吸入麻酔薬の使用は、1840 年から 1850 年の 1930 年間に導入されました。使用される最初の化合物は、ジエチル エーテル、亜酸化窒素、およびクロロホルムでした。 シクロプロパンとトリクロロエチレンは何年も後 (1940 ～ 1950 年頃) に導入され、フルオロキセン、ハロタン、メトキシフルランの使用は 1960 年代の 1980 年間に始まりました。 1 年代の終わりまでにエンフルランが使用され、最終的に 1981 年代にイソフルランが導入されました。 イソフルランは、他の吸入麻酔薬よりも高価ですが、現在最も広く使用されている吸入麻酔薬と見なされています。 最も一般的に使用される麻酔薬であるメトキシフルラン、エンフルラン、ハロタン、イソフルラン、および亜酸化窒素の物理的および化学的特性の概要を表 XNUMX に示します (Wade and Stevens XNUMX)。
表 1. 吸入麻酔薬の特性
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イソフルラン、 |
エンフルラン、 |
ハロセン、 |
メトキシフルラン、 |
一酸化二窒素、 |
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分子量 |
184.0 |
184.5 |
197.4 |
165.0 |
44.0 |
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沸点 |
48.5°C |
56.5°C |
50.2°C |
104.7°C |
- |
|
密度 |
1.50 |
1.52（25°C） |
1.86（22°C） |
1.41（25°C） |
- |
|
20 °C での蒸気圧 |
250.0 |
175.0（20°C） |
243.0（20°C） |
25.0（20°C） |
- |
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香り |
心地よい、鋭い |
心地よい、エーテルのように |
心地よい、甘い |
心地よいフルーティー |
心地よい、甘い |
|
分離係数: |
|||||
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血液・ガス |
1.40 |
1.9 |
2.3 |
13.0 |
0.47 |
|
脳/ガス |
3.65 |
2.6 |
4.1 |
22.1 |
0.50 |
|
脂肪/ガス |
94.50 |
105.0 |
185.0 |
890.0 |
1.22 |
|
肝臓/ガス |
3.50 |
3.8 |
7.2 |
24.8 |
0.38 |
|
筋肉/ガス |
5.60 |
3.0 |
6.0 |
20.0 |
0.54 |
|
石油ガス |
97.80 |
98.5 |
224.0 |
930.0 |
1.4 |
|
水・ガス |
0.61 |
0.8 |
0.7 |
4.5 |
0.47 |
|
ゴム・ガス |
0.62 |
74.0 |
120.0 |
630.0 |
1.2 |
|
代謝率 |
0.20 |
2.4 |
15-20 |
50.0 |
- |
亜酸化窒素 (N) を除いて、それらすべて2O) は、気化によって適用される炭化水素またはクロロフッ素化液体エーテルです。 イソフルランは、これらの化合物の中で最も揮発性です。 代謝率が最も低く、血中、脂肪、肝臓での溶解性が最も低いものです。
通常、N2ガスであるOは、必要な麻酔の種類、患者の特性、および麻酔科医の作業習慣に応じて、別々に使用されることもありますが、ハロゲン化された麻酔薬と混合されます。 通常使用される濃度は 50 ～ 66% N2O とハロゲン化麻酔薬の最大 2 または 3% (残りは通常酸素)。
