突發公共衛生事件用氧高峰期醫院的氧氣供應管理

郭紅偉，陳俊峰，劉建海

淄博市張店區人民醫院 （山東淄博 255000）

當突發公共衛生事件時，醫院作為救治患者的主戰場，發揮著極其重要的作用。以新型冠狀病毒感染疫情為例，隨著疫情防控政策的調整，醫療機構的防控重心迅速從“防感染”轉向“保健康、防重癥”。此時，醫用氧氣與患者生命直接相關，醫院必須保證全天候不間斷供氧。氧氣供應的及時性和安全性是醫院必須提供的生命支持保障。《新型冠狀病毒感染診療方案（試行第十版）》[1]規定，醫療機構應根據患者病情給予有效氧療措施，包括鼻導管、面罩給養和經鼻高流量氧療。為保障患者生命健康，各地醫院快速啟動重癥病床擴容。而當突發公共衛生事件時，由于患者人數增加，氧療患者的人數隨之激增，同時呼吸支持設備的使用量也大大增加，這給醫院氧氣供應系統帶來了前所未有的挑戰。本研究將著重介紹用氧高峰期，醫院氧氣供應中出現的主要問題及應急解決措施，以期提高醫院氧氣供應管理能力，保障患者用氧的及時性和安全性。

1 醫院供氧方式

隨著經濟和科技的不斷發展，醫院供氧方式也在不斷改進。1930 年，液氧集中供應在國外開始應用；1950 年，液氧集中供應得到廣泛應用；1996 年，世界上第一臺分子篩制氧機誕生[2]。目前，我國醫院的氧氣供應模式主要包括氧氣瓶供氧、液氧集中供應和分子篩制氧。單獨鋼瓶供氧目前在中大型醫院主要用于臨時性緊急用氧或輔助備用，某些社區醫療機構仍采用此種方式供氧。集中供氧主要有組合瓶裝匯流排集中供氧和液氧集中供應兩種，液氧經過處理穩壓后通過管道被輸送至患者床旁。隨著制氧設備的進步，制氧機的自動化水平也在不斷提升，考慮到經濟性和安全性，大多數醫院采用分子篩制氧機供氧。醫用分子篩制氧是以空氣為原料，利用分子篩變壓吸附工藝從空氣中分離氧氣和氮氣，持續獲得富氧空氣，并將其儲存在儲氣罐中，通過醫用氣體管道系統輸送至各病區（圖1）。與傳統鋼瓶供氧、液氧集中供應相比，分子篩制氧技術的優點是使用更加安全、操作更加方便、供氧不受市場氧氣價格和運輸的影響，其缺點是氧氣純度只有（93±3）%，運行噪聲大[3]。

圖1 某二級醫院醫用分子篩制氧機工作流程

2 醫院終端用氧方式

目前，醫用氧氣已廣泛應用于呼吸支持、抗疲勞、醫療保健、心理健康治療等領域。以本次新型冠狀病毒感染疫情為例，氧療是新型冠狀病毒感染重型和危重型患者最重要和最基礎的治療措施。在新型冠狀病毒感染重癥患者的救治中，需快速評估患者病情，再進行針對性氧療。以我院為例，救治新型冠狀病毒感染重癥患者主要采取的氧療方式包括鼻導管吸氧、面罩吸氧、經鼻高流量濕化氧療、無創呼吸機和有創呼吸機。

普通鼻導管吸氧的氧流量一般為1～4 L/min，吸入氧濃度為24%～32%。普通面罩和文丘里面罩吸氧的氧流量可達10 L/min，吸入氧濃度可達50%。對于呼吸窘迫和低氧血癥患者，可采用經鼻高流量濕化氧療，常用通氣流量范圍為30～60 L/min，依據患者舒適性和耐受度、痰液黏稠度適當調節，以滿足不同的吸氧濃度需求，一般吸氧濃度為50%，但需注意不能長時間持續吸入高濃度氧氣[4]。輕中度呼吸衰竭患者可采用無創正壓通氣，氧流量一般為40～60 L/min，吸氧濃度依據患者身體狀況設定[5]。重度呼吸衰竭患者采用有創機械通氣，管路密閉性好，通氣量一般在30 L/min 以下，吸入氧濃度可根據患者身體狀況設定，危重癥患者吸氧濃度一般偏高，有創呼吸機氧氣終端平均流量可取15～30 L/min。

