日本的医院标准和手术室设计.docx
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日本的医院标准和手术室设计
日本的医院标准和手术室设计
同济大学热能工程系沈晋明☆
提要：
日本重视对手术室设计，要求严格，规定详尽。
在设计中强调洁净技术，强调净化级别。
通过空气洁净技术来控制细菌浓度，减少感染风险。
偏重净化对术后感染率控制的因果关系。
因此一直在积极推广和发展生物洁净手术室和层流设施。
日本的医院标准和手术室的设计思想对我国的影响最大、时间最长。
已在我国医院洁净手术室建设和改造中借鉴了许多好的经验。
关键词：
空气洁净技术，医院通风和空调，标准和设计
HospitalStandardandOperatingRoomDesigninJapan
ByShenJinming★
AbstractTheoperatingroomdesignhasbeenattachedimportancewithstrictdemandsanddetailregulationsinJapan.Theaircleanroomtechiniqueandcleanlinesswasemphasizedinitsdesign.Thebacteriaconcentrationinoperatingdepartmentsshouldbecotrolledbyaircleanroomtechiniquetoreducethepotentialinfectionrisk.Itlaysparticularstressontherelationbetweenaircleanroomtechiniqueandpost-surgicalinfectionrate,sothebiocleanopratingroomandlaminarairflowfacilityhasbeendevelopedandpopularized.Itsstandardsandthinkingshaveexercisedagreatinfluencetoourcountryforalongtime.Itsmanygoodexperienceshavebeenbenifitedinourreformandbuildouroperatingrooms.
Keywordsaircleanroomtechnologe,ventilation&airconditioninginhospitals,standardsanddesign
★ThermalEngineeringDepartment,TongjiUniversity
1．概述
日本手术室的发展过程深受西方国家的影响，自称已经经历过三个发展阶段。
19世纪末只是模仿英国建立了所谓的简易型手术室，当时只用石炭酸消毒空气。
20世纪初学习由欧洲发展起来的分散型（PavilionType）手术室。
以每栋病房来配备手术室，控制区域只是一个手术室。
此时手术室已基本成型，已有辅助房间为其服务。
无菌技术也被人们所接受。
第二次世界大战后向美国学习，发展集中式（CentralType）手术部。
以整个手术部为控制区域，逐步开始采用空气洁净技术。
1955年东京大学开设了第一个中央手术部。
1966年美国在巴顿纪念医院建造了世界上第一间层流洁净手术室。
70年代日本才着手研究在手术室中采用层流技术，这样手术室在日本被称为生物洁净手术室。
1972年在国立大版南医院建立了第一个生物洁净手术室。
1974年东海大学医院也建成了生物洁净手术室。
后来日本生物洁净手术室得以迅速发展，大有后来居上之势，目前已建成的生物洁净手术室数量在世界上数一数二。
日本认为目前已经逐步形成第四代设计思想，把整个手术部和每间手术室同时作为控制对象。
要求场所集中、机能独立，既保证每间手术室可自行调节室内参数和独立工作，又保证整个手术部在任何条件下正常的压力梯度分布和定向流动。
发展手术部的信息系统和自动化输送系统，使手术部始终处在中央控制系统控制下。
日本把这种新型式称为混合型（HybridType）手术部，认为是21世纪手术部的新型式。
新世纪的医院已不再是单纯的医疗机构，由于疾病结构的改变、人口老龄化等因素使得医院成为医疗、保健和福利一体化的社会场所，估计会对手术部提出更多、更新、更高的要求。
2．设计思想和要求
日本认为医院净化空调的任务应能促进医疗效果，满足使用者的舒适要求，实现良好的室内空气品质和防止交叉感染的洁净环境。
其设计的基本思想与其他的民用建筑最大差别在于防止院内感染。
