新形勢下醫用氣體建設再思考

林平，沈小慶

［浙江大學醫學院附屬兒童醫院（國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中心），浙江 杭州 310052］

近年來，醫院尤其是公立大醫院的發展進入一個快速增長期，新建醫院項目越來越多，規模越來越大，這對醫用氣體發展帶來空前的機遇與挑戰。但三年多的新冠疫情，也暴露出各級醫療機構醫用氣體建設方面的不足，特別氧氣供應不足，給臨床治療帶來前所未有的壓力。保住救命氧，守住生命線，是疫情暴發期間最嚴峻的挑戰［1-2］。在此新形勢下，本文從規劃設計、施工、驗收、運維等方面提出當前醫用氣體建設存在的問題，并提出了相應的應對措施，為今后應對大型突發性公共性衛生事件做好硬件上的準備。

1 醫用氣體的構成

醫用氣體系統是指醫院內用于維系生命、減少痛苦、促進健康、改善環境、驅動器械、實驗需要等一項多設備、多專業、多學科的綜合性系統工程，被稱為“生命支持系統”［3］。它由醫用供氣、壓縮空氣、負壓吸引、廢氣排放及氮氣、二氧化碳、笑氣等其它氣體系統組成。

1.1 醫用供氧系統

醫用供氧系統一般由匯流排、液氧系統、制氧系統三種方式。液氧具有方便、經濟、安全、便于管理等優點，現在已成為大多數醫院的選擇。但液氧儲罐和汽化器需要安裝在室外，對周邊建筑和道路距離有相關要求。規模小醫院的一般選擇氣瓶匯流排作為氣源，用氣量小，投入也小。用氧量大，場地又不具備安裝液氧的醫院可選擇分子篩吸附或膜分離制氧機作為氣源，一次性投入較大，運行成本低，可以放在室內，保證氣體供應，但需符合藥典要求。

1.2 醫用壓縮空氣系統

醫用壓縮空氣系統為醫療工具驅動提供動力，是為急診、門診、病房、ICU、搶救室、手術室、牙椅、霧化室、供應室等區域提供氣源。通過站房內的空壓機將壓縮后的空氣經干燥、過濾、緩沖后按一定壓力范圍為臨床提供氣源。

1.3 醫用負壓吸引系統

醫用負壓吸引系統由真空泵、汽水分離器、負壓儲氣罐、過濾器及排污罐等組成，主要用于吸痰、吸除病人膿血與手術污物等，供病房、急診室、搶救室、麻醉室、檢查室、門診檢查、牙椅等使用。

1.4 廢氣排放系統

麻醉氣體排放系統是通過真空或正壓射流方式將麻醉廢氣有組織排出室外，保護手術室內的醫護人員不受影響。

呼吸機廢氣排放統是通過在呼吸機呼出活瓣處連接一延長管，將患者呼出的氣體排放到室外［4］。這種方法簡單易行，造價低廉，對患者的呼氣功能無顯著影響。

1.5 其它醫用氣體

氮氣是驅動各類醫療工具；二氧化碳主要用于外科腹腔鏡手術建立氣腹所用；氧化亞氮是用于手術室時麻醉、鎮痛；氬氣主要用于外科手術氬氣電刀使用。這些氣體用量小，可以集中供氣，也可在手術部附近自成匯流排供應，二組供應，自動切換。

1.6 監控報警系統

醫用氣體監控報警系統包括氣源報警、管道報警、區域報警等。各類氣源均需24 h 監控。液氧罐需實時監測各罐體壓力、液位、容積等；各類氣體管道始端與未端區域設置壓力聲光報警裝置，當壓力、流量異常時及時提醒工作人員查看并處理。

2 目前醫療機構醫用氣體建設中存在的問題

2.1 規劃設計階段

①各類醫用氣體設計容量冗余不足，管徑偏細，變徑不合理，突發狀況下造成壓力、流量不足，醫療設備無法啟動；備用不足，沒有真正做到常用、備用、應急使用三套系統；各類管道不區分普通區域與生命支持區域，所有管道共用。②采用液氧氣源時，液氧貯罐與建筑物的防火間距不符合規范要求；醫用高壓氧艙加壓艙與其他醫療用氧，特別是ICU 的用氧共用汽化器。③壓縮空氣干燥器配置不合理，干燥不徹底，影響醫療設備的使用；牙科沒有設獨立的壓縮空氣系統，與醫療壓縮空氣共用；中心供應中心壓縮空氣由獨立的小型空壓機供應，沒有過濾與干燥裝置，容易造成消毒滅菌設備故障。④負壓真空系統排放口位置設置不合理，離壓縮空氣取風口及建筑物窗戶過近；排出去的水不經過消毒；感染樓與普通住院樓共用負壓源。⑤醫用氧氣、氮氣、笑氣、二氧化碳等氣體的供應源設置在地下或半地下空間。⑥普通區域醫用氣體管道與生命支持區域醫用氣體管道共用。⑦大多數醫院考慮了手術室麻醉氣體排放，但ICU 呼吸機廢氣排放問題沒有引起足夠重視，往往沒有建設。

