手術室裡的隱形煙霧殺手。關節置換手術的手術煙霧PM2.5 危機，你知道嗎？

人工關節置換術中的手術煙霧分析 (PMID: 42406854)

很多人想到人工關節手術，腦中浮現的是人工關節、骨鋸、手術刀，卻很少想到一件事情：

手術室裡，其實也會產生「煙」。⚠️ 研究顯示一個手術日在開刀房的暴露量，相當於吸了 27 到 30 根香菸。這些煙不是我們平常看到的香菸煙霧，而是電燒、組織切割與骨頭處理過程中產生的「手術煙霧（surgical smoke）」。

2026 年發表於《The Journal of Bone & Joint Surgery》的最新研究，更直接把 PM2.5 空氣品質監測器放進人工關節手術室，觀察人工髖關節、人工膝關節以及髖部半人工關節手術到底會產生多少細懸浮微粒。

結果相當值得注意：

人工膝關節手術與髖部半人工關節手術，在手術早期可能出現明顯的 PM2.5 高峰；相較之下，正前開人工髖關節手術的手術煙霧濃度明顯較低。 [1]

🔥 手術室裡的「煙」，到底從哪裡來？

手術煙霧主要來自電燒等能量器械。當醫師使用電刀凝血、切開軟組織，或進行骨頭切割時，組織受到高溫作用，就會產生肉眼可見或不可見的微粒與氣體。

其中值得注意的是：PM2.5

PM2.5 指的是直徑 2.5 微米以下的細懸浮微粒。

因為顆粒非常小，吸入後可以深入呼吸道，甚至到達肺部深處，因此長期暴露一直是職業健康非常關心的問題。[2-4] 手術煙霧除了 PM2.5，也可能包含揮發性有機化合物（VOCs）等其他物質。

因此：手術煙霧不是單純「看起來有點臭的煙」而已。

人工關節手術，到底哪一種煙霧比較多？

這篇研究由日本千葉大學及船橋市立醫療中心團隊進行，共觀察了：

• 20 例髖部半人工關節置換（BHA）

• 35 例人工全髖關節置換（THA）

• 28 例人工全膝關節置換（TKA）

總共 83 台人工關節手術。

研究人員在距離手術區約 1 公尺的位置放置 PM2.5 監測器，從手術開始一直測量到傷口縫合。[1]結果非常有意思。

也就是說，在這個研究中：BHA 約為 DAA-THA 的 21 倍，而 TKA 約為 19 倍。 [1]

最值得注意的是：煙霧不是整台手術都一樣多

PM2.5 的高峰主要出現在：手術一開始、正在「打開手術視野」的階段。

例如：

• 皮下組織切開

• 肌肉與肌腱處理

• 電燒止血

• 人工膝關節的骨切削

這些步驟都可能產生大量手術煙霧。[1]

反而到了手術後半段，PM2.5 濃度通常明顯下降。

換句話說：

手術煙霧的問題，可能不是「整台手術都在冒煙」，而是在某些關鍵步驟突然出現一波很高的暴露。

這些煙霧會不會傷害醫師？

這也是這篇研究真正想提醒大家的地方。過去研究發現，手術煙霧可能包含超過 150 種化學物質；PM2.5 長期吸入可能與頭痛、氣喘、鼻黏膜增生等呼吸道問題有關。[2-4]

更重要的是：醫師、麻醉醫師、護理師及手術室工作人員，可能每天重複暴露。

一次手術或許沒有明顯感覺，但如果每天都進行數台人工關節手術，長期累積下來，就值得重視。[1]

因此，這並不是「今天吸到一點煙就會生病」的問題，而是：

「長期、反覆的職業暴露，要不要盡可能降低？」

答案顯然是：值得降低。

一個很驚人的數字：TKA 有 71% 在手術早期達到「不健康」等級

研究人員把手術室中的 PM2.5 數值套入美國 EPA 的 Air Quality Index（AQI）分類。

結果發現：

在手術時間進行到 25% 左右時：

• 80% 的 BHA 已經達到「不健康或更差」的 AQI

• 71% 的 TKA 已經達到「不健康或更差」

• 相較之下，多數 DAA-THA 仍維持在「良好」或「普通」範圍。[1]

