© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2004, s. 113-118
Roman Szulc1, Andrzej Nestorowicz2, Paweł Sobczyński1, Anna Fijałkowska2, Ireneusz Stachecki1
Anestetyki wziewne w atmosferze sal operacyjnych. Badania w dwóch makroregionach Polski
Operating room air pollution by waste anaesthetic agents and vapours. A survey of hospitals in two regions of Poland
1 Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii;
kierownik: prof. dr hab. n. med. R. Szulc – AM w Poznaniu
2 Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii;
kierownik: prof. dr hab. n. med. A. Nestorowicz – AM w Lublinie
Summary
Background. Interest in environmental safety of operating theatres arose in the late 1960´s and led to the introduction of the term "professional risk” regarding employed staff. Chronic exposure to trace concentrations of inhalational anaesthetics in the operating room atmosphere is among the documented hazards concerning anaesthetists, surgeons and OR personnel. We estimate that several thousand health care providers may be affected in Poland alone. So far, there have been no Polish studies concerning environmental pollution of operating rooms with inhalational agents. Methods. This study is the first part of a larger project, titled "Evaluation of pollution with inhalational anaesthetics of operating theatres and its potential genotoxic effects on humans” sponsored by the State Committee for Scientific Research. We have assessed contamination of OR air with traces of inhalational anaesthetics, in different reference level hospitals in the Lublin and Wielkopolska regions. Results obtained should give an indication to the situation throughout the country. Measurements were taken of ambient concentrations of inhalational agents in operating rooms in 79 hospitals (28 in the Lublin region and 51 in the Wielkopolska region), using an infrared spectrometer. We noted the number of incidents when threshold values (N2O – 100 ppm, halothane – 5 ppm, isoflurane and sevoflurane – 10 ppm) were exceeded, the use of scavenging devices, the total air space of operating rooms, the age of anaesthetic apparatus; and fresh gas flow used during anaesthesia. Results. The most common overexposure incidents were noted with the use of nitrous oxide, mainly between operating sessions. Significant increases in ambient concentrations of sevoflurane were noted in operating theatres with a total air space less than 100 m3. Leakage from anaesthetic machines more than 10 years old (approx. 20% of all tested) was more frequent. There was a 50% reduction in the number of overexposures when scavenging systems were used (38% of operating theatres lacked any exhaust systems). Conclusion. The results obtained may indicate the need to introduce mandatory procedures which could lead to a decrease in operating theatre air pollution. We believe that the use of nitrous oxide should be limited and/or replaced by total intravenous anaesthesia.
Anest Inten Terap 2004; 36, 113-118
Fragment wywiadu udzielonego „Gazecie Wybor czej” („Duży Format”, 2, 513 z 9. 01. 2003 r.):
„Pewnego dnia mieliśmy z Prof. Górką i naszymi żonami pójść na "Końcówkę" Becketta. Tego dnia operowaliśmy, zabieg się przedłużał... Przed godz.19 wpadliśmy na salę, usiedliśmy w pierwszym rzędzie i natychmiast zasnęliśmy. Przespaliśmy pierwszy akt i przerwę. Aktorzy powiedzieli, że nie wyjdą na drugi akt, dopóty tych chamów, czyli nas, ktoś nie obudzi. Byliście zmęczeni? (pytanie dziennikarza). Nie, byliśmy zagazowani. Jak pacjent na sali operacyjnej jest rozcięty na pół i nasączony środkami usypiającymi, to paruje. I my to wdychaliśmy. Na dodatek w starych salach nie było klimatyzacji...”
Inaugurujący problem sygnał dotyczący możliwego wpływu na personel sal operacyjnych anestetyków wziewnych w ich atmosferze pochodzi z literatury rosyjskiej, z 1967 r. [1]. Badania prowadzone w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia w USA i w Wielkiej Brytanii ujawniły większą liczbę poronień u lekarek anestezjologów w porównaniu z lekarkami pracującymi poza salą operacyjną [2]. Używane do znieczulenia ogólnego środki mogą powodować zakłócenia funkcji psychofizycznych u członków personelu sal operacyjnych [3]. Spowodowało to wprowadzenie pojęcia ryzyka zawodowego ( occupational hazard), odnoszonego m.in. do stosowania anestetyków wziewnych. Kij w mrowisko włożony został w następstwie opublikowania 14 maja 1978 r. w New York Times artykułu [3], według którego ryzyko zawodowe związane z ekspozycją na anestetyki wziewne personelu sal operacyjnych dotyczyć może procesów reprodukcyjnych u kobiet, w mniejszym stopniu u mężczyzn, zaś związane jest to z wadliwą replikacją komórek i toksycznością produktów biotransformacji anestetyków. Widocznym efektem takiego działania są zmiany w zachowaniu, a także zmniejszona zdolność prawidłowego wykonywania testów psychometrycznych [4]. Dlatego Narodowy Instytut Zdrowia i Bezpieczeństwa Zawodowego w Stanach Zjednoczonych Ameryki (National Institute of Occupational Safety and Health – NIOSH) wprowadził rekomendacje, wg których najwyższe dopuszczalne stężenia (nds) używanych w salach operacyjnych anestetyków nie mogą przekraczać 25 ppm w odniesieniu do podtlenku azotu i 2 ppm dla halotanu [5]. Przepisy niemieckie są w tym względzie bardziej liberalne, dopuszczając wartości nds dla podtlenku poniżej 100 ppm [6]. W Polsce wartości nds dla podtlenku azotu dotychczas nie określono.
