З постійним розвитком технології виробництва кисню, медичний кисень еволюціонував від початкового промислового кисню до рідкого кисню, а потім до сучасного виробництва кисню методом адсорбції під впливом коливань тиску (PSA). Метод подачі кисню також розвинувся від прямої подачі кисню з одного балона до централізованої системи подачі кисню. Наразі централізовані системи подачі кисню, центральні системи відсмоктування та системи стисненого повітря стали трьома основними системами постачання медичних газів у сучасних лікарняних клініках.
Кисень є ключовою речовиною для метаболічної активності людини та першою необхідністю для життєдіяльності людини. Кисневі добавки можуть покращити фізіологічне та біохімічне внутрішнє середовище людського організму та сприяти доброякісному циклу метаболічних процесів, тим самим досягаючи мети лікування захворювань, полегшення симптомів, сприяючи одужанню, запобігаючи ураженням та покращуючи здоров'я.
Тому кисень відіграє важливу роль у медичній галузі, особливо в наданні першої допомоги тяжкохворим пацієнтам та особам з випадковими травмами, а постачання кисню стало однією з необхідних умов для медичних закладів.
Історія розвитку системи кисневого постачання лікарень
Пряма подача кисню з одного балона
Пряма подача кисню з одного балона є традиційним способом постачання кисню в лікарнях, і цей метод завжди використовувався для постачання промислового кисню. Оскільки промисловий кисень часто містить шкідливі гази, а внутрішня стінка балона іржавіє, кисень матиме нудотний запах. При клінічному використанні він викликає кашель у пацієнтів та посилює респіраторні симптоми.
Тому, щоб забезпечити здоров'я людей, Китай переглянув стандарти медичного кисню.
Централізоване постачання кисню
Киснепостачання, також відоме як централізоване постачання кисню, – це сучасний метод постачання кисню, який широко використовується в усьому світі. Китай розробив першу централізовану систему постачання кисню в 1983 році, вона широко популяризувалася та застосовується у великих і середніх містах. Наразі всі лікарні певного масштабу впровадили центральні системи постачання кисню. Крім того, система медичного газопостачання, що складається з централізованої системи постачання кисню, центральної системи відсмоктування та системи стисненого повітря, стала обов'язковим проектом для будівництва та реконструкції палат у лікарнях, а також необхідним проектом для модернізації лікарень.
Централізована технологія постачання кисню може покращити медичний рівень лікарень, дозволити пацієнтам своєчасно отримати допомогу або лікування, і таким чином врятувати багато життів. Водночас, оскільки обладнання для централізованої технології постачання кисню є відносно концентрованим, це сприяє сучасному управлінню лікарнями.
Зокрема, відображені такі аспекти:
- Централізований трубопровід подачі кисню має нижчий тиск і оснащений кількома запобіжними пристроями, що робить його безпечнішим та надійнішим.
- Централізоване постачання кисню не вимагає перенесення кисневих балонів до палати, що спрощує зберігання та транспортування
- Централізована система постачання кисню має потужну кисневу потужність, велику місткість, стабільний тиск і може забезпечувати безперервне постачання кисню з великим потоком.
- Кисневий інгаляційний термінал для централізованої подачі кисню встановлюється безпосередньо в операційній, відділенні невідкладної допомоги та палатах кожного відділення, що робить інгаляцію кисню простою, легкою, безпечною та надійною.
- Централізоване постачання кисню може значно покращити використання кисню, зменшити кількість персоналу, відповідального за управління киснем, і таким чином підвищити економічні вигоди.
Центральна система постачання кисню в лікарні складається з джерела кисню, кисневого трубопроводу, клапана та обладнання з терміналом. Наразі як джерело кисню в системах постачання кисню в країні та за кордоном зазвичай використовуються шини, рідкий кисень та кисневі концентратори з перепадами тиску (PSA).
Шина
Система подачі кисню шиною складається в основному з двох комплектів кисневих балонів високого тиску (один для подачі газу та один для резервного). Вона складається з шини, комплекту пристроїв автоматичного/ручного керування, звукової та світлової сигналізації, пристроїв для зниження та стабілізації тиску, трубопроводу та аксесуарів. Коли подача кисню майже вичерпається, шина може автоматично переключитися на резервне живлення киснем.