3 用氧高峰期醫院供氧系統存在的問題

3.1 供氧量不足

當突發公共衛生事件時，醫療機構收治的患者中需吸氧的人數越來越多，重癥患者需依靠高流量吸氧治療，高通量氧氣治療方案的實施使醫院的日均用氧量是平時的4～6 倍，呼吸機等耗氧設備的使用情況是平常的數倍乃至數十倍，用氧需求量激增（圖2）。醫院用氧量達到日常用氧量峰值數倍以上，超出原有供氧系統設計值的上限，出現氧氣供應無法繼續增加的情況。根據GB 50751-2012《醫用氣體工程技術規范》[6]第4.2.4 條規定，醫用氧氣主氣源宜設置或儲備能滿足1 周及以上用氣量，應至少不低于3 d 用氣量。以液氧集中供應為例，依據現行國家標準GB 50016-2014《建筑設計防火規范》[7]的相關要求，綜合醫院液氧單儲罐容積為5 mm3，總容積不宜大于20 mm3，理論上液氧儲存總量為22.8 t，即17 780 mm3氣態氧（含備用）。在2014 年后新建綜合醫院的液氧總體儲備能力下降，尤其是大型三甲醫院，儲氧量無法滿足1 周及以上用氧量的要求。

圖2 突發公共衛生事件時某二級醫院重癥醫學科和急診科用氧量

3.2 管道系統輸送能力不足

一般情況下，醫院通過管道系統將氧氣輸送至二級穩壓箱（設置于每層病房）入口，將氧壓降至0.2～0.4 MPa（可調）后，經過病區氧氣管道輸送至病房終端，最后通過濕化器的流量計調節開關再次減壓后供患者吸氧。大多數醫院的供氧管道系統按常規設計，普通病房、急診、手術室、ICU 等生命支持區域與普通病區共用1 條供氧管道。根據《醫用中心供氧系統通用技術條件》要求，手術室終端供氧壓力應不低于0.4 MPa，普通病房終端處不低于0.3 MPa，呼吸機、麻醉機和其他醫療設備的終端流量不低于30 L/min[8]。在用氧高峰期，醫院供氧管徑偏細造成氧氣輸送能力受限，當末端使用呼吸機為患者提供大流量吸氧時，終端壓力和流量急劇下降，壓降超標，甚至可能造成病房斷氧。

3.3 終端接口不匹配

隨著發熱門診及急診患者數增多，許多患者在候診及等待住院期間，需在診區及大廳吸氧。而上述區域按常規醫療規劃實施時均未安裝設備帶，只能通過瓶裝氧氣臨時解決，不僅存在極大安全隱患，且無法提供穩定、持續的氧氣供應。由于不同品牌、批次氧氣瓶的接口規格不統一，無法直接與呼吸機、氧氣罩等吸氧設備快速連接。在感染高峰時期，緊急采購的吸氧設備無法第一時間投入搶救治療，降低了醫療救治時效。

3.4 易出現運行故障

醫院供氧系統日常需專人巡檢維護，及時解決故障，確保設備正常運行，保障氧氣正常供應。例如，液氧集中供氧系統的液態氧需經過汽化器的熱能交換，轉換為氣態氧，額定汽化率通常是指在溫度21 ℃、相對濕度為70%的條件下持續運行8 h的指標。在冬季，很多醫院汽化器常在0 ℃以下的環境中運行，尤其是用氧高峰期，由于汽化器處理量不能滿足需求，且易出現結霜、結冰等問題，甚至部分翅片被冰塊覆蓋，導致汽化器運行效率明顯降低，造成極大的安全隱患。冬季，汽化器成為醫院液氧供應系統中最薄弱的環節。

