医用负压真空系统施工与运行中的问题解析

2020-12-05张成行朱占奎赵璐莹王金珠

中国医学装备 2020年11期

张成行朱占奎赵璐莹王金珠

根据多年的施工经验，结合不同医院反映出的典型问题，参考标准要求以及选用先进机房设备的使用心得，就医用真空系统建设中的负压真空站房设置、机房设备选型与运行维护、真空管道的材质、管径、气体流量、压力标准以及终端阀门的选择等问题进行解析。

1 医用真空站房的选址

医用真空站房既是医用真空气体设备的生产“车间”，又是医疗机构中心吸引系统的抽吸气体汇集点。因此，站房的选址与规划关乎真空汇的排放质量、设备生产对周边环境的影响，同时又关乎中心供气的路由、路径的合理与科学、机房设备的搬运与安装、值守便利、应急报警处理及时等诸多因素。

1.1 医用真空站房规划

医用真空站房应当在医院建设时统一规划，主要针对负压系统所产生的噪声，设备排放的废水、废气不应对医疗卫生机构周边环境造成污染。因负压气体可能与患者直接接触，若排放位置不当，真空泵的排气有可能成为可经空气传播的传染性疾病的二次污染源。

1.2 医用真空站房设置

医用真空汇不应与其他气体站房设置在同一房间内，需单独设置。医用真空站房宜在地下室或就近于用气点设置；真空泵的排气应符合医院环境卫生标准要求，排气口应设置有害气体警示标志；排气口应位于室外，不应与医用空气进气口位于同一高度，且与建筑物的门窗、其他开口的距离不应＜3 m。

1.3 医疗机构特殊病区医用真空站房设置

由于牙科专用真空汇与医用真空汇的要求与配置均不相同，牙科用汞合金含有50%汞，对水及环境会造成严重污染，牙科真空汇应设置汞合金分离装置。因此，同一医疗机构内的牙科真空站房应独立设置；为防止同一医疗机构内医用真空系统的交叉感染，独立传染病科(区)医疗建筑物的医用真空宜独立设置。

2 负压真空气源设备选择与选型

2.1 设备选择

2.1.1 水环式真空泵

水环式真空泵采用水为抽真空介质，优点在于水常用且易得，而价格较旋片泵便宜，其因结构简单、维护方便、价格便宜等优点最早成为医疗机构真空供应中大量使用的设备。水循环真空设备真空度一般在90 kPa真空压力以上，好的真空泵会达到90 kPa真空压力，能够满足国家医药管理局《医用中心吸引系统通用技术条件》(YY/T0186-94)[4.1.1]吸引系统负压在大气环境下≤20 kPa(150 mmHg)，≥70 kPa(525 mmHg)的真空压力要求。但水环泵组需补充循环水，故系统需设水分离器，地面必须有排水槽，该种设备由于其密封原因，冷却液体直接接触真空废气，废水的处理相对困难。如果医疗机构不具备对真空泵废水处理能力，则真空站房的废水极易成为各种传染病的传染源。因此，不建议医疗机构选用水循环真空设备。如果选用需按照国家住房和城乡建设部，国家质量监督检疫总局颁布的《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)[4.4.8][1]规范要求，液环式真空泵的排水应经污水处理合格后排放，且应符合现行国家标准《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466)的有关规定。

2.1.2 旋片式真空泵

旋片真空泵是利用转子和可在转子槽内滑动的旋片的旋转运动，以获得真空的一种变容机械真空泵，一般采用真空油为抽真空的介质，旋片真空泵具有空气冷却、低噪音及震动少的优点。内部单向阀保护吸引系统不被污染，油雾分离器保护环境和减少油的损失。旋片真空泵抽真空速度快、真空度高，一般能达到98 kPa真空压力，使用非常方便，能够满足医疗真空《医用中心吸引系统通用技术条件》(YY/T0186-94)[4.1.1]吸引系统负压在大气环境下≤20 kPa(150 mmHg)，≥70 kPa(525 mmHg)的真空压力要求。缺点是较水循环泵价格较贵，且真空油存在水分被吸入影响油质，需要定期更换真空油。建议医疗机构采用旋片式真空泵，并且按照《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)[4.4.3]规范要求，真空设备设置细菌过滤器或采取其他灭菌消毒措施，设备应当定期维护、更换真空油和过滤器滤芯。

2.1.3 干式真空泵

干式真空泵是泵腔内无油或水等其他工作介质，且泵的极限压力与油封式真空泵同等量级或者接近的机械真空泵。干式真空泵分为干式螺杆真空泵、涡旋式真空泵和爪式真空泵，涡旋式真空泵抽气量较小，不宜选用。干式螺旋真空泵和爪式真空泵的出气量均能满足医疗机构的使用要求。从设备的稳定性而言，由于先进的制造工艺使得爪式泵能够10年免维护，给使用单位带来使用便利。干式真空泵运转过程中在泵内腔体产生的高温，还能够起到一定的灭活作用。但该设备造价较高，与普通水环泵、旋片泵比较会增加采购成本。但从满足规范要求、提高使用品质的角度出发，有条件的医疗机构应一次到位选择干式真空泵作为真空气源，用于麻醉废气处理的真空系统，考虑到麻醉废气的含氧量较高，为安全起见应使用不用油密封的干式真空泵。

