數字化監控在醫院中心供氧系統中的應用

何德慶江門市人民醫院，廣東江門　529000

數字化監控在醫院中心供氧系統中的應用

何德慶
江門市人民醫院，廣東江門529000

醫院中心供氧系統需要為醫療臨床提供穩定、連續的保障支撐，該文通過運用機電一體化自動控制技術，將老舊的醫院制氧系統的核心設備進行數字化監控技術改造，使得制氧設備能夠在設備出現異常時實時提供故障預警，值班人員能夠在第一時間進行快速維修，使醫療用氧得到連續、穩定的供應。

醫院中心供氧系統；數字化監控；應用

［Abstract］The system of central oxygen supply in hospital needs to provide steady and continuous guarantee support，the core equipment of old hospital oxygen system is transformed by digital monitor and control technology and electromachinery automatic control techonology，thus，the oxygen producing equipment can provide real-time fault alarm when the device is abnormal，the operators on duty can conduct rapid maintenance at the first time，making the medical oxygen usage obtain continuous and steady supply.

［Key words］System of central oxygen supply in hospital；Digital monitor and control；Application

氧是人體代謝活動的關鍵物質，是人體生命運動的第一需要，氧氣的補給可以改善人體的生理、生化內環境、促進代謝過程的良性循環，從而達到治療疾病、緩解癥狀、促進康復和預防病變、增進健康的目的。氧氣以其維持生命的特性而成為醫院急救和治療必不可少的重要因素［1］。

隨著醫用制氧技術的不斷發展，醫用氧氣從最初的工業氧、后來的液氧發展到目前的醫用變壓吸附（PSA）制氧，供氧方式也從單瓶直接供氧發展到集中供氧系統。醫用中心供氧系統的應用和實施，是醫院現代化的標志［2］。醫用變壓吸附（PSA）制氧系統已經成為現代化醫院臨床的醫用氧氣主流供應系統之一，作為醫學臨床重要的支持系統，醫用變壓吸附（PSA）制氧系統可改善醫院的醫療水平，使患者能夠得到及時搶救或治療，從而使許多人的生命得到挽救。因此醫用變壓吸附（PSA）制氧系統的穩定、無故障的安全運行是醫院設備管理部門首要任務。

1　系統現狀

醫院中心供氧系統由氧源、輸氧管道、閥和設備帶終端幾部分組成。目前，該院采用醫用變壓吸附（PSA）制氧機和匯流排作為供氧系統的氧源。匯流排作為備用氧源，在醫用變壓吸附（PSA）制氧機出現故障或維保停機時開啟使用。該院最初的一套PSA變壓吸附醫用制氧系統始建于2006年，設備采用美國某品牌的單機17立方雙機組配置。該套系統的主要組成設備如圖1所示。

由于當時設備的自動控制水平所限，該套系統的自動控制與監控水平與當前的主流設備相比已略顯不足。主要表現在以下兩方面：

①螺桿式空壓機控制系統采用儀表控制，無故障預警功能，當設備出現故障時值班人員無法在第一時間獲得故障預警和故障信息，需要值班人員根據累積的設備維護、維修經驗對設備進行檢修，大大增加了設備值班人員的工作強度和難度，同時對整套系統的運行穩定性也具有一定的安全隱患。

②制氧機主機控制系統采用儀表控制，對氧氣壓力和氧氣純度異常無故障報警功能。在氧氣壓力或純度出現異常時，依靠用氧終端科室電話報障，此無疑將影響臨床科室的安全、穩定用氧需求。但該套設備目前運轉尚穩定，如淘汰換新將會對該院造成一定的浪費，因此對該套設備進行相關的技術改造，將大大提供設備的利用率。

圖1　

2　技術改造措施

2.1空壓機加裝智能控制器，使其具有自動控制功能和故障監控、預警功能

圖2　

利用故障診斷技術找出故障源、分析故障原因、預防故障，對于延長空壓機壽命，保證運行安全意義重大［3］，如圖2。

空壓機主控制器采用加裝ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器，并利用 ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器的報警干接點在值班室加裝聲、光報警裝置（如圖3所示），該控制器采用5.7寸彩色液晶顯示器，中文菜單式操作。控制器具備完善的對空壓機的控制、監控和保護的所有功能和擴展能力。

圖3　

控制功能能夠自動控制空壓機的運行、加載和卸載。并可以根據每日的開機、停機計劃，在ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器中菜單中非常方便地編制程序對壓縮機進行自動控制。大大降低設備管理人員的勞動強度。

監控和保護功能可以對空壓機的運行溫度、運行壓力、電壓、電流等運行數據全面監控，當運行數據達到設定的預警值時，ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器自動向值班室發出聲、光報警，值班人員可以在設備出現異常的第一時間到達現場對故障予以解除。可大大降低設備的故障停機概率。當運行數據達到設定的故障停機值時，ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器將自動切斷空壓機電源停止空壓機繼續運轉，保護空壓機防止故障擴大化，同時控制器自動向值班室發出聲、光報警，同時ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC會將發生故障停機時的設備運行數據存儲與控制器內存卡中，為設備檢修人員檢修故障提供數據支持。

同時ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器具有強大的擴展功能，如擴展多機連控功能、擴展無線遠程監控功能。