4 維護與管理建議

為提升醫療機構用氧高峰期的供氧能力，保障醫療工作的正常進行，針對供氧系統的維護與管理提出以下5 點建議。

4.1 須科學合理規劃設計

結合醫院實際用氧量，考慮突發公共衛生事件用氧激增的情況，通過預測氧氣消耗量，在規劃前期適量擴大氧氣站面積，充分考慮液氧儲罐擴容、增加制氧機、安全距離和氧氣瓶存儲問題，預留增容拓展空間。我院為應對新型冠狀病毒感染患者用氧量大幅增加的情況，在氧氣站預留的空間位置增加了3 臺制氧機，制氧能力大幅提升，緩解了用氧壓力。對于大型綜合醫院，建議增加1 根緊急備用管道，在氧氣用量增加時，可充分利用備用管路，大幅度降低病區改造難度，第一時間確保氧氣供應。有重癥和亞重癥救治功能轉換需求的病區，以及手術室和ICU 等生命支持區域的氧氣管道應從醫用氧源處單獨接出，同時改善氣源減壓閥處的同期流量，必要時可同時開啟備用減壓閥以增加總管氧氣流量，為重癥和危重癥患者在短時間內激增而需大量呼吸機進行生命支持時提供充足的醫用氧氣供應。

4.2 提高應急處置能力

為保障醫院中心供氧系統穩定安全運行，必須定期對供氧系統進行檢修與維護，加強氧氣站運行值班人員的業務素質培訓，不斷提升從業人員現場應急處置能力。管理人員必須重視氧氣應急管理，熟練掌握應急突發事件處理流程，定期進行氧氣泄漏、停氣等應急演練。例如，由于醫院的氧氣必須24 h 不間斷供氣，供氧站應設有中斷氣源供應的報警裝置，一旦發生氣源供應中斷，報警后醫院可立即采取相應緊急處置措施。緊急與上級主管部門申請調配資源，與協作單位有效溝通應急供應，并在院內優化流程，緊急啟動供氧系統的升級改造，或采用匯流排、氧氣鋼瓶等方式保證重要部門的醫用氧氣供應，以確保患者的生命安全。針對新型冠狀病毒感染患者激增，我院社區衛生服務站需氧量增加，通過緊急調用瓶裝氧滿足了患者的吸氧需求。針對冬季汽化器汽化能力下降，可采用風扇增加空氣流動，清除汽化器上的結冰，或通過人力方式對汽化器進行除冰，還可增大液氧氣源減壓閥的壓力設定或打開備用減壓閥。

4.3 行業內統一接口規格

在應急情況下，為保障患者得到及時救治，醫院部分普通病區需轉換為重癥和亞重癥救治病區，在規劃設計或改造時應考慮醫用氧氣的同時使用系數為100%，不僅要增加相應主管道、水平管道和設備帶中管道的管徑，還需注意氣體終端短接管的管徑要求。由于氧氣瓶、減壓器等接口的規格不統一，經常出現需單獨加工轉接頭的情況。由于我院病房樓建設時間不同，病房內管道標準不統一，為快速便捷使用，維修人員統一制作了一批轉接頭。因此，建議行業內統一接口規格，與呼吸機等設備可以快捷配套使用。

4.4 加強維護和保養

醫院應建立完備的氧氣站維護保養制度，明確需定期維護保養的設備部件，做好維護保養記錄。例如，各種減壓閥、檢修閥等需日常巡視記錄。同時，可引入信息化技術，應用中心智能監控系統，實現氧氣濃度、壓力、流量等全程實時在線跟蹤監測，實時報警，通過個人數字助理終端或手機APP及時反饋使氧站管理人員可及時處置，保障正常供氧及臨床使用安全[9]。

4.5 提高用氧效率

在醫療資源較緊缺的情況下，氧療的規范化使用必須兼顧提高供氧效率及氧療的臨床可行性和可及性。醫院需加強對參與氧療的醫師、護士和輔助人員的培訓，規范使用氧氣，確保緊急情況的供氧量。

5 討論

基于突發公共衛生事件用氧量激增的情況，醫院供氧壓力及安全性受到嚴峻挑戰。因此，醫院供氧系統供氧能力的提升和維護顯得十分重要。醫院管理層在醫用氧氣供應源的選擇上，不僅要考慮法規標準要求、技術經濟分析，還要對突發應急情況進行前瞻性考慮，新院區在規劃設計時應充分做好應對極端情況的前置準備，提高供氧標準，科學合理選擇供氧方式。對于老舊建筑，應結合實際，進行改造或制訂切實可行的應急供氧預案，達到既符合法規標準要求，又適合醫院自身情況、運行相對經濟的目的。同時也要提高氧氣站運行管理人員的應急能力和維護維修能力，切實提高供氧效率，保障重癥患者的治療與急救工作可順利進行。