การพัฒนาและการประยุกต์ใช้ระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลางทางการแพทย์

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการผลิตออกซิเจน ออกซิเจนทางการแพทย์ได้พัฒนาจากออกซิเจนอุตสาหกรรมในยุคแรกไปสู่ออกซิเจนเหลว และต่อมาคือการผลิตออกซิเจนแบบดูดซับด้วยแรงดัน (PSA) ในปัจจุบัน วิธีการจ่ายออกซิเจนก็พัฒนาจากการจ่ายออกซิเจนโดยตรงจากถังเดียวไปสู่ระบบจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์ ปัจจุบัน ระบบจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์ ระบบดูดแบบรวมศูนย์ และระบบอัดอากาศ ได้กลายเป็นระบบจ่ายก๊าซทางการแพทย์ที่จำเป็นสามระบบในคลินิกโรงพยาบาลสมัยใหม่

ออกซิเจนเป็นสารสำคัญสำหรับกระบวนการเผาผลาญในร่างกายมนุษย์และเป็นสิ่งจำเป็นอันดับแรกสำหรับการดำรงชีวิต การเสริมออกซิเจนสามารถปรับปรุงสภาพแวดล้อมภายในร่างกายทั้งด้านสรีรวิทยาและชีวเคมี และส่งเสริมวงจรการเผาผลาญที่เป็นปกติ จึงบรรลุเป้าหมายในการรักษาโรค บรรเทาอาการ ส่งเสริมการฟื้นตัว ป้องกันการบาดเจ็บ และปรับปรุงสุขภาพ

ดังนั้น ออกซิเจนจึงมีบทบาทสำคัญในวงการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปฐมพยาบาลผู้ป่วยวิกฤตและผู้ได้รับบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ และการจัดหาออกซิเจนได้กลายเป็นหนึ่งในเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับสถานพยาบาล

ประวัติการพัฒนาของระบบจ่ายออกซิเจนในโรงพยาบาล

ระบบจ่ายออกซิเจนโดยตรงแบบขวดเดียว

การจ่ายออกซิเจนโดยตรงจากถังบรรจุเดียวเป็นวิธีการจ่ายออกซิเจนแบบดั้งเดิมในโรงพยาบาล และวิธีการนี้ก็ถูกใช้มาโดยตลอดในการจ่ายออกซิเจนในภาคอุตสาหกรรม เนื่องจากออกซิเจนในภาคอุตสาหกรรมมักมีก๊าซที่เป็นอันตราย และผนังด้านในของถังจะขึ้นสนิม ทำให้มีกลิ่นเหม็นคลื่นไส้ เมื่อนำมาใช้ในทางการแพทย์ จะทำให้ผู้ป่วยไอและทำให้อาการทางระบบทางเดินหายใจแย่ลง

ดังนั้น เพื่อเป็นการรับประกันสุขภาพของประชาชน จีนจึงได้แก้ไขมาตรฐานสำหรับออกซิเจนทางการแพทย์

ระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลาง

ระบบจ่ายออกซิเจน หรือที่เรียกว่าระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลาง เป็นวิธีการจัดหาออกซิเจนที่ทันสมัยและใช้กันอย่างแพร่หลายในระดับสากล ประเทศจีนได้พัฒนาระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลางเป็นครั้งแรกในปี 1983 และได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้อย่างกว้างขวางในเมืองขนาดใหญ่และขนาดกลาง ปัจจุบัน โรงพยาบาลขนาดใหญ่ทุกแห่งได้นำระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลางมาใช้แล้ว นอกจากนี้ ระบบจ่ายก๊าซทางการแพทย์ที่ประกอบด้วยระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลาง ระบบดูดส่วนกลาง และระบบอัดอากาศ ได้กลายเป็นโครงการที่ต้องสร้างในการก่อสร้างและปรับปรุงอาคารผู้ป่วยในโรงพยาบาล และเป็นโครงการที่จำเป็นสำหรับการยกระดับคุณภาพของโรงพยาบาล

เทคโนโลยีการจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์สามารถยกระดับมาตรฐานทางการแพทย์ของโรงพยาบาล ช่วยให้ผู้ป่วยได้รับการช่วยเหลือหรือการรักษาอย่างทันท่วงที และช่วยชีวิตผู้คนได้มากมาย ในขณะเดียวกัน เนื่องจากอุปกรณ์สำหรับเทคโนโลยีการจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์นั้นค่อนข้างกระจุกตัว จึงเอื้อต่อการบริหารจัดการโรงพยาบาลในยุคปัจจุบัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ท่อส่งออกซิเจนส่วนกลางมีแรงดันต่ำกว่าและติดตั้งอุปกรณ์ความปลอดภัยหลายอย่าง ทำให้มีความปลอดภัยและน่าเชื่อถือมากขึ้น
• ระบบจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์ไม่จำเป็นต้องขนถังออกซิเจนไปยังหอผู้ป่วย ทำให้การจัดเก็บและการขนส่งง่ายขึ้น
• ระบบจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์มีกำลังการจ่ายออกซิเจนสูง ความจุมาก แรงดันคงที่ และสามารถจ่ายออกซิเจนได้อย่างต่อเนื่องในปริมาณมาก
• เครื่องจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์สำหรับสูดดม ติดตั้งโดยตรงในห้องผ่าตัด ห้องฉุกเฉิน และหอผู้ป่วยแต่ละแห่ง ทำให้การสูดดมออกซิเจนง่าย สะดวก ปลอดภัย และเชื่อถือได้
• ระบบจ่ายออกซิเจนแบบรวมศูนย์สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ออกซิเจน ลดจำนวนบุคลากรที่ดูแลจัดการออกซิเจน และส่งผลให้ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

ระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลางของโรงพยาบาลประกอบด้วยแหล่งจ่ายออกซิเจน ท่อส่งออกซิเจน วาล์ว และอุปกรณ์ปลายทาง ปัจจุบัน แหล่งจ่ายออกซิเจนที่นิยมใช้กันทั้งในและต่างประเทศ ได้แก่ บัสบาร์ ออกซิเจนเหลว และเครื่องผลิตออกซิเจนแบบดูดซับแรงดันสลับ (PSA)

บัสบาร์

ระบบจ่ายออกซิเจนแบบบัสบาร์ประกอบด้วยถังออกซิเจนแรงดันสูงสองชุด (ชุดหนึ่งสำหรับจ่ายก๊าซ และอีกชุดสำหรับสำรอง) ประกอบด้วยบัสบาร์ อุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติ/แบบแมนนวล สัญญาณเตือนด้วยเสียงและแสง อุปกรณ์ลดและรักษาเสถียรภาพแรงดัน ท่อ และอุปกรณ์เสริมต่างๆ เมื่อออกซิเจนที่จ่ายใกล้หมด บัสบาร์จะสลับไปใช้แหล่งจ่ายออกซิเจนสำรองโดยอัตโนมัติ

อุปกรณ์ควบคุมประกอบด้วยมาตรวัดความดัน หน่วยควบคุมการตรวจสอบ และระบบเตือนภัยพร้อมไฟแสดงสถานะ เพื่อแสดงสภาวะการทำงานและเตือนผู้ใช้ให้เปลี่ยนถังออกซิเจนที่หมดแล้ว หากอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติล้มเหลว อุปกรณ์ลดความดันและรักษาเสถียรภาพความดันสำรองจะทำงานเพื่อรักษาเสถียรภาพของความดันออกซิเจน

ออกซิเจนเหลว

ระบบจ่ายก๊าซที่ใช้ออกซิเจนเหลวเป็นแหล่งออกซิเจนนั้น ประกอบด้วยถังออกซิเจนเหลว เครื่องระเหย อุปกรณ์ลดแรงดัน และอุปกรณ์เตือนภัยเป็นหลัก ออกซิเจนเหลวจะถูกเติมจากถังออกซิเจนเหลวของยานพาหนะขนส่งไปยังถังออกซิเจนเหลวของระบบจ่ายออกซิเจนส่วนกลาง โดยอาศัยความแตกต่างของแรงดันระหว่างภายในและภายนอกถังออกซิเจนเหลว ถังออกซิเจนเหลวมีฉนวนกันความร้อนแรงดันสูงเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของออกซิเจนเหลวให้ต่ำตามต้องการ

