S neustálym vývojom technológie výroby kyslíka sa medicínsky kyslík vyvinul z pôvodného priemyselného kyslíka na kvapalný kyslík a potom na súčasnú výrobu kyslíka pomocou adsorpcie pri kolísavom tlaku (PSA). Metóda dodávky kyslíka sa tiež vyvinula z priameho prívodu kyslíka z jednej fľaše na centralizovaný systém dodávky kyslíka. V súčasnosti sa centralizované systémy dodávky kyslíka, centrálne odsávacie systémy a systémy stlačeného vzduchu stali tromi základnými systémami dodávky medicínskych plynov v moderných nemocničných klinikách.
Kyslík je kľúčovou látkou pre ľudské metabolické aktivity a prvou nevyhnutnosťou pre ľudský životný cyklus. Doplnky kyslíka môžu zlepšiť fyziologické a biochemické vnútorné prostredie ľudského tela a podporiť priaznivý cyklus metabolických procesov, čím sa dosiahne cieľ liečby chorôb, zmiernenia symptómov, podpory zotavenia, prevencie lézií a zlepšenia zdravia.
Preto kyslík zohráva dôležitú úlohu v medicíne, najmä pri prvej pomoci kriticky chorým pacientom a pacientom s úrazovými zraneniami, a zásobovanie kyslíkom sa stalo jednou z nevyhnutných podmienok pre zdravotnícke zariadenia.
História vývoja nemocničného systému zásobovania kyslíkom
Priamy prívod kyslíka z jednej fľaše
Priame dodávanie kyslíka z jednej fľaše je tradičným spôsobom dodávania kyslíka v nemocniciach a táto metóda sa vždy používala na dodávanie priemyselného kyslíka. Keďže priemyselný kyslík často obsahuje škodlivé plyny a vnútorná stena fľaše hrdzavie, kyslík bude mať nevoľný zápach. Pri klinickom použití spôsobí pacientom kašeľ a zhorší respiračné príznaky.
Preto Čína s cieľom zabezpečiť zdravie ľudí revidovala normy pre medicínsky kyslík.
Centralizovaný prívod kyslíka
Zásobovanie kyslíkom, tiež známe ako centrálne zásobovanie kyslíkom, je moderná metóda zásobovania kyslíkom, ktorá sa široko používa v celom svete. Čína vyvinula prvý centrálny systém zásobovania kyslíkom v roku 1983 a bol široko propagovaný a používaný vo veľkých a stredných mestách. V súčasnosti všetky nemocnice určitého rozsahu zaviedli centrálne systémy zásobovania kyslíkom. Systém zásobovania medicínskymi plynmi, ktorý pozostáva z centralizovaného systému zásobovania kyslíkom, centrálneho odsávacieho systému a systému stlačeného vzduchu, sa navyše stal nevyhnutným projektom pri výstavbe a rekonštrukcii oddelení v nemocniciach a nevyhnutným projektom pri modernizácii nemocníc.
Technológia centralizovaného zásobovania kyslíkom môže zlepšiť úroveň lekárskej starostlivosti v nemocniciach, umožniť pacientom včasnú záchranu alebo liečbu a tým zachrániť mnoho životov. Zároveň, keďže zariadenia pre centralizovanú technológiu zásobovania kyslíkom sú relatívne koncentrované, prispievajú k modernému riadeniu nemocníc.
Konkrétne sa odrážajú tieto aspekty:
- Centralizované potrubie na dodávku kyslíka má nižší tlak a je vybavené viacerými bezpečnostnými zariadeniami, vďaka čomu je bezpečnejšie a spoľahlivejšie.
- Centralizovaný prívod kyslíka nevyžaduje nosenie kyslíkových fliaš na oddelenie, čo uľahčuje skladovanie a prepravu.
- Centralizovaný systém dodávky kyslíka má silnú kapacitu dodávky kyslíka, veľkú kapacitu, stabilný tlak a dokáže zabezpečiť nepretržitý prísun kyslíka s veľkým prietokom.
