数字化监控在医院中心供氧系统中的应用

何德庆江门市人民医院，广东江门　529000

数字化监控在医院中心供氧系统中的应用

何德庆
江门市人民医院，广东江门529000

医院中心供氧系统需要为医疗临床提供稳定、连续的保障支撑，该文通过运用机电一体化自动控制技术，将老旧的医院制氧系统的核心设备进行数字化监控技术改造，使得制氧设备能够在设备出现异常时实时提供故障预警，值班人员能够在第一时间进行快速维修，使医疗用氧得到连续、稳定的供应。

医院中心供氧系统；数字化监控；应用

［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

氧是人体代谢活动的关键物质，是人体生命运动的第一需要，氧气的补给可以改善人体的生理、生化内环境、促进代谢过程的良性循环，从而达到治疗疾病、缓解症状、促进康复和预防病变、增进健康的目的。氧气以其维持生命的特性而成为医院急救和治疗必不可少的重要因素［1］。

随着医用制氧技术的不断发展，医用氧气从最初的工业氧、后来的液氧发展到目前的医用变压吸附（PSA）制氧，供氧方式也从单瓶直接供氧发展到集中供氧系统。医用中心供氧系统的应用和实施，是医院现代化的标志［2］。医用变压吸附（PSA）制氧系统已经成为现代化医院临床的医用氧气主流供应系统之一，作为医学临床重要的支持系统，医用变压吸附（PSA）制氧系统可改善医院的医疗水平，使患者能够得到及时抢救或治疗，从而使许多人的生命得到挽救。因此医用变压吸附（PSA）制氧系统的稳定、无故障的安全运行是医院设备管理部门首要任务。

1　系统现状

医院中心供氧系统由氧源、输氧管道、阀和设备带终端几部分组成。目前，该院采用医用变压吸附（PSA）制氧机和汇流排作为供氧系统的氧源。汇流排作为备用氧源，在医用变压吸附（PSA）制氧机出现故障或维保停机时开启使用。该院最初的一套PSA变压吸附医用制氧系统始建于2006年，设备采用美国某品牌的单机17立方双机组配置。该套系统的主要组成设备如图1所示。

由于当时设备的自动控制水平所限，该套系统的自动控制与监控水平与当前的主流设备相比已略显不足。主要表现在以下两方面：

①螺杆式空压机控制系统采用仪表控制，无故障预警功能，当设备出现故障时值班人员无法在第一时间获得故障预警和故障信息，需要值班人员根据累积的设备维护、维修经验对设备进行检修，大大增加了设备值班人员的工作强度和难度，同时对整套系统的运行稳定性也具有一定的安全隐患。

②制氧机主机控制系统采用仪表控制，对氧气压力和氧气纯度异常无故障报警功能。在氧气压力或纯度出现异常时，依靠用氧终端科室电话报障，此无疑将影响临床科室的安全、稳定用氧需求。但该套设备目前运转尚稳定，如淘汰换新将会对该院造成一定的浪费，因此对该套设备进行相关的技术改造，将大大提供设备的利用率。

图1　

2　技术改造措施

2.1空压机加装智能控制器，使其具有自动控制功能和故障监控、预警功能

图2　

利用故障诊断技术找出故障源、分析故障原因、预防故障，对于延长空压机寿命，保证运行安全意义重大［3］，如图2。

空压机主控制器采用加装ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器，并利用 ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器的报警干接点在值班室加装声、光报警装置（如图3所示），该控制器采用5.7寸彩色液晶显示器，中文菜单式操作。控制器具备完善的对空压机的控制、监控和保护的所有功能和扩展能力。

图3　

控制功能能够自动控制空压机的运行、加载和卸载。并可以根据每日的开机、停机计划，在ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器中菜单中非常方便地编制程序对压缩机进行自动控制。大大降低设备管理人员的劳动强度。

监控和保护功能可以对空压机的运行温度、运行压力、电压、电流等运行数据全面监控，当运行数据达到设定的预警值时，ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器自动向值班室发出声、光报警，值班人员可以在设备出现异常的第一时间到达现场对故障予以解除。可大大降低设备的故障停机概率。当运行数据达到设定的故障停机值时，ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器将自动切断空压机电源停止空压机继续运转，保护空压机防止故障扩大化，同时控制器自动向值班室发出声、光报警，同时ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC会将发生故障停机时的设备运行数据存储与控制器内存卡中，为设备检修人员检修故障提供数据支持。

同时ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器具有强大的扩展功能，如扩展多机连控功能、扩展无线远程监控功能。

远程无线监控功能通过加装远程监控系统SmartLink，与空压机新装的ELEKTRONIKON MK5 GRAPHIC控制器接口通过数据线连接，可通过GPS远程传输空压机的运转参数，在空压机出现故障停机预警、保养预警、故障停机时机组自动向预设的设备操作管理人员或设备维护商发送预警或故障信息（如图4）。主要功能：

