Exposition à la fumée du bistouri électrique et efficacité des systèmes d'évacuation de la fumée en chirurgie mini-invasive et ouverte : une étude prospective randomisée

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 4941 (2022) Citer cet article

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Dans le monde entier, les professionnels de la santé travaillant dans les salles d'opération (SOP) sont quotidiennement exposés à la fumée de l'électrocoagulation. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer la composition et les concentrations de fumée d'électrocoagulation dans la salle d'opération à l'aide de la spectrométrie de masse. Étude observationnelle prospective dans un centre universitaire de soins tertiaires, portant sur 122 interventions chirurgicales, dont 84 étaient randomisées par ordinateur 1:1 entre le système d'évacuation des fumées (SES) et l'absence d'utilisation de SES. Des COV irritants, toxiques, cancérigènes et mutagènes ont été observés dans l'air du bloc opératoire, certains dépassant les limites d'exposition admissibles (OSHA/NIOSH). La concentration totale moyenne de composés nocifs était de 272,69 ppb (± 189 ppb) avec une concentration totale maximale de substances nocives de 8991 ppb (au niveau du chirurgien, pas de SES). Les concentrations maximales totales de COV étaient de 1,6 ± 1,2 ppm (chirurgie mini-invasive) et de 2,1 ± 1,5 ppm (chirurgie ouverte), et les concentrations maximales totales de COV étaient de 1,8 ± 1,3 ppm au bloc opératoire « au niveau du chirurgien » et de 1,4 ± 1,0 ppm ' dans l'air ambiant de la salle d'opération' loin de la table d'opération. Aucune des deux différences n'était statistiquement significative. En chirurgie ouverte, le SES a significativement réduit les concentrations maximales de COV spécifiques au niveau du chirurgien, y compris les aromatiques et les aldéhydes. Nos données indiquent une exposition pertinente des professionnels de la santé aux composés organiques volatils dans la salle d'opération. La technique chirurgicale et la distance par rapport aux dispositifs de cautérisation n'ont pas réduit de manière significative l'exposition. SES a réduit l'exposition à des COV nocifs spécifiques pendant la chirurgie ouverte.

Numéro d'enregistrement de l'essai : NCT03924206 (clinicaltrials.gov).

Les dispositifs d'électrocautère sont parmi les outils les plus efficaces pour diviser les tissus et assurer l'hémostase, et sont couramment utilisés dans la plupart des interventions chirurgicales. Néanmoins, l'exposition à la fumée de l'électrocoagulation est associée à des conséquences potentielles qui affectent chaque année des centaines de milliers de travailleurs de la santé. Ceux-ci comprennent l'asthme, l'emphysème, la bronchite chronique, l'hypoxie et les étourdissements, l'irritation du nez et de la gorge, l'irritation des yeux, le carcinome des voies respiratoires, la leucémie, le dysfonctionnement cardiovasculaire, les maux de tête, l'hépatite, les allergies et autres1,2,3.

Tomita et al. ont montré que les fumées libérées dans l'air ambiant lors d'une intervention chirurgicale lors de l'utilisation d'instruments électrochirurgicaux peuvent être aussi mutagènes que la fumée de cigarette4. En raison de substances cancérigènes telles que le 1,2-dichloroéthane, le benzène et les hydrocarbures aromatiques polycycliques5, l'impact quotidien moyen de la fumée d'électrocoagulation sur une équipe de bloc opératoire donnée a été estimé à 27 à 30 cigarettes non filtrées2. Il a également été démontré que la fumée de l'électrocautère transporte des matières infectieuses telles que des virus (y compris le SRAS-CoV-2 et le virus du papillome humain), des bactéries et/ou des cellules viables5,6,7.

Pour cette raison, de nombreux instituts de sécurité et de santé au travail conseillent l'utilisation de systèmes d'évacuation des fumées (SES), mais le respect de ces recommandations est signalé comme faible (14 % avec l'utilisation de l'électrocoagulation et 47 % lors de la chirurgie au laser à ciel ouvert8).

La réticence à utiliser les SES pourrait être attribuable au fait que seules quelques données réelles sur l'efficacité de ces dispositifs sont disponibles. Dans une récente étude en laboratoire humide, nous avons montré que la spectrométrie de masse à réaction de transfert de protons (PTR) permet de mesurer en temps réel la composition de la fumée d'électrocautère. Nous avons observé que les masques chirurgicaux de routine ne protègent pas contre ce type de fumée car les particules dangereuses sont trop petites, et que SES pourrait être en mesure de réduire les composés dangereux au moins dans une certaine mesure. Nous avons également détecté des concentrations importantes de substances dangereuses à l'échappement du SES, malgré le passage d'un préfiltre, d'un filtre à particules ultra-faibles (ULPA) et d'un filtre à charbon actif9.

Sur la base des données publiées jusqu'à présent, y compris les nôtres, nous avons donc entrepris une enquête sur la composition et la concentration des fumées d'électrocoagulation dans un bloc opératoire en conditions réelles.

