新形势下医用气体建设再思考

林平，沈小庆

［浙江大学医学院附属儿童医院（国家儿童健康与疾病临床医学研究中心），浙江 杭州 310052］

近年来，医院尤其是公立大医院的发展进入一个快速增长期，新建医院项目越来越多，规模越来越大，这对医用气体发展带来空前的机遇与挑战。但三年多的新冠疫情，也暴露出各级医疗机构医用气体建设方面的不足，特别氧气供应不足，给临床治疗带来前所未有的压力。保住救命氧，守住生命线，是疫情暴发期间最严峻的挑战［1-2］。在此新形势下，本文从规划设计、施工、验收、运维等方面提出当前医用气体建设存在的问题，并提出了相应的应对措施，为今后应对大型突发性公共性卫生事件做好硬件上的准备。

1 医用气体的构成

医用气体系统是指医院内用于维系生命、减少痛苦、促进健康、改善环境、驱动器械、实验需要等一项多设备、多专业、多学科的综合性系统工程，被称为“生命支持系统”［3］。它由医用供气、压缩空气、负压吸引、废气排放及氮气、二氧化碳、笑气等其它气体系统组成。

1.1 医用供氧系统

医用供氧系统一般由汇流排、液氧系统、制氧系统三种方式。液氧具有方便、经济、安全、便于管理等优点，现在已成为大多数医院的选择。但液氧储罐和汽化器需要安装在室外，对周边建筑和道路距离有相关要求。规模小医院的一般选择气瓶汇流排作为气源，用气量小，投入也小。用氧量大，场地又不具备安装液氧的医院可选择分子筛吸附或膜分离制氧机作为气源，一次性投入较大，运行成本低，可以放在室内，保证气体供应，但需符合药典要求。

1.2 医用压缩空气系统

医用压缩空气系统为医疗工具驱动提供动力，是为急诊、门诊、病房、ICU、抢救室、手术室、牙椅、雾化室、供应室等区域提供气源。通过站房内的空压机将压缩后的空气经干燥、过滤、缓冲后按一定压力范围为临床提供气源。

1.3 医用负压吸引系统

医用负压吸引系统由真空泵、汽水分离器、负压储气罐、过滤器及排污罐等组成，主要用于吸痰、吸除病人脓血与手术污物等，供病房、急诊室、抢救室、麻醉室、检查室、门诊检查、牙椅等使用。

1.4 废气排放系统

麻醉气体排放系统是通过真空或正压射流方式将麻醉废气有组织排出室外，保护手术室内的医护人员不受影响。

呼吸机废气排放统是通过在呼吸机呼出活瓣处连接一延长管，将患者呼出的气体排放到室外［4］。这种方法简单易行，造价低廉，对患者的呼气功能无显著影响。

1.5 其它医用气体

氮气是驱动各类医疗工具；二氧化碳主要用于外科腹腔镜手术建立气腹所用；氧化亚氮是用于手术室时麻醉、镇痛；氩气主要用于外科手术氩气电刀使用。这些气体用量小，可以集中供气，也可在手术部附近自成汇流排供应，二组供应，自动切换。

1.6 监控报警系统

医用气体监控报警系统包括气源报警、管道报警、区域报警等。各类气源均需24 h 监控。液氧罐需实时监测各罐体压力、液位、容积等；各类气体管道始端与未端区域设置压力声光报警装置，当压力、流量异常时及时提醒工作人员查看并处理。

2 目前医疗机构医用气体建设中存在的问题

2.1 规划设计阶段

①各类医用气体设计容量冗余不足，管径偏细，变径不合理，突发状况下造成压力、流量不足，医疗设备无法启动；备用不足，没有真正做到常用、备用、应急使用三套系统；各类管道不区分普通区域与生命支持区域，所有管道共用。②采用液氧气源时，液氧贮罐与建筑物的防火间距不符合规范要求；医用高压氧舱加压舱与其他医疗用氧，特别是ICU 的用氧共用汽化器。③压缩空气干燥器配置不合理，干燥不彻底，影响医疗设备的使用；牙科没有设独立的压缩空气系统，与医疗压缩空气共用；中心供应中心压缩空气由独立的小型空压机供应，没有过滤与干燥装置，容易造成消毒灭菌设备故障。④负压真空系统排放口位置设置不合理，离压缩空气取风口及建筑物窗户过近；排出去的水不经过消毒；感染楼与普通住院楼共用负压源。⑤医用氧气、氮气、笑气、二氧化碳等气体的供应源设置在地下或半地下空间。⑥普通区域医用气体管道与生命支持区域医用气体管道共用。⑦大多数医院考虑了手术室麻醉气体排放，但ICU 呼吸机废气排放问题没有引起足够重视，往往没有建设。