W USA na początku lat osiemdziesiątych ubiegłego stulecia pracowało ok. 250 tys. ludzi [7], problem dotyczy zatem znaczącej liczby osób. Jakkolwiek podstawowymi źródłami skażenia sal operacyjnych anestetykami wziewnymi są wadliwe systemy wentylacji i wymiany powietrza w tych pomieszczeniach lub wręcz ich brak, stwierdzono, że dyfuzja anestetyku z rany operacyjnej powoduje, iż np. stężenie halotanu w polu operacyjnym jest trzy do sześciu razy wyższe aniżeli w sali operacyjnej [7]. W próbkach krwi pobranej od członków personelu sali operacyjnej w trzy do czterech godzin po ekspozycji na anestetyk stwierdzano stężenia halotanu rzędu 4,1-77,1 mg% i były one wykrywalne jeszcze 20 godzin później [7]. Dzieje się tak, mimo iż ponad 98% wdychanego anestetyku wydalane jest przez płuca.
Bezpiecznego stężenia anestetyków wziewnych w atmosferze sal operacyjnych nie można określić i dlatego NIOSH rekomenduje kontrolę skażenia tymi środkami środowiska sal operacyjnych w stopniu umożliwiającym wykrycie najniższych z technicznego punktu widzenia stężeń. Według opinii sformułowanej w 1978 r. „waga tych danych leży w tym, iż o ile wyniki pojedynczych studiów mogą nie być wiążące, to takimi są stwierdzane i powtarzające się w wielu badaniach tendencje i związane z ekspozycją na anestetyki problemy, zbieżne z danymi uzyskiwanymi w eksperymencie. Zobowiązuje to nas do kontroli śladowych stężeń gazów, dopóki niepodważalne wyniki badań nie wykluczą istnienia zagrożeń zdrowotnych” [7].
Zainteresowanie problemem wpływu anestetyków wziewnych na zdrowie personelu sal operacyjnych miało swe apogeum w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia. Problem przestał być istotny w krajach technologicznie i ekonomicznie zaawansowanych wraz z obowiązkowym wprowadzeniem do sal operacyjnych skutecznych systemów oczyszczających powietrze ( scavenging systems).
Na niejednoznaczność wyników badań, odnośnie możliwego wpływu na zdrowie personelu, zanieczyszczenia anestetykami wziewnymi sal operacyjnych wpływają różne czynniki. Zwraca się zatem uwagę na niereprezentatywne liczby odpowiedzi w badaniach ankietowych, brak kontroli uwzględnianych w badaniach parametrów i zmiennych (wiek, stan odżywienia, używki, równoczesna ekspozycja na promieniowanie jonizujące). Uchybienia dotyczą także niewłaściwej oceny porównywanych grup osób, zaś w wielu badaniach brakuje niezależnej weryfikacji danych [2]. W piątym wydaniu klasycznego podręcznika anestezjologii Ronalda Millera z 2000 roku sformułowano następujące stwierdzenie: „Jakkolwiek brak pewnych dowodów sugerujących, iż śladowe ilości anestetyków stanowią zagrożenie dla zdrowia, nie ma definitywnych danych świadczących, że tak nie jest... Nie ma dających się kontestować dowodów, iż wdychane ilości śladowe anestetyków zaburzają wyższe czynności psychiczne, jednakże zdrowy rozsądek dyktuje, by starano się utrzymać ich stężenie na poziomie możliwie najniższym” [2].
Pojęcie ryzyka zawodowego w odniesieniu do anestezjologów i chirurgów obejmuje oprócz skażenia środowiska sal operacyjnych inne jeszcze i liczne czynniki, m. in. stres psychofizyczny, w którym nadmierna aktywność zawodowa związana z jakże częstym ograniczeniem odpoczynku i snu nasila stres oksydacyjny istotnie przyspieszający starzenie [8].
