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            醫用氣體系統
            時間:2021-05-07 15:41:29 點擊:


            一、醫用氣體的種類和用途

            1、醫用氣體的種類

            醫用氣體是指醫療過程中使用的氣體。有的用于治療、有的用于麻醉、有的用來驅動醫療設備和工具。常用的有7種氣體:氧氣、氮氣、氧化二氮、氬氣、氦氣、二氧化碳和壓縮空氣 。

            醫用氣體系統還包括負壓吸引系統和麻醉廢氣排放系統。

            2、醫用氣體的性質和用途

            (1)氧氣

            氧氣的分子式為O2。它是一種強烈的氧化劑和助燃劑。高濃度氧氣遇到油脂會發生強烈的氧化反應 ,產生高溫,甚至發生燃燒、爆炸,所以在《建筑設計防火規范》中被列為乙類火災危險物質。

            然而,氧氣也是維持生命的最基本物質,醫療上用來給缺氧病人補充氧氣。直接吸入高純氧對人體有害,長期使用的氧氣濃度一般不超過30~40%。普通病人通過濕化瓶吸氧;危重病人通過呼吸機吸氧。

            氧氣還用于高壓倉治療潛水病、煤氣中毒以及用于藥物霧化等。

            (2)一氧化二氮

            一氧化二氮分子式為N2O。它是一種無色、好聞、有甜味的氣體,人少量吸入后,面部肌肉會發生痙攣,出現笑的表情,故俗稱笑氣。

            一氧化二氮常溫下不活潑,無腐蝕性。一氧化二氮在溫度超過650℃時會分解成氮氣和氧氣,故有助燃作用。在高溫下,壓力超過15大氣壓時會引起油脂燃燒。

            人少量吸入笑氣后,有麻醉止痛作用,但大量吸入會使人窒息。醫療上用笑氣和氧氣的混合氣作麻醉劑,通過封閉方式或呼吸機給病人吸入進行麻醉。

            用笑氣作麻醉劑具有誘導期短、鎮痛效果好、蘇醒快、對呼吸和肝、腎功能無不良影響的優點。但它對心肌略有抑制作用,肌松不完全,全麻效能弱。單用笑氣作麻醉劑,僅適用于拔牙、骨折整復、膿腫切開、外科縫合等牙科、外科小手術。大手術時常要與巴比妥類藥物、琥珀酰膽堿、鴉片制劑、環丙烷、乙醚等聯合使用,以增強效果。

            (3)二氧化碳

            二氧化碳分子式為CO2,俗稱碳酸氣。醫療上二氧化碳用于腹腔和結腸充氣,以便進行腹腔鏡檢查和纖維結腸鏡檢查。此外,它還用于試驗室培養細菌(厭氧菌)。

            二氧化碳經加壓(5.2大氣壓)、降溫(-56.6℃以下)可制成干冰。醫療上干冰用于冷凍療法,用來治療白內障、血管病等。

            (4)氬氣、氦氣

            氬氣分子式為Ar,氦氣分子式為He。它們是一種無色、無味、無毒的惰性氣體。醫療上用于氬氣刀、氦氣刀等手術器械。

            (5)壓縮空氣

            壓縮空氣用于為口腔手術器械、骨科器械、呼吸機等傳遞動力。

            (6)氮氣

            氮氣的分子式為N2。它是一種無色、無味、無毒、不燃燒的氣體。常溫下不活潑,不與一般金屬發生化學反應。醫療上用來驅動醫療設備和工具。

            液氮常用于外科、口腔科、婦科、眼科的冷凍療法,治療血管瘤、皮膚癌、痤瘡、痔瘡、直腸癌、各種息肉、白內障、青光眼以及人工受精等。

            3、醫院中使用醫用氣體的部門

            醫院中使用醫用氣體的部門主要有手術室、預麻室、恢復室、清創室、婦產科病房、ICU病房以及普通病房等。

            二、醫用氣體系統簡介

            1、醫用氣體系統的組成

            醫用氣體系統是指向病人和醫療設備提供醫用氣體或抽排廢氣、廢液的一整套裝置。  

            常用的醫用氣體系統有氧氣系統、氮氣系統、笑氣系統、氬氣系統、二氧化碳系統、壓縮空氣系統、負壓吸引系統、麻醉廢氣排放系統等。其中,負壓吸引系統用于為病人吸痰和手術中吸膿、血、腹水之用。

