外科烟雾是指手术室内因手术过程设施器械与专用设备所产生的烟雾。如手术中采用的高频电刀、激光、超声设备、高速钻、切割钻等，在对人体组织进行手术时(例如，止血、组织解剖)所产生的外科烟雾。近年来，外科烟雾的有害成分在持续增长，大多医院仅针对病患的安全采用一定的保护措施，而对于医护人员的保护并没有引起重视，也未采取任何措施。
外科烟雾主要来源
1、高频电刀
高频电刀是应用最普遍的产热设备。它利用两个基本的波形来进行切割和凝结。切割波形图是一个连续的低压波模式。连续电流将细胞加热至沸点100℃，从而使细胞壁破裂。细胞液通过蒸发转化为蒸气而被释放出来，同时将细胞内的物质扩散到空气中形成了外科烟雾。凝固波形图是一个中断(抑制)高压波模式。传递电流导致细胞液的温度逐渐上升到90℃，细胞液蒸发，蛋白质变性，最后失去结构的完整性。当温度达到200℃，组织结构将被碳化。坏死组织相对浮现在表层,与正电极接触进行干燥凝结。这种电流传导方式会导致较大的热组织效应，碳化组织将有利于细胞残骸释放到空气中。
2、激光
激光是外科医生使用的第二个常见的产热设备。区别于普通的光束，它是单色，平行，连贯的。热效果随波长、光强(即能量密度)、光谱和含水量变化而变化。激光产生的高温(100℃至212℃)使切口邻近组织的细胞沸腾和爆炸。细胞的蒸发将其中的水蒸气和细胞质释放出来。细胞质的特性取决于使用的激光类型和接受治疗的组织类型。激光和高频电刀都采用高热能工作，并且将细胞中含有物释放出来。将激光和电刀的颗粒物进行对比，两者是非常相似的。因为这些相似之处，激光与高频电刀所采用的烟雾排放措施应该是相同的。
3、超声设备
超声设备是切开与止血普遍采用的设备。超声切割不会产生可听声波,之所以叫做超声波就是因为它所产生的振动频率已经超过人类听觉范围。超声吸引器有真空功能。由于所产生的热量通过冲洗液体传导出去，所以超声波的热损伤是很小的。尖端喷淋产生细小的水雾，但手术部位通过尖端的抽吸作用而始终保持干净。超声手术刀有结实的尖端和刀片。当尖端震动时，热量由刀片边缘产生。这种技术使得外科医生可以进行凝结并分裂组织。尖端以每秒55000次的频率振动，刺激胶原蛋白变性，形成凝块。尖端的运动产生蒸汽，由于尖端较低的温度，可将传染性气溶胶带走。
4、高速电子设备
通常在手术室中骨锯，钻头和其它切割组织结构的高速电子设备产生的污染气体常常被人们所忽视。这些工具通过快速地旋转和切割产生热量，从而破坏组织结构。锯片，钻头等所产生的热量操作者经常利用冲洗液来避免热量的聚集。锯片，钻头等的机械运动与冲洗液结合，把气溶胶以水雾的形式扩散到手术区域。研究者表明凝血气溶胶很可能在使用电动工具时被医护人员吸入体内。由此引出的问题是电动工具中携带的气溶胶是否含有血液病原体，这将对医护人员的身体健康造成伤害。
外科烟雾的成分与潜在的健康危害
根据应用的手术方法术部组织的烟雾量有很大变化。总而言之，最大的组成成分是水蒸气(高达95%)，其次是有机和无机的有害成分，细小的微粒以及有害的微生物。
1、颗粒大小
外科烟雾依据不同类型的发热设备产生不同大小的粒子。粒径越小,游动的越快。在手术过程中，这可能会影响到主刀医师和辅助手术团队成员(如巡回护士,麻醉医师)的身体健康。确定雾化粒子的大小是非常重要的。在空气中粒子直径小于100微米，5微米或更大的粒子会沉积在鼻、咽、气管和支气管壁上;小于2微米的颗粒将会进入到支气管和肺泡，即肺的气体交换区;病毒在形态上是最小的，从0.01到0.3微米不等。
2、化学组成
外科烟雾中含有一长串的化学物质。值得注意的两种化学物质分别是丙烯腈和氰化氢。丙烯腈是一种不稳定的、无色化学物质，可以通过皮肤和肺吸收。丙烯腈释放氰化氢。氰化氢是有毒的和无色物质,也可以通过皮肤和胃肠道进入到肺部。
在手术烟雾中的苯是另一种需要鉴定的化学物质,OSHA规定了苯的极限值(PELs)以防止医护人员由于吸入苯而造成的伤害。由于苯是引发白血病的一个诱因，苯吸入的防护措施受到OSHA的强制执行。
3、其他成分