- Terminál na inhaláciu kyslíka pre centralizovaný prívod kyslíka je inštalovaný priamo v operačnej sále, na pohotovosti a na oddeleniach každého oddelenia, vďaka čomu je inhalácia kyslíka jednoduchá, pohodlná, bezpečná a spoľahlivá.
- Centralizované zásobovanie kyslíkom môže výrazne zlepšiť využitie kyslíka, znížiť počet pracovníkov zodpovedných za správu kyslíka a tým zlepšiť ekonomické výhody.
Centrálny systém zásobovania kyslíkom v nemocnici pozostáva zo zdroja kyslíka, kyslíkového potrubia, ventilu a zariadenia s terminálom. V súčasnosti sa ako zdroj kyslíka v systémoch zásobovania kyslíkom doma aj v zahraničí bežne používajú prípojnice, kvapalný kyslík a koncentrátory kyslíka s kolísavou tlakovou adsorpciou (PSA).
Prípojnica
Systém prívodu kyslíka cez prípojnicu sa skladá hlavne z dvoch sád vysokotlakových kyslíkových fliaš (jedna pre prívod plynu a jedna pre záložný zdroj). Pozostáva zo prípojnice, sady automatických/manuálnych ovládacích zariadení, zvukových a svetelných alarmov, zariadení na zníženie a stabilizáciu tlaku, potrubia a príslušenstva. Keď sa zásoba kyslíka blíži k vyčerpaniu, prípojnica sa dokáže automaticky prepnúť na záložný zdroj kyslíka.
Riadiace zariadenie má tlakomer, monitorovaciu riadiacu jednotku, alarmový systém a kontrolky na zobrazenie prevádzkových podmienok a pripomenutie používateľovi výmeny opotrebovanej kyslíkovej fľaše. Ak automatické riadiace zariadenie zlyhá, aktivuje sa záložné zariadenie na zníženie tlaku a stabilizáciu tlaku, aby sa zabezpečila stabilita tlaku v dodávke kyslíka.
Kvapalný kyslík
Systém zdroja plynu využívajúci kvapalný kyslík ako zdroj kyslíka sa skladá hlavne z nádrže na kvapalný kyslík, odparovača, zariadenia na zníženie tlaku a alarmu. Kvapalný kyslík sa pridáva z nádrže na kvapalný kyslík dopravného vozidla do nádrže na kvapalný kyslík centralizovaného systému zásobovania kyslíkom využitím tlakového rozdielu medzi vnútornou a vonkajšou stranou nádrže na kvapalný kyslík. Nádrž na kvapalný kyslík je vysokotlaková izolačná medzivrstva, ktorá zabezpečuje požadovanú nízku teplotu kvapaliny.
Teplota kvapalného kyslíka prudko stúpa, keď prúdi cez odparovač, čo spôsobuje jeho odparovanie. Tlak odpareného kyslíka pod vysokým tlakom sa zníži pomocou redukčného zariadenia a po stabilizácii tlaku sa vypustí. V systéme sú zvyčajne dve nádrže na kvapalný kyslík, jedna na prívod kyslíka a jedna na zálohovanie; nádrž na kvapalný kyslík a prípojnica sa môžu používať aj spoločne, pričom nádrž na kvapalný kyslík dodáva plyn a prípojnica sa používa ako záloha.
Dodávka kyslíka pre lekársky koncentrátor kyslíka PSA
Systém dodávky kyslíka pre medicínsky kyslíkový koncentrátor PSA sa skladá hlavne zo vzduchového kompresora a sušičky, filtra, kyslíkového koncentrátora, zásobníka kyslíka, potrubí a príslušenstva. Ak je potrebné plnenie kyslíkových fliaš kyslíkom, je možné nainštalovať kyslíkový kompresor a plniacu stanicu kyslíka. Generátor kyslíka PSA využíva technológiu výroby kyslíka s kolísavou tlakovou adsorpciou na získanie kyslíka s čistotou ≥ 90 %, ktorá spĺňa štandardy medicínskeho kyslíka.