2.2 施工階段

①沒有設專用醫用氣體管井，與上下水等管道合用管井。②施工現場存放的管道沒有采取封堵措施，焊接時也不用保護氣體，導致管道潔凈度不達標；現場各類管道也沒有分類和標注，容易導致管道接錯。③施工時不設置接地措施，如液氧站不設置防雷接地，各類管道及設備帶未設置等電位接地等；設備帶未安裝檢修閥，后期維護維保比較困難［5］。④醫用氣體管道穿過醫護人員辦公區與生活區。⑤安裝完成后沒有分段吹掃整個管道系統，不進行氣密性檢查。

2.3 驗收階段

①目前無醫用氣體專項監理，監理對醫用氣體系統的理解不徹底，故施工及驗收過程把關不嚴。②施工單位檢測走過場，沒有按規范要求實施有效的檢測。③國家目前沒有強制要求請有資質的第三方檢測機構進行檢測，故絕大多數醫院使用前均無第三方檢測報告。④沒有醫用氣體專項驗收。

2.4 使用階段

①建設與使用分離，運行維護人員未參與前期設計規劃、施工、項目驗收，導致對醫用氣體系統不熟悉。②醫護人員及操作人員沒有進行醫用氣體專項培訓或培訓不到位。③未建立有效的應急保障體系及相應的應急保障物資。④沒有專業的醫用氣體維保隊伍，日常巡檢、維保不到位。⑤監控手段較傳統落后。

3 新形勢下醫院醫用氣體建設再思考

3.1 規劃設計階段

3.1.1 配置原則 ①容量要有足夠冗余：按照規范要求進行氣體流量計算時，平疫病房（可轉變ICU）的同時使用系數按100%；也考慮未來用氣需求變化，如新氧療手段的應用（高流量鼻導管吸氧用于危重癥病人的救治），ICU 呼吸機的增加等。②供氣必須連續可靠：醫用氣體的每個環節均要做到二路供應（一用一備），包括氣源、氣化器、過濾器、緩沖罐、各區域的管路（主管道、樓層管路）、減壓閥、穩壓箱等，確保用氣安全。③質量可靠符合規范：氣源的選擇與設備選型一定做到質量優先，安全可靠，符合規范要求，如氧氣必須滿足國家藥典要求。④監測報警安全有效：醫用氣體直接關系病人的生命，容不得半分差錯，建議對醫用氣體系統采用多重監測報警手段，當一種監測手段失效時，其它監測手段還能發揮作用。