①远程通过Internet在任何地点通过手机或电脑查阅空压机实时运转数据；②当空压机出现故障预警时，在故障停机前自动向预设的人员发送预警信息，可对设备在故障停机前提前对设备进行维修，避免紧急故障停机对连续生产的影响；③故障信息存储：使得设备维修人员掌握设备停机时的运行数据，使维修人员能够快速判断设备故障原因提供准确数据。

2.2对制氧主机加装进气压缩空气露点数字化监控、氧气压力数字化监控和氧气纯度监控，保障医疗用氧安全

医用中心制氧主机依据国家YY/T0298-1998《医用分子筛制氧设备通用技术规范》的要求，以分子筛为吸附剂，压缩空气为原料，在一定的压力作用下，运用PSA （Pressure Swing Adsorption）压力旋转吸附技术，通过控制两分子筛槽交替循环工作，利用分子筛加压时对吸附质（主要为氮气）的吸附容量增加，减压时对吸附质（主要为氮气）的吸附容量减少的特性，形成加压吸附，减压解吸的快速循环过程，完成氧氮分离，获取适用于医疗单位所需的氧气。制氧主机对进入分子筛的压缩空气的要求：压缩空气压力：5.5～6 kg，压缩空气露点温度≤10℃。如果压缩空气湿度大，将会大大影响分子筛的使用寿命。而医用制氧机的分子筛是制氧机的核心部件，一般均为进口材料，价格相当昂贵，在按照使用手册规范保养，并确保进气压缩空气的含水量满足其工艺要求的情况下使用时间可达十年。但笔者经过多年的设备管理经验发现，绝大多数的制氧主机的分子筛都是因为压缩空气的露点温度把关不严格，而导致分子筛没有达到额定使用寿命而提前更换，不仅造成资金浪费，而且分子筛废料也会对环保造成一定影响。因此在医院的医用制氧主机加装压缩空气露点数字化监控对于保障制氧主机分子筛的使用寿命至关重要。

图4　

根据该院医用供氧系统的实际情况，在如图5所示的系统中加装压缩空气露点仪，并将压缩空气露点仪的报警信号接入值班室，在压缩空气露点出现超标时提供声、光报警，设备管理人员可在第一时间对冷冻干燥机进行相关维修保养，保障制氧主机分子筛的使用寿命。

医用氧气属于急救用药品，2000年被收入《中国药典》。国家食品药品监督管理局把医用氧气的生产纳入药品生产管理范畴，给予“药准字号”身份。正常的医疗用氧需求为：氧气压力：≥350 Kpa，氧气纯度≥90%。氧气压力不足将直接导致ICU、手术室重要科室的呼吸机等关键设备无法正常使用。氧气纯度达不到规定的纯度要求，将不符合国家的医疗氧气的规范要求，无法在医疗临床中使用，严重影响医疗临床的正常用氧需求。因此对于医用氧气的压力和氧气纯度实施数字化监控对于医疗临床具有非常重要的意义。

图5

根据该院医用供氧系统的实际情况，在如图6所示的系统中加装氧气压力传感器及报警装置，报警信号接入制氧值班室，在氧气压力异常时提供声、光报警，设备管理人员可在第一时间对医用制氧系统进行相关维修。将氧气纯度仪的报警信号接入制氧值班室，当氧气纯度出现异常时，系统将自动切换成汇流排供氧，并向值班室设备管理人员提供声、光报警。

图6

3　结语

医用中心供氧系统作为现代医院临床必备的医用气体供应系统，在抢救患者、实施手术麻醉、呼吸救治等方面起着至关重要的作用［4］。该院的医用中心供氧系统通过该文所述的数字化监控技术改造升级，不仅提高了该院的中心供氧系统的技术先进性，保障了系统能够稳定、连续的正常运行，而且还延长了本套中心供氧系统的使用寿命，为医院和国家节约了设备更新的购置成本，具有一定的经济效益和社会效益。

［1］吴洪亮.医院集中供氧方式的综合分析［J］.中国医疗器械信息，2014，12（1）：16-17.

［2］王小月.医用医用中心供氧系统的原理及维护［J］.科技创新导报，2014，27（1）：21-22.

［3］文丽，戴巨川.空压机监控系统现状与发展趋势［J］.压缩机技术，2013，48（5）：17-18.

［4］张金亮.浅析中心供氧系统的维修与管理［J］.医学信息，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

何德庆（1981.1-），男，广东江门人，本科，电器工程师，主要从事医用电器设备管理、维护、技改工作。

2016-01-23）