2.2 施工阶段

①没有设专用医用气体管井，与上下水等管道合用管井。②施工现场存放的管道没有采取封堵措施，焊接时也不用保护气体，导致管道洁净度不达标；现场各类管道也没有分类和标注，容易导致管道接错。③施工时不设置接地措施，如液氧站不设置防雷接地，各类管道及设备带未设置等电位接地等；设备带未安装检修阀，后期维护维保比较困难［5］。④医用气体管道穿过医护人员办公区与生活区。⑤安装完成后没有分段吹扫整个管道系统，不进行气密性检查。

2.3 验收阶段

①目前无医用气体专项监理，监理对医用气体系统的理解不彻底，故施工及验收过程把关不严。②施工单位检测走过场，没有按规范要求实施有效的检测。③国家目前没有强制要求请有资质的第三方检测机构进行检测，故绝大多数医院使用前均无第三方检测报告。④没有医用气体专项验收。

2.4 使用阶段

①建设与使用分离，运行维护人员未参与前期设计规划、施工、项目验收，导致对医用气体系统不熟悉。②医护人员及操作人员没有进行医用气体专项培训或培训不到位。③未建立有效的应急保障体系及相应的应急保障物资。④没有专业的医用气体维保队伍，日常巡检、维保不到位。⑤监控手段较传统落后。

3 新形势下医院医用气体建设再思考

3.1 规划设计阶段

3.1.1 配置原则 ①容量要有足够冗余：按照规范要求进行气体流量计算时，平疫病房（可转变ICU）的同时使用系数按100%；也考虑未来用气需求变化，如新氧疗手段的应用（高流量鼻导管吸氧用于危重症病人的救治），ICU 呼吸机的增加等。②供气必须连续可靠：医用气体的每个环节均要做到二路供应（一用一备），包括气源、气化器、过滤器、缓冲罐、各区域的管路（主管道、楼层管路）、减压阀、稳压箱等，确保用气安全。③质量可靠符合规范：气源的选择与设备选型一定做到质量优先，安全可靠，符合规范要求，如氧气必须满足国家药典要求。④监测报警安全有效：医用气体直接关系病人的生命，容不得半分差错，建议对医用气体系统采用多重监测报警手段，当一种监测手段失效时，其它监测手段还能发挥作用。

