醫(yī)用負(fù)壓真空系統(tǒng)施工與運(yùn)行中的問(wèn)題解析

張成行 朱占奎 趙璐瑩 王金珠

根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合不同醫(yī)院反映出的典型問(wèn)題，參考標(biāo)準(zhǔn)要求以及選用先進(jìn)機(jī)房設(shè)備的使用心得，就醫(yī)用真空系統(tǒng)建設(shè)中的負(fù)壓真空站房設(shè)置、機(jī)房設(shè)備選型與運(yùn)行維護(hù)、真空管道的材質(zhì)、管徑、氣體流量、壓力標(biāo)準(zhǔn)以及終端閥門(mén)的選擇等問(wèn)題進(jìn)行解析。

1 醫(yī)用真空站房的選址

醫(yī)用真空站房既是醫(yī)用真空氣體設(shè)備的生產(chǎn)“車(chē)間”，又是醫(yī)療機(jī)構(gòu)中心吸引系統(tǒng)的抽吸氣體匯集點(diǎn)。因此，站房的選址與規(guī)劃關(guān)乎真空匯的排放質(zhì)量、設(shè)備生產(chǎn)對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)又關(guān)乎中心供氣的路由、路徑的合理與科學(xué)、機(jī)房設(shè)備的搬運(yùn)與安裝、值守便利、應(yīng)急報(bào)警處理及時(shí)等諸多因素。

1.1 醫(yī)用真空站房規(guī)劃

醫(yī)用真空站房應(yīng)當(dāng)在醫(yī)院建設(shè)時(shí)統(tǒng)一規(guī)劃，主要針對(duì)負(fù)壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲，設(shè)備排放的廢水、廢氣不應(yīng)對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)周邊環(huán)境造成污染。因負(fù)壓氣體可能與患者直接接觸，若排放位置不當(dāng)，真空泵的排氣有可能成為可經(jīng)空氣傳播的傳染性疾病的二次污染源。

1.2 醫(yī)用真空站房設(shè)置

醫(yī)用真空匯不應(yīng)與其他氣體站房設(shè)置在同一房間內(nèi)，需單獨(dú)設(shè)置。醫(yī)用真空站房宜在地下室或就近于用氣點(diǎn)設(shè)置；真空泵的排氣應(yīng)符合醫(yī)院環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，排氣口應(yīng)設(shè)置有害氣體警示標(biāo)志；排氣口應(yīng)位于室外，不應(yīng)與醫(yī)用空氣進(jìn)氣口位于同一高度，且與建筑物的門(mén)窗、其他開(kāi)口的距離不應(yīng)＜3 m。

1.3 醫(yī)療機(jī)構(gòu)特殊病區(qū)醫(yī)用真空站房設(shè)置

由于牙科專(zhuān)用真空匯與醫(yī)用真空匯的要求與配置均不相同，牙科用汞合金含有50%汞，對(duì)水及環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染，牙科真空匯應(yīng)設(shè)置汞合金分離裝置。因此，同一醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)的牙科真空站房應(yīng)獨(dú)立設(shè)置；為防止同一醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)醫(yī)用真空系統(tǒng)的交叉感染，獨(dú)立傳染病科(區(qū))醫(yī)療建筑物的醫(yī)用真空宜獨(dú)立設(shè)置。