進一步統計後，與 DAA-THA 相比：

• BHA 出現「不健康以上」AQI 的勝算比 OR = 34.28

• TKA 的 OR = 21.97

兩者皆達到統計學上的顯著差異。[1]

案例：為什麼醫師也需要「保護自己」？

【情境案例】

假設一位骨科醫師一天安排 3 台人工膝關節手術。

第一台手術時，醫師可能只覺得：

「電刀有一點煙，開抽煙霧的設備就好了。」

第二台、第三台也是如此。

一天結束，醫師可能沒有任何明顯不舒服。

但是如果這樣的工作模式持續多年，每週反覆進行大量手術，那麼問題就從：

「今天吸到多少煙？」

變成：「多年累積下來，到底吸入多少手術煙霧？」

這也是這篇研究最重要的臨床意義。

它不是告訴大家「不要做人工關節手術」，而是提醒：

既然手術煙霧可以被測量，就應該想辦法把它控制得更好。

手術煙霧可以怎麼減少？

研究作者提出幾個重要方向：

① 使用煙霧抽吸設備

尤其是在容易產生大量煙霧的電燒階段，可以使用具有煙霧抽吸功能的設備。

過去研究也顯示，搭配煙霧抽吸的電刀筆可以降低手術煙霧中的微粒濃度。[5,6]

② 不要只依賴一般外科口罩

一般外科口罩並不是專門設計來過濾所有 PM2.5。因此，對於長期處在手術室中的醫療人員，配戴 N95 或以上等級的高效能濾材口罩可能具有更好的防護效果。

③ 手術室通風也很重要

除了「把煙吸走」，手術室整體的換氣與空氣管理同樣重要。

④ 特別注意手術早期

這篇研究的一個重要發現是：PM2.5 高峰往往出現在手術早期。

因此煙霧控制不能只在「煙很多的時候才想到」，而應該從手術開始、尤其是組織暴露及電燒階段，就做好控制。[1]

這些常見做法可能保護不足！

• 一般外科口罩對 PM2.5 的過濾效果有限，無法提供有效保護^[7,8]

• 骨科手術太空帽型頭盔（Surgical Helmet System）不僅不能防護 PM2.5，反而可能讓細微粒在頭盔內部累積^[9]

• 手術煙霧除 PM2.5 外還含揮發性有機物（VOCs），整體健康危害可能超過 PM2.5 數據所顯示的程度

那麼，DAA 人工髖關節是不是「比較好」？

這裡要非常小心解讀。研究確實發現：

正前開人工髖關節置換（DAA-THA）的 PM2.5 暴露明顯低於本研究中的 BHA 與 TKA。

研究作者認為，可能與 DAA 的：

• 肌肉間隙進入

• 較少使用電燒處理肌肉

• 較小、較深的手術切口

有關。[1]

但是：

這並不代表 DAA 一定比其他人工髖關節手術方式「更好」，更不能單純因為手術煙霧因素就決定手術入路。

人工髖關節的手術方式仍然必須依照病人的：

• 年齡

• 骨骼狀況

• 髖關節變形程度

• 肥胖程度

• 過去手術史

• 醫師經驗

等因素綜合評估。

手術煙霧只是手術室安全的一個考量。

對正在準備人工關節手術的病人，有什麼意義？

如果你是病人，其實不需要因為這篇研究而害怕人工關節手術。

因為這篇研究主要是在提醒：

「如何保護每天站在手術台旁邊的醫療團隊。」

對病人來說，真正重要的是：

✔ 選擇合適的手術方式✔ 控制慢性疾病✔ 戒菸✔ 改善營養與體能✔ 遵循術前與術後復健計畫✔ 選擇具有完整感染及血栓預防流程的醫療團隊

而對醫療團隊來說，則應該更加重視：

煙霧抽吸、手術室通風與適當的呼吸防護。

這篇研究有哪些限制？

雖然研究結果很有意思，但不能把它解讀得太過頭。研究只有 83 台手術，而且來自日本單一醫療中心，因此未必能完全代表所有醫院。[1]另外，研究主要測量的是 PM2.5，並沒有完整測量所有可能存在的有害物質，例如揮發性有機化合物（VOCs）。最重要的是：研究沒有追蹤醫療人員長期的健康結果。所以目前我們可以很有把握地說：人工關節手術確實會產生手術煙霧，而且部分手術的 PM2.5 濃度可能達到不健康程度。但是目前還不能直接說：「吸入多少手術煙霧，就一定會造成什麼疾病。」這仍然需要更大型、長期的研究來回答。[1]

