在受控手术室中，空气质量是预防术后感染（如假体周围感染）的关键因素之一。传统上，手术室空气质量的监测依赖于测量每立方米空气中的微生物菌落形成单位（CFU/m³），但这种方法需要至少两天的时间才能得出结果，无法实时监控。近年来，实时荧光生物气溶胶（fluorescent bioparticle, FBP）检测技术逐渐受到关注，它能够在手术过程中实时监测空气中的生物气溶胶，提供即时反馈。那么，这种新技术能否与传统方法相媲美？一项新的研究为我们提供了答案。
研究的背景与目的
假体周围感染（periprosthetic joint infection, PJI）是全髋关节和全膝关节置换手术中常见的并发症，发生率约为1-2%，不仅给患者带来痛苦，还增加了医疗成本。手术室空气中的微生物是PJI的主要来源之一，因此，保持手术室的空气洁净至关重要。传统的CFU/m³测量方法虽然准确，但耗时较长，无法实时监控手术过程中的空气质量变化。相比之下，实时荧光生物气溶胶检测技术（FBP/dm³）能够在手术过程中提供即时数据，帮助医护人员及时调整手术室环境。
本研究旨在比较实时FBP/50 dm³测量与传统CFU/m³测量在关节置换手术中的相关性，评估实时检测技术是否可以作为传统方法的补充。
研究方法
研究在瑞典卡罗林斯卡医学院的一间现代化手术室中进行，该手术室配备了湍流混合通风系统（TMA）。研究团队在18例关节
置换手术中，同时使用浮游菌实时监测系统（BAMS）和传统的微生物活性空气采样器（Sartorius MD8）进行空气采样。BAMS每5秒记录一次荧光生物气溶胶的数量，而Sartorius MD8则每10分钟采集一次空气样本，用于CFU/m³的测量。
图1 TMA通风手术室概览。赛多利斯 MD8 采样器与BAMS采样头（黑点和红点）
相距 1 米，距离手术区域 3.2 米，位于地面上方 1.2 米处。箭头表示排气装置。
研究团队对两种方法的数据进行了对比分析，计算了Spearman秩相关系数（r），并使用Passing-Bablok回归模型评估了两种测量方法之间的相关性。
研究结果
图2 96次同时进行的10分钟记录中，FBP ≥ 3 µm/50 dm³（每次手术6个10分钟周期）与CFU/m³（每次手术6个10分钟周期）在18次关节置换术中的相关性。蓝线代表回归线（Passing–Bablok回归；y = –3.31 + 0.54x）。蓝色区域表示95%的置信区间。已排除4个10分钟周期，这些周期受到电刀干扰。Spearman秩相关系数，r = 0.70（CI 0.57–0.79）。 | 图3 在18次关节置换术中，同时进行的60分钟记录中，FBP ≥ 3 µm/50 dm³（6个10分钟周期的平均值）与CFU/m³（6个10分钟周期的平均值）之间的相关性。已排除4个10分钟周期（其中1次手术中有2个周期，另外2次手术中各1个周期），这些周期受到电刀干扰。蓝线代表回归线（Passing–Bablok回归；y = –6.37 + 0.72x）。蓝色区域表示95%的置信区间。Spearman秩相关系数，r = 0.87（CI 0.68–0.95）。 |
| 图4 在18次关节置换术中，100次同时进行的10分钟记录中，FBP ≥ 3 µm/50 dm³（每次手术6个10分钟周期）与CFU/m³（每次手术6个10分钟周期）之间的相关性。未对电刀干扰进行调整。蓝线代表回归线（Passing–Bablok回归；y = –2.39 + 0.46x）。蓝色区域表示95%的置信区间。Spearman秩相关系数，r = 0.57（CI 0.41–0.69）。 | 图5 在18次关节置换术中，同时进行的60分钟记录中，FBP ≥ 3 µm/50 dm³（6个10分钟周期的平均值）与CFU/m³（6个10分钟周期的平均值）之间的相关性。未对电刀干扰进行调整。蓝线代表回归线（Passing–Bablok回归；y = –3.21 + 0.51x）。蓝色区域表示95%的置信区间。Spearman秩相关系数，r = 0.54（CI 0.09–0.81）。 |
研究结果显示，FBP ≥ 3 µm/50 dm³与CFU/m³之间的相关系数为0.70（95%置信区间[CI] 0.57–0.79）。在FBP测量值最低的25%区间内，CFU/m³的测量值也较低；而在FBP测量值最高的75%区间内，CFU/m³的测量值显著升高。特别是在FBP测量值较高的手术中，58%的CFU测量值≥10 CFU/m³，88%的CFU测量值≥5 CFU/m³。
研究还发现，电刀的使用会对FBP测量产生干扰，导致测量值异常升高。通过排除这些干扰数据，FBP与CFU之间的相关性进一步提高，相关系数达到0.87（CI 0.68–0.95）。
讨论与结论
研究表明，实时FBP/50 dm³测量与传统CFU/m³测量在关节置换手术中具有显著的相关性。低FBP值通常意味着低CFU值，而高FBP值则预示着高CFU值。因此，实时FBP监测可以作为传统CFU测量的有效补充，帮助手术团队实时监控空气质量，及时采取措施降低感染风险。
然而，研究也指出，电刀的使用会对FBP测量产生干扰，未来需要进一步优化检测算法，以减少这种干扰的影响。此外，研究仅在湍流混合通风系统的手术室中进行，未来还需要在层流通风系统等其他类型的手术室中进行验证。
应用前景
实时FBP监测技术的应用前景广阔。它不仅可以帮助手术团队实时监控空气质量，还可以作为早期预警系统，及时发现通风系统故障或其他可能导致空气污染的因素。此外，实时监测还可以为手术室行为规范（如限制人员活动、减少门开关次数等）提供即时反馈，从而进一步降低手术感染风险。
尽管FBP监测不能完全取代传统的CFU测量，但它可以作为CFU测量的有力补充，帮助手术室管理者更好地理解和控制手术室空气质量。
随着医疗技术的不断进步，实时空气质量监测技术有望在未来成为手术室管理的标准配置。通过结合传统CFU测量和实时FBP监测，手术团队可以更有效地预防术后感染，提升患者的手术安全性和治疗效果。
以上内容中的数据均来自参考文献（Nordenadler J, et al. (2025). Acta Orthopaedica; 96:176–181. ）如想了解文献的全部内容，可通过如下链接下载全文。
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Johan NORDENADLER-Acta Orthopaedica 2025.pdf