3.1.2 气源选择 ①主备用。国际标准《医用气体管道系统第1 部分：压缩医用气体和真空用管道系统》（ISO 7396-1）［6］规定：所有医用气体供应源应包括3 个供应源，即主供应源、次级供应源和储备供应源。我国现行国家标准《医用气体工程技术规范》（GB 50751-2012）仅要求医用氧气气源设置主气源、备用气源和应急备用气源，其余医用气体装备及系统仅要求设置主用气源和备用气源。建议有条件的医院所有医用气体均要配置3 套供应源。同时需考虑到医院今后的发展，在气源站房分气缸预留2～3 个出口作为备用［7］。②氧源。建议有条件的大型医院可选择液氧储罐作为氧源，罐体数量可按需设置，可以一主一备，二主一备，二主二备，容量尽可能选择5 m3，氧气汇流排作为应急氧源，主用、备用、应急气源间能够自动切换。考虑到极端公共卫生事件和自然灾害的发生，气体厂家的产能、物流车辆调配、危化品运输通行时间限制和路况等不确定因素，建议大型综合性医院在预算和场地允许的情况下，设置液氧站与制氧系统联动供氧系统，液氧站作为主、备用氧源，汇流排作为应急氧源，制氧机作为补充的备用氧源，或者反过来。最好选择膜分离制氧机作为气源，氧气浓度能够达到急性呼吸窘迫综合症等急重症抢救要求。③压缩空气。压缩空气选择无油涡旋式或螺杆空压机作为气源。由于吸附式干燥是根据粒子间的范德华力吸收空气中的水分，其露点温度不会随用气量变化而波动；冷干机作用时间长后含水量会达不到规范要求，建议采用吸附干燥或与冷干机相结合的方式，保证压缩空气中的水分含量，减少对呼吸机等医疗设备的损害。④负压吸引。由于油循环真空泵具有结构简单、运行稳定、真空度高等优点，医用负压吸引宜选择油循环真空泵作为气源；牙科与传染病科医疗建筑物的真空汇均应独立设置。2020 年2 月下发的《国家卫生健康委办公厅关于全面紧急排查定点收治医院真空泵排气口位置的通知》（国卫办医函［2020］104 号），要求各医院自查并限期整改医用真空系统排气口位置不合理的问题，如设置在地下室、紧邻压缩空气取样口、与建筑门窗距离不足3 m、没有安全警示标志、没有加装细菌过滤装置、滤芯长年不更换、未端无防倒吸装置。对于医疗废气的处理，国际ISO 标准要求医用真空系统应包括两个平行的细菌过滤器和一个污物收集罐。细菌过滤器的选择应满足系统设计流量，过滤精度要达到99.995%，建议配压差指示装置，有助于及时发现滤芯失效并进行更换［8］。2020 年2 月国家卫生健康委办公厅与住房和城乡建设部办公厅联合发布的《新型冠状病毒肺炎应急救治设施设计导则（试行）》，要求在排气口增设排气消毒处理设施［9］。其相关技术和配置要求可参考《医用真空系统排气消毒装置通用技术规范》T/CAME 13-2020。⑤呼吸机废气。有文献报道［10］，呼吸机排气口细菌培养阳性率非常高，与下呼吸道分泌物的细菌培养阳性率接近。也有报道［11］将呼吸机废气排向室外可以有效减少病区空气菌落数。目前大多数医院只考虑手术室麻醉废气排放，没有设计呼吸机废气排放系统。建议ICU 应设计呼吸机废气排放系统，减少交叉感染。

3.1.3 选址要求 ①医用气体的机房、液氧储罐、墙体等均需符合消防防火要求；要充分考虑新风排风位置、承重、电力负荷、排水、设备噪声、震动等因素的影响。②规划时还要综合考虑液氧储罐扩容、道路条件方便槽车充液、专用管道井及气瓶间存储等问题，建议预留足够发展空间。③压缩空气机房不应设置在地下空间或半地下空间，且需通风良好，远离空气污染源。压缩空气与负压吸引机房规划时需考虑噪声、新风进口与废水、废气排放问题，不能相互影响，不能对医院内部及周边环境造成影响与污染。④分子筛制氧机房、备用氧气瓶汇流排、负压吸引应各独立设置房间，压缩空气可与制氧机房在同一房间，二氧化碳、氮气、笑气汇流排应设独立房间。氧气、压缩空气、二氧化碳、氮气、笑气和负压吸引机房可以集中管理。⑤各类机房应根据设备尺寸，留出足够的运输通道，以便设备安装、维修和更换。机房地面荷载必须满足设备重量要求。

3.2 施工阶段

3.2.1 管路要求 ①各幢医疗建筑物应分别独立设置各种医用气体管路。急救室、手术部、ICU 和产房等重要医疗区域应根据规模、床位及分布情况分别从气源处独立接管二路供气，平时一路供气，应急状况下二路同时供气，还兼有一用一备功能。②高压氧舱供氧应设独立的供气管路、汽化器及减压装置［7］。③医院消毒供应中心设计独立的空气供应源，为手工清洗池、腔镜清洗中心、全自动清洗消毒器、检查打包台和脉动真空灭菌器提供压缩空气。④建筑物内的医用气体管道需敷设在专用管道井内，且不应与可燃、腐蚀性的气体或液体、蒸汽、电气以及空调风管等共用管井［12］。在管道井内的医用真空立管最低处设计立管小型集污罐和排污阀，以便在管道内吸入污物时，通过立管集污罐排放至指定位置。⑤室外医用气体管路宜埋地敷设，其地沟做法及与建筑物、地下管线间最小间距要求应符合《氧气站设计规范》（GB 50030-2013）中“11.0.3”的规定。