Les principaux objectifs de notre étude étaient de mesurer les concentrations de composés organiques volatils nocifs (COV) dans la salle d'opération et d'évaluer l'efficacité du SES dans la pratique quotidienne ainsi que d'étudier si l'approche chirurgicale (c'est-à-dire ouverte ou peu invasive) et la distance à la source de cautérisation a un impact sur l'exposition du personnel du bloc opératoire à la fumée chirurgicale.

Le critère d'évaluation principal de notre étude était de déterminer la concentration de COV dangereux dans la salle d'opération au niveau du chirurgien lors d'une intervention chirurgicale avec des appareils d'électrocoagulation. Les opérations ont été randomisées 1:1 entre l'utilisation du SES et l'absence d'utilisation du SES et enregistrées de manière prospective afin de pouvoir comparer les mesures avec et sans l'utilisation du SES. Les critères d'évaluation secondaires incluaient l'exposition à la fumée « directe » (équipe opératoire à la table d'opération - étiquetée « au niveau du chirurgien) vs. la technique opératoire utilisée (chirurgie ouverte vs mini-invasive). L'étude a été réalisée pendant une période de quatre mois (de mai 2019 à septembre 2019) dans une salle d'opération dédiée d'un centre universitaire de soins tertiaires (Division de chirurgie thoracique générale à l'Inselspital, Hôpital universitaire de Berne, Université de Berne, Suisse). Les interventions chirurgicales consécutives d'une durée prévue > 1 h ont été incluses. Les critères d'exclusion étaient une contre-indication à l'utilisation de l'électrocoagulation (c'est-à-dire les patients porteurs d'un défibrillateur automatique implanté (DCI) et/ou d'un neurostimulateur implanté).

L'approbation éthique formelle a été levée par le comité d'éthique cantonal (Kantonale Ethikkommission, KEK, Berne) car aucune donnée patient n'a été utilisée pour cette étude et seul le type de procédure (chirurgie ouverte ou mini-invasive) a été enregistré. L'étude a été enregistrée sur clinicaltrials.gov (NCT03924206). Tous les professionnels de la santé participants ont fourni un consentement éclairé écrit. L'étude a été menée dans le respect de la Déclaration d'Helsinki.

Les interventions chirurgicales ont été réalisées par la même équipe chirurgicale dans une salle d'opération répondant aux dernières exigences standard, y compris un flux laminaire vertical (0,3–0,6 m/s) et un système d'évacuation des gaz anesthésiques. Des résections pulmonaires principalement anatomiques ont été réalisées. La décision d'effectuer la procédure "ouverte" ou "mini-invasive" a été prise par le chirurgien opérateur indépendant avant la randomisation en chirurgie avec ou sans SES. La «chirurgie ouverte» comprenait un accès au champ opératoire via une thoracotomie antérolatérale épargnant les muscles. La «chirurgie mini-invasive» comprenait des opérations réalisées par VATS (chirurgie thoracique assistée par vidéo), utilisant une technique VATS uniportale avec une incision de 3 à 4 cm dans la ligne médio-axillaire dans le 5e espace intercostal et l'utilisation d'un protecteur de plaie souple (pas d'écarteur de côtes , pas d'insufflation de CO2).

Les procédures ouvertes et mini-invasives ont été randomisées (1:1, randomisation informatisée en blocs de 4) en chirurgie avec ou sans SES après que le type de procédure chirurgicale (ouverte vs mini-invasive) a été déterminé (Fig. 1). L'analyse de puissance était basée sur des données antérieures10 : les concentrations de butadiène, de benzène et de furfural avec et sans SES ont été utilisées lors de la coupe du tissu musculaire et corrigées en fonction de la distance (2 × distance, en supposant la moitié des concentrations). Alpha a été fixé à 0,05 et la puissance de l'étude à 90 %, ce qui indique qu'un échantillon de 15 chirurgies était nécessaire dans le groupe « chirurgie ouverte ».

Vue d'ensemble de l'organigramme de l'analyse des données. *1 analyse d'haleine a été exclue pour des raisons techniques. **Au total, 17 jeux de données ont dû être exclus en raison de données incomplètes (n = 6) ou pour des raisons techniques (n = 11).

Au cours de 35 interventions chirurgicales au total (ouvertes et peu invasives), l'air de la salle d'opération loin de la table d'opération a été mesuré en plaçant l'entrée du MS juste au-dessus du MS lui-même (environ 150 cm au-dessus du sol et au moins à 200 cm de distance de la table d'opération).

De plus, au cours de 3 procédures ouvertes au total, l'air inspiré et expiré par le chirurgien opérateur a été mesuré au moyen d'un masque facial dédié (voir plus de détails ci-dessous et sur la Fig. 3).