3.1.2 氣源選擇 ①主備用。國際標準《醫用氣體管道系統第1 部分：壓縮醫用氣體和真空用管道系統》（ISO 7396-1）［6］規定：所有醫用氣體供應源應包括3 個供應源，即主供應源、次級供應源和儲備供應源。我國現行國家標準《醫用氣體工程技術規范》（GB 50751-2012）僅要求醫用氧氣氣源設置主氣源、備用氣源和應急備用氣源，其余醫用氣體裝備及系統僅要求設置主用氣源和備用氣源。建議有條件的醫院所有醫用氣體均要配置3 套供應源。同時需考慮到醫院今后的發展，在氣源站房分氣缸預留2～3 個出口作為備用［7］。②氧源。建議有條件的大型醫院可選擇液氧儲罐作為氧源，罐體數量可按需設置，可以一主一備，二主一備，二主二備，容量盡可能選擇5 m3，氧氣匯流排作為應急氧源，主用、備用、應急氣源間能夠自動切換。考慮到極端公共衛生事件和自然災害的發生，氣體廠家的產能、物流車輛調配、危化品運輸通行時間限制和路況等不確定因素，建議大型綜合性醫院在預算和場地允許的情況下，設置液氧站與制氧系統聯動供氧系統，液氧站作為主、備用氧源，匯流排作為應急氧源，制氧機作為補充的備用氧源，或者反過來。最好選擇膜分離制氧機作為氣源，氧氣濃度能夠達到急性呼吸窘迫綜合癥等急重癥搶救要求。③壓縮空氣。壓縮空氣選擇無油渦旋式或螺桿空壓機作為氣源。由于吸附式干燥是根據粒子間的范德華力吸收空氣中的水分，其露點溫度不會隨用氣量變化而波動；冷干機作用時間長后含水量會達不到規范要求，建議采用吸附干燥或與冷干機相結合的方式，保證壓縮空氣中的水分含量，減少對呼吸機等醫療設備的損害。④負壓吸引。由于油循環真空泵具有結構簡單、運行穩定、真空度高等優點，醫用負壓吸引宜選擇油循環真空泵作為氣源；牙科與傳染病科醫療建筑物的真空匯均應獨立設置。2020 年2 月下發的《國家衛生健康委辦公廳關于全面緊急排查定點收治醫院真空泵排氣口位置的通知》（國衛辦醫函［2020］104 號），要求各醫院自查并限期整改醫用真空系統排氣口位置不合理的問題，如設置在地下室、緊鄰壓縮空氣取樣口、與建筑門窗距離不足3 m、沒有安全警示標志、沒有加裝細菌過濾裝置、濾芯長年不更換、未端無防倒吸裝置。對于醫療廢氣的處理，國際ISO 標準要求醫用真空系統應包括兩個平行的細菌過濾器和一個污物收集罐。細菌過濾器的選擇應滿足系統設計流量，過濾精度要達到99.995%，建議配壓差指示裝置，有助于及時發現濾芯失效并進行更換［8］。2020 年2 月國家衛生健康委辦公廳與住房和城鄉建設部辦公廳聯合發布的《新型冠狀病毒肺炎應急救治設施設計導則（試行）》，要求在排氣口增設排氣消毒處理設施［9］。其相關技術和配置要求可參考《醫用真空系統排氣消毒裝置通用技術規范》T/CAME 13-2020。⑤呼吸機廢氣。有文獻報道［10］，呼吸機排氣口細菌培養陽性率非常高，與下呼吸道分泌物的細菌培養陽性率接近。也有報道［11］將呼吸機廢氣排向室外可以有效減少病區空氣菌落數。目前大多數醫院只考慮手術室麻醉廢氣排放，沒有設計呼吸機廢氣排放系統。建議ICU 應設計呼吸機廢氣排放系統，減少交叉感染。

3.1.3 選址要求 ①醫用氣體的機房、液氧儲罐、墻體等均需符合消防防火要求；要充分考慮新風排風位置、承重、電力負荷、排水、設備噪聲、震動等因素的影響。②規劃時還要綜合考慮液氧儲罐擴容、道路條件方便槽車充液、專用管道井及氣瓶間存儲等問題，建議預留足夠發展空間。③壓縮空氣機房不應設置在地下空間或半地下空間，且需通風良好，遠離空氣污染源。壓縮空氣與負壓吸引機房規劃時需考慮噪聲、新風進口與廢水、廢氣排放問題，不能相互影響，不能對醫院內部及周邊環境造成影響與污染。④分子篩制氧機房、備用氧氣瓶匯流排、負壓吸引應各獨立設置房間，壓縮空氣可與制氧機房在同一房間，二氧化碳、氮氣、笑氣匯流排應設獨立房間。氧氣、壓縮空氣、二氧化碳、氮氣、笑氣和負壓吸引機房可以集中管理。⑤各類機房應根據設備尺寸，留出足夠的運輸通道，以便設備安裝、維修和更換。機房地面荷載必須滿足設備重量要求。

3.2 施工階段

3.2.1 管路要求 ①各幢醫療建筑物應分別獨立設置各種醫用氣體管路。急救室、手術部、ICU 和產房等重要醫療區域應根據規模、床位及分布情況分別從氣源處獨立接管二路供氣，平時一路供氣，應急狀況下二路同時供氣，還兼有一用一備功能。②高壓氧艙供氧應設獨立的供氣管路、汽化器及減壓裝置［7］。③醫院消毒供應中心設計獨立的空氣供應源，為手工清洗池、腔鏡清洗中心、全自動清洗消毒器、檢查打包臺和脈動真空滅菌器提供壓縮空氣。④建筑物內的醫用氣體管道需敷設在專用管道井內，且不應與可燃、腐蝕性的氣體或液體、蒸汽、電氣以及空調風管等共用管井［12］。在管道井內的醫用真空立管最低處設計立管小型集污罐和排污閥，以便在管道內吸入污物時，通過立管集污罐排放至指定位置。⑤室外醫用氣體管路宜埋地敷設，其地溝做法及與建筑物、地下管線間最小間距要求應符合《氧氣站設計規范》（GB 50030-2013）中“11.0.3”的規定。

