Благодаря непрерывному развитию технологий производства кислорода, медицинский кислород эволюционировал от первоначального промышленного кислорода до жидкого кислорода, а затем до современного метода адсорбции с изменением давления (PSA). Методы подачи кислорода также развивались: от прямой подачи кислорода из одного баллона до централизованной системы подачи кислорода. В настоящее время централизованные системы подачи кислорода, централизованные системы отсасывания и системы сжатого воздуха стали тремя основными системами подачи медицинского газа в современных больничных клиниках.
Кислород является ключевым веществом для метаболических процессов в организме человека и первостепенной необходимостью для поддержания жизнедеятельности. Дополнительное поступление кислорода может улучшить физиологическую и биохимическую внутреннюю среду организма и способствовать нормальному циклу обменных процессов, тем самым достигая цели лечения заболеваний, облегчения симптомов, ускорения выздоровления, предотвращения поражений и улучшения здоровья.
Таким образом, кислород играет важную роль в медицине, особенно при оказании первой помощи тяжелобольным пациентам и лицам с травмами, полученными в результате несчастных случаев, и подача кислорода стала одним из необходимых условий для медицинских учреждений.
История развития системы подачи кислорода в больницах.
Подача кислорода непосредственно из одного баллона.
Традиционным способом подачи кислорода в больницах является прямая подача кислорода из одного баллона, и этот метод всегда использовался для подачи кислорода в промышленности. Поскольку промышленный кислород часто содержит вредные газы, а внутренняя стенка баллона ржавеет, кислород приобретает тошнотворный запах. При клиническом применении он вызывает у пациентов кашель и усугубляет респираторные симптомы.
Поэтому, в целях обеспечения здоровья населения, Китай пересмотрел стандарты на медицинский кислород.
Централизованная подача кислорода
Система централизованного снабжения кислородом, также известная как система подачи кислорода, является современным методом подачи кислорода, широко используемым во всем мире. Первая централизованная система подачи кислорода была разработана в Китае в 1983 году и получила широкое распространение и применение в крупных и средних городах. В настоящее время все больницы определенного масштаба внедрили централизованные системы подачи кислорода. Более того, система подачи медицинских газов, состоящая из централизованной системы подачи кислорода, централизованной системы отсасывания и системы сжатого воздуха, стала обязательным элементом при строительстве и реконструкции больничных корпусов, а также необходимым проектом для модернизации больниц.
Технология централизованной подачи кислорода может повысить уровень медицинского обслуживания в больницах, обеспечить своевременную помощь и лечение пациентам, тем самым спасая множество жизней. В то же время, поскольку оборудование для централизованной подачи кислорода относительно сконцентрировано, это способствует современному управлению больницами.
В частности, отражены следующие аспекты:
- Централизованная система подачи кислорода имеет более низкое давление и оснащена множеством предохранительных устройств, что делает ее более безопасной и надежной.
- Централизованная подача кислорода избавляет от необходимости носить кислородные баллоны в палату, что упрощает их хранение и транспортировку.
- Централизованная система подачи кислорода обладает высокой пропускной способностью, большим объемом, стабильным давлением и может обеспечивать непрерывную подачу кислорода с большим потоком.
- Терминал централизованной подачи кислорода устанавливается непосредственно в операционной, приемном отделении и палатах каждого отделения, что делает ингаляцию кислорода простой, удобной, безопасной и надежной.
- Централизованная подача кислорода может значительно повысить эффективность его использования, сократить количество персонала, занимающегося обеспечением кислородом, и, следовательно, увеличить экономическую выгоду.
Центральная система подачи кислорода в больнице состоит из источника кислорода, кислородного трубопровода, клапана и оборудования с терминалом. В настоящее время в стране и за рубежом в качестве источников кислорода в системах подачи кислорода обычно используются шинопроводы, жидкий кислород и кислородные концентраторы с адсорбцией при переменном давлении (PSA).
Автобус
Система подачи кислорода по шине состоит в основном из двух комплектов баллонов с кислородом высокого давления (один для подачи газа, другой — резервный). Она включает в себя шину, комплект устройств автоматического/ручного управления, звуковую и световую сигнализацию, устройства понижения и стабилизации давления, трубопроводы и комплектующие. Когда запас кислорода подходит к концу, шина автоматически переключается на резервную подачу кислорода.