Un dispositif de cautérisation monopolaire standard (VIO 300D, ERBE Swiss AG, Winterthur, Suisse) a été utilisé avec les réglages suivants : coagulation : spray, effet 2, 80 W ; et coupe : effet 4, 100 W. Dans le groupe sans SES, un crayon de cautérisation standard a été utilisé et la fumée dégagée a été évacuée comme d'habitude, en utilisant une aspiration de fluide avec une pointe en plastique Yankauer. Dans le groupe "avec SES", un SES mobile (IES 2, ERBE Swiss AG, Winterthur, Suisse) a été appliqué, composé d'un crayon dédié avec un aspirateur intégré près de la pointe de l'électrocoagulation. Du crayon de cautérisation, il y a une prise électrique standard et un connecteur d'aspiration supplémentaire menant à la machine d'évacuateur de fumée (Fig. 2). L'évacuateur de fumée s'active automatiquement dès que le cautère est utilisé. L'IES 2 a un débit d'aspiration > 550 l/min et fonctionnait à 100 % de débit d'aspiration au cours de notre étude, ce qui a donné un débit de 110 l/min à l'entrée du dispositif de cautérisation. L'air évacué passe par un processus de filtration en trois étapes : d'abord un « pré-filtre » élimine les grosses particules et les composants liquides, puis un filtre ULPA (Ultra-Low Penetration Air) capture les particules fines et les micro-organismes jusqu'à 0,1 μm avec un taux d'efficacité de 99,9995%, et enfin une partie filtre à charbon actif très performante censée absorber les odeurs et les COV.

Configuration OU pour les mesures au niveau du chirurgien. L'entrée du spectromètre de masse (I) était placée au niveau de la bouche/du nez du chirurgien (D), directement au-dessus du champ opératoire (C). (Figure créée avec Adobe Photoshop version 22.4.2 ; https://www.adobe.com/products/photoshop.html).

Les COV en phase gazeuse ont été mesurés à l'aide de la spectrométrie de masse à réaction de transfert de protons en temps réel (Vocus S PTR-TOF, Tofwerk AG, Suisse). Les COV ont été ionisés par ionisation chimique à basse énergie et identifiés en fonction de leur masse exacte. L'instrument fonctionnait à une fréquence de mesure de 1 Hz, mesurant une plage de masse de 0 à 800 Th, avec un pouvoir de résolution de 5000 (FWHM m/dm). Avant chaque opération, un blanc d'instrument de 1 min, un étalonnage de 1 min et un deuxième blanc d'instrument de 1 min ont été effectués. De même, après chaque opération, un blanc d'instrument de 90 secondes a été réalisé, suivi d'un étalonnage de 10 minutes à l'aide d'un mélange gazeux standard. Le bruit de fond de l'instrument a été soustrait à l'aide des mesures préopératoires. Le spectromètre de masse (MS) a échantillonné à travers une entrée PFA de 2,5 m de diamètre intérieur 1/8″, chauffée à 80 ° C afin d'éviter la condensation des COV au niveau de l'entrée et de la tubulure avant d'atteindre la chambre de mesure du MS. La pointe de l'entrée était placée soit au-dessus de l'incision chirurgicale au niveau de la bouche et du nez du chirurgien ("au niveau du chirurgien"), soit au-dessus de l'instrument, loin de la table d'opération à l'arrière de la salle d'opération ("air ambiant ").

Pour analyser le souffle inspiratoire et expiratoire des chirurgiens, un masque complet dédié (Full Face Mask Comfort Gel Blue, Philips Respironics, Philips AG, Horgen, Suisse) avec mesures MS entrée/sortie a été initialement utilisé. L'entrée chauffée était fixée directement au masque facial (Fig. 3). Seules trois opérations ont été surveillées à l'aide du masque facial car il obstrue la vue du chirurgien et entrave la capacité d'effectuer ou d'assister une intervention chirurgicale. L'exposition du chirurgien à un composé particulier est liée aux concentrations du composé dans l'air, à la ventilation minute et au temps d'exposition. La quantité de COV inhalée a été calculée pour une ventilation minute supposée de 5 L et une durée de fonctionnement moyenne de 120 min.

Le masque facial avec connecteur dédié pour l'entrée de la spectrométrie de masse (cercle rouge) a permis la mesure des COV inhalés et expirés pendant la chirurgie.

L'utilisation du SES au cours des deux différents types de chirurgies (ouverte et mini-invasive) a été randomisée afin de diminuer l'effet des variables confusionnelles.

Une analyse univariée des différents environnements a été réalisée pour déterminer les concentrations moyennes totales de COV ainsi que les concentrations moyennes maximales de COV totaux des différents environnements (chirurgie ouverte au niveau du chirurgien avec et sans SES, chirurgie mini-invasive au niveau du chirurgien avec et sans SES, chambre mesures atmosphériques, etc.).