要求空调根据不同的洁净级别进行分区，按照患者、医护人员和其他使用者的要求确定合适的温度、湿度、洁净度和气流流动。
对于洁净手术部还具体要求如下：
2．1保持医疗环境。
维持手术部内的洁净度，防止手术室之间的交叉感染，保持各室内合适的温度、湿度，维持手术部内各部的送风量和合适的正压以及除去臭味、防止噪声等。
2．2保证使用功能。
空调设备维护简易，便于设备更新，在发生意外事故、停电或机器故障时确保空调的换气性能。
2．3确保安全性。
满足防火和抗震要求，防止出现二次灾害。
2．4具有节能性。
在系统设计和设备选用有具体的节能对策。
本文为国家标准《医院洁净手术部建设标准》的调研报告之三。
日本的医院洁净手术室的设计思路注重洁净技术，偏重平面布局和空气净化的功利性，相信净化对术后感染率控制的因果关系。
直至1998年出版的医院设计和管理指南还是以洁净度划分手术室的级别。
日本自从在手术室中接受层流概念以来，一直在积极推广和发展这种设施。
相对来说日本很重视手术室的洁净度级别，认为必须采用层流送风保证1级手术室的无菌要求。
不象欧洲只是出于手术室综合保障体系的思路才采用准层流。
美国认为层流设施不能证明有效地降低术后感染率，除了高风险的手术外，不宜推广。
出于欧美这种控制思路，几乎都采用局部层流替代全面层流。
另外，欧美在洁净手术室早期均采用过水平层流，也许水平层流设施对手术室的改造十分方便。
现在普遍认为手术室采用垂直层流的无菌效果比水平层流的好。
而日本则较多使用水平层流。
尽管新建的医院采用少了，但最新出版的医院设计和管理指南还是列上水平层流。
日本普遍使用全面层流手术室，认为优于局部层流。
要求送风面不能小于天棚面的75%，送风速度为0.5m/s时，才能保证送风效果。
直至70年代末才把出风速度降到0.3m/s左右。
3．日本手术室设计标准和手册
日本最权威的医院设计标准数日本医院设备协会制定的HEAS-02《医院空调设备设计和管理指南》，它是由该协会的名誉会长井上宇市、当时任委员长之际，汇集该协会制定的各种标准和指南中相关的条文编写了1989年版本（即HEAS-02-1989），主要针对医院空调必须满足的最低要求。
随着医疗技术的提高、空调设备发展、使用者要求增高，1993年由协会组织了医学工作者、建筑师、设备工程师和设施管理人员对该指南进行了修订工作。
修订的宗旨是为患者和医护人员提供最适宜的医疗环境、卫生环境和舒适环境。
1996年7月至1997年1月完成了对修订草案征询意见，1998年4月正式颁布1998年版本（即HEAS-02-1998）。
这版本将医院内区域划分成7级，其中医疗区域为5级，分别为高度洁净区域、洁净区域、准洁净区域、一般洁净区域和污染管理区。
一般区域为2级，即一般区域和污染扩散防止区域。
涉及到手术室的只有3级。
为了尊重病人的隐私，日本医院手术部内设置病人家属接待室。
当手术时出现特殊情况，改变预定的手术方案时，需要与病人家属解释并得到其同意。
接待房间定为一般洁净区域。
只有手术部更衣室内浴室、厕所定为污染管理区域，在手术部外的污物处置室也属于污染管理区。
手术室的级别和设计参数见表1和表2。
1998年版本的指南要求医院内全部区域都采用空调，如果医院条件不成熟或资金不足，可以采用按照级别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……的次序，逐步扩大空调范围的方法来实施全院空调。
例如最初只是对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级各室使用空调，对Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区域直接采用采暖和通风换气，较为合理。
日本手术室分级和设计要求[1]表1
最小换气量
新风量
截面风速或送风量
Ⅰ级
高度洁净区域
生物洁净手术室
5次/h
垂直层流0.35m/s水平层流0.45m/s
DOP效率>99.97%
<10
Ⅱ级
洁净区域
一般手术室、辅助房间、清洁走廊等
5次/h
20次/h
DOP效率>95%
<200
Ⅲ级
准洁净区域
手术部周边区域如恢复室、ICU等
3次/h
10次/h
比色法效率>90%
<200
Ⅳ级
一般洁净区域
病人家属谈话室、医生办公室
3次/h
8次/h
比色法效率>60%
200-500
Ⅴ级
污染管理区域
更衣室内浴室、厕所，部外污物处置室
全排风
12次/h
比色法效率>60%