Устройство управления включает в себя манометр, блок контроля и мониторинга, а также систему сигнализации и индикаторные лампы для отображения рабочих условий и напоминания пользователю о необходимости замены отработанного кислородного баллона. В случае отказа автоматического устройства управления вступает в действие резервное устройство понижения и стабилизации давления для обеспечения стабильности давления подачи кислорода.
Жидкий кислород
Система подачи газа, использующая жидкий кислород в качестве источника кислорода, в основном состоит из резервуара с жидким кислородом, испарителя, устройства понижения давления и сигнального устройства. Жидкий кислород подается из резервуара с жидким кислородом транспортного средства в резервуар с жидким кислородом централизованной системы подачи кислорода за счет разницы давлений между внутренней и внешней сторонами резервуара. Резервуар с жидким кислородом служит высокотемпературным изоляционным слоем, обеспечивающим необходимую низкую температуру жидкости.
Температура жидкого кислорода резко повышается при его прохождении через испаритель, вызывая его испарение. Давление испаренного кислорода под высоким давлением снижается с помощью редукционного устройства, после чего кислород отводится после стабилизации давления. Как правило, в системе имеется два резервуара с жидким кислородом: один для подачи кислорода, другой — резервный; резервуар с жидким кислородом и шина также могут использоваться совместно, при этом резервуар с жидким кислородом подает газ, а шина используется в качестве резервной.
Медицинский кислородный концентратор PSA, подача кислорода
Система подачи кислорода медицинского кислородного концентратора PSA в основном состоит из воздушного компрессора и осушителя, фильтра, кислородного концентратора, резервуара для хранения кислорода, трубопроводов и принадлежностей. При необходимости заправки кислородных баллонов может быть установлен кислородный компрессор и заправочная станция. Кислородный генератор PSA использует технологию адсорбции при переменном давлении для получения кислорода с чистотой ≥ 90%, соответствующей стандартам медицинского кислорода.
Технология производства кислорода методом адсорбции с переменным давлением использует селективную адсорбцию кислорода и азота цеолитными молекулярными ситами, при этом адсорбционная способность увеличивается с повышением давления адсорбции и уменьшается с его понижением. При адсорбции азота в условиях повышенного давления происходит обогащение кислородом; при пониженном давлении адсорбированный азот десорбируется, и одновременно происходит регенерация молекулярного сита. Этот возвратно-поступательный цикл обеспечивает разделение кислорода и азота и производство кислорода.
Использование медицинских кислородных генераторов PSA может осуществляться в одноблочной или двухблочной конфигурации. В одноблочной конфигурации используется один комплект кислородного генератора, а в качестве резервного используется шина кислородного баллона. В периоды пиковой потребности в кислороде кислородный баллон пополняется через шину, что является экономичным, безопасным и надежным решением. В двухблочной конфигурации используются два комплекта кислородных генераторов, что удобно для размещения и обслуживания, а также имеется резервная кислородная шина в качестве гарантии, что делает конфигурацию более безопасной и практичной.
Сравнение простоты
Для подачи кислорода по шине требуется регулярная закупка медицинских кислородных баллонов, транспортировка, обращение и хранение которых сложны, а сами баллоны нуждаются в регулярном техническом обслуживании.
Жидкий кислород представляет собой значительное усовершенствование по сравнению с шинопроводами, обладая преимуществами большого объема транспортировки, высокой эффективности транспортировки, сокращения времени вспомогательных работ и низкой стоимости кислорода. Резервуар для хранения жидкого кислорода объемом 3,65 м³, заполненный жидким кислородом и полностью газифицированный, может производить 3000 м³ кислорода, для чего требуется 500 стальных баллонов, а вес одних только стальных баллонов составляет около 30 тонн.
Резервуары для хранения жидкого кислорода необходимо заполнять всего 1-2 раза в месяц, но требования к эксплуатации во время заправки очень высоки: операторы должны иметь соответствующую сертификацию, ежедневно проверять выходное давление, а также регулярно осматривать и обслуживать оборудование. Процедура использования кислорода относительно сложна.