患者の麻酔は、通常、鎮静剤の注射とそれに続く吸入麻酔薬の注射によって開始されます。 患者に与えられる量は、毎分 4 または 5 リットルのオーダーです。 混合物中の酸素と麻酔ガスの一部は患者によって保持されますが、残りは大気中に直接吐き出されるか、人工呼吸器に再循環されます。リサイクルシステムが利用できるかどうか。 再利用が可能な場合、吐き出された空気は、浄化された後に再利用するか、大気に放出するか、手術室から排出するか、真空で吸引することができます。 リサイクル (閉回路) は一般的な手順ではなく、多くのマスクには排気システムがありません。 したがって、麻酔ガスの廃棄物を含め、患者が吐き出したすべての空気は、最終的に手術室の空気になります。
廃棄麻酔ガスに職業的にさらされている労働者の数は多い。なぜなら、曝露されるのは麻酔科医とその助手だけでなく、手術室で時間を過ごす他のすべての人々 (外科医、看護師、および支援スタッフ)、歯科手術、患者が吸入麻酔下にある可能性のある分娩室および集中治療室の職員、および獣医。 同様に、廃麻酔ガスの存在は回復室で検出され、そこで手術から回復している患者によって吐き出されます。 また、手術室に隣接する他のエリアでも検出されます。これは、無菌の理由で、手術室が陽圧に保たれ、周囲のエリアの汚染に有利に働くためです。
健康への影響
麻酔ガスの毒性による問題は、1960 年代まで真剣に研究されていませんでしたが、吸入麻酔薬の使用が一般的になった数年後、最初の専門の麻酔科医の何人かに影響を与えた病気 (喘息、腎炎) と彼らのそのような仕事はすでに疑われていました (Ginesta 1989)。 この点で、ソビエト連邦の 300 人以上の麻酔科医の疫学研究、Vaisman (1967) 調査の出現は、他のいくつかの疫学および毒物学研究の出発点でした。 これらの研究は、主に 1970 年代から 1980 年代前半にかけて行われ、麻酔ガス (ほとんどの場合、亜酸化窒素とハロセン) が職業上曝露した人々に与える影響に焦点を当てていました。
これらの研究のほとんどで観察された影響は、妊娠中または妊娠前に被ばくした女性、および被ばくした男性の女性パートナーの間で自然流産が増加したことでした。 暴露された母親の子供の先天性奇形の増加; 肝臓、腎臓、神経系の問題、および男性と女性の両方におけるある種の癌の発生 (Bruce et al. 1968, 1974; Bruce and Bach 1976)。 亜酸化窒素とハロタン (およびおそらくその代替物) の人体への毒性効果はまったく同じではありませんが、暴露は一般に同時に発生するため、一般的に一緒に研究されます。
これらの被ばくと、特に妊娠中に被ばくした女性の子供の自然流産や先天性奇形のリスク増加との間に相関関係があるようです (Stoklov et al. 1983; Spence 1987; Johnson, Buchan and Reif 1987)。 その結果、暴露された人々の多くが大きな懸念を表明しました。 しかし、これらのデータの厳密な統計分析は、そのような関係の存在に疑問を投げかけています. より最近の研究はこれらの疑問を補強していますが、染色体研究はあいまいな結果をもたらしています.
米国麻酔学会 (ASA) のために広範な研究を行った Cohen とその同僚 (1971、1974、1975、1980) によって発表された研究は、かなり広範な一連の観察を構成しています。 フォローアップの出版物は、以前の研究の技術的側面の一部、特にサンプリング方法、特に対照群の適切な選択に関して批判しました。 その他の欠陥には、被験者が暴露された濃度に関する信頼できる情報の欠如、偽陽性に対処するための方法論、タバコやアルコールの使用、過去の生殖歴、自発的不妊などの要因の管理の欠如が含まれていました. その結果、一部の研究は現在では無効と見なされています (Edling 1980; Buring et al. 1985; Tannenbaum and Goldberg 1985)。
実験室での研究では、手術室で見られるのと同等の周囲濃度の麻酔ガスに動物を曝露すると、動物の発達、成長、および適応行動が低下することが示されています (Ferstandig 1978; ACGIH 1991)。 しかし、これらの実験的暴露のいくつかは、麻酔薬または麻酔下薬のレベルを含んでおり、手術室の空気中に通常見られる廃棄ガスのレベルよりもかなり高い濃度であったため、これらは決定的なものではありません (Saurel-Cubizolles et al. 1994; Tran et al. 1994)。