除了关注手术烟雾的化学成分，还需关注烟雾颗粒物中的血液粒子、病毒和细菌。Plappert等公司设计了一个课题，旨在评估激光热分解人体组织中，烟雾产生的潜在副产物的细胞毒性，基因毒性，致染色体断裂性和诱变性。(该类手术中，人体组织暴露在温度非常高的环境中)。通过对气溶胶的多次检测，研究小组的报告结果表明：手术烟雾会危害健康，手术室内人员应受到保护。在1998年，Capizzi等研究了在激光换肤手术中病毒的生存能力。在13个细菌标本测试中，5个具有凝固酶阴性葡萄球菌增长。在5个之中，一个同时具有棒状杆菌增长，一个具有奈瑟氏菌增长。研究人员得出的结论是,在人员和烟雾间细菌有潜在的传输能力，所以应该采用相应的稀释措施。
外科烟雾保护措施
传统保护措施----口罩与抽吸设备
为防止病人和医护人员的交叉感染，医护人员在手术操作中都会佩戴口罩。但普通口罩仅能过滤掉5微米左右的颗粒物，但外科烟雾所含有的颗粒物大多远远小于0.1微米，即便采用进口的高效过滤口罩，也无法过滤掉外科烟雾中的有害物质。此外，口罩在佩戴过程中的磨损也会影响其过滤效果，故此仅靠佩戴口罩是无法保护医护人员免受外科烟雾的伤害。除此以外，手术烟雾不仅仅会潜在的影响外科医生的健康，同时由于所产生的外科烟雾会影响医生的视野，所以一般都会配备一套抽吸设备。其工作原理类似于真空吸尘器，一旦吸入口或管路出现堵塞，会明显降低抽吸效率。且由于其多数为集成手持式，在实际使用中有诸多不便而降低了外科医生的好感度与接受度。传统保护措施仅能部分降低手术烟雾的吸入率，而无法完全保护病患与医护人员免受外科烟雾的伤害。
外科烟雾最新保护措施
为了避免暴露在手术烟雾中，首先要避免或减少在工作区域中的接触。室内通风便是国内外普遍采用的保护措施，手术室通风设备必须能够减少空气中的细菌及颗粒数同时把产生的有害物质和热负荷排出屋外。以上要求可以通过不同的送风系统达到，例如靠近天花板的送风管道，贴近地面的出风口，安装于手术区域上方的层流天花。
不论是我国2014年颁布的《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333[31]，还是国外的医院相关标准均对手术环境控制格外重视，尽可能降低在手术过程中对病患伤害的风险。近年来国内外发展的“主流区”和“局部净化”理念，即将所有送风口集中布置在手术床上方，形成送风装置。由于其有效性，经济性及节能性得到了极大地推广，并被各国医院相关标准所采用。
我国《医院手术部建筑技术规范》规定I级手术室送风面积不小于2.4m*2.6m，这就将手术室划分出了“主流区”与“周边区”。“主流区”的保护效能主要取决于送风装置的性能，其主要表现为气流的抗干扰性，必须形成一股低紊流的垂直置换气流。在手术过程中，随着医护人员的活动与高频电刀，激光等手术仪器的使用，室内细菌和颗粒物等有害物质的含量并不是固定不变的，手术烟雾也不仅仅对病患产生伤害，更多的是对医护人员的伤害。依据以上研究表明，手术烟雾中所含有的多种化学物质是致癌的，为降低医护人员由于吸入手术烟雾而提升的致癌风险，尽快将保护区内的有害气体稀释排除掉，以防止有害气体上升而被医护人员吸入体内。德国韦氏空调技术有限公司结合传统层流送风系统，将一个静态的送风系统，转变成一个动态的监控自净系统。空气洁净度实时监测自净系统会，简称CPM，对保护区内的空气质量(空气中所含颗粒，病菌，细菌含量等)进行实时监测，如果空气质量良好，则会显示绿灯;如果由于高频电刀等设备产生的外科烟雾或人员走动使空气质量下降，则会显示黄灯或红灯，此时CPM会有报警信号反馈到手术室送风设备的自控系统，加大送风量稀释排除有害气体，使空气质量恢复到标准值。该套系统会一周7天，一天24小时不间断进行监控，也就是说无论是使用状态还是无人使用时，送风量会根据测量结果进行自动调节。在手术室使用时，层流送风大约会达到0.25m/s至0.38m/s;在手术室无人使用时，只要空气质量处于绿色区域，送风系统将自动关闭。换言之，手术室内的空气质量是被实时监控，并一直达标的同时，具有节能效益。
综上所述，由激光、高频电刀等产生的外科烟雾已成为手术室内无形的主要污染物。增加了围手术期医护人员与病患的安全风险。大多医院仍缺乏对于医护人员的有效保护。防止手术室烟雾污染的最新控制措施是稀释排除。