Медицинский кислородный генератор PSA обеспечивает производство кислорода на месте и создает собственную независимую кислородную станцию. Он не требует транспортировки кислорода и не ограничен наличием второго источника кислорода. Оборудование может работать в автоматическом режиме без частой регулировки и калибровки. Оно безопасно, просто и удобно в эксплуатации. Не требуется никакого дополнительного оборудования, а качественный медицинский кислород может напрямую поступать в трубопроводную систему, что делает управление больницей более научным и современным.
Сравнение безопасности
Давление кислорода в кислородном баллоне, используемом для подачи кислорода к шине, относительно высокое, обычно 15 МПа (150 атмосфер), что может привести к взрыву при сильной вибрации и ударах. Качество и чистота кислорода в баллоне не контролируются пользователем.
Жидкий кислород представляет собой важнейший фактор безопасности. В резервуаре для хранения жидкого кислорода хранится большое количество жидкого кислорода. Температура жидкого кислорода чрезвычайно низкая (-183°C), и кислород является сильным воспламеняющим веществом. Утечка может иметь катастрофические последствия. Поэтому система хранения жидкого кислорода нуждается в регулярных проверках. Если взрывозащитный диск на резервуаре с жидким кислородом взорвется или выпускной клапан перескочит на выпускное отверстие, это означает, что вакуум в межслойном пространстве резервуара с жидким кислородом нарушен, и его необходимо восстановить и откачать заново.
Размещение баллонов с жидким кислородом в больницах с высокой плотностью пациентов опасно. Жидкий кислород склонен к утечкам во время транспортировки и упаковки, а даже небольшое количество смазки может вызвать пожар, создавая угрозу безопасности.
Медицинские кислородные генераторы PSA работают при нормальной температуре и низком давлении (20–40 °C, 6–8 атмосфер). В принципе, они не представляют опасности и являются самым безопасным из трех методов подачи кислорода. Кислородные концентраторы обычно оснащены резервным источником кислорода на шине для обеспечения подачи кислорода в случае отключения электроэнергии, остановки работы или внезапного увеличения потребления кислорода на определенный период времени, превышающего номинальную производительность кислородного концентратора.
Экономическое сравнение
В шинопроводной системе используются кислородные баллоны, которые обычно имеются в больницах. Все, что нужно сделать, это обработать баллоны и затем собрать их, что позволяет сэкономить на первоначальных инвестиционных затратах.
Выбор метода подачи кислорода
Поскольку система подачи кислорода по шине требует наименьших первоначальных инвестиций, для некоторых небольших и средних больниц с ограниченной вместимостью и нехваткой средств использование системы подачи кислорода по шине является наиболее практичным и экономичным методом. С точки зрения долгосрочной экономической эффективности, генератор кислорода PSA для больниц является наиболее экономичным способом подачи кислорода. Система обладает высоким коэффициентом безопасности, может работать в автономном режиме и управляться современными средствами. Это лучший выбор для современных больниц.
Поэтому в настоящее время крупным больницам следует использовать кислородные концентраторы PSA для подачи кислорода. В то же время, поскольку кислородные концентраторы PSA не требуют второго источника кислорода и могут подавать кислород, как правило, только от электричества, они также подходят для некоторых отдаленных районов и районов с затрудненным транспортным сообщением.
Системные трубы и терминалы
Кислород подается с кислородной станции на каждый этаж (палата, операционная, реанимационный центр, амбулатория и т. д.). После вторичной стабилизации давления выходное давление кислорода составляет 0,1-0,4 МПа (регулируемое). Температура окружающей среды вокруг кислородного трубопровода не должна превышать 70 °C.
Открытое пламя и масляные пятна строго запрещены вблизи трубопроводов или клапанов. Кислородные трубопроводы могут быть изготовлены из медных или нержавеющих труб. Медные трубы более экономичны и являются предпочтительным материалом, указанным в национальных стандартах.
После того как кислородная трубка попадает в палату, она подсоединяется к клеммной пластине (также называемой лечебным поясом). Клеммная пластина представляет собой направляющую канавку для различных проводов и узла различных концевых компонентов трубопровода.
Дата публикации: 09.06.2025