Пристрій керування має манометр, блок керування моніторингом, систему сигналізації та індикаторні лампи для відображення робочих умов та нагадування користувачеві про заміну відпрацьованого кисневого балона. У разі відмови автоматичного пристрою керування вмикається резервний пристрій зниження та стабілізації тиску, щоб забезпечити стабільність тиску подачі кисню.
Рідкий кисень
Система подачі газу, що використовує рідкий кисень як джерело кисню, складається переважно з резервуара з рідким киснем, випарника, пристрою для зниження тиску та сигналізації. Рідкий кисень подається з резервуара з рідким киснем транспортного засобу до резервуара з рідким киснем централізованої системи постачання кисню, використовуючи різницю тиску між внутрішньою та зовнішньою частинами резервуара з рідким киснем. Резервуар з рідким киснем являє собою проміжний шар ізоляції високого тиску для забезпечення необхідної низької температури рідини.
Температура рідкого кисню різко підвищується, коли він проходить через випарник, що призводить до його випаровування. Тиск кисню, що випаровується під високим тиском, знижується за допомогою редуктора, а потім він виводиться після стабілізації тиску. Зазвичай у системі є два резервуари з рідким киснем: один для подачі кисню, а інший для резервного копіювання; резервуар з рідким киснем та шина також можуть використовуватися разом, причому резервуар з рідким киснем подає газ, а шина використовується як резервна.
Медичний кисневий концентратор PSA для постачання кисню
Система подачі кисню медичного кисневого концентратора PSA складається в основному з повітряного компресора та осушувача, фільтра, кисневого концентратора, резервуара для зберігання кисню, труб та аксесуарів. Якщо потрібне заповнення кисневих балонів киснем, можна встановити кисневий компресор та станцію заправки киснем. Генератор кисню PSA використовує технологію виробництва кисню з перепадом тиску та адсорбцією для отримання кисню з чистотою ≥ 90%, що відповідає стандартам медичного кисню.
Технологія виробництва кисню за допомогою адсорбції під впливом коливань тиску використовує селективну адсорбцію кисню та азоту за допомогою цеолітних молекулярних сит, а адсорбційна здатність зростає зі збільшенням тиску адсорбції та зменшується зі зменшенням тиску адсорбції. Вона адсорбує азот під тиском для збагачення киснем; десорбує адсорбований азот під зниженим тиском та одночасно регенерує молекулярне сито. Цей зворотно-поступальний цикл забезпечує розділення кисню та азоту й виробництво кисню.
Медичні генератори кисню PSA можуть бути налаштовані як одинарні або подвійні. В конфігурації з одним блоком використовується один комплект обладнання для генератора кисню, а шина кисневого балона використовується як резервна. Під час пікового попиту на кисень кисневий балон доповнюється шиною, що є одночасно економічним, безпечним та надійним. У конфігурації з двома блоками налаштовано два комплекти обладнання для генератора кисню, що зручно для паркування та обслуговування, а також є резервна киснева шина як гарантія, що є безпечнішим та практичнішим.
Порівняння простоти
Постачання кисню через шини вимагає регулярного придбання медичних кисневих балонів, які складно транспортувати, обробляти та використовувати, а самі балони потребують регулярного технічного обслуговування.
Рідкий кисень є значним покращенням порівняно з шинами, завдяки великому об'єму транспортування, високій ефективності транспортування, меншому допоміжному часу та низькій вартості кисню. Резервуар для зберігання рідкого кисню об'ємом 3,65 м3, заповнений рідким киснем та повністю газифікований, може виробляти 3000 м3 кисню, для чого потрібно 500 сталевих балонів, а вага самих сталевих балонів становить близько 30 тонн.
Резервуари для зберігання рідкого кисню потрібно наповнювати лише 1-2 рази на місяць, але експлуатаційні вимоги під час наповнення дуже високі, і оператори повинні мати сертифікат для роботи, щодня перевіряти вихідний тиск, а також регулярно оглядати та обслуговувати обладнання. Процедура використання кисню є досить громіздкою.
