医用集中供氧系统的开发与应用

随着制氧技术的不断发展,医用氧气已从最初的工业氧气发展到液氧再到现在的变压吸附(PSA)制氧。供氧方式也从单瓶直接供氧发展到集中供氧系统。目前,集中供氧系统、中心吸引系统、压缩空气系统已成为现代医院诊所必不可少的三大医用供气系统。

集中供氧系统

 

氧气是人体新陈代谢活动的关键物质,是人体生命运动的第一必需品。补氧可以改善人体生理生化内环境,促进代谢过程的良性循环,从而达到治疗疾病、缓解症状、促进康复、预防病变、增进健康的目的。

因此,氧气在医疗领域发挥着重要的作用,特别是在危重病人和意外伤害者的急救中,供氧已成为医疗机构的必备条件之一。

集中供氧系统-1

 

医院供氧系统的发展历史

单瓶直接供氧

单瓶直接供氧是医院传统的供氧方式,工业用氧也一直采用这种方式。由于工业氧气中常含有有害气体,钢瓶内壁会生锈,因此氧气会有令人作呕的气味。临床使用时,会引起患者咳嗽,加重呼吸道症状。

因此,为了保障人民健康,我国修订了医用氧气标准。

集中供氧

供氧又称中心供氧,是国际上广泛采用的现代供氧方法。我国于1983年研制成功第一套中央供氧系统,现已在大中城市广泛推广应用。目前,具有一定规模的医院均采用了中心供氧系统。而且,由集中供氧系统、中心吸引系统和压缩空气系统组成的医用供气系统,已成为医院病房建筑建设和改造的必建项目,也是医院升级改造的必备项目。

集中供氧技术可以提高医院的医疗水平,使患者能够得到及时的抢救或治疗,从而挽救许多生命。同时,由于集中供氧技术的设备相对集中,有利于医院的现代化管理。

具体体现在以下几个方面:

  • 集中供氧管道压力更低,并配备多重安全装置,更安全可靠
  • 集中供氧,无需携带氧气瓶到病房,储存和运输更方便
  • 集中供氧系统供氧能力强、容量大、压力稳定,可提供大流量连续供氧
  • 集中供氧的吸氧终端直接安装在手术室、急诊室及各病区的病房内,使吸氧简单轻松、安全可靠
  • 集中供氧可显着提高氧气利用率,减少氧气管理人员数量,从而提高经济效益

集中供氧系统-2

医院中心供氧系统由氧源、氧气管道、阀门及终端设备组成。目前国内外普遍采用母线、液氧和变压吸附制氧机作为供氧系统的氧源。

母线

母线供氧系统主要由两套高压氧气瓶(一套供气,一套备用)组成。它由母线、一套自动/手动控制装置、声光报警器、减压稳压装置、管道及附件组成。当氧气供应即将耗尽时,母线可以自动切换到备用氧气供应。

控制装置设有压力表、监测控制单元、报警系统和指示灯,显示运行状况并提醒用户更换耗尽的氧气瓶。若自动控制装置发生故障,备用减压稳压装置将投入运行,保证供氧压力的稳定。

液氧

采用液氧作为氧源的气源系统主要由液氧罐、汽化器、减压装置和报警装置组成。利用液氧罐内外压差将液氧从运输车辆的液氧罐添加到集中供氧系统的液氧罐中。液氧罐为高压保温夹层,保证液体所需的低温。

液氧流经汽化器时温度急剧升高,导致空气汽化。高压汽化氧气经减压装置减压,压力稳定后送出。系统中一般有两个液氧罐,一个供氧,一个备用;液氧罐和母线也可以联合使用,由液氧罐供气,母线作为备用。

医用PSA制氧机供氧

医用PSA制氧机供氧系统主要由空气压缩机及干燥机、过滤器、制氧机、储氧罐、管道及附件等组成。若氧气瓶需要充氧,可设置氧气压缩机和氧气充装站。 PSA制氧机采用变压吸附制氧技术,获得纯度≥90%的氧气,符合医用氧气标准。

