一、手術室
本次研究對象包括以下手術室：根據DIN-標準1946-4（1999）[11]1至3號手術室在一個特殊的湍流混合通風（TMV）系統內配備了送風誘導噴嘴的送風天花裝置。每個湍流混合通風系統被安裝在離地3.1m上。1號和2號手術室的送風量均為2200m3/h，3號手術室為1600m3/h。1至3號手術室的容積均為103m3。醫院建設了新的外科樓，其中有兩間手術室安裝了新的通風系統形式，其功能依據單向置換流的原理（DIN標準1946-4-2008，附錄）[9]。送風天花的尺寸為3.2*3.2m2，送風量均為9000m3/h。在兩間手術室內，安裝在送風天花下的穩流裝置離地2.1m。7號手術室的容積為94m3，8號手術室為112m3，且均與走廊相連。手術室內的設備，包括醫療器械、手術衣、無菌物品以及儀器，移至新手術室后需保持一致。
依據標準DIN1946-4，研究所用手術室需定期進行維護（每3年），如測試手術室內的潔凈度，檢查過濾器組件的氣密性和完整性，以保證手術室處于最佳性能、功效和安全性，確保整個試驗期間對比的有效性。
二、沉降
將無菌培養皿（ICR皿，產品編號03075e Heipha，博士穆勒有限公司，德國Eppelheim）暴露于器械桌上。由手術助理護士放置于無菌區域，并打開。手術開始切口時打開培養皿，并于縫合創口后蓋上培養皿蓋（沉降周期=創口切開到縫合的時間[IC時間]），檢測依據標準DIN1946-4[9]和ISO14698-1[12]。手術結束后立刻使用膠帶將合上的培養皿封住。伴隨數據表包含患者信息，手術時間（IC時間），手術方法以及培養皿數量。
ICR皿需在37℃條件下恒溫培養48小時（培養箱型號B12，賀利氏控股有限公司，德國哈瑙）。菌落繁殖后計數菌落形成單位（CFUs）。

三、數據統計
CFU作為主要的結果參數對相應手術室進行分析。計算其平均值、中值、差異系數以及標準偏差。使用截尾均值（85%-95%）以消除異常值對統計數據的影響。IC時間以60分鐘為單位，依據標準DIN1946-4（附錄F），計算細菌數（CFU/h），用于對比不同手術室中的懸浮菌濃度（CFUs）。使用t檢驗成對比較CFUs。
為便于5間配有相應通風系統的手術室在手術中產生的細菌傳播的比較，根據不同的手術時間將數據分成3組：短IC時間（小于35分中），中IC時間（36至75分鐘），長IC時間（大于75分鐘）。使用Levene檢驗（F-檢驗）比較方差，然后用t檢驗驗證平均值差異的統計學顯著性；P小于0.05為顯著，而小于0.005為高度顯著。
為增加更換手術室前后的可比性，將1至3號手術室的最后138次結果與7、8號手術室的前138次結果進行對比。計算每間手術室每次手術的懸浮菌濃度以及與IC時間的相關性。
四、結果
為了對比兩種的通風系統，在同一家醫院的5間手術室進行了為期6年的監測。期間進行了1286次手術，使用了相應數量的培養皿（每次手術用1個）。IC時間的平均值為94.6分鐘，IC時間在77分鐘（OR1）和114分鐘（OR7）之間。
五、細菌感染
湍流混合通風（TMV）
分析1、2、3號手術室進行的243、465和440次手術，平均IC時間在77分鐘（1號手術室OR1）和102分鐘（2號手術室OR2）之間。1至3號手術室的平均細菌含量分別為6.5、8.1和7.5CFU，2號手術室的最高值達121CFU。1至3號手術室的截尾均值分別為16.6、18.5和17.1CFU。詳細結果見表2。對比1至3號手術室，細菌含量無明顯差異（P大于0.05）。

六、單向置換流
7號手術室完成了62次手術，平均IC時間為114分鐘。8號手術室完成了76次手術，平均IC時間為88分鐘。7、8號手術室的平均細菌含量分別為0.3和0.4CFU，兩間手術室的最高值均為2CFU。兩間手術室的截尾均值均為1CFU。詳細結果見表2。相應的，7、8號手術室細菌含量無明顯差異（P大于0.05）。
七、通風系統之間的對比
IC時間以小時為單位，計算兩種通風系統的手術室單位時間內相應的細菌含量，并進行對比。使用湍流混合通風系統的1至3號手術室其單位時間內的平均細菌含量分別為5.4、5.5和6.1CFU/h，最大值分別達到了23、101和96 CFU/h，截尾均值分別為10.7、11.1和11 CFU/h。比較起來，使用單向置換流系統的7、8號手術室單位時間內的平均細菌含量分別為0.2和0.4CFU/h，其最大值分別達到了1.7和6.7CFU/h，截尾均值分別為0.9和1 CFU/h。詳細結果見表2。統計結果對比顯示，使用湍流混合通風系統手術室的細菌含量明顯高于使用單向置換流系統的手術室。
1-3號手術室(湍流混合通風)細菌含量與7、8號手術室(單向置換流)對比(P＜0.05)
    