それにもかかわらず、有害な影響と廃麻酔ガスへの暴露との関係が明確に確立されていないことを認めても、これらのガスとその代謝物の存在は、手術室の空気中、呼気中、および体内で容易に検出されるという事実があります。体液. したがって、それらの潜在的な毒性についての懸念があり、過度の労力や費用をかけずにそうすることが技術的に実現可能であるため、手術室および手術室の廃麻酔ガスの濃度を排除または最小限に抑えるための措置を講じることが賢明です。近くの地域 (Rosell、Luna、および Guardino 1989; NIOSH 1994)。
最大許容暴露レベル
米国政府産業衛生士会議 (ACGIH) は、亜酸化窒素とハロタンの閾値限界値 - 時間加重平均 (TLV-TWA) を 50 ppm として採用しました (ACGIH 1994)。 TLV-TWA はこの化合物の製造に関するガイドラインであり、手術室での推奨事項は、その濃度を 1 ppm 未満のレベルに維持することです (ACGIH 1991)。 NIOSH は、亜酸化窒素については 25 ppm、ハロゲン化麻酔薬については 1 ppm の制限を設定しており、これらを一緒に使用する場合、ハロゲン化化合物の濃度を 0.5 ppm の制限まで下げるという追加の推奨事項があります (NIOSH 1977b)。
生体液中の値に関しては、平均周囲濃度 4 ppm で 25 時間暴露した後の尿中の亜酸化窒素の推奨限度は、13 ～ 19 μg/L の範囲であり、平均周囲濃度 4 ppm で 50 時間暴露した場合、範囲は 21 から 39 μg/L です (Guardino and Rosell 1995)。 曝露がハロゲン化麻酔薬と亜酸化窒素の混合物である場合、亜酸化窒素からの値の測定は、より高い濃度が使用されるほど定量化が容易になるため、曝露を制御するための基礎として使用されます。
分析測定
空気中の残留麻酔薬を測定するために説明されている手順のほとんどは、これらの化合物を吸着または不活性バッグまたは容器に捕捉し、後でガスクロマトグラフィーまたは赤外線分光法で分析することに基づいています (Guardino and Rosell 1985)。 尿中の亜酸化窒素を測定するためにガスクロマトグラフィーも使用されます (Rosell、Luna、および Guardino 1989) が、イソフルランは容易に代謝されないため、ほとんど測定されません。
手術室の空気中の残留濃度の一般的なレベル
残留ガスの抽出や手術室への新しい空気の適切な供給などの予防措置がない場合、亜酸化窒素で 6,000 ppm 以上、ハロタンで 85 ppm 以上の個人濃度が測定されています (NIOSH 1977 ）。 手術室の周囲空気では、それぞれ最大 3,500 ppm および 20 ppm の濃度が測定されています。 是正措置を実施することで、これらの濃度を前述の環境限界値以下に下げることができます (Rosell、Luna、および Guardino 1989)。
廃麻酔ガスの濃度に影響を与える要因
手術室の環境における廃麻酔ガスの存在に最も直接的に影響を与える要因は次のとおりです。
麻酔方法. 考慮すべき最初の質問は、麻酔の方法です。たとえば、患者が挿管されているかどうか、使用しているフェイスマスクの種類などです。 挿管が不可能な歯科、喉頭、またはその他の形態の手術では、呼気を捕捉するように特別に設計された装置が患者の呼吸ゾーンの近くに適切に配置されていない限り、患者の呼気は排ガスの重要な発生源となります。 したがって、歯科および口腔外科医は特に危険にさらされていると考えられており (Cohen、Belville および Brown 1975; NIOSH 1977a)、獣医も同様です (Cohen、Belville および Brown 1974; Moore、Davis および Kaczmarek 1993)。