Nous avons ensuite utilisé une analyse de régression linéaire multiple pour séparer les effets de chaque paramètre expérimental. Chaque paramètre expérimental (avec SES, sans SES, à l'air ambiant, au niveau du chirurgien, ouvert et peu invasif) s'est vu attribuer une valeur de zéro ou un pour chaque opération ; ensuite, un ajustement des moindres carrés a été effectué pour quantifier l'effet sur les concentrations de COV liées à chaque paramètre. L'analyse de régression linéaire indique que ces paramètres expérimentaux n'expliquent qu'une petite partie de la variabilité des COV totaux maximum et moyen mesurés (R = 0,17). Cependant, les paramètres expérimentaux peuvent expliquer une plus grande partie de la variabilité des concentrations moyennes de nombreux COV individuels (en moyenne, R = 0,3).

Les concentrations de fumée d'électrocoagulation ont été mesurées au cours de 122 interventions chirurgicales au total. Les données de 105 opérations sont restées dans l'ensemble de données final (Fig. 1), avec n = 17 exclus pour des raisons techniques. Parmi ceux-ci, n = 6 avaient des données incomplètes et n = 11 avaient des paramètres d'instrument critiques pour la performance hors tolérance.

Environ 1300 masses d'ions ont été quantifiées à l'aide du logiciel de traitement de données Tofware (Tofwerk, Suisse). Après avoir exclu les ions primaires, les fragments communs connus et les ions avec un très petit signal ou de faibles constantes de vitesse estimées, 1064 masses d'ions (représentant des COV individuels) ont été sélectionnées pour l'analyse. Les concentrations totales de COV, définies comme la somme des 1064 COV quantifiés par PTR-MS, avaient une concentration moyenne typique de 403 parties par milliard en volume (ppb) et une concentration maximale typique de 1,7 parties par million (complément Fig. 1). Nous avons également pris en compte la concentration totale de COV connus pour être cancérigènes, mutagènes, irritants et/ou toxiques (tableau 1). Ce dernier avait une concentration moyenne (au niveau du chirurgien, pas de SSE) de 272,69 ppb, et une concentration maximale de 8991 ppb. Bien que seules quelques substances (y compris le formaldéhyde, le méthanol et le 1,3-butadiène/1-butyne) aient dépassé les limites d'exposition définies par le NIOSH/OSHA14, les concentrations maximales cumulées mesurées de COV nocifs connus ont atteint près de 9 ppm pour les chirurgies lorsqu'aucun SES n'a été utilisé. Les statistiques incluent toutes les opérations mesurées à l'exception de l'analyse de l'haleine. Le mélange de COV était dominé par de petits COV oxygénés, en particulier le formaldéhyde, le méthanol, l'acétaldéhyde, l'acétone, l'acroléine, l'éthanol et le 2-butadione (Fig. 2 supplémentaire).

Des COV ayant des effets nocifs connus ou suspectés sur la santé ont été détectés. Une liste de composés d'intérêt a été établie en considérant les COV précédemment indiqués dans les fumées chirurgicales selon la littérature : COV pouvant avoir des effets nocifs sur la santé selon le classement européen CMR, le Centre international de recherche sur le cancer de l'OMS ou la mention de danger GHS, et les COV qui ont une forte odeur. Un aperçu des composés potentiellement nocifs trouvés à des concentrations significatives dans la fumée est donné dans le tableau 1. Les concentrations signalées sont des niveaux moyens et maximaux pour toutes les opérations. Les concentrations de COV supplémentaires détectés sont indiquées dans le tableau supplémentaire 1.

Les concentrations de COV nocifs individuels et de COV totaux ont été évaluées. Nous avons étudié les effets sur les concentrations maximales et moyennes. Le tableau 1 comprend les concentrations moyennes et maximales détectées de tous les COV nocifs mesurés au cours de toutes les interventions chirurgicales thoraciques au niveau du chirurgien. Notre objectif principal étant de détecter les concentrations de COV au niveau du chirurgien et d'évaluer l'efficacité du système d'évacuation des fumées, nous nous sommes d'abord penchés sur ces résultats. En ce qui concerne l'analyse de puissance préalable à l'étude, le nombre minimum de mesures a été atteint avec 16 (sans SES) et 15 (avec SES) ensembles de données complets dans le groupe ouvert.

En comparant les concentrations moyennes de COV au niveau du chirurgien dans toutes les chirurgies sans SSE (272,69 ± 188,9), à la situation au niveau du chirurgien avec SSE (247,22 ± 145,11), la différence n'était pas significative (p = 0,53).

Dans la Fig. 4, les diagrammes en boîte montrent les comparaisons des concentrations de COV nocifs spécifiques avec et sans SES, entre la chirurgie ouverte et la chirurgie mini-invasive.

Concentrations maximales de COV sélectionnés au niveau du chirurgien pendant les procédures ouvertes et les procédures mini-invasives. Chaque sous-parcelle compare les opérations dans lesquelles SES a été utilisé (rouge) aux opérations dans lesquelles il ne l'a pas été (noir). les valeurs de p sont données. Les tirets horizontaux représentent les concentrations mesurées au cours des opérations individuelles, et les tracés en boîte et à moustaches indiquent le maximum, le 75e centile, la moyenne (marqueur circulaire), le 50e centile et le 25e centile pour toutes les opérations.