2 負(fù)壓真空氣源設(shè)備選擇與選型

2.1 設(shè)備選擇

2.1.1 水環(huán)式真空泵

水環(huán)式真空泵采用水為抽真空介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)在于水常用且易得，而價(jià)格較旋片泵便宜，其因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)最早成為醫(yī)療機(jī)構(gòu)真空供應(yīng)中大量使用的設(shè)備。水循環(huán)真空設(shè)備真空度一般在90 kPa真空壓力以上，好的真空泵會(huì)達(dá)到90 kPa真空壓力，能夠滿(mǎn)足國(guó)家醫(yī)藥管理局《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(YY/T0186-94)[4.1.1]吸引系統(tǒng)負(fù)壓在大氣環(huán)境下≤20 kPa(150 mmHg)，≥70 kPa(525 mmHg)的真空壓力要求。但水環(huán)泵組需補(bǔ)充循環(huán)水，故系統(tǒng)需設(shè)水分離器，地面必須有排水槽，該種設(shè)備由于其密封原因，冷卻液體直接接觸真空廢氣，廢水的處理相對(duì)困難。如果醫(yī)療機(jī)構(gòu)不具備對(duì)真空泵廢水處理能力，則真空站房的廢水極易成為各種傳染病的傳染源。因此，不建議醫(yī)療機(jī)構(gòu)選用水循環(huán)真空設(shè)備。如果選用需按照國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局頒布的《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)[4.4.8][1]規(guī)范要求，液環(huán)式真空泵的排水應(yīng)經(jīng)污水處理合格后排放，且應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18466)的有關(guān)規(guī)定。

2.1.2 旋片式真空泵

旋片真空泵是利用轉(zhuǎn)子和可在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)滑動(dòng)的旋片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以獲得真空的一種變?nèi)輽C(jī)械真空泵，一般采用真空油為抽真空的介質(zhì)，旋片真空泵具有空氣冷卻、低噪音及震動(dòng)少的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)部單向閥保護(hù)吸引系統(tǒng)不被污染，油霧分離器保護(hù)環(huán)境和減少油的損失。旋片真空泵抽真空速度快、真空度高，一般能達(dá)到98 kPa真空壓力，使用非常方便，能夠滿(mǎn)足醫(yī)療真空《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(YY/T0186-94)[4.1.1]吸引系統(tǒng)負(fù)壓在大氣環(huán)境下≤20 kPa(150 mmHg)，≥70 kPa(525 mmHg)的真空壓力要求。缺點(diǎn)是較水循環(huán)泵價(jià)格較貴，且真空油存在水分被吸入影響油質(zhì)，需要定期更換真空油。建議醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用旋片式真空泵，并且按照《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)[4.4.3]規(guī)范要求，真空設(shè)備設(shè)置細(xì)菌過(guò)濾器或采取其他滅菌消毒措施，設(shè)備應(yīng)當(dāng)定期維護(hù)、更換真空油和過(guò)濾器濾芯。

2.1.3 干式真空泵

干式真空泵是泵腔內(nèi)無(wú)油或水等其他工作介質(zhì)，且泵的極限壓力與油封式真空泵同等量級(jí)或者接近的機(jī)械真空泵。干式真空泵分為干式螺桿真空泵、渦旋式真空泵和爪式真空泵，渦旋式真空泵抽氣量較小，不宜選用。干式螺旋真空泵和爪式真空泵的出氣量均能滿(mǎn)足醫(yī)療機(jī)構(gòu)的使用要求。從設(shè)備的穩(wěn)定性而言，由于先進(jìn)的制造工藝使得爪式泵能夠10年免維護(hù)，給使用單位帶來(lái)使用便利。干式真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中在泵內(nèi)腔體產(chǎn)生的高溫，還能夠起到一定的滅活作用。但該設(shè)備造價(jià)較高，與普通水環(huán)泵、旋片泵比較會(huì)增加采購(gòu)成本。但從滿(mǎn)足規(guī)范要求、提高使用品質(zhì)的角度出發(fā)，有條件的醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)一次到位選擇干式真空泵作為真空氣源，用于麻醉廢氣處理的真空系統(tǒng)，考慮到麻醉廢氣的含氧量較高，為安全起見(jiàn)應(yīng)使用不用油密封的干式真空泵。

醫(yī)用真空氣源設(shè)備的選擇，既關(guān)乎真空匯的排放質(zhì)量、壓力及氣量要求，同時(shí)又關(guān)乎設(shè)備運(yùn)維、污染物處理排放與環(huán)境安全的因素。現(xiàn)行最新醫(yī)療器械注冊(cè)目錄分類(lèi)，已將醫(yī)用真空設(shè)備列入二類(lèi)醫(yī)療器械注冊(cè)管理。因此建議醫(yī)院在氣源設(shè)備的選擇上，優(yōu)先選擇具備整套設(shè)備集裝生產(chǎn)及具備生產(chǎn)資質(zhì)的優(yōu)質(zhì)設(shè)備。

