医院耳鼻喉综合治疗台中心供气系统的研制

张红远

医院耳鼻喉综合治疗台中心供气系统的研制

张红远

目的：研究耳鼻喉综合治疗台中心供气系统的设计方案与实现方法。方法：采用低成本的新型正压泵、负压泵进行系统供气，气路之间通过快速接头连接，管路中间加装储气罐、安全阀和汽水分离器，保障气体供应的安全。结果：耳鼻喉综合治疗台中心供气系统具有低投入、运行低成本、通用性强、安全卫生、操作保养方便、故障率低等优点。结论：耳鼻喉综合治疗台中心供气系统能够以较低的资金投入满足大型医院耳鼻喉治疗工作。

耳鼻喉；综合治疗台；中心供气；低成本；故障率

0 引言

耳鼻喉综合治疗台是一种集耳显微镜、耳内窥镜、鼻内窥镜、显像系统、负压吸引系统、正压供气系统等于一体，用于耳鼻咽喉专科疾病的临床诊断与治疗的专科设备[1]。随着科学技术的不断发展，多功能耳鼻喉综合治疗台被广泛应用于临床治疗工作。国家和军队三级甲等医院都配置了几台甚至十几台耳鼻喉综合治疗台，给临床医疗工作带来了极大的方便，越来越受到临床工作者的欢迎和喜爱。耳鼻喉综合治疗台属于一次性投入，无耗材损耗的高附加值医疗设备，唯一的日常损耗成本就是维护保养费用。其中，耳鼻喉综合治疗台自身携带的正压系统中的正压泵和负压系统的负压泵是最容易出现故障的部分，由于现在的耳鼻喉综合治疗台很多都配备进口的正负压泵，维修比较困难，更换费用比较高，一台成本是2～3万元人民币，增加了临床科室的运行成本，影响了临床科室的正常医疗工作。为解决这个问题，本文介绍一种耳鼻喉综合治疗台中心供气系统的设计方案与实现方法[2]，该设计中心供气系统具有低投入、运行低成本、通用性强、操作保养方便、故障率低、安全卫生等优点。

1 设计需求分析

耳鼻喉综合治疗台中心供气系统首先要满足10～15台耳鼻喉综合治疗台的基本治疗工作，还要符合工作噪声低、系统设计紧凑、运行稳定、成本低廉、安全卫生等需求，因此，必须具备以下几个条件：

（1）能实现与耳鼻喉综合治疗台中心正压供气系统、中心负压吸引系统的无障碍连接；

（2）能实现中心供气系统和耳鼻喉综合治疗台单机携带供气系统的故障相互替代功能，保障临床工作的正常开展；

（3）设计体积小、质量轻、噪声低，便于安装存放；（4）成本低廉，维护方便，故障率低，安全卫生。

2 主要技术指标

（1）正压气体罐体输出压力为0.15～0.25 MPa；（2）正压减压后输出压力（进入耳鼻喉综合治疗台压力）为0.08～0.15 MPa；

（3）负压气体罐体输出压力为-0.09 MPa；（4）负压减压后输出压力（进入耳鼻喉综合治疗台压力）为-0.04～-0.06 MPa；

（5）外形尺寸为180 cm×180 cm×160 cm；（6）工作噪声≤70 dB。

3 设计方案实现

耳鼻喉综合治疗台中心供气系统主要由正压泵、负压泵、正压气体储气罐、负压气体储气罐、汽水分离器、减压阀、快速接头、消毒模块等几方面实现。

3.1 中心供气系统设计方案

中心供气系统整体设计如图1所示。

图1 中心供气系统整体设计

3.2 供气部分各模块设计方案及功能

3.2.1 正压供气部分设计及技术指标

3.2.1.1 正压供气部分技术指标

压缩空气站供气量2 m3/min；工作压力0.35～0.65 MPa；终端流量6 L/min；噪声＜40 dB（A）；含油量≤0.01 mg/m3；含尘粒子≤0.01 μm；最高工作压力0.8 MPa；泄漏率＜0.5%；接地电阻＜10 Ω。正压供气设备如图2所示。

图2 正压供气设备立体图

3.2.1.2 储气罐设计及技术指标

空气压缩机的一个最重要的后端配置是储气罐。它能根据设计需求储存一定量的空气，达到稳定气体输出的效果，同时能够有效降低气路中的温度，方便去除空气中所含的小颗粒灰尘、水分、其他杂质等，同时可以有效减轻空气干燥机的运转负荷[3]。