Lorsque toutes les opérations avec SES et sans SES ont été comparées, quel que soit le lieu de mesure ou le type de procédure, la différence de COV totaux n'était pas significative. La concentration maximale moyenne de COV totaux avec SES était de 1633 ppb (± 1382), contre 1716 ppb (± 1049) sans SES (p = 0,37), et la concentration moyenne typique de COV totaux avec SES était de 381 ppb (± 142) par rapport à 421 ppb (± 179) sans SSE (p = 0,17). L'utilisation de SES a réduit les concentrations moyennes et maximales de certains COV, mais pas pour tous les COV. Les COV dont la concentration moyenne était plus faible lorsqu'un SES était utilisé comprenaient l'acrylonitrile (7 ppb avec SES contre 15 ppb sans SES, p = 0,02), le pentadiène (2,4 ppb contre 2,8 ppb, p = 0,02) et le méthyl-2-buténal ( 82 ppb contre 100 ppb, p = 0,04). De plus, les concentrations maximales de certains COV supplémentaires étaient plus faibles lorsqu'un SES était utilisé, notamment le formaldéhyde (1722 ppb contre 519 ppb, p < 0,0001), l'acétonitrile (8,2 ppb contre 12,9 ppb, p = 0,02), le propionitrile (0,6 ppb contre 1,5 ppb, p = 0,04), crotonaldéhyde (0,9 ppb vs 1,8 ppb, p = 0,03) et pyridine (0,12 ppb vs 0,27 ppb, p = 0,04).

Le COV total maximal n'était pas statistiquement différent entre les procédures ouvertes (en moyenne 2064 ± 1536 ppb) et les procédures mini-invasives (1590 ± 1157 ppb) (p = 0,10), et le COV total moyen n'était pas non plus significativement différent (385 ± 156 ppb en procédure ouverte). procédures vs 415 ± 182 ppb dans les procédures mini-invasives, p = 0,26). L'analyse de régression linéaire a indiqué un effet similaire, avec des COV totaux maximaux pour les procédures ouvertes d'environ 170 ppb plus élevés que pour les procédures mini-invasives (COV totaux moyens, ns).

Cependant, certains niveaux spécifiques de COV ont augmenté dans les procédures ouvertes par rapport aux procédures mini-invasives. Presque tous les COV nocifs (tableau 1) avaient des maxima supérieurs statistiquement significatifs (tous p ≤ 0,05) pendant les procédures ouvertes. Les concentrations moyennes de certains COV distincts ont également augmenté au cours des procédures ouvertes, notamment le pentadiène (3,4 ppb ouvert contre 2,57 ppb en chirurgie mini-invasive, p = 2 × 10–5), le crotonaldéhyde (0,43 contre 0,32 ppb, p = 4 × 10– 4) et g-butyrolactone (0,67 contre 0,52 ppb, p = 0,001). À l'inverse, les concentrations moyennes d'acétonitrile (0,90 ppb contre 1,27 ppb, p = 0,004) et d'acétaldéhyde (123 contre 144 ppb, p = 0,04) ont augmenté lors des procédures mini-invasives.

Étant donné que les COV moyens et totaux étaient différents en chirurgie mini-invasive par rapport à la chirurgie ouverte, et que les mesures au niveau du chirurgien peuvent être les plus pertinentes pour comprendre les effets sur la santé associés, nous avons effectué une analyse approfondie comparant les concentrations de COV spécifiques au niveau du chirurgien, avec et sans SSE , pour les chirurgies ouvertes, et séparément pour les chirurgies mini-invasives (Fig. 4). L'utilisation d'un système d'évacuation des fumées a réduit l'exposition des chirurgiens aux composés nocifs lors des chirurgies ouvertes, mais a eu moins d'effet dans les chirurgies mini-invasives. Pour des données complètes sur les concentrations de tous les COV avec et sans SES et les procédures chirurgicales, veuillez vous référer au Supplément.