变压吸附制氧技术利用沸石分子筛对氧和氮的选择性吸附,其吸附容量随吸附压力的升高而增大、随吸附压力的降低而降低的特点。在加压条件下吸附氮气富氧;在减压条件下解吸吸附的氮气,同时使分子筛再生。这样往复循环,实现了氧和氮的分离以及氧气的生产。

医用PSA制氧机的使用可以配置为单机或双机。单机配置时,采用一套制氧机设备,氧气瓶母线作为备用。需氧高峰时,通过母线补充氧气瓶,既经济又安全可靠。双机组配置时,配置两套制氧机设备,方便停车和维护,并且有备用氧气母线作为保障,更安全、更实用。

简单性比较

母线供氧需要定期购买医用氧气瓶,运输、搬运、管理复杂,且需要定期维护。

液氧相对母线有很大的改进,具有输送量大、输送效率高、辅助时间少、氧气成本低等优点。一个3.65立方米的液氧储罐,充满液氧并充分气化,可产生3000立方米的氧气,需要500个钢瓶,仅钢瓶的重量就约为30t。

液氧储罐每月只需充装1-2次,但充装时的操作要求很高,操作人员必须持证上岗,每天检查输出压力,定期对设备进行检查和维护。氧气的使用程序比较繁琐。

医用PSA制氧机实现现场制氧,建立自己独立的制氧站。不需要氧气输送,不受第二氧源的限制。设备可自动运行,无需频繁调整和校准。操作安全、简单、方便。无需其他辅助设备,合格的医用氧气可直接进入管道系统,使医院管理更加科学、现代化。

安全性比较

母线供氧用的氧气瓶内氧气压力较高,一般为15MPa(150个大气压),遇到强烈振动和碰撞可能会引起爆炸。氧气瓶中氧气的质量和纯度不受用户控制。

液氧是最重要的安全问题。液氧储罐内储存有大量的液氧。液氧的温度极低(-183℃),氧气是一种强燃烧剂。一旦泄露,后果不堪设想。因此,液氧系统需要定期检查。如果液氧罐上的防爆盘爆炸或排气阀跳动排气,则说明液氧罐夹层真空被破坏,应修复并重新抽真空。

在人口密集的医院放置液氧罐是危险的。液氧在运输和包装过程中容易发生泄漏,甚至少量油脂也可能引起火灾,存在安全隐患。

医用PSA制氧机在常温低压(20°C-40°C,6-8个大气压)下工作。原则上不存在不安全因素,是三种供氧方式中最安全的。制氧机一般都设有备用母线氧源,以保证在停电、停机或一段时间内耗氧量突然增加并超过制氧机额定产氧量时的氧气供应。

经济比较

母线系统使用氧气瓶,一般医院都有。只需要对气缸进行加工,然后进行组装,从而节省了初始投资成本。

供氧方式的选择

由于母线供氧所需的初期投资最少,对于一些收治病人能力较小、资金短缺的中小型医院来说,采用母线供氧是最实用、最经济的方法。从长期经济运行的角度来看,医院PSA制氧机是最经济的供氧方式。系统安全系数高,可实现无人操作和现代化管理。是现代医院的最佳选择。

因此,目前大医院应采用医院PSA制氧机进行供氧。同时,由于PSA制氧机不需要第二氧源,只需电力即可正常供氧,因此也适合一些偏远地区和交通不便的地区。

系统管道和终端

氧气从氧气站输送到各楼层(病房、手术室、抢救中心、门诊等)。二次稳压后,氧气输出压力为0.1-0.4MPs(可调)。氧气管道周围的环境温度不应超过70℃。

管道、阀门附近严禁有明火和油污。氧气输送管道可以采用铜管或不锈钢管。前者更经济,是国家标准规定的首选材料

氧气管进入病房后与接线板(也称治疗带)连接。端子板是各种电线的导向槽和各种管道端子部件的装配体。

 

 


发布时间:2025年6月9日