Медичний генератор кисню PSA реалізує виробництво кисню на місці та встановлює власну незалежну станцію виробництва кисню. Він не потребує транспортування кисню та не обмежений другим джерелом кисню. Обладнання може працювати автоматично без частого налаштування та калібрування. Воно безпечне, просте та зручне в експлуатації. Не потрібне жодне інше допоміжне обладнання, а кваліфікований медичний кисень може безпосередньо надходити в систему трубопроводів, що робить управління лікарнею більш науковим та сучасним.
Порівняння безпеки
Тиск кисню в кисневому балоні, що використовується для подачі кисню через шину, є відносно високим, зазвичай 15 МПа (150 атмосфер), що може призвести до вибуху у разі сильної вібрації та зіткнення. Якість та чистота кисню в кисневому балоні не контролюються користувачем.
Рідкий кисень є найважливішою проблемою безпеки. У резервуарі для зберігання рідкого кисню зберігається велика кількість рідкого кисню. Температура рідкого кисню надзвичайно низька (-183°C), а кисень є сильним горючим агентом. Витікання може мати катастрофічні наслідки. Тому система рідкого кисню потребує регулярних перевірок. Якщо вибухобезпечний диск на балоні з рідким киснем вибухне або випускний клапан перестрибує у напрямку вихлопу, це означає, що вакуум у проміжному шарі балона з рідким киснем порушено, і його слід відремонтувати та повторно відкачати.
Розміщувати балони з рідким киснем у густонаселених лікарнях небезпечно. Рідкий кисень схильний до витоку під час транспортування та упаковки, і навіть невелика кількість жиру може спричинити пожежу, що створює загрозу безпеці.
Медичні генератори кисню PSA працюють за нормальної температури та низького тиску (20°C-40°C, 6-8 атмосфер). В принципі, немає небезпечних факторів, і це найбезпечніший з трьох методів подачі кисню. Кисневі концентратори, як правило, оснащені резервним шинним джерелом кисню для забезпечення подачі кисню у разі відключення електроенергії, зупинки або коли споживання кисню раптово зростає на певний період часу та перевищує номінальне виробництво кисню кисневим концентратором.
Економічне порівняння
Система шин використовує кисневі балони, які зазвичай є в лікарнях. Все, що потрібно зробити, це обробити балони, а потім зібрати їх, що заощадить початкові інвестиційні витрати.
Вибір методу подачі кисню
Оскільки постачання кисню через шини вимагає найменших початкових інвестицій, для деяких малих та середніх лікарень, які мають невелику місткість для прийому пацієнтів та дефіцит коштів, використання постачання кисню через шини є найбільш практичним та економічним методом. З точки зору довгострокової економічної експлуатації, генератор кисню PSA для лікарні є найекономічнішим способом постачання кисню. Система має високий коефіцієнт безпеки, може експлуатуватися без обслуговування та керуватися сучасним способом. Це найкращий вибір для сучасних лікарень.
Тому наразі великі лікарні повинні використовувати лікарняні кисневі концентратори PSA для постачання кисню. Водночас, оскільки кисневі концентратори PSA не потребують другого джерела кисню та можуть постачати кисень зазвичай лише за допомогою електроенергії, вони також підходять для деяких віддалених районів та районів із незручним транспортним сполученням.
Системні труби та термінали
Кисень транспортується з кисневої станції на кожен поверх (відділення, операційна, рятувальний центр, амбулаторія тощо). Після стабілізації вторинного тиску вихідний тиск кисню становить 0,1-0,4 МПа (регулюється). Температура навколишнього середовища навколо кисневого трубопроводу не повинна перевищувати 70°C.
Відкритий вогонь та масляні плями суворо заборонені поблизу трубопроводів або клапанів. Трубопроводи для подачі кисню можуть бути виготовлені з мідних труб або труб з нержавіючої сталі. Перший варіант є більш економічним і є кращим матеріалом, визначеним національними стандартами.
Після того, як киснева трубка потрапляє до палати, її підключають до клемної пластини (також званої поясом для обробки). Клемна пластина є напрямною канавкою для різних проводів та збірки різних компонентів терміналу трубопроводу.
Час публікації: 09 червня 2025 р.