En général, nous avons observé que les concentrations moyennes de COV au niveau du chirurgien ne sont que légèrement supérieures aux concentrations dans l'air ambiant, mais les concentrations maximales au niveau du chirurgien peuvent être plus élevées que dans l'air ambiant. Cela a été observé pour les COV totaux et les COV nocifs individuels. Le COV total maximum moyen pour toutes les opérations mesuré au niveau du chirurgien était de 1759 ppb (± 1316), comparé à un maximum moyen de 1442 ppb (± 1051) pour toutes les mesures de l'air ambiant (p = 0,15). La différence de valeur moyenne était de 404 ppb (± 172) au niveau du chirurgien, contre 382 ppb (± 120) à l'air ambiant (p = 0,29). L'analyse de régression linéaire, qui sépare les effets de confusion de l'utilisation du SSE et du type de procédure, indique que le passage de l'air ambiant à l'emplacement du chirurgien augmente le COV total maximal d'environ 120 ppb et le COV total moyen d'environ 22 ppb. Les COV individuels présentant les différences les plus significatives entre la table d'opération et l'air ambiant comprennent le cyanure d'hydrogène (moyenne de 0,46 ppb (au niveau du chirurgien) contre 0,17 ppb (air ambiant), p = 0,0002), le formaldéhyde (7,9 ppb contre 3,2 ppb, p = 0,0004), le butadiène (13,2 ppb contre 7,5 ppb, p = 0,002), les butènes (3,8 ppb contre 1,5 ppb, p = 0,0003) et le pentadiène (2,9 ppb contre 1,8 ppb, p ~ 0).

Pour l'acétaldéhyde, une concentration moyenne de 136 ppb (± 52 ppb SD) a été mesurée, indiquant 146 µg (± 56) d'acétaldéhyde inhalé par opération. Les autres composés dangereux comprenaient le butadiène 15 µg par opération (± 17), le formaldéhyde 4,8 µg (± 7,3), le méthanol 4,6 µg (± 3,9), l'éthanol 34 µg (± 33), le phénol 6,3 µg (± 1,3) et les butènes 4,3 µg. (± 6,6) (voir tableau 1 pour la liste complète). Étant donné que les respirations inhalées et expirées ont été mesurées séparément, l'absorption est calculée comme la différence de concentration entre les respirations inhalées et expirées (Fig. 3 supplémentaire). Le COV avec la différence de concentration la plus élevée (la plus grande absorption) était l'acétaldéhyde, dont 77 ppb ou environ 40 % sont inhalés par respiration. Le butadiène et l'éthanol ont également montré des absorptions élevées (3 ppb et 16,9 ppb, respectivement).

En général, l'absorption variait de 1 % (phénol, qui est essentiellement inchangé) à 90 % (butadiène) et jusqu'à 100 % (indane/méthylstyrène).

Nous avons étudié l'évolution temporelle des concentrations de COV et observé que les concentrations maximales de COV sont généralement ressenties dans les premières minutes d'une opération. Pour le montrer, nous avons sélectionné les 100 principaux COV avec les concentrations les plus élevées pour chaque opération, puis déterminé le moment où chaque COV a atteint la concentration la plus élevée (Fig. 4a supplémentaire ; la ligne pointillée indique la distribution attendue s'il n'y avait pas de modèles systématiques). Les concentrations maximales de COV particuliers (par exemple, l'acétaldéhyde) sont plus susceptibles d'être détectées dans les 5 à 10 premières minutes d'une opération. Cependant, certains COV sont plus susceptibles d'atteindre un maximum plus tard (Fig. 4b supplémentaire).

Ici, nous montrons que les professionnels de la santé sont exposés à des niveaux considérables de composés organiques volatils irritants, toxiques, cancérigènes et mutagènes lorsque des dispositifs d'électrocoagulation sont utilisés en salle d'opération. L'exposition ne se limite pas à l'équipe opératoire à la table d'opération, mais s'étend à tout le personnel présent dans la salle d'opération (y compris, par exemple, les infirmières et les anesthésistes). Le choix de la technique opératoire et l'utilisation de SES portatifs peuvent réduire les concentrations maximales de substances dangereuses spécifiques, en particulier en chirurgie ouverte.

Lorsque l'on considère les concentrations mesurées et leur relation avec les limites d'exposition définies par le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) et les lignes directrices antérieures (OSHA)10, il apparaît que la plupart des limites sont basées sur les valeurs limites d'exposition (TLV) de 196811. Il est Il est toutefois important de noter que les limites sont généralement établies pour des composés individuels et ne tiennent pas compte de l'exposition à des mélanges de substances toxiques et cancérigènes et de leurs effets cumulatifs correspondants. De plus, les limites d'exposition pour de nombreuses substances ne sont pas encore définies et il existe une exposition à divers composés à génotoxicité directe (ex. formaldéhyde, acétaldéhyde, butadiène, etc.), quelle que soit la concentration12.

Lorsque nous avons examiné les niveaux de composés dans la fumée d'électrocoagulation, nous avons trouvé de nombreuses similitudes avec les composés couramment présents dans la fumée de cigarette (par exemple, l'acétaldéhyde à environ 2000 µg par cigarette et le butadiène à 130 µg par cigarette13,14). Nos données montrent que les concentrations mesurées lors des analyses respiratoires inspiratoires/expiratoires sont comparables à l'exposition à environ un dixième de cigarette non filtrée par intervention chirurgicale. Semblable au tabagisme, le risque de fumée d'électrocoagulation chirurgicale peut probablement s'accumuler, entraînant des problèmes de santé au fil du temps.