總結

人工關節手術的目標，是讓病人重新站起來、走路、生活。

但一台成功的手術，不只是「把人工關節裝好」而已。

安全的手術環境，同樣是現代人工關節醫療的重要一環。

2026 年這篇研究讓我們第一次比較清楚地看到：

人工膝關節手術中的手術煙霧，可以在特定階段產生相當高的 PM2.5。

因此，除了關心病人的手術安全，也應該關心每天站在手術台旁邊的醫師、護理師與麻醉團隊。保護病人，也保護醫療團隊。

這才是現代人工關節手術應該追求的完整安全概念。

常見問題 FAQ

Q1：人工膝關節手術會產生 PM2.5 嗎？

會。電燒、軟組織處理及骨切削都可能產生手術煙霧，其中包含 PM2.5。[1]

Q2：人工膝關節手術的 PM2.5 很高嗎？

這篇研究發現，TKA 的最大 PM2.5 中位數為 118.80 μg/m³，而且 71% 的病例在手術進行約25% 時已經達到 AQI「不健康或更差」的程度。[1]

Q3：DAA 人工髖關節的手術煙霧比較少嗎？

在這篇研究中，DAA-THA 的 PM2.5 暴露確實明顯低於 BHA 與 TKA。不過這只是手術煙霧暴露的研究結果，不能單獨用來判定哪一種人工髖關節手術方式最適合病人。[1]

Q4：病人需要擔心手術煙霧嗎？

目前這篇研究主要是在評估手術團隊的職業暴露，並沒有證明病人會因手術煙霧而產生長期疾病。因此病人不需要因為這項研究而害怕人工關節手術。[1]

Q5：醫院如何降低手術煙霧？

目前重要措施包括煙霧抽吸設備、適當的手術室通風，以及針對細懸浮微粒的高效率呼吸防護。[20,21,30,31]

參考文獻

[1] Tsuchiya R, Suzuki R, Yano S, et al. Intraoperative Surgical Smoke During Arthroplasty: Early Unhealthy-Level Exposure and Approach-Dependent Risk. J Bone Joint Surg Am. 2026;108(16):1256-1263. doi:10.2106/JBJS.25.01585. (PubMed)

[2] Limchantra IV, Fong Y, Melstrom KA. Surgical smoke exposure in operating room personnel: a review. JAMA Surg. 2019;154(10):960-967.

[3] Casey VJ, McNamara LM. Instrumental in surgery: a narrative review on energy-based surgical cutting devices and surgical smoke. Ann Surg. 2023;278(3):e457-e465.

[4] Benaim EH, Jaspers I. Surgical smoke and its components, effects, and mitigation: a contemporary review. Toxicol Sci. 2024;198(2):157-168.

[5] Tanaka Y, Sawakami K, Shoji H, et al. Dynamics of surgical smoke during spinal surgery: comparison with and without a smoke evacuation pencil. J Orthop Sci. 2023;28(4):740-744.

[6] Tokuda Y, Okamura T, Maruta M, et al. Prospective randomized study evaluating the usefulness of a surgical smoke evacuation system. J Occup Med Toxicol. 2020;15:13.

[7] Stewart CL, Raoof M, Lingeman R, et al. A quantitative analysis of surgical smoke exposure as an occupational hazard. Ann Surg. 2021;274(2):306-311.

[9] Wang HK, Mo F, Ma CG, et al. Evaluation of fine particles in surgical smoke from an urologist’s operating room. Int Urol Nephrol. 2015;47(10):1671-1678.

[9] Tan W, Zhu H, Zhang N, et al. Characterization of the PM2.5 concentration in surgical smoke during hemihepatectomy. Environ Toxicol Pharmacol. 2019;72:103248.