3.2.2 管材要求 医用气体直接作用于患者，其洁净度要求很高。国际标准《医用气体管道系统第1 部分：压缩医用气体和真空管道系统》（ISO 7396-1）规定，所有医用气体管道都应优先采用铜材料，包括真空管道；我国在制定国家标准《医用气体工程技术规范》（GB 50751-2012）规定除设计真空压力低于27 kPa 的真空管道外，医用气体的管材均应采用无缝铜管或无缝不锈钢管。铜作为医用气体管材，具有施工方便、焊接质量高、抗腐与抗菌能力强等优点，建议有条件尽可能选用无缝铜管。

3.2.3 电源保障要求 ①电源要求：医用气体机房电源能保证机房设备满负荷运行，采用双电源且应设置应急备用电源。②接地要求：机房内管道接地按行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ16 的有关规定接地，并与建筑等电位接地体可靠连接，接地电阻应＜10 Ω。在每一个末端点位都应该引一条1.5 mm2的黄绿双色线进行等电位接地，在干管上每隔30 m 增设等电位接地点位，与楼层预埋扁铁进行可靠连接，形成等电位联结整体。③液氧站需设防雷接地，冲击接地电阻不应大于30 Ω；需要定期进行接地性能检测，确保检测有效性。

3.2.4 施工要求 ①医用气体管道穿墙、楼板及建筑物基础时，均应设套管。穿楼板的套管应高出地板至少50 mm，且套管内医用气体管道不得有焊缝，套管与医用气体管道之间应釆用不燃材料填实；管道的安装支架应釆用经防腐处理的不燃材料，管道与支吊架的接触处应进行防静电腐蚀绝缘处理，以防静电腐蚀击穿管道［13］。②所有医用气体管材、组件进入工地前均应脱脂，进入现场后有管套保护，避免灰尘等进入。③焊接医用气体铜管及不锈钢管材时，均应在管材内部使用惰性气体保护。焊接完成后应使用干燥、无油的空气或氮气进行吹扫，并采取保护措施，防止管道被二次污染［14］。④当地环境温度不能保证任何时刻均高于管道内气体的露点温度5℃以上时，医用气体室外管路应采取保温措施，否则会产生冷凝水，甚至造成冰堵，威胁系统安全。⑤埋地敷设的医用气体管道深度不应小于当地冻土层厚度，且管顶距地面不宜＜0.7 m。当埋地管道穿越道路或其他情况时，应加设防护套管，同时埋地医用气体管道上方0.3 m 处设置开挖警示色带［7］。

3.3 验收阶段

医用气体工程竣工后，必须对所有设备、管道和附件（包括隐蔽工程）进行彻底检查与检测，确保设备安装可靠、管道连接正确、设施运行正常、标识正确规范。检测内容包括泄漏性试验、空气质量检测、设备功能测试、设备启停检测、气体设备安全检查、交叉错接检验、压力调节测试、标识检查、减压性能试验、阀门控制检验、气体专用性检验、报警系统性能检验、管道颗粒物检验、管道洁净度检验、医用气源性能检验和管道系统压力流量检验等相关的测试［15］。

《医用气体工程技术规范》（GB 50751-2012）规定只有施工方的检验，建议增加有资质的第三方检测，保证医用气体质量。

第三方验收合格后，医院组织院内基建、护理、医疗设备、院感、工程等部门与建设方监理、设计、专业施工单位一起对医用气体设备、管路、阀门、终端、报警装置及进气口、排气口进行专项验收。只在验收合格后，才能正式投入使用。

3.4 使用阶段

3.4.1 数智监测 医用气体系统需要绝对的安全性、稳定性、可靠性和便捷性，设备配置要求高，应用数智技术对用量、压力、流量、纯度等指标进行实时监测，监控气源设备运行状态、气体压力、流量和纯度等。制订规范的操作流程及规章制度，利用智慧运维平台加强医用气体设备运行状态的巡检。