Les limites importantes de cette étude justifient une discussion. Dans un premier temps, nous présentons des données issues d'une enquête monocentrique, limitant la validité externe. Néanmoins, la randomisation de l'utilisation du SSE peut avoir permis d'estimer les effets induits par le SSE. Deuxièmement, différents types de dispositifs d'électrocoagulation sont disponibles, tout comme il existe différents dispositifs SES portatifs, et donc différentes concentrations de COV peuvent être générées. Néanmoins, l'étude a été délibérément conçue pour évaluer les conditions réelles, en utilisant une configuration de bloc opératoire stable, plutôt que des conditions d'essai artificielles. De plus, nous avons étudié l'efficacité du système SES utilisé pour cette même étude et avons constaté que la construction avec évacuation de la fumée sur la pointe du dispositif de cautérisation est parmi les plus pratiques et les plus efficaces15.

Aussi, il est important de préciser que notre étude s'est concentrée uniquement sur les interventions chirurgicales thoraciques, au cours desquelles la plupart du temps l'accès au champ opératoire provoque des émissions de fumée d'électrocoagulation. Les découvertes et les résultats d'autres chirurgies plus "électrocoagulation-intenses" (c'est-à-dire les procédures majeures des tissus mous comme par exemple l'abdominoplastie ou la dermolipectomie) pourraient causer encore plus de pollution de l'air dans la salle d'opération.

D'autres groupes ont étudié la question de la fumée chirurgicale dans d'autres contextes, par exemple lors d'une amygdalectomie16. Bien que cette intervention chirurgicale spécifique semble entraîner des concentrations plus faibles de COV dangereux dans l'ensemble, l'utilisation d'un cautère à crayon évacuateur de fumée réduisait encore considérablement l'exposition à la fumée. Alors que le premier est probablement dû à la « procédure relativement petite » (en termes de surface de la plaie et de temps opératoire), le second peut s'expliquer par une opération se déroulant dans un espace relativement petit et plus ou moins confiné.

Cheng et al.17, d'autre part, ont trouvé des concentrations assez élevées de COV nocifs pendant la chirurgie mammaire et ont en outre pu démontrer qu'une puissance d'électrocoagulation plus élevée (> 27,5 watts) produirait des concentrations plus élevées de COV. De même, Tokuda et al.18 ont enquêté sur les émanations dangereuses d'électrocautère pendant les chirurgies mammaires et ont constaté, conformément à nos propres conclusions, que la différence avec la source de cautérisation n'entraîne pas de concentrations significativement plus faibles de COV nocifs et qu'en fait tout le personnel de la salle d'opération est exposé auxdites substances. Contrairement aux résultats de notre étude, le groupe Tokuda a constaté une réduction des COV totaux lorsqu'un SES était utilisé, ce qui pourrait être lié au type spécifique d'opérations avec principalement la cautérisation des tissus adipeux pendant la chirurgie mammaire conservatrice et les procédures de mastectomie. Toujours de la même manière que dans notre étude, l'une des principales substances nocives, le Formaldéhyde, a été significativement réduite par le SES (Tokuda : réduction significative des concentrations moyennes ; Notre étude : réduction significative des concentrations maximales).

En résumé, nos données indiquent une exposition importante des professionnels de la santé aux composés organiques volatils nocifs dans la salle d'opération. Bien que l'utilisation d'un SES, le type d'approche chirurgicale et la distance à la source de cautérisation n'aient pas eu d'impact significatif sur les COV totaux, les 3 facteurs ont au moins entraîné une réduction des concentrations maximales de COV nocifs spécifiques. Nous recommandons donc de réduire les concentrations maximales de COV nocifs dans la mesure du possible, jusqu'à ce que des mesures plus efficaces aient été étudiées et développées pour protéger le personnel de santé de la fumée de l'électrocoagulation.

Une étude du NIOSH révèle que l'exposition des travailleurs de la santé à la fumée chirurgicale est encore courante. Novembre 2015. Disponible sur https://www.cdc.gov/niosh/updates/upd-11-03-15.html. Dernière consultation le 5 mars 2021.

Hill, DS et al. La fumée chirurgicale - un danger pour la santé dans la salle d'opération : une étude pour quantifier l'exposition et une enquête sur l'utilisation de systèmes d'extraction de fumée dans les unités de chirurgie plastique au Royaume-Uni. J.Plast. Reconstr. Esthète. Surg. 65(7), 911–916 (2012).

Article CAS Google Scholar

Alp, E. et al. Lutte chirurgicale contre la fumée et les infections. J. Hosp. Infecter. 62(1), 1–5 (2006).

Article CAS Google Scholar

Tomita, Y. et al. Mutagénicité des condensats de fumée induits par l'irradiation au laser CO2 et l'électrocautérisation. Mutat. Rés. Genet. Toxicol. 89(2), 145–149 (1981).