Przedstawione tu informacje stanowią w naszym przekonaniu dostatecznie uzasadnioną przesłankę do zajęcia się problemem bezpieczeństwa ekologicznego personelu sal operacyjnych w Polsce. Nie dysponujemy bowiem danymi stanowiącymi podstawę do ewentualnego podjęcia działań zmierzających do podniesienia tego bezpieczeństwa dla również znaczącej liczbowo grupy zawodowej personelu sal operacyjnych.
Drugą istotną ekologicznie stronę problemu, który podejmujemy w przedstawionych badaniach, stanowi możliwy udział anestetyków wziewnych w efekcie cieplarnianym. Spośród anestetyków wziewnych największy w nim udział ma podtlenek azotu. Jako składnik atmosfery absorbujący ciepło jest on ponad 300 razy efektywniejszy od dwutlenku węgla, i chociaż jego emisja ze źródeł medycznych jest stosunkowo nieznaczna, to należy pamiętać, że jest on stosunkowo trwały, a w wyniku jego przemian w górnych warstwach atmosfery powstają toksyczne wyższe tlenki azotu niszczące ochronną powłokę ozonową [9, 10]. Przygotowany pod auspicjami Unii Europejskiej program ekologiczny dla Europy przewiduje zaprzestanie medycznego wykorzystania podtlenku azotu do 2010 roku. Jest to związane z zawartym w Kyoto w 1997 r. porozumieniem przewidującym ograniczenie do 2012 r. o 8% ilości zanieczyszczeń wypuszczanych do atmosfery, w porównaniu do 1990 r. Rynek handlu emisjami gazów cieplarnianych zacznie działać w Europie w 2005 r., zaś po dwuletnim okresie próbnym obejmie on oprócz dwutlenku węgla także metan, sześciofluorek siarki i podtlenek azotu. (Gazeta Wyborcza z 2. 07. 2003 r.: Przestańmy truć i zaróbmy). Po wstąpieniu do Unii Polska powinna ustalenia te uwzględniać w swych planach.
Cel badań
Zdecydowana większość zabiegów operacyjnych w Polsce wykonywana jest w znieczuleniu ogólnym wziewnym. Wykonywane jest ono w salach operacyjnych o różnym standardzie wyposażenia w urządzenia zapewniające bezpieczeństwo z ekologicznego punktu widzenia. Szacując liczbę szpitali, w których wykonuje się zabiegi operacyjne na ok. 700, należy przyjąć, że problem ten dotyczy parotysięcznej przynajmniej liczby osób wykonujących swe zawodowe zadania w obrębie sal operacyjnych. Zasadnym wydało się zatem podjęcie badań dotyczących stanu zanieczyszczenia atmosfery sal operacyjnych anestetykami wziewnymi w większej liczbie szpitali w Polsce. Przeprowadzone przed paru laty [11] badania dotyczące tego problemu wyłącznie w salach operacyjnych szpitali klinicznych w Poznaniu, wskazały na konieczność podjęcia działań zmierzających do eliminacji stwierdzonych nieprawidłowości w zakresie wyposażenia sal operacyjnych w urządzenia do oczyszczania i wymiany powietrza. Badań kompleksowych dotyczących problemu skażenia środowiska sal operacyjnych anestetykami wziewnymi dotychczas w Polsce nie podejmowano.
Celem podjętych przez nas badań była zatem ocena stanu zanieczyszczenia anestetykami wziewnymi powietrza sal operacyjnych szpitali wszystkich szczebli referencyjnych w województwach lubelskim i wielkopolskim. Przyjęto założenie, iż wyniki uzyskanych przez nas badań w dwóch odległych geograficznie makroregionach przybliżą możliwość oceny problemu w skali kraju.
Prezentowane przez nas badania stanowią pierwszą część projektu badawczego „Ocena skażenia anestetykami wziewnymi środowiska sal operacyjnych i jego możliwy wpływ na genom ludzki” realizowanego w ramach grantu Komitetu Badań Naukowych (nr rej. 6PO5C OO5 21).