遠程無線監控功能通過加裝遠程監控系統SmartLink，與空壓機新裝的ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器接口通過數據線連接，可通過GPS遠程傳輸空壓機的運轉參數，在空壓機出現故障停機預警、保養預警、故障停機時機組自動向預設的設備操作管理人員或設備維護商發送預警或故障信息（如圖4）。主要功能：

①遠程通過Internet在任何地點通過手機或電腦查閱空壓機實時運轉數據；②當空壓機出現故障預警時，在故障停機前自動向預設的人員發送預警信息，可對設備在故障停機前提前對設備進行維修，避免緊急故障停機對連續生產的影響；③故障信息存儲：使得設備維修人員掌握設備停機時的運行數據，使維修人員能夠快速判斷設備故障原因提供準確數據。

2.2對制氧主機加裝進氣壓縮空氣露點數字化監控、氧氣壓力數字化監控和氧氣純度監控，保障醫療用氧安全

醫用中心制氧主機依據國家YY/T0298-1998《醫用分子篩制氧設備通用技術規范》的要求，以分子篩為吸附劑，壓縮空氣為原料，在一定的壓力作用下，運用PSA （Pressure Swing Adsorption）壓力旋轉吸附技術，通過控制兩分子篩槽交替循環工作，利用分子篩加壓時對吸附質（主要為氮氣）的吸附容量增加，減壓時對吸附質（主要為氮氣）的吸附容量減少的特性，形成加壓吸附，減壓解吸的快速循環過程，完成氧氮分離，獲取適用于醫療單位所需的氧氣。制氧主機對進入分子篩的壓縮空氣的要求：壓縮空氣壓力：5.5～6 kg，壓縮空氣露點溫度≤10℃。如果壓縮空氣濕度大，將會大大影響分子篩的使用壽命。而醫用制氧機的分子篩是制氧機的核心部件，一般均為進口材料，價格相當昂貴，在按照使用手冊規范保養，并確保進氣壓縮空氣的含水量滿足其工藝要求的情況下使用時間可達十年。但筆者經過多年的設備管理經驗發現，絕大多數的制氧主機的分子篩都是因為壓縮空氣的露點溫度把關不嚴格，而導致分子篩沒有達到額定使用壽命而提前更換，不僅造成資金浪費，而且分子篩廢料也會對環保造成一定影響。因此在醫院的醫用制氧主機加裝壓縮空氣露點數字化監控對于保障制氧主機分子篩的使用壽命至關重要。

圖4　

根據該院醫用供氧系統的實際情況，在如圖5所示的系統中加裝壓縮空氣露點儀，并將壓縮空氣露點儀的報警信號接入值班室，在壓縮空氣露點出現超標時提供聲、光報警，設備管理人員可在第一時間對冷凍干燥機進行相關維修保養，保障制氧主機分子篩的使用壽命。

醫用氧氣屬于急救用藥品，2000年被收入《中國藥典》。國家食品藥品監督管理局把醫用氧氣的生產納入藥品生產管理范疇，給予“藥準字號”身份。正常的醫療用氧需求為：氧氣壓力：≥350 Kpa，氧氣純度≥90%。氧氣壓力不足將直接導致ICU、手術室重要科室的呼吸機等關鍵設備無法正常使用。氧氣純度達不到規定的純度要求，將不符合國家的醫療氧氣的規范要求，無法在醫療臨床中使用，嚴重影響醫療臨床的正常用氧需求。因此對于醫用氧氣的壓力和氧氣純度實施數字化監控對于醫療臨床具有非常重要的意義。

圖5

根據該院醫用供氧系統的實際情況，在如圖6所示的系統中加裝氧氣壓力傳感器及報警裝置，報警信號接入制氧值班室，在氧氣壓力異常時提供聲、光報警，設備管理人員可在第一時間對醫用制氧系統進行相關維修。將氧氣純度儀的報警信號接入制氧值班室，當氧氣純度出現異常時，系統將自動切換成匯流排供氧，并向值班室設備管理人員提供聲、光報警。

圖6

3　結語

醫用中心供氧系統作為現代醫院臨床必備的醫用氣體供應系統，在搶救患者、實施手術麻醉、呼吸救治等方面起著至關重要的作用［4］。該院的醫用中心供氧系統通過該文所述的數字化監控技術改造升級，不僅提高了該院的中心供氧系統的技術先進性，保障了系統能夠穩定、連續的正常運行，而且還延長了本套中心供氧系統的使用壽命，為醫院和國家節約了設備更新的購置成本，具有一定的經濟效益和社會效益。

［1］吳洪亮.醫院集中供氧方式的綜合分析［J］.中國醫療器械信息，2014，12（1）：16-17.

［2］王小月.醫用醫用中心供氧系統的原理及維護［J］.科技創新導報，2014，27（1）：21-22.

［3］文麗，戴巨川.空壓機監控系統現狀與發展趨勢［J］.壓縮機技術，2013，48（5）：17-18.

［4］張金亮.淺析中心供氧系統的維修與管理［J］.醫學信息，2014，23 （4）：25-26.

Application of Digital Monitor and Control in the System of Central Oxygen Supply in Hospital

HE De-qing
Jiangmen People's Hospital，Jiangmen，Guangdong Province，529000 China

R197

A

1672-5654（2016）04（c）-0104-03

10.16659/j.cnki.1672-5654.2016.12.104

何德慶（1981.1-），男，廣東江門人，本科，電器工程師，主要從事醫用電器設備管理、維護、技改工作。

2016-01-23）