2.2 設(shè)備選型

真空氣源設(shè)備的選型主要考慮醫(yī)療機(jī)構(gòu)的用氣量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)[9.2.1]中提供了醫(yī)用氣體系統(tǒng)流量，其計(jì)算為公式1：

式中Q為氣源計(jì)算流量(L/min)；Qa為終端處額定流量(L/min)；Qb為終端處計(jì)算平均流量(L/min)；n為床位或計(jì)算單元的數(shù)量；η為同時(shí)使用系數(shù)；Qa、Qb、η均按照《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)附錄B取值。

規(guī)范同時(shí)提供了醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)不同用氣單元的終端組件的設(shè)置要求，以及計(jì)算流量的對(duì)照參數(shù)：附錄A和附錄B。該計(jì)算公式和數(shù)值系采用英國(guó)健康技術(shù)備忘錄(health technical memorandum，HTM)02-01的計(jì)算方法。英國(guó)HTM02-01要求嚴(yán)謹(jǐn)，安全要求上高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization，ISO)7396和美國(guó)消防協(xié)會(huì)(National Fire Protection Association，NFPA)99C。因此，在氣源設(shè)備的選型上，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50751-2012[9.2.1]的計(jì)算方法是相對(duì)科學(xué)和具備前瞻性。不建議使用醫(yī)院傳統(tǒng)的用氣數(shù)據(jù)和過(guò)往設(shè)備的配置型號(hào)進(jìn)行匡算和比對(duì)選型。

3 輸氣管道管材、管徑及壓力損失

3.1 管材選擇

醫(yī)用真空系統(tǒng)是通過(guò)真空泵造成的負(fù)壓，通過(guò)系統(tǒng)終端輸氣管道吸除患者體內(nèi)的痰、血、膿及其他污染物。《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(YY/T0186-94)[4.3.1][2]要求，吸引管道材料可采用鍍鋅鋼管、銅管和不銹鋼管。鍍鋅鋼管應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低壓流體輸送用》(GB3091-2008)的要求；銅管應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《銅及銅合金拉制》(GB1527-2006)的要求；《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)[5.2.1]規(guī)定：除設(shè)計(jì)真空壓力＜27 kPa的真空管道外，醫(yī)用氣體的管材均應(yīng)采用無(wú)縫銅管或無(wú)縫不銹鋼管；無(wú)縫銅管應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用氣體和真空用無(wú)縫銅管》(YS/T650)的有關(guān)規(guī)定；無(wú)縫不銹鋼管應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《流體輸送用不銹鋼無(wú)縫鋼管》(GB/T14976)[3]的有關(guān)規(guī)定。此外，ISO7396-1-2007[4]醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)、NFPA99C以及EN標(biāo)準(zhǔn)均將紫銅管作為醫(yī)用氣體管道的選用管材。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，由于鍍鋅鋼管在醫(yī)院實(shí)際使用證明其易泄露、壽命短及影響真空度，因此不建議再選用鍍鋅鋼鋼管；紫銅管由于有國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局的YS/T650-2007專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)要求，因此推薦使用；不銹鋼管目前國(guó)內(nèi)無(wú)針對(duì)醫(yī)用氣體使用的管材標(biāo)準(zhǔn)，如選用應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《流體輸送用不銹鋼無(wú)縫鋼管》(GB/T14976)的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)還應(yīng)符合材質(zhì)性能不應(yīng)低于OCrNi9奧氏體即304不銹鋼的管材要求。

3.2 管徑

真空負(fù)壓系統(tǒng)是手術(shù)及急救過(guò)程中吸痰、吸膿、吸血以及吸引堵塞人體氣道通路異物所必用。當(dāng)在手術(shù)，外科救治過(guò)程中，需要迅速尋找到破損創(chuàng)傷面，并進(jìn)行止血縫合時(shí)，負(fù)壓吸引系統(tǒng)尤為重要。目前醫(yī)院存在由于管徑選擇失誤、輸氣管道直徑偏小而致終端的流量與壓力難以保證的問(wèn)題。

