医用中心供氧系统的研制及应用

随着制氧技术的不断发展，医用氧气从最初的工业氧发展到液氧，再到现在的变压吸附制氧。供氧方式也从单瓶直接供氧发展到集中供氧系统。目前，集中供氧系统与中央吸引系统、压缩空气系统已成为现代医院诊所三大必备的医用气体供应系统。

氧气是人体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，特别是在危重病人、意外伤害患者的急救中发挥着重要作用，供氧已成为医疗机构的必备条件之一。

医院供氧系统的发展历史

单瓶直供氧

单瓶直供是医院传统的供氧方式，一直以来都采用这种方式供应工业氧气。由于工业氧气中往往含有有害气体，且瓶内壁会生锈，导致氧气带有令人作呕的气味。临床使用时，会引起患者咳嗽，加重呼吸道症状。

因此，为了保障人民群众的身体健康，国家对医用氧气标准进行了修订。

集中供氧

供氧，又称中心供氧，是国际上广泛应用的现代供氧方式。我国于1983年研制出第一套中心供氧系统，并在大中城市得到广泛推广应用。目前，凡是具有一定规模的医院均已采用中心供氧系统。此外，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气体供应系统已成为医院病房楼新建、改造的必建项目，也是医院升级改造的必要项目。

集中供氧技术可以提高医院的医疗水平，使病人得到及时抢救或治疗，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：

• 集中供氧管路压力较低，并设有多重安全装置，更加安全可靠
• 集中供氧，无需携带氧气瓶至病房，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，可提供大流量持续供氧。
• 集中供氧的吸氧终端直接安装在手术室、急诊室及各病房的病房内，使吸氧变得简单、轻松、安全、可靠
• 集中供氧可显著提高氧气利用率，减少氧气管理人员，从而提高经济效益

医院中心供氧系统由氧源、氧气管道、阀门及终端设备等组成。目前，国内外常用母线槽式、液氧式、变压吸附式（PSA）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。系统由母线、一套自动/手动控制装置、声光报警装置、减压稳压装置、管路及附件组成。当氧气即将耗尽时，母线可自动切换到备用氧气供应。

控制装置设有压力表、监控单元、报警系统和指示灯，显示运行状态，并提醒用户更换用尽的氧气瓶。当自动控制装置发生故障时，备用减压稳压装置将投入运行，确保供氧压力的稳定。

液氧

采用液氧作为氧源的气源系统主要由液氧储罐、气化器、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加入到集中供氧系统的液氧罐中。液氧罐内设高压绝热夹层，保证液体所需的低温。

液氧流经气化器时温度急剧升高，导致其气化。高压气化后的氧气经减压装置减压，稳定后送出。一个系统中通常有两个液氧罐，一个供氧，一个备用；也可以将液氧罐与母线槽联用，由液氧罐供气，母线槽备用。

医用PSA制氧机供氧

医用PSA制氧机供氧系统主要由空压机及干燥机、过滤器、制氧机、储氧罐、管道及附件组成。如需向氧气瓶充氧，可设置氧气压缩机及氧气充装站。PSA制氧机采用变压吸附制氧技术，制得的氧气纯度≥90%，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气和氮气的选择性吸附，以及吸附容量随吸附压力的升高而增大，随吸附压力的降低而减小的特性。它在加压条件下吸附氮气，富集氧气；在减压条件下解吸已吸附的氮气，同时使分子筛再生。如此往复循环，实现氧氮分离和氧气生产。

医用PSA制氧机的使用，可配置为单机或双机。单机配置时，使用一套制氧机设备，并有氧气瓶母线作为备用。在用氧高峰期，通过母线补充氧气瓶，既经济又安全可靠。双机配置时，配置两套制氧机设备，方便停放和维护，并有备用氧气母线作为保障，更安全实用。

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。

液氧比母线运输有很大改进，具有运输量大、运输效率高、辅助时间少、氧气成本低等优点。一个3.65m3的液氧储罐，装满液氧并完全气化后，可产出3000m3氧气，需用钢瓶500个，仅钢瓶重量就达30t左右。

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，并定期对设备进行检查和维护，氧气使用程序相对繁琐。

医用PSA制氧机实现现场制氧，建立自己独立的制氧站，无需运输氧气，不受第二氧源的限制。设备可全自动运行，无需频繁调整校准，操作安全、简便。无需其他辅助设备，合格的医用氧气可直接进入管路系统，使医院管理更加科学化、现代化。

安全性比较

用于母线供氧的氧气瓶内氧气压力较高，一般为15MPa（150个大气压），若遇到强烈震动、碰撞等情况，有爆炸的危险，氧气瓶内氧气的质量和纯度不受用户控制。

液氧是最重要的安全隐患。液氧储罐中储存着大量的液氧。液氧温度极低（-183°C），且氧气是强燃烧剂，一旦泄漏，后果不堪设想。因此，液氧系统需要定期检查。如果液氧储罐上的防爆膜发生爆炸或排气阀跳闸排气，则意味着液氧储罐夹层真空度被破坏，需要进行维修并重新抽真空。

在人员密集的医院放置液氧罐十分危险，液氧在运输、包装过程中容易发生泄漏，甚至少量的油渍都可能引发火灾，存在安全隐患。

医用PSA制氧机工作在常温低压（20℃-40℃，6-8个大气压）下，原则上无不安全因素，是三种供氧方式中最安全的。制氧机一般配备备用母线氧源，以保证在断电、停机或一段时间内用氧量突然增大，超过制氧机额定产氧量时，仍能提供氧气。

经济比较

母线系统采用医院普遍配备的氧气瓶，只需加工氧气瓶，然后组装即可，节省前期投资成本。

供氧方式的选择

由于母线供氧初期投资最少，对于一些收治病人数量少、资金紧张的中小型医院来说，采用母线供氧是最实用、最经济的方式。从长远经济运行角度来看，医院PSA制氧机是最经济的供氧方式。该系统安全系数高，可实现无人化运行，管理现代化，是现代化医院的最佳选择。

因此，目前大型医院供氧均应采用医院专用PSA制氧机，同时由于PSA制氧机不需要第二个氧源，只用电就能正常供氧，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

氧气由氧气站输送至各楼层（病房、手术室、抢救中心、门诊等）。经二次稳压后，氧气输出压力为0.1-0.4MPs（可调）。氧气管道周围环境温度不宜超过70℃。

管道或阀门附近严禁明火和油污。氧气输送管道可采用铜管或不锈钢管。铜管更经济，是国家标准规定的首选材料。

氧气管进入病房后，连接到接线板（也叫治疗带），接线板是各种导线的导槽，是各种管路终端部件的集合体。