            麻醉廢氣排放系統用于排放病人在麻醉過程中呼出的混合廢氣。麻醉廢氣的主要成分為氧化二氮、二氧化碳、空氣、安氟醚、異氟醚等醚類氣體。

            醫院選用系統的多少由醫院決定。但氧氣系統、壓縮空氣系統和負壓吸引系統是必備的。

            每個供氣系統一般由氣站、輸氣管路、監控報警裝置和用氣設備四部分組成。

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            以氧氣系統為例:氣站可由制氧機、氧氣儲罐、一級減壓器等組成;輸氣管路由輸氣干線、二級穩壓箱、表閥箱、樓層總管、支管、檢修閥、分支管、流量調節閥、氧氣終端等組成;監控報警裝置由電接點壓力表、報警裝置、情報面盤等組成。用氣設備為濕化瓶或呼吸機等。

                負壓吸引系統由真空站、輸氣管路、監控報警裝置和吸引設備四部分組成。真空站由真空泵、真空罐、細菌過濾器、污物接受器等組成;輸氣管路由吸引干線、表閥箱、樓層總管、支管、檢修閥、分支管、流量調節閥、吸引終端等組成;吸引設備為負壓吸引瓶;監控報警裝置由電接點真空表、報警裝置、情報面盤等組成。

            麻醉廢氣排放有兩種方式:真空泵抽氣和引射抽氣。引射抽氣系統由廢氣排放終端、廢氣排放分支管、支管、廢氣排放總管等組成。

            2、氣源

            醫院常用的氣源有三類:

            (1)制氣設備

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                                                     真空吸引站


            一般采用的制氣設備有液化空氣分離裝置、分子篩變壓吸附分離裝置、膜滲透分離裝置、空氣壓縮機等。

            工業上制取氧氣、氮氣等氣體一般采用液化空氣分餾法。即先除去空氣中的水分和二氧化碳,接著對空氣進行壓縮、降溫使之液化,然后利用液氮(沸點-196℃)、液氧(沸點-183℃)、液氬(沸點-186℃)沸點的不同,進行分餾。當液化空氣溫度升高到超過-196℃時,低沸點的氮氣就從液化空氣中大量蒸發出來;當溫度升高到超過-186℃時,氬氣就從液化空氣中大量蒸發出來;最后剩下的就主要是液氧了。當然這些氣體都是不純的,還要經過精餾、純化、干燥才能得到我們需要的高純度氣體。


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                       雙機組分子篩制氧系統                        分子篩高純氧提取設備            


            有的醫院也采用分子篩變壓吸附分離裝置直接將空氣中的氧氣、氮氣等成份分離出來。

                醫用氧氣一般不采用水電解法生產,因為這種氧氣純度不高,含水量大。

            壓縮空氣一般用空氣壓縮機生產??諝鈮嚎s機有活塞式、離心式、螺桿式等多種形式。按潤滑形式分,還可分為有油潤滑和無油潤滑兩類。醫用壓縮空氣要求清潔無油,因此最好采用無油潤滑的空氣壓縮機生產。但有油潤滑的空氣壓縮機目前價格較低,在加裝油水分離裝置后,也可使用。

            用氣量大的醫院和無供氣渠道的醫院一般采用這類氣源。這種氣源一次性投資較大,管理、維修成本較高,但無停氣之憂。如能保持連續生產,生產每m3氣體的成本也不會高。


            (2)液化氣儲罐加汽化器

                         

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            壓縮空氣站


            液化氣供應方便的地區,醫院可采用這類氣源。這種氣源一次性投資較省,供氣量可大可小,適應性

            強。但要考慮足夠的儲備量(不少于3日),以防供應不及時。

            (3)氣體匯流排

            在壓縮氣體或瓶裝液化氣體供應方便的地區,小的醫療機構可以采用這類氣源。它的投資很省,但要經常換氣。采用匯流排同樣要有不少于3日的儲備量,以防供應不及時。不過,匯流排間的氣瓶總數不得超過20瓶。

            按GB50333-2002 《醫院潔凈手術部建筑技術規范》的要求,氣體匯流排最好都采用兩組氣瓶自動切換的類型,以確保供氣安全和連續供氣。

             