1至3號手術室后138次手術監測結果與7、8號手術室的前138次結果對比

統計顯示，重要的是，每小時細菌含量最大值偏差較大，是由極duan值引起的。
1至3號手術室后138次手術監測結果與7、8號手術室的前138次結果對比
  
為增加兩種通風系統對比的有效性，將1至3號手術室（A組）的最后138次手術監測結果與7、8號手術室（B組）的前138次結果進行對比。因此A、B兩組的平均IC時間分別為89min和100min。A組的空氣中細菌含量平均值為6.1CFU，范圍在0和26.3CFU之間，截尾均值為13.6CFU。對于B組，空氣中的細菌含量平均值為0.35CFU，最小值為0 CFU，最大值為2 CFU，截尾均值為1 CFU。A、B兩組單位時間內的平均細菌含量分別為5和0.29CFU/h。統計結果對比顯示，A組的細菌含量明顯高于B組。
系統間IC時間對比

八、手術時間（IC時間）對細菌含量的影響
對收集的數據進行分析。將手術時間（IC時間）分為3組：短手術時間（小于35min），中手術時間（35-75min），長手術時間（大于75min）（表4）。根據收集的數據對3個組進行對比。在整個研究階段，隨著IC時間的延長，使用湍流混合通風系統的手術室（1至3號手術室）內細菌含量不斷的增加，而使用單向置換流系統的手術室（7、8號手術室）一直將其控制在較低水平。
兩種通風系統之間手術時間與細菌濃度相關性的對比

         

1-3號手術室與7、8號手術室細菌濃度與手術時間相關性對比

九、討論
應盡可能的避免手術創口的細菌污染。30年前，98%的手術創口細菌感染是由空氣污染直接或間接引起的。在此背景下，空氣污染的等級取決于手術中參與人員的數量以及身體活動。高強度的身體活動每分鐘可產生約10000顆微粒，其中10%的含菌微粒在空氣中漂浮的時間超過半個小時。減少手術中醫護人員的數量很困難，因此好的通風系統是降低手術室細菌污染的最佳途徑。研究證明相較于其他通風系統形式，單向置換流（UDF）可顯著的降低手術室內的細菌含量。除單位時間內的細菌數量Z低外，單向置換流可在整個手術過程中，將手術室內的細菌含量穩定的控制在較低水平。雖然研究結果證明了單向置換流的*性，但仍具有一定的局限性。因為調研是同時在不同的手術室進行的，特別是手術醫護人員不同，細菌含量的降低不能歸功于通風系統。
本次研究在相似的條件下進行對比，旨在確定通風系統形式對細菌含量的影響。因此，本次研究中，由安裝湍流混合通風系統（TMV）的手術室，轉換到安裝單向置換流（UDF）的手術室前后，采用同樣的手術人員。所以手術范圍及程序可保持一致，細菌含量的降低可以歸功于通風系統。單向置換流的基本原則是將經過過濾器過濾的潔凈空氣通過送風天花送至保護區域（PZ），置換其中的污染空氣。保護區域位于送風天花的正下方，是執行手術的區域，包括人員及儀器所在的區域。送風速度較低可避免湍流，置換污染空氣的同時，不與其發生混合，無交叉污染。后者是與單向流最大的不同，湍流混合通風系統（TMV）已經是幾十年前的標準。經過過濾的空氣經過送風口（不同制造商，不同的形式，如誘導管）送入手術區域，是湍流混合通風系統降低空氣中細菌含量的唯Y方法。因此降低細菌含量就需要將經過過濾器過濾的潔凈空氣與污染空氣混合。為盡可能混合，湍流混合通風系統的送風速度較高，產生湍流。然而高湍流可使細菌漂浮在空氣中，并引起醫護人員的不適。湍流混合通風系統的缺點還有其受房間容體積影響，因為經過過濾器過濾的送風旨在降低細菌濃度，而不是置換污染空氣。
配置符合標準的湍流混合通風系統，將手術室內的細菌含量降低99%需經過25min（恢復時間）。相應的，單向置換流僅用不到8秒的時間就可以達到該水平，而其送風天花的送風速度僅25cm/s。與湍流混合通風系統相比，單向置換流可顯著的降低手術區域的細菌污染（0.29與4.98CFU/h）。湍流混合通風系統中細菌含量與手術時間呈線性增長關系，而單向置換流可以將細菌含量穩定控制在較低水平。就測試條件而論（相同的手術類型、設備和人員），出現這種結果主要由于設置單向置換流系統。
本次研究仍有局限性，如沒有細菌致病性的說明，以及與術后臨床結果的關聯性。細菌污染的顯著降低可能與臨床無關，因為明顯的切口感染可能不僅取決于手術區域的細菌數量，還有伴發病或者病人身體狀況。手術區域的細菌含量達到某一個臨界值才會引起手術創口感染，而兩種通風系統均無法改變該限值。因此，有必要進一步研究通風系統對術后創口感染的影響。參考文獻中沒有限制細菌含量對有效控制并發癥的說明。然而本次研究結果清晰的表明在手術過程中通風系統對控制細菌含量的顯著效果。