現(xiàn)行有關(guān)醫(yī)用氣體的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(YY/T0186-94)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50333-2013)[5]均未規(guī)范醫(yī)用氣體所使用的輸氣管道管徑選擇上采取的計(jì)算辦法。設(shè)計(jì)部門(mén)在設(shè)計(jì)醫(yī)用氣體管道時(shí)，一般采用流量、流速以及已知的流動(dòng)氣體種類(lèi)的情況下，通過(guò)流導(dǎo)計(jì)算公式得出輸送氣體管道的管徑。氣體的流量一般按照《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)[9.2.1]提供的醫(yī)用氣體系統(tǒng)流量計(jì)算由公式1獲得。

氣體的流速按照《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50333-2013)[9.3.3][5]氣體在輸送導(dǎo)管中的流速不應(yīng)大于10 m/s。氣體內(nèi)管徑計(jì)算為公式2：

式中d為管徑(mm)；Q為流量(m3/h)；V為流速(m/s)。

負(fù)壓吸引管道內(nèi)流動(dòng)的是空氣和少量水氣的混合氣體，氣體和液體的一個(gè)顯著區(qū)別就是其具有可壓縮性，氣體的體積隨壓力的變化而變化。此外，氣體的體積也隨溫度的變化而變化，因此，氣體管道的水力計(jì)算要比其他氣體管道更為復(fù)雜。

在醫(yī)院實(shí)際案例中，大部分醫(yī)院是按照設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)方案，或者具備設(shè)計(jì)資質(zhì)的深化方案進(jìn)行施工。由于設(shè)計(jì)多數(shù)是把理想氣體狀態(tài)作為計(jì)算依據(jù)，加之醫(yī)用氣體同時(shí)還會(huì)受到環(huán)境溫度、流體溫度、壓力損失、輸送距離、用氣規(guī)模等眾多因素的影響，因此由于醫(yī)用氣體管道直徑偏小，致使終端的流量與壓力難以保證的情況時(shí)有發(fā)生。醫(yī)院在建設(shè)設(shè)計(jì)階段應(yīng)選擇設(shè)計(jì)能力較好的設(shè)計(jì)部門(mén)或?qū)ｍ?xiàng)深化單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免留下難以改變的使用缺陷。

3.3 壓力損失

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751-2012)[9.1.5]規(guī)定了醫(yī)用氣體管路系統(tǒng)在末端設(shè)計(jì)壓力、流量下的壓力損失，見(jiàn)表1。

表1 醫(yī)用真空管路系統(tǒng)在末端設(shè)計(jì)壓力和流量下的壓力損失(kPa)

3.4 終端組件

負(fù)壓真空終端組件在安全性上首先應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0801.1-2010第1部分：用于壓縮醫(yī)用氣體和真空的終端》[6]的規(guī)定。在醫(yī)院醫(yī)用氣體終端選擇上，建議選擇國(guó)標(biāo)或者德式終端[7]。自帶維修閥門(mén)的氣體終端，能保證在較易損傷的第一閥損壞時(shí)，第二閥保證氣體不會(huì)泄漏。在滿(mǎn)足使用性的同時(shí)，易于維修，降低了管路壓力損失[8]。

4 結(jié)論

醫(yī)院負(fù)壓吸引系統(tǒng)與供氧系統(tǒng)均是關(guān)系到患者的生命安全的醫(yī)用氣體供應(yīng)系統(tǒng)，在醫(yī)院的治療和搶救過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為減少醫(yī)院投入運(yùn)行后的問(wèn)題，應(yīng)從工程專(zhuān)項(xiàng)策劃、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、設(shè)備綜合調(diào)研、系統(tǒng)安裝驗(yàn)收等諸方面做好每一項(xiàng)工作，嚴(yán)格遵守相應(yīng)規(guī)范要求，防患未然，減少或消除運(yùn)行中的問(wèn)題出現(xiàn)。