医院应用储气罐的配置要求：

（1）塑韧性优良。筒体材质塑韧性要好，受力必须均匀，应力合理分布，筒体上必须开设安全信号孔，方便日常观察，确保设备使用安全。

（2）要有良好的耐腐蚀性。内筒必须采用耐腐蚀性好的材料，且进行消除应力热处理，无硫化氢应力腐蚀[4]。

（3）抗疲劳性要好。采用有限元方法对设备进行疲劳分析设计，确保设备抗疲劳性。

图3为我院选配的储气罐。

图3 储气罐

3.2.1.3 储气罐消毒系统设计及技术指标

紫外线进行空气消毒灭菌是现代医院临床使用的一种常用消毒方法。当紫外线波长在 2 000～ 3 000 Å时，具备消毒杀菌作用。同时，当紫外线波长达到2 650～2 660 Å时，具有最强杀菌力。在临床工作中，杀死不同细菌，需要不同的照射量，最容易被杀死的是革兰氏阴性无芽孢细菌，需要5～10倍的照射量才能有效杀死葡萄球菌、链球菌及芽孢等，需要50倍的照射量才能杀死真菌孢子[5]。

本设计采用2支30 W的紫外灯嵌入储气罐内部，采用120 min定时器进行定时控制。日常工作照射时间30～60 min，经过医院感染控制科的感染控制监测，可有效杀死各类无效细菌，达到对储气罐内部气体和罐体消毒的效果[6]。

3.2.1.4 汽水分离器设计及技术指标

本设计采用卫生级挡板式汽水分离器，这是一套在医院临床工作中使用比较成熟的设备，可方便拆卸清理设备内部。在设备外部配上绝热套，可有效提高汽水分离器的工作性能。其中，汽水分离器的最高分离效率：干燥度可达到98%，最低压降约为5‰[7]；结构按容器规范设计。汽水分离器为可拆卸结构碳钢或不锈钢材质。对蒸汽中含有空气的情况，汽水分离器上部设计了排空气口。图4为我院选配的汽水分离器。

图4 汽水分离器

3.2.1.5 正压系统压力变化对吸引装置的影响及预防措施

稳定的正压系统是确保患者安全和达到预期治疗效果的前提。正压系统压力过高，可能导致患者身体受到损伤；正压系统压力过低，无法达到预期的治疗效果。为确保稳定的压力输出，本设计采取以下2项具体措施：

（1）在储气罐压力输出部位设置减压阀和安全阀。减压阀减压后输出压力保持为0.12 MPa，减压阀后端串接一个安全阀，安全阀安全压力设置为0.12 MPa，当压力大于0.12 MPa时自动放气，达到限压目的，保障患者安全。

（2）采用中心供气系统与治疗台自带压缩机同时供气设计，采用压力传感器和气体止回阀电路设计。当中心正压系统提供压力低于设备工作压力时，压力传感器作出判断，综合治疗台自带压缩机立即启动，提供压力补偿中心正压系统；当压力达到工作压力后，综合治疗台自带压缩机停止工作，保障压力达到设备设计的工作压力。

3.2.2 负压供气部分设计及技术指标

稳定、安全、卫生的负压系统为综合治疗台的高效安全工作提供了有力的保障。

3.2.2.1 负压供气部分技术指标

（1）医用负压吸引站的吸气能力应大于在用设备所需的最大流量；

（2）真空罐的设计和制造应符合《钢制压力容器》《特种设备安全检察条例》的有关规定；

（3）医用负压吸引站吸入部分应具备超压、欠压报警装置。当负压高于0.019 MPa（140 mmHg）或低于0.073 MPa（550 mmHg）时，应发出声、光报警信号；

（4）系统装有灭菌过滤器，排气口排出的空气中细菌数量不得超过500个/m3[8]；

（5）中心负压吸引站内噪声不超过50 dB（A），室外不超过40 dB（A）；

（6）吸引管道应可靠接地，接地电阻应小于10Ω；

（7）电控柜的绝缘电阻值不小于2 MΩ。

负压供气设备如图5所示。

3.2.2.2 负压供气部分污物瓶技术指标

图5 负压吸引设备

图6 负压吸引污物瓶

本设计采用由高品质耐压透明聚酯材料（polycarbon）一次性冲压成型的负压污物瓶，表面磨砂效果明显，设计效果美观。其中，采用优质铝合金材料制作负压调压器，集液器容积5 L，自带防溢阀，在污物注满时能有效及时地自动关闭管路，防止水污物盈满时溢出调压器的调节范围[9]。负压吸引污物瓶如图6所示。