3.4.2 专业维保 医用气体系统专业较强，建议请专业厂家对所有医用气体设备、管路及运行状态进行专业维保与维修。

3.4.3 人员培训 针对医用气体运维人员专业水平低，建议行业主管部门或专业协会定期组织医用气体专项培训，提高医用气体从业人员的业务技能及现场应急处置能力。

3.4.4 应急预案 医用气体系统建设过程必须制订停气应急预案，做到安全可靠、及时报告、及时处理、保障反馈。

3.5 平疫转换病房要求

新冠疫情期间，医疗机构集中收治许多危重患者。这些危重患者血氧饱和度偏低、呼吸困难，救治时对氧气流量的要求极高，用氧量是普通患者的6 倍甚至10 倍。在用气流量计算时可对国家标准《医用气体工程技术规范》（GB 50751-2012）中规定的同时使用率适当提高，或在系统设计时预留可改造的相关条件［16］。

3.5.1 氧气管道 需综合考虑使用有创、无创呼吸机及经鼻高流量等设备时最大氧气流量，适当增大供氧管道管径，保证患者高流量用氧需求；计算总用氧量时推荐值取：高流量输氧平均流量15～25 L/min；重症监护病床平均流量20～30 L/min；同时使用系数0.8～1.0。负压病房按20%危重症患者使用持续气道正压呼吸机，其余按ICU 用气量计算，同时使用率为100%。

3.5.2 压力流量 氧气与压缩空气管径应能保证麻醉机、呼吸机和其他医疗器械终端处压力均≥0.4 MPa；普通病房终端处压力≥0.2 MPa，终端氧流量应≥10 L/min；-0.07 MPa≤医用真空系统负压压力（大气环境下）≤-0.02 MPa，终端接头抽气速率≥30 L/min［14］。

3.5.3 稳压装置选择 采用双二级稳压箱，每台稳压箱进行双回路设计，平时用一个回路使用，当氧气需求量较大时，可同时打开阀门使用，保证患者高流量、压力稳定输出的用气需求及呼吸机的正常使用［16］。

3.5.4 设备带配置 每张床位设备带配置2 只氧气终端、2 只压缩空气终端、1 只负压吸引终端与4 个电源插座、2 个弱电点位，电源线采用4 mm2规格，保证在一个终端故障时能够连续供氧及各种生命支持设备正常使用。

4 讨论

医用气体是一个比较复杂的系统工程，任何系统、任何阶段、任何环节出问题将会威胁患者的身体健康与生命安全，所以必须与建设项目同步规划、同步设计、同步施工、同步验收、同步交付使用。

在规划设计阶段必须考虑选址符合消防及运输要求、设备选型满足使用要求、容量冗余与备用要求；同时也需考虑建设成本问题，在有限建设资金下尽量做到备用、冗余、扩展等兼顾。

施工质量直接关系到临床使用及病人的安危，必须严格按照设计文件与相应规范执行，如设备材料的选择与预处理、施工环节的把关与控制、施工质量的检查与监督等均必须细致到位，容不得一丝差错。

引入第三方的检测是对医用气体工程质量的一个科学检验，所以必须认真对待，在医用气体规划设计、工程施工招标阶段应该明确检测内容与检测方式，以便设计、施工、监理及材料供应单位引起高度重视，在完工后检测时不会引起不必要的争议。

组织医用气体专项验收是评判工程质量的重要手段，必要可请行业内的专家参与验收，增加验收的全面性、权威性。为了应对新冠疫情等突发公共事件，必须提前做好平疫转换病房医用气体方面的配置与预留，当疫情发生时，能够快速转换收治危重病人。

党的二十大报告指出要推进健康中国建设。把保障人民健康放在优先发展的战略位置，完善人民健康促进政策。医用气体系统作为与生命健康息息相关的专项工程，它的建设水平直接反映医院整体建设水平。本文结合医疗事业大发展与百年疫情交互的新形势，根据医用气体建设过程中存在的问题，对医用气体的规划设计、施工、验收及使用等各环节进行思考，提出了建设性的建议，为我国医用气体合理规范有序发展提供参考。