比较1998年版本和1989年版本的《医院空调设备设计和管理指南》，会发现许多不同之处，也体现出日本的设计思路的变化。
首先级别与悬浮菌指标联系起来，悬浮菌指标主要是参照瑞士的医院通风标准。
其次末端空气过滤器的效率要求明显提高了，显然这不是出于净化效果考虑，而是接受了欧美的手术部保障体系思想。
特别是Ⅱ级和Ⅲ级区域使用的末端空气过滤器的效率有了较大的区别，分别相当于我国的亚高效和高中效过滤器。
因此Ⅱ级和Ⅲ级区域可以明显区分了，相应地改为洁净区域和准洁净区域。
新版本也允许在低级别手术室内设置空气自净机组。
在1998年版本的指南中明确规定由于手术内容的变化，直接采用洁净度级别不合适。
洁净度级别只能作为参照指标，避免使用。
但在一些设计手册中手术室仍按洁净度级别进行设计，由于同时要求在手术室内控制尘埃和细菌浓度，其送风量势必比一般洁净室大。
值得注意的是日本最低级别的一般手术室也要求达到10000级（见表4）。
医院空调设备设计和管理指南的1998年和1989年版本的不同之处表3
区域名称
最小新风量（次/h）
最小总送风量（次/h）
末端过滤器效率（%）
室内可否设置空气循环机组
98年版本
89年版本
98年版本
89年版本
98年版本
89年版本
98年版本
89年版本
98年版本
89年版本
Ⅰ级
高度洁净区域
高度洁净区域
5
15
*
DOP效率>99.97
计数法效率99.97
—
否
Ⅱ级
洁净区域
洁净区域A
5
5
20
20
DOP效率>95
比色法效率>90
★（但除感染症手术室外）
否
Ⅲ级
准洁净区域
洁净区域B
3
3
10
10
比色法效率>90
比色法效率>80
★
否
*送风量由其送风速度（垂直层流0.35m/s，水平层流0.45m/s）和送风面积确定。
★配有亚高效以上空气过滤器的循环机组可以采用
手术室洁净度级别和送风参数表4
手术室名称（手术内容）
洁净度级别
适用风量（次/h）
设计风量（次/h）
送风速度（m/s）
备注
整形外科（器官置换）
100
100~300
150
0.4~0.5
使用X光机
整形外科（一般）
10000
35~45
40
0.35
心脏、心脏血管外科
1000
65~70
70
0.35~0.4
使用X光机
脑外科
1000
65~75
70
0.35~0.4
使用X光机
眼科
10000
35~45
40
0.35
一般外科
10000
35~45
40
0.35
该指南对手术室的准备间（即为手术配置无菌器械和敷料的场所）提出了特别的要求，在打开无菌器械和敷料的包装时的空气处理方式可以是多种多样，但强调无菌器械和敷料应处于高效过滤器送风口送出的层流气流的笼罩之下。
手术部各室设计参数表2
1）为了排除麻醉废气及使用激光手术刀产生的异味，新风换气必须要10次/h以上。
*送风量由送风速度（垂直层流0.35m/s，水平层流0.45m/s）和送风面积确定。
a）低温手术或高温高湿下手术等必须与医疗条件符合。
4．手术室的平面布局和面积
日本手术部的平面布局深受西方影响，几乎欧美所有的平面布局均采用过。
日本将这些平面布局分成：
旧中央厅型（俗称单走廊型）、中央清洁厅型、中央供应型（俗称中心岛型）、外周供应型、外周回收型（俗称双走廊型）和单向通过型。
近年来日本新建的洁净手术部大多采用美国的中央供应型和英国的外周回收型。
日本十分重视平面布局，设计时反复论证，看作手术部合理设计的最重要前提，也涉及到手术部的净化空调系统的选择。
良好的平面布局可以使得：
⑴.以洁净手术室为中心，与其他的辅助用房有机地构成一个相对独立的洁净医疗区。
⑵.确实保证手术室功能，发挥其作用；便于洁净手术部的管理。
⑶.合理安排人流和物流，使人、物流最短捷，使洁污流线分离，降低了交叉感染的风险。
随着深部手术的发展和医疗设备的进步，手术室使用面积不断扩大，日本手术部的面积已超过医院总面积的4%。
表5表示了日本各类手术室平均面积。
其中日本医科大学附属千叶北总医院心脏外科手术室的面积已达到88.7m2。
日本手术室平均面积表5
手术室用途
平均面积（m2）
手术室用途
平均面积（m2）
生物洁净手术室
59.9
一般手术室
40.0
骨科手术室
42.4
泌尿科手术室
42.6
心脏手术室
54.0
妇产科手术室
40.8
脑外科手术室
46.1
眼科手术室
36.3
胸外科手术室
45.8
急诊手术室
31.3
另外，日本比较相信紫外线辐射能降低悬浮菌有害效应。
即使在生物洁净手术室中也要求设置紫外线灯（欧美已不采用），作为平时非手术时辅助消毒用。
5．手术室空调设计要求