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            自動切換氣體匯流排

            3、輸氣管路

            氣站將氣源提供的氣體進行除油、除水、過濾、減壓之后,變成符合醫用要求的氣體,通過輸氣干線輸送到手術部和病房所在的樓層,然后通過樓層總管、支管、分支管輸送到各手術室和病房的氣體終端。樓層醫用氣體管路一般由管道、管道連接件(簡稱管件)、閥門及二級穩壓箱、表閥箱、氣體終端設備(嵌壁終端箱、吊塔、設備帶)等組成。

            (1)管子與連接

            供氣管道的材料一般采用銅管或不銹鋼管。這兩種材料的耐腐蝕性較好,在醫用氣體中不會生成容易脫落的松銹或有害氣體,因此不會污染醫用氣體。負壓吸引管和廢氣排放管可以采用鍍鋅鋼管和PVC管,價格比較便宜。

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            為便于生產和運輸,管材都是裁成一定長度的(小管徑的管子有卷材),稱為定尺長度。為了制作符合圖紙要求的管段和將各管段組裝成符合圖紙要求的管路,需要對管材進行裁切和拼接。管子的連接方式分為兩大類:一類是不可拆連接,例如焊接、膠接等;另一類是可拆連接,例如即螺紋連接、活接頭連接和法蘭連接等。管子采用焊接連接有利于保證氣密性。銅管與管件常采用承插式銀釬焊連接。不銹鋼管與管件常采用氬弧焊對焊連接。PVC管和管件常采用膠接或塑料焊接。需要拆卸的地方,例如管子與閥門的

            連接一般采用可拆連接,即螺紋連接、活接頭連接或法蘭連接?;罱宇^連接有球面連接、卡套連接、平面連接等多種形式。

            管道應適當分段,段與段之間采用可拆連接,以便安裝和維修。例如負壓吸引系統經常會發生使用不當引起的堵塞,需要逐段分解進行疏通,不采用活接頭連接就很不方便。

             

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            a.安全閥

            安全閥一般安裝在氣罐、減壓閥等處,以防止閥后的管路超壓。

            b.減壓閥(減壓器)

            氣源產生的氣體壓力比醫院需要的最高使用壓力高,就要在氣站進行減壓,使氣站輸出的氣體壓力等于或略高于最高使用壓力。氣站進行的減壓常稱為一級減壓。如果輸送到樓層的氣體壓力比該樓層需要的壓力高,則在樓層進氣管處還要進行再次減壓,稱為二級減壓。用于樓層氧氣、壓縮空氣系統減壓、穩壓的裝置常稱為“二級穩壓箱”。箱內一般裝有兩個并聯的減壓器,一用一備,保證用氣安全。此外,箱內還裝有安全閥、壓力表和切斷閥等。

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            c.切斷閥

            切斷閥用于切斷管道內氣體的通路。裝在樓層氣體總管上的總閥(在報警表閥箱內)、支管和分支管上(或嵌壁終端箱內)的維修閥均為切斷閥。常用的切斷閥有截止閥和球閥。它們與管道的連接形式有螺紋連接、法蘭連接、活接頭連接等形式。為便于維修和更換,一般不采用焊接連接。

                純氧在管道內快速流動時,如急劇關閉閥門,由此引起的氣體沖擊、震蕩極易引發火災等危險。所以對于容易引起火災危險的氧氣、笑氣管路不應采用球閥。閥門的密封材料一般應采用聚四氟乙烯材料制作,或采用硬密封。

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            負壓吸引系統的切斷閥,除需要調節流量者外,一般應采用球閥。因為球閥不易為血塊、紗布等雜物堵塞。

                GB50333《醫院潔凈手術部建筑技術規范》的消防要求中規定:“潔凈手術部內應設置能緊急切斷集中供氧干管的裝置”。裝在報警表閥箱內的氧氣總閥和專設的氧氣防火切斷閥即具有這種功能。

            d.調節閥

            減壓閥可用來調節氣體的壓力。流量調節閥可用來調節氣體的流量。普通截止閥雖也有一定的調節功能,但不夠精確、不夠穩定。針形截止閥比較好些。

            (3)醫用氣體終端設備

            醫用氣體終端一般是采用插拔式自封接頭的形式。它由一個氣體自封插座和一個氣體插頭組成。使用時,將空心的氣體插頭插進氣體插座,頂開其中的活門,使管道中的氣體能從插座和插頭的內腔通過。一旦拔出氣體插頭,閥座中的彈性元件就將活門關閉,禁止氣體通行。


