浅析医用压缩空气系统供气安全
日期:2015-01-18

医用气体系统又被称生命支持系统,用于维系危重患者生命,促进患者康复。已被业界广泛认同的世界上最流行的两大标准HTM 2022和NFPA 99已有了几十年的历史,我国最新的医用气体规范也即将出台。遵循权威标准而建立起来的生命支持系统,将会对维系整个医院的有序运行起到越来越重要的作用。

医用压缩空气是中心供气系统中最为重要的医用气体之一,是唯一由医院现场生产制造的“药品”(有些医院使用制氧机除外)。《欧洲药典》中把压缩空气作为一种药品并对其成分做了详细规定。因此各个医院的供气设备管理者肩负的责任重大。下面以医院新购的美国必康美德(BeaconMedaes)医用压缩空气为例,结合NFPA 99要求,对如何做到供气安全进行简单的分析。

医用压缩空气主要供给个病房、重症监护病房、抢救室、手术室等用于患者呼吸。例如许多对氧气敏感患者需要用医用空气来代替,还有许多患者需使用高精度呼吸机。那么,什么样的医用压缩空气对患者才是安全可靠的呢?

一、保证连续供气

换句话说,就是在任何情况下不能停气。要保证连续供气,就要对系统中的每一个零部件都要考虑备用或安全设计,包括电气控制部分。同时还要考虑断电恢复自启动,确保瞬间断电能持续供气。这个问题已经得到现有绝大多数医院管理者的认同,而且国内医院在这方面做得都比较完善。

二、保证气体质量,

安全的医用压缩空气系统中,气体质量要符合患者安全使用的要求。而压缩空气中最令人头疼问题的是空气中的油和水。

(一)解决空气中含油的问题

外界空气经过老式含油空气压缩机处理后,往往会带有微量的油分子,含油的医用气体在与氧气对接供应到呼吸机内部会产生氧油结合引起局部爆炸燃烧,这是极其危险的。在西方发达国家明确规定医用气体中油含有量小于0.1mg/m³。现在通常我们解决含油问题采用两种方式。一是采用无油压缩系统,另一种是用油过滤器滤除含有压缩机中的油。如果采用有油压缩系统,虽然采购成本较低,但对维护要求很高,维护保养复杂且成本大大提高。往往因为维护保养不及时,气体质量达不到要求而影响患者健康或损坏终端设备。特别是对设备管理还不完善的医院,建议应考虑选用无油供气系统,从根本上解决气体含油问题。如海军总医院新采购的机组就是无油涡旋压缩机组。其最大特点就是设备采用无油压缩机组,全年只需极少的维护就可保证供气的连续性及可靠性。

(二)解决空气中的含水量问题

空气中的含水量是往往容易被忽视的问题。水分不像其他灰尘颗粒一样被筛除在空气过滤器外。它能透过过滤器进入供气管道、麻醉机、呼吸机及其他终端设备。液态水或在水汽与麻醉剂混合的作用下,能够造成麻醉喷雾器的机械故障。呼吸机浸水可能造成昂贵的维修费用甚至造成设备报废。在低温环境下,医用气体供气管道中的水可能会结冰而堵塞管道,影响气体流量。此外水还容易引起管道铜管氧化,造成管道中所含有害杂质数量成几何倍数急剧增加。这些都给医院带来较大的经济损失。有些医院采用小型便携式压缩机驱动呼吸机,这虽然解决了水的危害,但成本较高,特别是呼吸机较多的大型医院,其成本可能远远超过集中供气的成本,而且水还是细菌繁殖的媒介,容易造成病员交叉感染。特别提到小型压缩机的工作噪音还会给患者造成烦躁感。

1.不推荐使用冷干机

美国NFPA 99规定“在任何流量下露点温度应为0℃以下”。目前大多数集中供气的医院采用两种不同的干燥技术,即冷冻式干机(下面简称冷干机)和吸附式干燥机(下面简称吸干机)。冷干机的露点温度一般在+3℃。总结海军总医院在过去使用冷干机的过程中发现最大问题是在低流速的情况下露点温度会急剧上升,造成水分子无法排除。后来研究发现这是因为流速低的情况下(额定流量20%)时,水分离器中的冷凝水不能及时排除而造成分离器内形成含有大量饱和水分子,并随气体带入后序设备及管道中积聚成液态水。故此,国外一般都不推荐医用空气系统中使用冷干机。

2.吸干机的优点与缺点

吸干机是利用吸附粒子(三氧化二铝)与水分子间的范德华力吸附水分子而达到干燥的目的,因此吸干机不会存在低流速下冷干机的问题。工业用吸干机一般露点温度为-40℃,实际上患者根本不可能吸入太干燥的空气,而必须重新湿化后才能供给患者呼吸。所以医用空气并不需要太低的露点,况且露点越低,所消耗的电能也越多。因此建议医用空气中重点问题不是要达到多少露点,而是确保任何状态下终端不会出现液态水。海军总医院购买的医用空气机组均采用露点温度为-12℃的吸干机,在满足使用要求同时,也能得到较高性价比。

当然,切换阀门容易损坏是吸干机主要缺点,不仅增加维修成本且对系统连续供气要求带来安全隐患。对此,建议使用专门设计的专用切换阀。此次海军总医院选购的阀门采用耐磨的陶瓷材料作为阀芯,可保证8年以上免维护,彻底消除阀门带来的安全问题(见图1)。

 

 

 

441TM 换向阀

 

 

 

动态陶瓷片

 

 

 

静态陶瓷片

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图1 专用切换阀门

       

三、一体式机组更加安全

最后值得一提的是,海军总医院这次采购的是一体式(撬装式)机组(见图2)。这不仅使得结构更加紧凑、安装更加简便,整体运行噪音低,更为重要的是,一体式机组每个零部件都是经过厂家进行设计、出厂前经过严格测试,保证系统的设计流量及防止泄漏,还避免现场拼凑或安装错误而造成安全隐患。这就好像组装式电脑和原装品牌电脑一样,看上去配置一样,但原装品牌机的运行稳定性及可靠性会更胜一筹。

 

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图2 一体式机组

四、结束语

随着国家医用气体规范即将出台,希望国内医用气体产品制造商及工程公司能及时转变观念,开发相应市场,借鉴国外优秀技术,尽快生产制造出符和最新医用标准的高品质供气产品,确保提供给患者更安全可靠的医用空气。

 

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