3.2.2 管材要求 醫用氣體直接作用于患者，其潔凈度要求很高。國際標準《醫用氣體管道系統第1 部分：壓縮醫用氣體和真空管道系統》（ISO 7396-1）規定，所有醫用氣體管道都應優先采用銅材料，包括真空管道；我國在制定國家標準《醫用氣體工程技術規范》（GB 50751-2012）規定除設計真空壓力低于27 kPa 的真空管道外，醫用氣體的管材均應采用無縫銅管或無縫不銹鋼管。銅作為醫用氣體管材，具有施工方便、焊接質量高、抗腐與抗菌能力強等優點，建議有條件盡可能選用無縫銅管。

3.2.3 電源保障要求 ①電源要求：醫用氣體機房電源能保證機房設備滿負荷運行，采用雙電源且應設置應急備用電源。②接地要求：機房內管道接地按行業標準《民用建筑電氣設計規范》JGJ16 的有關規定接地，并與建筑等電位接地體可靠連接，接地電阻應＜10 Ω。在每一個末端點位都應該引一條1.5 mm2的黃綠雙色線進行等電位接地，在干管上每隔30 m 增設等電位接地點位，與樓層預埋扁鐵進行可靠連接，形成等電位聯結整體。③液氧站需設防雷接地，沖擊接地電阻不應大于30 Ω；需要定期進行接地性能檢測，確保檢測有效性。

3.2.4 施工要求 ①醫用氣體管道穿墻、樓板及建筑物基礎時，均應設套管。穿樓板的套管應高出地板至少50 mm，且套管內醫用氣體管道不得有焊縫，套管與醫用氣體管道之間應釆用不燃材料填實；管道的安裝支架應釆用經防腐處理的不燃材料，管道與支吊架的接觸處應進行防靜電腐蝕絕緣處理，以防靜電腐蝕擊穿管道［13］。②所有醫用氣體管材、組件進入工地前均應脫脂，進入現場后有管套保護，避免灰塵等進入。③焊接醫用氣體銅管及不銹鋼管材時，均應在管材內部使用惰性氣體保護。焊接完成后應使用干燥、無油的空氣或氮氣進行吹掃，并采取保護措施，防止管道被二次污染［14］。④當地環境溫度不能保證任何時刻均高于管道內氣體的露點溫度5℃以上時，醫用氣體室外管路應采取保溫措施，否則會產生冷凝水，甚至造成冰堵，威脅系統安全。⑤埋地敷設的醫用氣體管道深度不應小于當地凍土層厚度，且管頂距地面不宜＜0.7 m。當埋地管道穿越道路或其他情況時，應加設防護套管，同時埋地醫用氣體管道上方0.3 m 處設置開挖警示色帶［7］。

3.3 驗收階段

醫用氣體工程竣工后，必須對所有設備、管道和附件（包括隱蔽工程）進行徹底檢查與檢測，確保設備安裝可靠、管道連接正確、設施運行正常、標識正確規范。檢測內容包括泄漏性試驗、空氣質量檢測、設備功能測試、設備啟停檢測、氣體設備安全檢查、交叉錯接檢驗、壓力調節測試、標識檢查、減壓性能試驗、閥門控制檢驗、氣體專用性檢驗、報警系統性能檢驗、管道顆粒物檢驗、管道潔凈度檢驗、醫用氣源性能檢驗和管道系統壓力流量檢驗等相關的測試［15］。

《醫用氣體工程技術規范》（GB 50751-2012）規定只有施工方的檢驗，建議增加有資質的第三方檢測，保證醫用氣體質量。

第三方驗收合格后，醫院組織院內基建、護理、醫療設備、院感、工程等部門與建設方監理、設計、專業施工單位一起對醫用氣體設備、管路、閥門、終端、報警裝置及進氣口、排氣口進行專項驗收。只在驗收合格后，才能正式投入使用。

3.4 使用階段

3.4.1 數智監測 醫用氣體系統需要絕對的安全性、穩定性、可靠性和便捷性，設備配置要求高，應用數智技術對用量、壓力、流量、純度等指標進行實時監測，監控氣源設備運行狀態、氣體壓力、流量和純度等。制訂規范的操作流程及規章制度，利用智慧運維平臺加強醫用氣體設備運行狀態的巡檢。