Metodyka
Do wykonania pomiaru stężeń anestetyków wziewnych (N2O, halotanu, izofluranu i sewofluranu) w powietrzu sal operacyjnych użyto spektrofotometru podczerwieni Miran (R) Sapphire firmy OMC ENVAG Warszawa. Sprzężone z komputerem urządzenie rejestruje stężenia badanych gazów w powietrzu w ppm co 80 sekund, zaś informacje dotyczące minimalnych, średnich i maksymalnych stężeń tych gazów dotyczą pięciominutowych interwałów czasowych. Konstrukcja spektrofotometru umożliwia dokładny ilościowo pomiar stężenia anestetyków wziewnych do następujących granic: dla podtlenku azotu – do 200 ppm, dla halotanu, izofluranu i sewofluranu – do 20 ppm. Zakres błędu pomiarowego wynosi ± 5%. Powyżej wymienionych wyżej granic pomiar stężeń badanych gazów jest nieliniowy.
Wobec braku (z wyjątkiem halotanu, dla którego nds wynosi 5 ppm) polskich norm dotyczących wartości nds w powietrzu sal operacyjnych, przyjęto arbitralnie, wykorzystując dane z innych krajów, następujące wartości graniczne nds: dla N2O – do 100 ppm, dla halotanu – do 5 ppm, dla izofluranu i sewofluranu do 10 ppm.
Badania prowadzono od 1 maja 2001 roku do 30 lipca 2003 roku.
Pomiary stężeń gazów rozpoczynano w sali operacyjnej 10 minut przed wprowadzeniem do znieczulenia pierwszego pacjenta i kończono w 30 minut po zakończeniu ostatniego w danym dniu znieczulenia wziewnego.
Czujnik pomiarowy spektrofotometru umieszczano na wysokości 130-150 cm, w odległości 100-150 cm od głowy znieczulanego pacjenta.
Badania stężeń gazów anestetycznych dokonano w czasie 175 zabiegów operacyjnych, z których 161 wykonano w znieczuleniu ogólnym wziewnym.
Czas tych pomiarów wyniósł 363 godziny i 34 minuty, w czasie których zarejestrowano informacje uzyskane w 4363 pięciominutowych interwałach czasowych.
W analizie uzyskanych wyników badań uwzględniono następujące elementy sytuacji:
1) obecność lub brak klimatyzacji sali operacyjnej,
2) obecność lub brak odciągu gazów anestetycznych,
3) kubaturę sali operacyjnej,
4) rok produkcji aparatu do znieczulenia,
5) wielkość zastosowanego przepływu gazów.
Badania przeprowadzono w 79 szpitalach województw lubelskiego i wielkopolskiego. Szczegółowe dane dotyczące szczebla referencyjnego i typu szpitala przedstawiono w tabeli I.
Tabela I. Zakres badań w salach operacyjnych szpitali
| Szczebel referencyjny (typ szpitala) | Województwo |
| lubelskie | wielkopolskie |
| Powiatowe | 16 | 28 |
| Miejskie | 5 | 7 |
| Wojewódzkie | 4 | 10 |
| Akademickie | 3 | 6 |
| Ogółem | 28 | 51 |
| Łącznie | 79 |
Badania statystyczne wykonano w Katedrze i Zakładzie Informatyki i Statystyki Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu (dr L. Kramer). Do analizy uzyskanych wyników wykorzystano test niezależności chi2 i test dokładny Fishera.
Wyniki
1. Stan wyposażenia sal operacyjnych w urządzenia zmniejszające zanieczyszczenia powietrza.
Spośród 79 szpitali jedynie w 14 (17,7%) były klimatyzowane sale operacyjne, równocześnie z czynnym odciągiem gazów. W 24 szpitalach (30,3%) klimatyzowane sale operacyjne nie posiadały czynnego odciągu gazów. W 11 szpitalach (13,9%) sale operacyjne zaopatrzone były w czynny odciąg gazów, zaś w pozostałych 30 szpitalach (37,9%) nie stwierdzono obecności jakichkolwiek urządzeń zmniejszających skażenie powietrza w salach operacyjnych.
2. Kubatura badanych sal operacyjnych.
Badania wykonano w 7 salach operacyjnych (8,86%) o kubaturze poniżej 100 m3 i w 72 salach (91,4%) o kubaturze powyżej 100 m3.
3. Wiek aparatów do znieczulenia.
Zdecydowaną większość – 62 aparaty (78,4%) stanowiły aparaty do znieczulenia eksploatowane krócej niż 10 lat. W pozostałych 17 szpitalach (21,6%) aparaty do znieczulenia wykorzystywano ponad 10 lat.
4. Pomiary stężeń anestetyków wziewnych w powietrzu sal operacyjnych.
4.1. Różnice regionalne.
Istotne statystycznie różnice w liczbie przekroczeń nds anestetyków w salach operacyjnych w obu województwach dotyczyły N2O i izofluranu. Przekroczenia te były częstsze w salach operacyjnych województwa wielkopolskiego (tab. II).
