醫(yī)用負壓真空系統(tǒng)施工與運行中的問題解析

張成行 朱占奎 趙璐瑩 王金珠

根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，結(jié)合不同醫(yī)院反映出的典型問題，參考標準要求以及選用先進機房設(shè)備的使用心得，就醫(yī)用真空系統(tǒng)建設(shè)中的負壓真空站房設(shè)置、機房設(shè)備選型與運行維護、真空管道的材質(zhì)、管徑、氣體流量、壓力標準以及終端閥門的選擇等問題進行解析。

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)“車間”，又是醫(yī)療機構(gòu)中心吸引系統(tǒng)的抽吸氣體匯集點。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)對周邊環(huán)境的影響，同時又關(guān)乎中心供氣的路由、路徑的合理與科學、機房設(shè)備的搬運與安裝、值守便利、應急報警處理及時等諸多因素。

1.1 醫(yī)用真空站房規(guī)劃

醫(yī)用真空站房應當在醫(yī)院建設(shè)時統(tǒng)一規(guī)劃，主要針對負壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲，設(shè)備排放的廢水、廢氣不應對醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)周邊環(huán)境造成污染。因負壓氣體可能與患者直接接觸，若排放位置不當，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)用真空匯不應與其他氣體站房設(shè)置在同一房間內(nèi)，需單獨設(shè)置。醫(yī)用真空站房宜在地下室或就近于用氣點設(shè)置；真空泵的排氣應符合醫(yī)院環(huán)境衛(wèi)生標準要求，排氣口應設(shè)置有害氣體警示標志；排氣口應位于室外，不應與醫(yī)用空氣進氣口位于同一高度，且與建筑物的門窗、其他開口的距離不應＜3 m。

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

由于牙科專用真空匯與醫(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，對水及環(huán)境會造成嚴重污染，牙科真空匯應設(shè)置汞合金分離裝置。因此，同一醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)的牙科真空站房應獨立設(shè)置；為防止同一醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)醫(yī)用真空系統(tǒng)的交叉感染，獨立傳染病科(區(qū))醫(yī)療建筑物的醫(yī)用真空宜獨立設(shè)置。

2 負壓真空氣源設(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)點在于水常用且易得，而價格較旋片泵便宜，其因結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、價格便宜等優(yōu)點最早成為醫(yī)療機構(gòu)真空供應中大量使用的設(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，好的真空泵會達到90 kPa真空壓力，能夠滿足國家醫(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，廢水的處理相對困難。如果醫(yī)療機構(gòu)不具備對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)療機構(gòu)選用水循環(huán)真空設(shè)備。如果選用需按照國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(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)式真空泵的排水應經(jīng)污水處理合格后排放，且應符合現(xiàn)行國家標準《醫(yī)療機構(gòu)水污染物排放標準》(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)滑動的旋片的旋轉(zhuǎn)運動，以獲得真空的一種變?nèi)輽C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、低噪音及震動少的優(yōu)點。內(nèi)部單向閥保護吸引系統(tǒng)不被污染，油霧分離器保護環(huán)境和減少油的損失。旋片真空泵抽真空速度快、真空度高，一般能達到98 kPa真空壓力，使用非常方便，能夠滿足醫(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。缺點是較水循環(huán)泵價格較貴，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)置細菌過濾器或采取其他滅菌消毒措施，設(shè)備應當定期維護、更換真空油和過濾器濾芯。

2.1.3 干式真空泵

干式真空泵是泵腔內(nèi)無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或者接近的機械真空泵。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足醫(yī)療機構(gòu)的使用要求。從設(shè)備的穩(wěn)定性而言，由于先進的制造工藝使得爪式泵能夠10年免維護，給使用單位帶來使用便利。干式真空泵運轉(zhuǎn)過程中在泵內(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)備造價較高，與普通水環(huán)泵、旋片泵比較會增加采購成本。但從滿足規(guī)范要求、提高使用品質(zhì)的角度出發(fā)，有條件的醫(yī)療機構(gòu)應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，為安全起見應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，同時又關(guān)乎設(shè)備運維、污染物處理排放與環(huán)境安全的因素?，F(xiàn)行最新醫(yī)療器械注冊目錄分類，已將醫(yī)用真空設(shè)備列入二類醫(yī)療器械注冊管理。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)療機構(gòu)的用氣量。國家標準《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，其計算為公式1：