放出焦点への近さ。 産業衛生ではよくあることですが、汚染物質の既知の放出点が存在する場合、個人の暴露に対処する際に考慮すべき最初の要因は、その発生源への近さです。 この場合、麻酔科医とその助手は、廃麻酔ガスの放出によって最も直接的な影響を受ける人物であり、個人の濃度は、手術室の空気中に見られる平均レベルの 1985 倍のオーダーで測定されています (Guardino と Rosell XNUMX)。 ）。
回路のタイプ。 言うまでもなく、閉鎖回路が使用され、空気の浄化と酸素と必要な麻酔薬の再供給の後に再吸気が行われる場合には、機器の誤動作または漏れの場合を除いて、排出物はありません。存在します。 それ以外の場合は、使用するシステムの特性、および回路に抽出システムを追加できるかどうかによって異なります。
麻酔ガスの濃度. 考慮すべきもう 1985 つの要因は、使用される麻酔薬の濃度です。これは、明らかに、これらの濃度と手術室の空気中に見られる量が直接関連しているためです (Guardino and Rosell XNUMX)。 この要因は、長時間の外科的処置に関しては特に重要です。
外科的処置の種類。 手術の期間、同じ手術室で行われる処置間の経過時間、および各処置の特定の特性 (使用される麻酔薬を決定することが多い) は、考慮すべきその他の要因です。 手術時間は、空気中の麻酔薬の残留濃度に直接影響します。 手順が連続して予定されている手術室では、手順間の経過時間も残留ガスの存在に影響します。 手術室が途切れることなく使用される大病院、標準的な作業スケジュールを超えて使用される緊急手術室、または長時間の処置 (移植、喉頭切開術) に使用される手術室で行われた研究では、かなりのレベルの廃ガスが事前に検出されていることが示されています。その日の最初の手順。 これは、その後の手順で廃ガスのレベルが上昇する原因となります。 一方で、吸入麻酔を一時的に中断する必要がある処置もあり (たとえば、体外循環が必要な場合)、これによって環境への廃麻酔ガスの放出も中断されます (Guardino and Rosell 1985)。
手術室特有の特徴. さまざまなサイズ、設計、および換気の手術室で行われた研究 (Rosell、Luna、および Guardino 1989) では、これらの特性が室内の麻酔ガス廃棄物の濃度に大きく影響することが実証されています。 大きくて仕切られていない手術室では、廃麻酔ガスの測定濃度が最も低くなる傾向がありますが、小さな手術室 (小児手術室など) では、廃ガスの測定濃度は通常より高くなります。 手術室の一般的な換気システムとその適切な操作は、廃棄麻酔薬の濃度を下げるための基本的な要素です。 換気システムの設計は、手術室内の廃ガスの循環や、さまざまな場所やさまざまな高さでの濃度にも影響を与えます。これは、サンプルを注意深く採取することで簡単に確認できます。
麻酔器特有の特徴。 手術室の環境へのガス放出は、使用する麻酔装置の特性に直接依存します。 システムの設計、過剰なガスを戻すためのシステムが含まれているかどうか、真空に接続できるか、手術室の外に排出できるかどうか、漏れがあるかどうか、ラインの切断などがあるかどうかは、いつでも考慮する必要があります。手術室での廃麻酔ガスの存在の確認。
麻酔科医とそのチームに固有の要因. 麻酔科医とそのチームは考慮すべき最後の要素ですが、必ずしも重要度が低いわけではありません。 麻酔機器、その潜在的な問題、およびそれが受けるメンテナンスのレベルに関する知識 (チームと病院のメンテナンス スタッフの両方) は、手術室の空気中への排ガスの排出に非常に直接的に影響する要因です ( Guardino と Rosell 1995)。 適切な技術を使用したとしても、麻酔科医とその助手の作業ルーチンに予防哲学が欠けている場合、麻酔ガスの周囲濃度の低減は達成できないことが明確に示されています (Guardino and Rosell 1992)。
予防策
廃麻酔ガスへの職業曝露を効果的に減らすために必要な基本的な予防措置は、次の XNUMX つのポイントに要約できます。