อุณหภูมิของออกซิเจนเหลวจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อไหลผ่านเครื่องระเหย ทำให้เกิดการระเหย ออกซิเจนที่ระเหยภายใต้ความดันสูงจะถูกลดความดันลงโดยอุปกรณ์ลดความดัน จากนั้นจึงส่งออกไปหลังจากความดันคงที่แล้ว โดยทั่วไปแล้ว ระบบจะมีถังออกซิเจนเหลวสองถัง ถังหนึ่งสำหรับจ่ายออกซิเจน และอีกถังหนึ่งสำหรับสำรอง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ถังออกซิเจนเหลวและบัสบาร์ร่วมกันได้ โดยถังออกซิเจนเหลวทำหน้าที่จ่ายก๊าซ และบัสบาร์ทำหน้าที่เป็นตัวสำรอง

เครื่องผลิตออกซิเจน PSA ทางการแพทย์ อุปกรณ์จ่ายออกซิเจน

ระบบจ่ายออกซิเจนของเครื่องผลิตออกซิเจนแบบ PSA ทางการแพทย์นั้นประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์และเครื่องอบแห้งอากาศ ตัวกรอง เครื่องผลิตออกซิเจน ถังเก็บออกซิเจน ท่อ และอุปกรณ์เสริมต่างๆ เป็นหลัก หากต้องการเติมออกซิเจนลงในถังออกซิเจน สามารถติดตั้งคอมเพรสเซอร์ออกซิเจนและสถานีเติมออกซิเจนเพิ่มเติมได้ เครื่องผลิตออกซิเจนแบบ PSA ใช้เทคโนโลยีการผลิตออกซิเจนแบบดูดซับด้วยแรงดันสลับ (Pressure Swing Adsorption: PSA) เพื่อให้ได้ออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์ ≥ 90% ซึ่งตรงตามมาตรฐานออกซิเจนทางการแพทย์

เทคโนโลยีการผลิตออกซิเจนแบบดูดซับสลับความดันใช้หลักการดูดซับแบบเลือกเฉพาะของออกซิเจนและไนโตรเจนโดยใช้ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ โดยมีลักษณะเฉพาะคือความสามารถในการดูดซับจะเพิ่มขึ้นเมื่อความดันในการดูดซับเพิ่มขึ้นและลดลงเมื่อความดันในการดูดซับลดลง โดยจะดูดซับไนโตรเจนภายใต้สภาวะความดันสูงเพื่อเพิ่มปริมาณออกซิเจน และคายไนโตรเจนที่ดูดซับไว้ภายใต้สภาวะความดันต่ำ พร้อมทั้งฟื้นฟูตะแกรงโมเลกุลไปพร้อมกัน วัฏจักรแบบสลับไปมานี้ทำให้เกิดการแยกออกซิเจนและไนโตรเจน และการผลิตออกซิเจน

เครื่องกำเนิดออกซิเจนแบบ PSA ทางการแพทย์สามารถติดตั้งได้ทั้งแบบหน่วยเดียวหรือแบบสองหน่วย ในแบบหน่วยเดียว จะใช้เครื่องกำเนิดออกซิเจนหนึ่งชุด และใช้บัสบาร์สำหรับถังออกซิเจนเป็นระบบสำรอง ในช่วงที่มีความต้องการออกซิเจนสูงสุด จะมีการเติมออกซิเจนจากถังผ่านบัสบาร์ ซึ่งทั้งประหยัด ปลอดภัย และเชื่อถือได้ ในแบบสองหน่วย จะติดตั้งเครื่องกำเนิดออกซิเจนสองชุด ซึ่งสะดวกต่อการจัดเก็บและบำรุงรักษา และมีบัสบาร์ออกซิเจนสำรองเป็นตัวรับประกัน ซึ่งปลอดภัยและใช้งานได้จริงมากกว่า

การเปรียบเทียบความเรียบง่าย

การจ่ายออกซิเจนผ่านบัสบาร์นั้นจำเป็นต้องซื้อถังออกซิเจนทางการแพทย์เป็นประจำ ซึ่งการขนส่ง การจัดการ และการดูแลถังออกซิเจนนั้นค่อนข้างยุ่งยาก และถังออกซิเจนก็ต้องการการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ

ออกซิเจนเหลวเป็นนวัตกรรมที่เหนือกว่าบัสบาร์อย่างมาก ด้วยข้อดีหลายประการ เช่น ปริมาณการขนส่งสูง ประสิทธิภาพการขนส่งสูง เวลาในการดำเนินการเสริมลดลง และต้นทุนออกซิเจนต่ำ ถังเก็บออกซิเจนเหลวขนาด 3.65 ลูกบาศก์เมตร เมื่อบรรจุออกซิเจนเหลวเต็มและเปลี่ยนเป็นก๊าซอย่างสมบูรณ์ สามารถผลิตออกซิเจนได้ 3,000 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งต้องใช้ถังเหล็กถึง 500 ถัง และน้ำหนักของถังเหล็กเพียงอย่างเดียวก็ประมาณ 30 ตันแล้ว

ถังเก็บออกซิเจนเหลวจำเป็นต้องเติมเพียง 1-2 ครั้งต่อเดือน แต่ข้อกำหนดในการใช้งานระหว่างการเติมนั้นสูงมาก และผู้ปฏิบัติงานต้องมีใบรับรอง ต้องตรวจสอบแรงดันขาออกทุกวัน และตรวจสอบและบำรุงรักษาอุปกรณ์อย่างสม่ำเสมอ ขั้นตอนการใช้งานออกซิเจนค่อนข้างยุ่งยาก

เครื่องผลิตออกซิเจน PSA ทางการแพทย์สามารถผลิตออกซิเจนได้ในสถานที่ และสร้างสถานีผลิตออกซิเจนอิสระของตัวเอง ไม่จำเป็นต้องขนส่งออกซิเจนและไม่ถูกจำกัดด้วยแหล่งออกซิเจนสำรอง อุปกรณ์สามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องปรับแต่งและสอบเทียบถี่ๆ ปลอดภัย ใช้งานง่าย และสะดวก ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เสริมอื่นๆ และออกซิเจนทางการแพทย์ที่มีคุณภาพสามารถเข้าสู่ระบบท่อส่งได้โดยตรง ทำให้การบริหารจัดการโรงพยาบาลเป็นไปอย่างเป็นวิทยาศาสตร์และทันสมัยยิ่งขึ้น

การเปรียบเทียบความปลอดภัย

ความดันออกซิเจนในถังออกซิเจนที่ใช้สำหรับจ่ายออกซิเจนในระบบบัสบาร์นั้นค่อนข้างสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ 15 เมกะปาสคาล (150 บรรยากาศ) ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิดได้หากเกิดการสั่นสะเทือนหรือการชนอย่างรุนแรง คุณภาพและความบริสุทธิ์ของออกซิเจนในถังออกซิเจนนั้นอยู่นอกเหนือการควบคุมของผู้ใช้

ออกซิเจนเหลวเป็นเรื่องสำคัญที่สุดที่ต้องคำนึงถึงด้านความปลอดภัย มีการจัดเก็บออกซิเจนเหลวปริมาณมากไว้ในถังเก็บออกซิเจนเหลว อุณหภูมิของออกซิเจนเหลวนั้นต่ำมาก (-183°C) และออกซิเจนเป็นสารไวไฟสูง หากเกิดการรั่วไหล ผลที่ตามมาจะร้ายแรงมาก ดังนั้น ระบบออกซิเจนเหลวจึงจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ หากแผ่นกันระเบิดบนถังออกซิเจนเหลวระเบิดหรือวาล์วระบายอากาศกระโดดออกมา แสดงว่าสุญญากาศภายในถังออกซิเจนเหลวถูกทำลาย และจำเป็นต้องซ่อมแซมและทำการดูดสุญญากาศใหม่

การวางถังออกซิเจนเหลวในโรงพยาบาลที่มีผู้คนหนาแน่นเป็นอันตราย ออกซิเจนเหลวมีโอกาสรั่วไหลได้ง่ายระหว่างการขนส่งและการบรรจุ และแม้แต่ไขมันเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดไฟไหม้ ซึ่งเป็นอันตรายต่อความปลอดภัย