日本从功能上划分手术室主要有三大类型，一般手术室、生物洁净手术室和感染症手术室，各自的设计要求不同。
5．1．一般手术室
5．1．1.手术台周围要确保Ⅱ级洁净度，在送风天棚内设置高效或亚高效过滤器送风口，室内循环风量不少于20次/h换气次数。
每个送风口的出风速度不小于0.3m/s。
5．1．2.回风口必须在手术室四角良好配置，回风口的下边比地面高，回风口的上边比手术台低。
尽量使送风气流无阻挡地流经手术台。
5．1．3.在使用麻醉气体时，要设置剩余麻醉气体排出装置。
没有剩余麻醉气体排出和使用激光刀的场合，送入新风量少，5次/h换气次数。
采用气体麻醉和使用激光刀的场合，要求送入新风量在10次/h换气次数以上。
5．1．4.手术室内温湿度设计参数按表2选定，每个手术室温湿度必须可以根据手术内容自行设定，表2内的参数是以成人的一般手术为对象。
儿童手术约30℃，器官移植手术要求20℃，而且在心脏血管手术之际，室温必须急速地降温，（在30min内从25℃下降到19℃），还需有防止室内结露和室内人员寒冷感的对策。
5．1．5.一般手术室对走廊和周围区域维持正压，要求比周围区域高出15Pa以上压力，但不超过20Pa。
正压主要靠调节送、排风的差值来实现。
5．1．6．系统送风应设计为定风量或采用定风量装置，以维持手术部内空气平衡。
5．1．7．如一台空调机供给多间手术室，不使用的手术室需要维持正压，势必采用变风量运行控制方式。
一台空调机供应数间手术室，各室的参数调节不便，故障时影响面大。
5．1．8．手术室空调机宜采用再加热系统，以确保夏季室内湿度控制。
冬季加湿时不能采用淋水式或喷雾式加湿器，宜采用蒸汽加湿器。
但不能直接使用锅炉房蒸汽（含水处理剂等），推荐采用蒸汽—蒸汽热交换器，以保证蒸汽的品质。
2生物洁净手术室
5．2．1.生物洁净手术室为确保最高级别空气洁净度必须采用层流设施。
5．2．2.手术台周边洁净度要确保Ⅰ级，无论垂直层流和水平层流气流型式都要设置高效过滤器，水平层流送风速度为0.45m/s，垂直层流的送风速度为0.35m/s。
采用垂直层流设施时，回风口必须在手术床两侧通长配置，使天棚送风气流覆盖手术台。
5．2．3.为确保洁净度，要排走人体发生的尘埃和细菌，医护人员需穿着全身排气的手术衣，可使手术切口处的洁净度提高。
5．2．4.生物洁净手术室的出入口要设置前室，与周围空调区域有个缓冲带。
5．2．5．手术室对周围区域要保持正压，并高于前室。
通常采用设置500m3/h的余压阀来维持一定正压，但这种空气平衡不能影响到其他正在使用的手术室。
5．2．6.手术室温湿度要求与一般手术室相同，噪声水平最高允许值为50dB（A）。
水平层流风速高，要求将风速限制在较低值。
5．2．7.加强新风过滤和前置过滤，保证末端高效过滤器使用寿命不低于5年。
5．3感染症手术室
5．3．1.感染症手术室要求手术床周围确保Ⅱ级。
并须防止病原微生物流入室外。
5．3．2.对结核、麻疹、水痘患者是通过空气媒体感染，其手术室内必须保持负压，这种场合要设置清洁前室，防止室外污染空气侵入，对HIV阳性B型或C型肝炎，梅毒患者以及血液感染源患者的手术，室内是否正压已关系不大了。
5．3．3.感染症手术室可以使正压和负压互相切换，出入口设置前室作为空气缓冲地带，前室要求比手术室压力高。
5．3．4.感染症手术室要求独立设置空调系统。
6．结语
日本十分重视手术室设计，在发达国家中日本的要求最严格，规定最详尽。
日本相信净化对术后感染率控制的因果关系。
在设计中强调洁净技术，强调净化级别。
通过空气洁净技术来控制室内细菌浓度，减少感染风险。
积极推广和发展生物洁净手术室和层流设施。
由此看来日本的这种控制思路与我国常规做法有些相似。
我国的设计基本思路和措施，以及《军队医院洁净手术部建筑技术规范》的编制思想深受日本的医院的标准和实践的影响。
如果完全照搬日本的医院标准和手术室的设计要求，势必会造成我国医院手术室造价和运行费用大幅度地增高。
我国应该借鉴日本的好经验，摈弃不合我国国情的要求，才能使我国洁净手术室建设和改造健康发展。
参考文献
1．日本病院设备协会规格，“病院空调设备の设计·管理指针”（HEAS-02-1998）
2．日本工业标准，“病院电气设备安全基准”（JIST1022-1996）
3．日本病院设备协会，“病院设备シリーズ（6）1993：
中央手术部（室）”
4．空气调和·卫生工学会，“建筑设备集成（7）医疗·福址设施”
5．医科器械学会，“バイオクリーン洁净手术室使用指针”1976
6．日本美和医疗电机株式会社样本
升级会员 