復書簡。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Kocher、GJ、Koss、AR、Groessl、M. 他。 低侵襲手術および開腹手術における電気メスの煙曝露と排煙システムの有効性: 前向きランダム化研究。 Sci Rep 12、4941 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-08970-y

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受信日: 2021 年 8 月 6 日

受理日: 2022 年 3 月 15 日

公開日: 2022 年 3 月 23 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-08970-y

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大気質、大気、健康 (2022)

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