医用真空气源设备的选择，既关乎真空汇的排放质量、压力及气量要求，同时又关乎设备运维、污染物处理排放与环境安全的因素。现行最新医疗器械注册目录分类，已将医用真空设备列入二类医疗器械注册管理。因此建议医院在气源设备的选择上，优先选择具备整套设备集装生产及具备生产资质的优质设备。

2.2 设备选型

真空气源设备的选型主要考虑医疗机构的用气量。国家标准《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)[9.2.1]中提供了医用气体系统流量，其计算为公式1：

式中Q为气源计算流量(L/min)；Qa为终端处额定流量(L/min)；Qb为终端处计算平均流量(L/min)；n为床位或计算单元的数量；η为同时使用系数；Qa、Qb、η均按照《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)附录B取值。

规范同时提供了医疗卫生机构不同用气单元的终端组件的设置要求，以及计算流量的对照参数：附录A和附录B。该计算公式和数值系采用英国健康技术备忘录(health technical memorandum，HTM)02-01的计算方法。英国HTM02-01要求严谨，安全要求上高于国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)7396和美国消防协会(National Fire Protection Association，NFPA)99C。因此，在气源设备的选型上，严格按照国家标准GB50751-2012[9.2.1]的计算方法是相对科学和具备前瞻性。不建议使用医院传统的用气数据和过往设备的配置型号进行匡算和比对选型。

3 输气管道管材、管径及压力损失

3.1 管材选择

医用真空系统是通过真空泵造成的负压，通过系统终端输气管道吸除患者体内的痰、血、脓及其他污染物。《医用中心吸引系统通用技术条件》(YY/T0186-94)[4.3.1][2]要求，吸引管道材料可采用镀锌钢管、铜管和不锈钢管。镀锌钢管应符合国家标准《低压流体输送用》(GB3091-2008)的要求；铜管应符合国家标准《铜及铜合金拉制》(GB1527-2006)的要求；《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)[5.2.1]规定：除设计真空压力＜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；无缝铜管应符合现行行业标准《医用气体和真空用无缝铜管》(YS/T650)的有关规定；无缝不锈钢管应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》(GB/T14976)[3]的有关规定。此外，ISO7396-1-2007[4]医用气体管道系统、NFPA99C以及EN标准均将紫铜管作为医用气体管道的选用管材。根据标准规范要求，由于镀锌钢管在医院实际使用证明其易泄露、寿命短及影响真空度，因此不建议再选用镀锌钢钢管；紫铜管由于有国家质量监督检验检疫总局的YS/T650-2007专用标准要求，因此推荐使用；不锈钢管目前国内无针对医用气体使用的管材标准，如选用应符合国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》(GB/T14976)的有关规定，同时还应符合材质性能不应低于OCrNi9奥氏体即304不锈钢的管材要求。

3.2 管径

真空负压系统是手术及急救过程中吸痰、吸脓、吸血以及吸引堵塞人体气道通路异物所必用。当在手术，外科救治过程中，需要迅速寻找到破损创伤面，并进行止血缝合时，负压吸引系统尤为重要。目前医院存在由于管径选择失误、输气管道直径偏小而致终端的流量与压力难以保证的问题。

现行有关医用气体的有关标准：中华人民共和国医药行业标准《医用中心吸引系统通用技术条件》(YY/T0186-94)、国家标准《医用气体工程技术规范》(GB50751)以及国家标准《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2013)[5]均未规范医用气体所使用的输气管道管径选择上采取的计算办法。设计部门在设计医用气体管道时，一般采用流量、流速以及已知的流动气体种类的情况下，通过流导计算公式得出输送气体管道的管径。气体的流量一般按照《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)[9.2.1]提供的医用气体系统流量计算由公式1获得。

气体的流速按照《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2013)[9.3.3][5]气体在输送导管中的流速不应大于10 m/s。气体内管径计算为公式2：

式中d为管径(mm)；Q为流量(m3/h)；V为流速(m/s)。

负压吸引管道内流动的是空气和少量水气的混合气体，气体和液体的一个显著区别就是其具有可压缩性，气体的体积随压力的变化而变化。此外，气体的体积也随温度的变化而变化，因此，气体管道的水力计算要比其他气体管道更为复杂。

在医院实际案例中，大部分医院是按照设计院的设计方案，或者具备设计资质的深化方案进行施工。由于设计多数是把理想气体状态作为计算依据，加之医用气体同时还会受到环境温度、流体温度、压力损失、输送距离、用气规模等众多因素的影响，因此由于医用气体管道直径偏小，致使终端的流量与压力难以保证的情况时有发生。医院在建设设计阶段应选择设计能力较好的设计部门或专项深化单位进行设计，避免留下难以改变的使用缺陷。

3.3 压力损失

国家标准《医用气体工程技术规范》(GB50751-2012)[9.1.5]规定了医用气体管路系统在末端设计压力、流量下的压力损失，见表1。

表1 医用真空管路系统在末端设计压力和流量下的压力损失(kPa)

3.4 终端组件

负压真空终端组件在安全性上首先应满足国家医药行业标准YY0801.1-2010第1部分：用于压缩医用气体和真空的终端》[6]的规定。在医院医用气体终端选择上，建议选择国标或者德式终端[7]。自带维修阀门的气体终端，能保证在较易损伤的第一阀损坏时，第二阀保证气体不会泄漏。在满足使用性的同时，易于维修，降低了管路压力损失[8]。