Tabela II. Stężenia anestetyków w powietrzu sal operacyjnych. Różnice regionalne
| | Lubelskie | Wielkopolskie | Istotność różnic |
| (odsetek przekroczeń całkowitej liczby pomiarów) |
| N2O | 37,60 % | 45,28 % | p<0,001 |
| Halotan | 0,06 % | 0 | |
| Izofluran | 0,28 % | 1,45 % | p<0,01 |
| Sewofluran | 2,70 % | 3,46 % | N.S. |
4.2. Stan wyposażenia sal operacyjnych w urządzenia zmniejszające zanieczyszczenia powietrza, a stężenia badanych anestetyków.
Porównując stężenia badanych anestetyków w salach operacyjnych o różnym stanie wyposażenia w urządzenia do wymiany i oczyszczania powietrza, ze stężeniami tych anestetyków w salach nie posiadających jakichkolwiek takich urządzeń, istotne różnice w liczbie przekroczeń nds stwierdzono w odniesieniu do N2O i sewofluranu (tab. III).
Tabela III. Stan wyposażenia sal operacyjnych w urządzenia do wymiany i oczyszczania powietrza, a stężenia anestetyków w powietrzu tych sal
| | Bez klimatyzacji | Klimatyzacja | Odciąg gazów | Klimatyzacja i odciąg gazów |
| (odsetek przekroczeń całkowitej liczby pomiarów) |
| N2O | 56,34 % | 34,63 %
p<0,01 | 34,69 %
p<0,04 | 28,57 %
p<0,001 |
| Halotan | 0,03 % | 0,05 % | 0 | 0,05% |
| Izofluran | 0,50 % | 2,28 % | 0 | 0,29% |
| Sewofluran | 4,35 % | 2,8 5%
p<0,01 | 3,71%
p<0,01 | 0,88%
p<0,001 |
4.3. Wiek aparatów do znieczulenia, a stężenia anestetyków w powietrzu sal operacyjnych.
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Vaisman A: Working conditions in the operating room and their effect on the health of anaesthetists. Eksp Khir Anesteziol 1967;12: 44-48.
2. Arnold III W: Environmental safety including chemical dependency; in: Anesthesia (Ed: Miller RD) Churchill Livingstone, 2000.
3. Cohen PJ: Foreword; in: Occupational hazards to operating room and recovery room personnel. (Ed: Cottrell JE) Int Anesthesiol Clin 1981; 19: 19.
4. Cottrell JE:Preface; in: Occupational hazards to operating room and recovery room personnel. (Ed: Cottrell JE) Int Anesthesiol Clin 1981; 19.
5. NIOSH.Criteria for a recommended standard: Occupational exposure to waste anesthetic gases and vapors. DHEW publication no.77 – 140. United States Department of Health, Education and Welfare, Washington, D.C. 1977.
6. Hoerauf K, Mayer T, Hobbhahn J: Occupational exposure to enflurane and laughing gas in operating rooms. Zentralbl Hyg Umweltmed 1996; 198: 265-274.
7. Azar J: Anesthetic gas spillage and scavenging; in: Occupational hazards to operating room and recovery room personnel. International Anesthesiol Clin 1981;19: 1-37.
8. Weinberg G: Genetic risk in the OR. Proceedings of the World Congress of Anaesthesiologists, Montreal 2000; 449-450.
9. Wieczorek W: Nowe spojrzenie na podtlenek azotu. Twój Magazyn Medyczny 2003; 108: 44-49.
10. Fukushima K: Sevoflurane and operaring room pollution. Proceedings of the World Congress of Anaesthesiologists, Montreal 2000; 140-141.
11. Szulc R, Taeger K, Jurczyk W, Harth M, Sobczyński P, Sobieszczyk S, Paradowski S: Skażenie środowiska sal operacyjnych wziewnymi środkami znieczulenia. Ocena stanu w Akademii Medycznej w Poznaniu. Nowiny Lekarskie 1998; 67: 671-690.
12. Panni MK, Corn SB: The use of a uniquely designed anesthetic scavenging hood to reduce operating room anesthetic gas contamination during general anesthesia. Anesth Analg 2002; 95: 656-660.
13. Girdler NM, Sterling PA: Investigation of nitrous oxide pollution arising from the extraction of teeth in child patients. Int J Paediatr Dent 1998; 8: 93-102.
14. Soontranan P, Lertakyamanee J, Somprakit P, Surachetpon SA: Survey of anesthesia scavenging systems in a teaching hospital. J Med Assoc Thai 2002; Suppl. 3: S824-S829.