Technológia výroby kyslíka s kolísavým tlakom využíva selektívnu adsorpciu kyslíka a dusíka pomocou zeolitových molekulových sít, pričom adsorpčná kapacita sa zvyšuje so zvyšujúcim sa adsorpčným tlakom a klesá so znižujúcim sa adsorpčným tlakom. Adsorbuje dusík za tlaku, čím obohacuje kyslík; desorbuje adsorbovaný dusík za zníženého tlaku a súčasne regeneruje molekulové sito. Tento recipročný cyklus dosahuje oddelenie kyslíka od dusíka a produkciu kyslíka.
Použitie lekárskych generátorov kyslíka PSA je možné konfigurovať ako jednu jednotku alebo ako dvojitú jednotku. V konfigurácii s jednou jednotkou sa používa jedna sada generátora kyslíka a ako záloha slúži zbernica kyslíkovej fľaše. Počas špičkovej spotreby kyslíka je kyslíková fľaša dopĺňaná zbernicou, čo je ekonomické, bezpečné a spoľahlivé. V konfigurácii s dvoma jednotkami sa konfigurujú dve sady generátora kyslíka, čo je pohodlné na parkovanie a údržbu, a ako záruka je k dispozícii záložná kyslíková zbernica, čo je bezpečnejšie a praktickejšie.
Porovnanie jednoduchosti
Dodávka kyslíka cez prípojnicu vyžaduje pravidelný nákup lekárskych kyslíkových fliaš, ktoré sa zložito prepravujú, manipulujú a spravujú, a tieto fľaše si vyžadujú pravidelnú údržbu.
Kvapalný kyslík je oproti prípojniciam veľkým vylepšením s výhodami veľkého prepravného objemu, vysokej prepravnej účinnosti, kratšieho pomocného času a nízkych nákladov na kyslík. Zásobník kvapalného kyslíka s objemom 3,65 m3, naplnený kvapalným kyslíkom a úplne splynený, dokáže vyrobiť 3 000 m3 kyslíka, čo si vyžaduje 500 oceľových fliaš a hmotnosť samotných oceľových fliaš je približne 30 ton.
Nádrže na kvapalný kyslík je potrebné plniť iba 1 – 2-krát mesačne, ale prevádzkové požiadavky počas plnenia sú veľmi vysoké a operátori musia mať na prácu certifikát, denne kontrolovať výstupný tlak a pravidelne kontrolovať a udržiavať zariadenie. Postup používania kyslíka je pomerne náročný.
Generátor medicínskeho kyslíka PSA realizuje výrobu kyslíka na mieste a vytvára si vlastnú nezávislú stanicu na výrobu kyslíka. Nevyžaduje prepravu kyslíka a nie je obmedzený druhým zdrojom kyslíka. Zariadenie je možné prevádzkovať automaticky bez častého nastavovania a kalibrácie. Jeho obsluha je bezpečná, jednoduchá a pohodlná. Nie sú potrebné žiadne ďalšie pomocné zariadenia a kvalifikovaný medicínsky kyslík môže byť priamo privádzaný do potrubného systému, čím sa riadenie nemocnice stáva vedeckejším a modernejším.
Porovnanie bezpečnosti
Tlak kyslíka v kyslíkovej fľaši používanej na prívod kyslíka do zbernice je relatívne vysoký, zvyčajne 15 MPa (150 atmosfér), čo môže spôsobiť potenciálny výbuch v prípade silných vibrácií a nárazu. Kvalita a čistota kyslíka v kyslíkovej fľaši nie sú pod kontrolou používateľa.