Article CAS Google Scholar

Limchantra, IV, Fong, Y. & Melstrom, KA Exposition à la fumée chirurgicale chez le personnel de la salle d'opération : un examen. JAMA Surg. 154, 960–967 (2019).

Article Google Scholar

Okoshi, K. et al. Risques pour la santé associés à l'exposition à la fumée chirurgicale pour les chirurgiens et le personnel de la salle d'opération. Surg. Aujourd'hui 45, 957–965 (2015).

Article CAS Google Scholar

Gianella, M. et al. Analyse chimique quantitative de la fumée chirurgicale générée lors d'une chirurgie laparoscopique avec un dispositif d'étanchéité des vaisseaux. Surg. Innov. 21, 170-179 (2014).

Article Google Scholar

Steege, AL, Boiano, JM & Sweeney, MH Fumée secondaire dans la salle d'opération ? Absence de pratiques de précaution pour la fumée chirurgicale. Suis. J. Med. 59, 1020-1031 (2016).

Google Scholar

Kocher, GJ et al. La fumée chirurgicale : un danger sanitaire encore sous-estimé au bloc opératoire. EUR. J. Cardiothorac. Surg. 55(4), 626–631 (2019).

Article Google Scholar

Limites d'exposition admissibles – Tableaux annotés. Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA). Disponible sur https://www.osha.gov/annotated-pels/table-z-1. Dernière consultation le 5 mars 2021.

Les limites d'exposition de l'OSHA sont dangereusement dépassées. Nouvelles de la sécurité et de l'hygiène industrielles. Disponible sur https://www.ishn.com/articles/103083-oshas-exposure-limits-are-dangerously-out-of-date. Dernière consultation le 11 mars 2021.

Hartwig, A. et al. Évaluation des risques basée sur le mode d'action des cancérogènes génotoxiques. Cambre. Toxicol. 94(6), 1787–1877 (2020).

Article CAS Google Scholar

Bi, X. et al. Traceur spécifique aux phases gazeuse et particulaire et composés organiques toxiques dans la fumée de tabac ambiante. Chimiosphère 61 61(10), 1512-1522 (2005).

Article CAS Google Scholar

Soeteman-Hernández, LG, Bos, PMJ et Talhout, R. Effets sur la santé liés à la fumée de tabac induits par le 1,3-butadiène et stratégies de réduction des risques. Toxicol. Sci. 136(2), 566–580 (2013).

Article Google Scholar

Nguyen, TL et al. Fumée chirurgicale : les systèmes mobiles modernes d'évacuation de la fumée améliorent la sécurité au travail dans la salle d'opération. Interact Cardiovasc Thorac Surg. ivac024. https://doi.org/10.1093/icvts/ivac024 (2022).

O'Brien, DC et al. exposition de l'équipe chirurgicale à la fumée de cautérisation et son atténuation pendant l'amygdalectomie. Otolaryngol. Chirurgie de la tête et du cou. 163(3), 508–516 (2020).

Article Google Scholar

Cheng, MH et al. Sources et composants des composés organiques volatils dans les blocs opératoires de chirurgie mammaire. Écotoxicol. Environ. Saf. 209, 111855 (2021).

Article CAS Google Scholar

Tokuda, Y. et al. Etude prospective randomisée évaluant l'utilité d'un système d'évacuation des fumées chirurgicales dans les blocs opératoires de chirurgie mammaire. J. Occup. Méd. Toxicol. 25(15), 13 (2020).

Article Google Scholar

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Division de chirurgie thoracique générale, Inselspital, Hôpital universitaire de Berne, Université de Berne, 3010, Berne, Suisse

Gregor J. Kocher, Christopher Quapp, Patrick Dorn, Jon Lutz, Mohammad Al-Hurani et Sergio B. Sesia

Tofwerk AG, Thoune, Suisse

Abigail R. Koss, Luca Cappellin, Manuel Hutterli & Felipe D. Lopez-Hilfiker

Département de néphrologie et d'hypertension et Département de recherche biomédicale, Inselspital, Hôpital universitaire de Berne, Université de Berne, Berne, Suisse

Michel Grossl

Département de médecine intensive, Inselspital, Hôpital universitaire de Berne, Université de Berne, Berne, Suisse

Joerg C. Schefold

Département d'anesthésiologie et de médecine de la douleur, Inselspital, Hôpital universitaire de Berne, Université de Berne, Berne, Suisse

Markus M. Luedi

Département de chirurgie générale et spéciale, Faculté de médecine, Université hachémite, Zarqa, Jordanie

Mohammad Al Hurani

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Correspondance à Gregor J. Kocher.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Kocher, GJ, Koss, AR, Groessl, M. et al. Exposition à la fumée de l'électrocoagulation et efficacité des systèmes d'évacuation de la fumée en chirurgie mini-invasive et ouverte : une étude prospective randomisée. Sci Rep 12, 4941 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-08970-y

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Reçu : 06 août 2021

Accepté : 15 mars 2022

Publié: 23 mars 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-08970-y

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