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                廢氣排放終端有時帶有氣體引射器,利用噴嘴中高速噴出的壓縮空氣建立負壓區,吸引廢氣并與之混合,帶動它一起經廢氣排放管排出。

            一般每個手術室都裝有兩套醫用氣體終端。一套裝在吊塔上,一套裝在嵌壁終端箱內,一用一備。預麻室、蘇醒室、ICU病房等房間的醫用氣體終端一般裝在設備帶上。如用戶用的是吊塔,就裝在吊塔上。

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            嵌壁終端箱的面板上裝有各種氣體終端及氣體的電接點壓力表和真空表。箱內則裝有氣體檢修、調節閥。嵌壁終端箱應暗裝。面板與墻齊平并保證氣密。面板底邊的離地高度為1~1.2m。

            吊塔按用途分,可分為麻醉科吊塔、外科吊塔、內窺鏡吊塔、顯示器吊塔等種。按型式分,又可分為

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            柱式、轉臂式、電動升降式三類。其中轉臂式又可分為單轉臂式和雙轉臂式兩種。電動升降式也可分為單轉臂和雙轉臂兩種。此外,按安置設備的平臺數分,還可分為單平臺和雙平臺兩種。

            吊塔的用途不同,上面安裝的氣體終端品種也不同。例如,麻醉科吊塔一般要裝笑氣、氧氣、壓縮空氣、負壓吸引和麻醉廢氣排放終端。因為這都與使用麻醉機有關。一般麻醉科吊塔和嵌壁終端箱應安裝在手術床上病人的頭部右側。

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                                  醫用設備帶


            設備帶安裝在病床頭部的墻上,其底邊離地高度為1.4m,比病床稍高。設備帶上一般裝有各種氣體終端、電源插座等。還可安裝微光燈、呼叫按鈕等裝置。

            4、監控報警裝置

                在醫用氣體系統中,一般裝有三級氣體監控報警系統。它們的功能是向設備管理人員、醫護人員即時提供醫用氣體系統的狀態參數(壓力、流量等),一旦參數超出正常范圍,便發出聲、光報警信號報警。

            第一級為氣站監控報警系統,安裝在氣站,用以監控氣源、氣體處理裝置及存儲設備的工況。它由安裝在高、低壓氣體管道或氣罐上的電接點壓力表、安裝在氣體管道上的流量計、安裝在控制箱(柜)內的控制報警裝置及報警線路組成。

            氣站工作時,管理人員可通過壓力表、流量計隨時檢查氣站設備的運行情況。一旦管道或氣罐內的氣體超、欠壓,控制箱(柜)上的紅燈就亮,蜂鳴器(或電喇叭、電鈴)就鳴叫,以提醒管理人員注意。

            第二級為樓層監控報警系統,安裝在用氣的樓層,用以監控供氣干管向該樓層供氣的狀況。它由安裝在摟層氣體報警裝置表閥箱上的電接點壓力表、安裝在樓層氣體總管上的流量計、安裝在報警裝置表閥箱或護士站的控制報警裝置及報警線路等組成。該樓層的醫護、維修人員可通過壓力表、流量計隨時檢查樓層氣體總管內氣體的狀況。一旦管道內的氣體超、欠壓,控制報警裝置上的紅燈就亮,蜂鳴器(或電喇叭)就鳴叫,以提醒有關人員報警。

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            第三級為手術室監控報警系統,安裝在各手術室,用以監控氣體系統向該手術室供氣的狀況。它由安裝在嵌壁終端箱上的電接點壓力表、安裝在手術室情報面盤中的控制報警裝置及報警線路等組成。

            手術室的醫護人員可通過壓力表隨時檢查手術室的供氣情況。一旦氣體出現超、欠壓,情報面盤上的紅燈就亮,蜂鳴器(或電喇叭)就鳴叫,以提醒醫護人員報警。

            三、醫用氣體系統的設計要求

            1、用戶對醫用氣體系統提出的要求

                我們的設計是為用戶服務的,歸根結蒂,是為人民大眾服務的。滿足用戶提出的正當要求,是我們責任。全國醫療機構很多,業務重點也不盡相同,所以對醫用氣體系統提出的要求也五花八門。但個性中蘊涵著共性,醫療行業把這種共性——基本要求歸納總結出來,定為設計標準,這就是:

            (1)GB50333《醫院潔凈手術部建筑技術規范》;

            (2)YY/T0186《醫用中心吸引系統通用技術條件》;

            (3)YY/T0187《醫用中心供氧系統通用技術條件》;

              (4)JGJ49《綜合醫院建筑設計規范》;

            (5)YFB001《軍隊醫院潔凈手術部建筑技術規范》;

            (6)YFB004《軍隊醫院潔凈護理單元建筑技術標準》等。

            當然,這只是一般要求,用戶在合同中提出的特殊要求我們也要在設計中實現。

            此外,我們還要執行下列法規和技術標準,這是確保產品質量和安全的需要。

            2、《醫院潔凈手術部建筑技術規范》的有關規定

            國家標準《醫院潔凈手術部建筑技術規范》中有關醫用氣體系統的規定有:

            1 使用要求

            (1)氣體終端處的流量和壓力要符合表3-1的規定。

            (2)氣體終端氣量應充足、壓力穩定、流量可調。氣體應有3日儲備量。

            (3)手術室氣體終端裝置有兩種形式:吊塔和嵌壁式終端箱。一用一備。

            (4)氣體終端采用插拔式自封快速接頭。

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            (5)嵌壁終端箱面盤應與墻面齊平合縫,內部應密封。高度恰當。

            2 安全性要求


            (1)氣源雙路供氣,自動切換。手術部氣體應專線供氣,并確保不斷氣。

            (2)有壓力指示和超、欠壓報警裝置。有安全閥。

            (3)各手術室有氣體切斷閥。樓層氧氣有防火切斷閥。

            (4)不同氣體的終端插頭、插座不能互換。插座上要有明顯不同的標志。

            (5)正壓氣體管道采用耐腐蝕、使用中不產生松銹的材料。管道須經過除銹清洗、脫脂處理才可安裝。施工中要防止焊渣等異物進入管內。

            氧氣管道為什麼要脫脂處理?這是因為

            (a)純氧是強烈氧化劑,遇油脂會發生強烈氧化反應,產生高溫,甚至引起燃燒,這將使管路強度降低,甚至發生爆炸;

            (b)油脂污染吸入的氣體,對人體有害;

            (c)油脂會堵塞閥門、氣體終端的喉道,造成機械故障。

              (f)限制氣體流速不大于10m/s。金屬管道、減壓切換裝置要接地,消除靜電。

            管道為什麼要靜電接地?這是因為

            (a)管內氣體流動會產生靜電,管路帶靜電會引發火災;

            (b)醫生和病人受靜電刺激會造成醫療事故;

            (c)靜電會加速管道腐蝕,縮短系統的使用壽命。

              (7)醫用氣體管道要防腐蝕、防受熱、防通電。醫用氣體管道與燃氣管道、蒸汽管道、腐蝕介質管道、電線要保持間距,并采取隔離措施,并且不能與它們共用管井(也不能用空調管井)。管道與支架要絕緣,防靜電腐蝕。

            為什麼氣體管道要與燃氣管道、蒸汽管道、腐蝕介質管道、電線保持間距?這是因為

            (a)防止管內氣體受熱膨脹使壓力超過安全限度;

            (b)防止管道受腐蝕,壁厚變薄,發生爆炸;

            (c)防止管路帶電,危及人身安全。

            3 維護性要求

            (1)各手術室有氣體切斷閥;樓層各氣體總管有切斷閥。

            (2)各氣體管道上要作標記,以志區別。

            (3)閥門應設置在檢修口附近。

            (4)需要檢修的成品、儀表等與管道的連接應為可拆連接。需要定期校驗的儀表、設備,其接管處應有檢修閥,以便封閉管口。

            4 經濟性要求

            (1)在滿足使用要求和安全性的前提下,盡量采用價格較低的材料。

            (2)管徑不宜過大,余量要適度。管徑可根據流量適當分級。

            (3)管路布置應盡力減少管路長度,少拐彎。 


                                                                  

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