Kvapalný kyslík je najdôležitejším bezpečnostným problémom. V zásobníku kvapalného kyslíka je uskladnené veľké množstvo kvapalného kyslíka. Teplota kvapalného kyslíka je extrémne nízka (-183 °C) a kyslík je silné horľavé činidlo. Ak dôjde k úniku, následky budú katastrofálne. Preto je potrebné pravidelne kontrolovať systém kvapalného kyslíka. Ak exploduje nevýbušný disk na zásobníku kvapalného kyslíka alebo ak výfukový ventil preskočí na výfuk, znamená to, že medzivrstva zásobníka kvapalného kyslíka je zničená a je potrebné ju opraviť a znovu odsať.
Umiestňovanie nádrží s kvapalným kyslíkom do husto obývaných nemocníc je nebezpečné. Kvapalný kyslík je náchylný na únik počas prepravy a balenia a aj malé množstvo tuku môže spôsobiť požiar, čo predstavuje bezpečnostné riziko.
Generátory lekárskeho kyslíka PSA pracujú pri normálnej teplote a nízkom tlaku (20 °C – 40 °C, 6 – 8 atmosfér). V princípe neexistujú žiadne nebezpečné faktory a ide o najbezpečnejšiu z troch metód dodávky kyslíka. Koncentrátory kyslíka sú vo všeobecnosti vybavené záložným zdrojom kyslíka na prípojnici, ktorý zabezpečuje dodávku kyslíka v prípade výpadku prúdu, vypnutia alebo keď sa spotreba kyslíka náhle na určitý čas zvýši a prekročí menovitú produkciu kyslíka koncentrátora kyslíka.
Ekonomické porovnanie
Systém prípojníc využíva kyslíkové fľaše, ktoré sú bežne dostupné v nemocniciach. Stačí fľaše len spracovať a potom zmontovať, čím sa ušetria počiatočné investičné náklady.
Výber spôsobu dodávania kyslíka
Keďže zásobovanie kyslíkom cez prípojnice vyžaduje najmenšiu počiatočnú investíciu, pre niektoré malé a stredné nemocnice, ktoré majú malú kapacitu na príjem pacientov a nedostatok finančných prostriedkov, je použitie zásobovania kyslíkom cez prípojnice najpraktickejšou a najekonomickejšou metódou. Z hľadiska dlhodobej ekonomickej prevádzky je nemocničný generátor kyslíka PSA najekonomickejším spôsobom zásobovania kyslíkom. Systém má vysoký bezpečnostný faktor a možno ho prevádzkovať bez obsluhy a spravovať moderným spôsobom. Je to najlepšia voľba pre moderné nemocnice.
Preto by v súčasnosti veľké nemocnice mali používať na zásobovanie kyslíkom nemocničné kyslíkové koncentrátory PSA. Zároveň, keďže kyslíkové koncentrátory PSA nevyžadujú druhý zdroj kyslíka a dokážu kyslík dodávať bežne iba s elektrickou energiou, sú vhodné aj pre niektoré odľahlé oblasti a oblasti s nevýhodnou dopravou.
Systémové potrubia a terminály
Kyslík sa prepravuje z kyslíkovej stanice na každé poschodie (oddelenie, operačná sála, záchranné centrum, ambulancia atď.). Po sekundárnej stabilizácii tlaku je výstupný tlak kyslíka 0,1 – 0,4 MPa (nastaviteľný). Teplota okolia kyslíkového potrubia by nemala prekročiť 70 °C.
Otvorený oheň a olejové škvrny sú prísne zakázané v blízkosti potrubí alebo ventilov. Potrubia na dodávku kyslíka môžu byť vyrobené z medených rúrok alebo rúrok z nehrdzavejúcej ocele. Prvý typ je ekonomickejší a je preferovaným materiálom špecifikovaným národnými normami.
Po vstupe kyslíkovej trubice na oddelenie sa pripojí k terminálovej doske (nazývanej aj liečebný pás). Terminálna doska je vodiaca drážka pre rôzne drôty a zostavu rôznych komponentov koncových prvkov potrubia.
Čas uverejnenia: 9. júna 2025