- 麻酔ガスは職業上の危険と考えるべきです。 たとえ科学的見地から、麻酔ガスが職業上暴露された人々の健康に深刻な悪影響を与えることが決定的に示されていないとしても、ここで言及された影響のいくつかは廃棄物への暴露に直接関係している可能性が高い.麻酔ガス。 そのため、それらを有毒な職業上の危険と見なすことをお勧めします。
- 廃ガスにはスカベンジャーシステムを使用する必要があります。 スカベンジャー システムは、手術室の空気中の廃棄ガスを削減するための最も効果的な技術的ハードウェアです (NIOSH 1975)。 これらのシステムは、次の XNUMX つの基本原則を満たさなければなりません。患者が吐き出す空気の全量を保存および/または適切に排除する必要があります。機能ごとに個別の安全装置を備えています。 最も一般的に採用されている技術は次のとおりです。呼吸サイクルのガスの不連続な放出を可能にする柔軟な調整チャンバーを備えた真空アウトレットへの直接接続。 直接接続することなく、患者が吐き出したガスの流れを真空に向ける。 患者からのガスの流れを手術室に設置された換気システムの戻りに導き、これらのガスを手術室と建物から排出します。 これらのシステムはすべて、技術的に簡単に実装でき、非常にコスト効率に優れています。 設計の一部として、人工呼吸器を取り付けて使用することをお勧めします。 処置の特殊な特性のために、廃棄ガスを直接除去するシステムを使用できない場合、一般的な換気システムまたは手術室の陽圧に影響を与えない限り、放出源の近くで局所抽出を使用できます。 .
- 手術室では、15 時間あたり最低 XNUMX 回の換気を確保する必要があります。 手術室の全体的な換気は完全に調整する必要があります。 陽圧を維持し、周囲空気の温湿度特性に対応するだけでなく、15 時間あたり最低 18 ～ XNUMX 回の更新を提供する必要があります。 また、適切に機能していることを確認するための監視手順を実施する必要があります。
- 麻酔回路の予防保守を計画し、定期的に行う必要があります。 マスクの定期的な検査を含む予防保守手順を設定する必要があります。 周囲の空気にガスが放出されていないことを確認することは、機器の電源を初めて入れるときに従うプロトコルの一部である必要があり、患者の安全に関して適切に機能することを確認する必要があります。 麻酔回路が適切に機能していることは、漏れがないかチェックし、定期的にフィルターを交換し、安全弁をチェックすることによって検証する必要があります。
- 環境および生物学的制御を使用する必要があります。 環境および生物学的制御の実施は、さまざまな技術要素（ガスの抽出、全体的な換気）の正しい機能に関する情報だけでなく、作業手順が排気ガスの大気への排出を削減するのに適切であるかどうかに関する情報も提供します。 現在、これらの制御は技術的な問題を引き起こさず、経済的に実装できるため、推奨されています。
- 暴露された人員の教育と訓練は非常に重要です。 廃麻酔ガスへの職業的曝露を効果的に削減するには、手術室のすべての職員を潜在的なリスクについて教育し、必要な手順について訓練する必要があります。 これは特に、最も直接的に関与する麻酔科医とその助手、および麻酔と空調設備の保守を担当する人に当てはまります。
まとめ
決定的に証明されたわけではありませんが、廃麻酔ガスへの曝露が医療従事者に有害である可能性があることを示唆する十分な証拠があります。 女性労働者と男性労働者の配偶者に生まれた乳児の死産と先天性奇形は、毒性の主な形態を表しています。 低コストで技術的に実現可能であるため、手術室および隣接エリアの周囲空気中のこれらのガスの濃度を最小限に抑えることが望ましいです。 これには、麻酔機器と換気/空調システムの使用と正しいメンテナンスだけでなく、関係するすべての人員、特に一般的に高濃度にさらされる麻酔医とその助手の教育と訓練も必要です。 手術室特有の作業条件を考えると、空気中の麻酔廃ガスの量を最小限に抑えるには、正しい作業習慣と手順を教化することが非常に重要です。