式中Q為氣源計算流量(L/min)；Qa為終端處額定流量(L/min)；Qb為終端處計算平均流量(L/min)；n為床位或計算單元的數(shù)量；η為同時使用系數(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)范同時提供了醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)不同用氣單元的終端組件的設(shè)置要求，以及計算流量的對照參數(shù)：附錄A和附錄B。該計算公式和數(shù)值系采用英國健康技術(shù)備忘錄(health technical memorandum，HTM)02-01的計算方法。英國HTM02-01要求嚴謹，安全要求上高于國際標準化組織(International Organization for Standardization，ISO)7396和美國消防協(xié)會(National Fire Protection Association，NFPA)99C。因此，在氣源設(shè)備的選型上，嚴格按照國家標準GB50751-2012[9.2.1]的計算方法是相對科學和具備前瞻性。不建議使用醫(yī)院傳統(tǒng)的用氣數(shù)據(jù)和過往設(shè)備的配置型號進行匡算和比對選型。

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)是通過真空泵造成的負壓，通過系統(tǒng)終端輸氣管道吸除患者體內(nèi)的痰、血、膿及其他污染物?！夺t(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。鍍鋅鋼管應符合國家標準《低壓流體輸送用》(GB3091-2008)的要求；銅管應符合國家標準《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)計真空壓力＜27 kPa的真空管道外，醫(yī)用氣體的管材均應采用無縫銅管或無縫不銹鋼管；無縫銅管應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《醫(yī)用氣體和真空用無縫銅管》(YS/T650)的有關(guān)規(guī)定；無縫不銹鋼管應符合現(xiàn)行國家標準《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》(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標準均將紫銅管作為醫(yī)用氣體管道的選用管材。根據(jù)標準規(guī)范要求，由于鍍鋅鋼管在醫(yī)院實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；紫銅管由于有國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局的YS/T650-2007專用標準要求，因此推薦使用；不銹鋼管目前國內(nèi)無針對醫(yī)用氣體使用的管材標準，如選用應符合國家標準《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》(GB/T14976)的有關(guān)規(guī)定，同時還應符合材質(zhì)性能不應低于OCrNi9奧氏體即304不銹鋼的管材要求。

3.2 管徑

真空負壓系統(tǒng)是手術(shù)及急救過程中吸痰、吸膿、吸血以及吸引堵塞人體氣道通路異物所必用。當在手術(shù)，外科救治過程中，需要迅速尋找到破損創(chuàng)傷面，并進行止血縫合時，負壓吸引系統(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題。

現(xiàn)行有關(guān)醫(yī)用氣體的有關(guān)標準：中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(YY/T0186-94)、國家標準《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》(GB50751)以及國家標準《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算辦法。設(shè)計部門在設(shè)計醫(yī)用氣體管道時，一般采用流量、流速以及已知的流動氣體種類的情況下，通過流導計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]氣體在輸送導管中的流速不應大于10 m/s。氣體內(nèi)管徑計算為公式2：

式中d為管徑(mm)；Q為流量(m3/h)；V為流速(m/s)。

負壓吸引管道內(nèi)流動的是空氣和少量水氣的混合氣體，氣體和液體的一個顯著區(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，氣體管道的水力計算要比其他氣體管道更為復雜。

在醫(yī)院實際案例中，大部分醫(yī)院是按照設(shè)計院的設(shè)計方案，或者具備設(shè)計資質(zhì)的深化方案進行施工。由于設(shè)計多數(shù)是把理想氣體狀態(tài)作為計算依據(jù)，加之醫(yī)用氣體同時還會受到環(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有發(fā)生。醫(yī)院在建設(shè)設(shè)計階段應選擇設(shè)計能力較好的設(shè)計部門或?qū)ｍ椛罨瘑挝贿M行設(shè)計，避免留下難以改變的使用缺陷。

3.3 壓力損失

國家標準《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)計壓力、流量下的壓力損失，見表1。

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

3.4 終端組件

負壓真空終端組件在安全性上首先應滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標準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，建議選擇國標或者德式終端[7]。自帶維修閥門的氣體終端，能保證在較易損傷的第一閥損壞時，第二閥保證氣體不會泄漏。在滿足使用性的同時，易于維修，降低了管路壓力損失[8]。

4 結(jié)論

醫(yī)院負壓吸引系統(tǒng)與供氧系統(tǒng)均是關(guān)系到患者的生命安全的醫(yī)用氣體供應系統(tǒng)，在醫(yī)院的治療和搶救過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為減少醫(yī)院投入運行后的問題，應從工程專項策劃、圖紙設(shè)計、設(shè)備綜合調(diào)研、系統(tǒng)安裝驗收等諸方面做好每一項工作，嚴格遵守相應規(guī)范要求，防患未然，減少或消除運行中的問題出現(xiàn)。