เครื่องผลิตออกซิเจนแบบ PSA ทางการแพทย์ทำงานที่อุณหภูมิปกติและความดันต่ำ (20-40°C, 6-8 บรรยากาศ) โดยหลักการแล้วไม่มีปัจจัยที่ไม่ปลอดภัย และเป็นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดในบรรดาวิธีการจ่ายออกซิเจนทั้งสามวิธี โดยทั่วไปแล้วเครื่องผลิตออกซิเจนจะมีแหล่งจ่ายออกซิเจนสำรองแบบบัสบาร์เพื่อรับประกันการจ่ายออกซิเจนในกรณีที่ไฟฟ้าดับ เครื่องปิด หรือเมื่อการใช้ออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเป็นระยะเวลาหนึ่งและเกินกำลังการผลิตออกซิเจนที่กำหนดของเครื่องผลิตออกซิเจน

การเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจ

ระบบบัสบาร์ใช้ถังออกซิเจน ซึ่งโดยทั่วไปมีอยู่ในโรงพยาบาล สิ่งที่ต้องทำก็คือการนำถังออกซิเจนมาผ่านกระบวนการต่างๆ แล้วประกอบเข้าด้วยกัน ซึ่งจะช่วยประหยัดต้นทุนการลงทุนเริ่มต้น

ทางเลือกวิธีการจ่ายออกซิเจน

เนื่องจากระบบจ่ายออกซิเจนแบบบัสบาร์ใช้เงินลงทุนเริ่มต้นน้อยที่สุด สำหรับโรงพยาบาลขนาดเล็กและขนาดกลางที่มีกำลังรับผู้ป่วยจำกัดและงบประมาณจำกัด การใช้ระบบจ่ายออกซิเจนแบบบัสบาร์จึงเป็นวิธีที่ปฏิบัติได้จริงและประหยัดที่สุด จากมุมมองของการดำเนินงานทางเศรษฐกิจในระยะยาว เครื่องกำเนิดออกซิเจนแบบ PSA สำหรับโรงพยาบาลเป็นวิธีจ่ายออกซิเจนที่ประหยัดที่สุด ระบบนี้มีปัจจัยด้านความปลอดภัยสูง สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีผู้ควบคุม และจัดการได้อย่างทันสมัย ​​จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโรงพยาบาลสมัยใหม่

ดังนั้น ในปัจจุบัน โรงพยาบาลขนาดใหญ่ควรใช้เครื่องผลิตออกซิเจนแบบ PSA สำหรับการจ่ายออกซิเจน ในขณะเดียวกัน เนื่องจากเครื่องผลิตออกซิเจนแบบ PSA ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งออกซิเจนสำรอง และสามารถจ่ายออกซิเจนได้ตามปกติโดยใช้เพียงไฟฟ้า จึงเหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกลและพื้นที่ที่มีการคมนาคมไม่สะดวกด้วยเช่นกัน

ท่อและจุดเชื่อมต่อของระบบ

ออกซิเจนจะถูกส่งจากสถานีออกซิเจนไปยังแต่ละชั้น (หอผู้ป่วย ห้องผ่าตัด ศูนย์ช่วยเหลือ คลินิกผู้ป่วยนอก ฯลฯ) หลังจากปรับความดันให้คงที่แล้ว ความดันออกซิเจนที่ส่งออกจะอยู่ที่ 0.1-0.4 MPa/s (ปรับได้) อุณหภูมิโดยรอบท่อส่งออกซิเจนไม่ควรเกิน 70°C

ห้ามจุดเปลวไฟและวางคราบน้ำมันใกล้ท่อหรือวาล์วโดยเด็ดขาด ท่อส่งออกซิเจนสามารถทำจากท่อทองแดงหรือท่อสแตนเลสได้ โดยท่อทองแดงมีราคาประหยัดกว่าและเป็นวัสดุที่นิยมใช้ตามมาตรฐานแห่งชาติ

หลังจากท่อออกซิเจนเข้าสู่ห้องผู้ป่วยแล้ว จะเชื่อมต่อกับแผ่นปลายทาง (หรือเรียกว่าสายส่งออกซิเจน) แผ่นปลายทางเป็นร่องนำทางสำหรับสายไฟต่างๆ และเป็นส่วนประกอบของชิ้นส่วนปลายทางท่อต่างๆ