3.4.2 專業維保 醫用氣體系統專業較強，建議請專業廠家對所有醫用氣體設備、管路及運行狀態進行專業維保與維修。

3.4.3 人員培訓 針對醫用氣體運維人員專業水平低，建議行業主管部門或專業協會定期組織醫用氣體專項培訓，提高醫用氣體從業人員的業務技能及現場應急處置能力。

3.4.4 應急預案 醫用氣體系統建設過程必須制訂停氣應急預案，做到安全可靠、及時報告、及時處理、保障反饋。

3.5 平疫轉換病房要求

新冠疫情期間，醫療機構集中收治許多危重患者。這些危重患者血氧飽和度偏低、呼吸困難，救治時對氧氣流量的要求極高，用氧量是普通患者的6 倍甚至10 倍。在用氣流量計算時可對國家標準《醫用氣體工程技術規范》（GB 50751-2012）中規定的同時使用率適當提高，或在系統設計時預留可改造的相關條件［16］。

3.5.1 氧氣管道 需綜合考慮使用有創、無創呼吸機及經鼻高流量等設備時最大氧氣流量，適當增大供氧管道管徑，保證患者高流量用氧需求；計算總用氧量時推薦值取：高流量輸氧平均流量15～25 L/min；重癥監護病床平均流量20～30 L/min；同時使用系數0.8～1.0。負壓病房按20%危重癥患者使用持續氣道正壓呼吸機，其余按ICU 用氣量計算，同時使用率為100%。

3.5.2 壓力流量 氧氣與壓縮空氣管徑應能保證麻醉機、呼吸機和其他醫療器械終端處壓力均≥0.4 MPa；普通病房終端處壓力≥0.2 MPa，終端氧流量應≥10 L/min；-0.07 MPa≤醫用真空系統負壓壓力（大氣環境下）≤-0.02 MPa，終端接頭抽氣速率≥30 L/min［14］。

3.5.3 穩壓裝置選擇 采用雙二級穩壓箱，每臺穩壓箱進行雙回路設計，平時用一個回路使用，當氧氣需求量較大時，可同時打開閥門使用，保證患者高流量、壓力穩定輸出的用氣需求及呼吸機的正常使用［16］。

3.5.4 設備帶配置 每張床位設備帶配置2 只氧氣終端、2 只壓縮空氣終端、1 只負壓吸引終端與4 個電源插座、2 個弱電點位，電源線采用4 mm2規格，保證在一個終端故障時能夠連續供氧及各種生命支持設備正常使用。

4 討論

醫用氣體是一個比較復雜的系統工程，任何系統、任何階段、任何環節出問題將會威脅患者的身體健康與生命安全，所以必須與建設項目同步規劃、同步設計、同步施工、同步驗收、同步交付使用。

在規劃設計階段必須考慮選址符合消防及運輸要求、設備選型滿足使用要求、容量冗余與備用要求；同時也需考慮建設成本問題，在有限建設資金下盡量做到備用、冗余、擴展等兼顧。

施工質量直接關系到臨床使用及病人的安危，必須嚴格按照設計文件與相應規范執行，如設備材料的選擇與預處理、施工環節的把關與控制、施工質量的檢查與監督等均必須細致到位，容不得一絲差錯。

引入第三方的檢測是對醫用氣體工程質量的一個科學檢驗，所以必須認真對待，在醫用氣體規劃設計、工程施工招標階段應該明確檢測內容與檢測方式，以便設計、施工、監理及材料供應單位引起高度重視，在完工后檢測時不會引起不必要的爭議。

組織醫用氣體專項驗收是評判工程質量的重要手段，必要可請行業內的專家參與驗收，增加驗收的全面性、權威性。為了應對新冠疫情等突發公共事件，必須提前做好平疫轉換病房醫用氣體方面的配置與預留，當疫情發生時，能夠快速轉換收治危重病人。

黨的二十大報告指出要推進健康中國建設。把保障人民健康放在優先發展的戰略位置，完善人民健康促進政策。醫用氣體系統作為與生命健康息息相關的專項工程，它的建設水平直接反映醫院整體建設水平。本文結合醫療事業大發展與百年疫情交互的新形勢，根據醫用氣體建設過程中存在的問題，對醫用氣體的規劃設計、施工、驗收及使用等各環節進行思考，提出了建設性的建議，為我國醫用氣體合理規范有序發展提供參考。