何德慶江門市人民醫(yī)院，廣東江門　529000

數(shù)字化監(jiān)控在醫(yī)院中心供氧系統(tǒng)中的應用

何德慶
江門市人民醫(yī)院，廣東江門529000

醫(yī)院中心供氧系統(tǒng)需要為醫(yī)療臨床提供穩(wěn)定、連續(xù)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(yī)院制氧系統(tǒng)的核心設備進行數(shù)字化監(jiān)控技術改造，使得制氧設備能夠在設備出現(xiàn)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(yī)療用氧得到連續(xù)、穩(wěn)定的供應。

醫(yī)院中心供氧系統(tǒng)；數(shù)字化監(jiān)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(huán)境、促進代謝過程的良性循環(huán)，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(yī)院急救和治療必不可少的重要因素［1］。

隨著醫(yī)用制氧技術的不斷發(fā)展，醫(yī)用氧氣從最初的工業(yè)氧、后來的液氧發(fā)展到目前的醫(yī)用變壓吸附（PSA）制氧，供氧方式也從單瓶直接供氧發(fā)展到集中供氧系統(tǒng)。醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)的應用和實施，是醫(yī)院現(xiàn)代化的標志［2］。醫(yī)用變壓吸附（PSA）制氧系統(tǒng)已經成為現(xiàn)代化醫(yī)院臨床的醫(yī)用氧氣主流供應系統(tǒng)之一，作為醫(yī)學臨床重要的支持系統(tǒng)，醫(yī)用變壓吸附（PSA）制氧系統(tǒng)可改善醫(yī)院的醫(yī)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(yī)用變壓吸附（PSA）制氧系統(tǒng)的穩(wěn)定、無故障的安全運行是醫(yī)院設備管理部門首要任務。

1　系統(tǒng)現(xiàn)狀

醫(yī)院中心供氧系統(tǒng)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(yī)用變壓吸附（PSA）制氧機和匯流排作為供氧系統(tǒng)的氧源。匯流排作為備用氧源，在醫(yī)用變壓吸附（PSA）制氧機出現(xiàn)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(yī)用制氧系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的自動控制與監(jiān)控水平與當前的主流設備相比已略顯不足。主要表現(xiàn)在以下兩方面：

①螺桿式空壓機控制系統(tǒng)采用儀表控制，無故障預警功能，當設備出現(xiàn)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(tǒng)的運行穩(wěn)定性也具有一定的安全隱患。

②制氧機主機控制系統(tǒng)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(xiàn)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(wěn)定用氧需求。但該套設備目前運轉尚穩(wěn)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(jiān)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(jiān)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(jiān)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(shù)據全面監(jiān)控，當運行數(shù)據達到設定的預警值時，ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器自動向值班室發(fā)出聲、光報警，值班人員可以在設備出現(xiàn)異常的第一時間到達現(xiàn)場對故障予以解除?？纱蟠蠼档驮O備的故障停機概率。當運行數(shù)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(xù)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(fā)出聲、光報警，同時ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC會將發(fā)生故障停機時的設備運行數(shù)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(shù)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(jiān)控功能。

遠程無線監(jiān)控功能通過加裝遠程監(jiān)控系統(tǒng)SmartLink，與空壓機新裝的ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器接口通過數(shù)據線連接，可通過GPS遠程傳輸空壓機的運轉參數(shù)，在空壓機出現(xiàn)故障停機預警、保養(yǎng)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(fā)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(shù)據；②當空壓機出現(xiàn)故障預警時，在故障停機前自動向預設的人員發(fā)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(xù)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(shù)據，使維修人員能夠快速判斷設備故障原因提供準確數(shù)據。

2.2對制氧主機加裝進氣壓縮空氣露點數(shù)字化監(jiān)控、氧氣壓力數(shù)字化監(jiān)控和氧氣純度監(jiān)控，保障醫(yī)療用氧安全

醫(yī)用中心制氧主機依據國家YY/T0298-1998《醫(yī)用分子篩制氧設備通用技術規(guī)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(huán)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(huán)過程，完成氧氮分離，獲取適用于醫(yī)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(yī)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(guī)范保養(yǎng)，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(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)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(huán)保造成一定影響。因此在醫(yī)院的醫(yī)用制氧主機加裝壓縮空氣露點數(shù)字化監(jiān)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(yī)用供氧系統(tǒng)的實際情況，在如圖5所示的系統(tǒng)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(xiàn)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(yǎng)，保障制氧主機分子篩的使用壽命。

醫(yī)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(jiān)督管理局把醫(yī)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(yī)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(guī)定的純度要求，將不符合國家的醫(yī)療氧氣的規(guī)范要求，無法在醫(yī)療臨床中使用，嚴重影響醫(yī)療臨床的正常用氧需求。因此對于醫(yī)用氧氣的壓力和氧氣純度實施數(shù)字化監(jiān)控對于醫(yī)療臨床具有非常重要的意義。

圖5

根據該院醫(yī)用供氧系統(tǒng)的實際情況，在如圖6所示的系統(tǒng)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(yī)用制氧系統(tǒng)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(xiàn)異常時，系統(tǒng)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(yī)用中心供氧系統(tǒng)作為現(xiàn)代醫(yī)院臨床必備的醫(yī)用氣體供應系統(tǒng)，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(yī)用中心供氧系統(tǒng)通過該文所述的數(shù)字化監(jiān)控技術改造升級，不僅提高了該院的中心供氧系統(tǒng)的技術先進性，保障了系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、連續(xù)的正常運行，而且還延長了本套中心供氧系統(tǒng)的使用壽命，為醫(yī)院和國家節(jié)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(yī)院集中供氧方式的綜合分析［J］.中國醫(yī)療器械信息，2014，12（1）：16-17.

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

［3］文麗，戴巨川.空壓機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)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(tǒng)的維修與管理［J］.醫(yī)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(yī)用電器設備管理、維護、技改工作。

2016-01-23）