3.2.2.3 负压系统压力变化对吸引装置的影响及预防措施

压力过低，治疗系统无法达到治疗效果。本设计采用中心负压系统与治疗台自带压缩机同时供气设计，采用压力传感器和气体止回阀电路设计。当中心负压系统提供压力低于设备工作压力时，压力传感器作出判断，综合治疗台自带压缩机立即启动，提供压力补偿中心正压系统；当压力达到工作压力后，综合治疗台自带压缩机停止工作，保障压力到达设备设计的工作压力。

3.2.3 供气系统精密快速接头的设计

供气系统精密快速接头采用高强度PVC材料制造，采购方便，价格便宜，使用连接方便快捷，规格齐全。

3.2.3.1 精密快速接头技术指标

（1）材质：采用高强度PVC材料。

（2）耐压力：真空至120 psi（1 psi=6.89 kPa）。

（3）温度：聚甲醛（polyformal dehyde，POM）为-40～82℃；聚丙烯（poly propylene，PP）为0～71℃。

精密快速接头如图7所示。

图7 精密快速接头

4 临床应用分析

我院耳鼻喉专科治疗中心现有15台耳鼻喉综合治疗台，根据目前的发展趋势，预计未来5 a我院的耳鼻喉综合治疗台总数将达到20台的规模。根据耳鼻喉综合治疗台供气部分的各项参数要求，我院于2009年10月设计建造了一套耳鼻喉综合治疗台中心供气系统，全部投入成本约3万元。到2013年10月止，系统运行正常，没有发生停机时间超过5 h的重大故障，短时间的设备日常维护保养工作能及时启用耳鼻喉综合治疗台的自带压缩机替代，没有发生因为供气系统故障影响临床科室医疗工作的事件。

耳鼻喉综合治疗台中心供气系统提供的气体供应均达到国家的各项安全指标，无污染物超标现象发生。

从2009年10到2013年10月止，耳鼻喉综合治疗台中心供气系统的维护运行成本为1.2万元，包括日常的配件更换、机油更换、水电费、人工成本等。

由于降低了耳鼻喉综合治疗台自带压缩机的使用时间和启动频率，耳鼻喉综合治疗台压缩机的使用寿命由以前厂家规定的5 a延长到了10 a左右。有3台工作10 a左右的耳鼻喉综合治疗台压缩机老化严重无法修复，需要更换压缩机，厂家报价需要5万元，临床科室建议报废更换新机，经过改造，通过中心供气系统提供气体，成本600元，耳鼻喉综合治疗台恢复正常工作，为科室和医院节约了运行成本，得到了临床科室的极大肯定。

5 结语

耳鼻喉综合治疗台中心供气系统的设计与应用，采用以中心供气系统供气为主、机器本身自带供气系统为辅的工作模式，以较低的投入成本和运行

（▶▶▶▶）（◀◀◀◀）成本，保障了医院临床治疗工作的正常开展，降低了医院和临床科室的运行成本。同时，盘活了医院一批准备报废处理的医疗设备，使设备的使用价值到达最大化，达到了设计的目的。

[1] 周学武.GEM-1000D耳鼻喉综合治疗台常见故障及维修[J].医疗卫生装备，2014，35（10）：152，159.

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（收稿：2014-02-10 修回：2014-06-20）

Development of central gas supply system for comprehensive treatment device of otolaryngology

ZHANG Hong-yuan
（Department of Medical Engineering,the 303 rd Hospital of the PLA,Nanning 530021,China）

ObjectiveTo research design scheme and realization of the central gas supply system for the comprehensive otolaryngology treatment device.MethodsLow-cost positive-and negative-pressure pumps were used for gas supply,and gas pipelines were connected by quick coupling.Gas supply safety was ensured by placing gas holder,safety valve and gas water separator between the pipelines.ResultsThe system behaved well in cost,running,multifunction,safety, maintenance and reliability.Conclusion Thesystem can satisfy the requirementsoflarge-scale hospitalfor otolaryngology.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（1）：49-51，54]

ENT;comprehensive treatment device;central gas supply;low cost;fault ratio

R318；R197.39

A

1003-8868（2015）01-0049-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.01.049

张红远（1983—），男，主管技师，主要从事医疗设备的维修、计量、质控等研究工作，E-mail：101zhy@163.com。

530021南宁，解放军303医院医学工程科（张红远）