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La progettazione e la configurazione convenzionale dei sistemi di gas medicali in ospedale

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Sistemi per gas medicali

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Il sistema di gas medicali è un presidio essenziale per i servizi medici ospedalieri e uno dei principali sistemi di supporto dell'ospedale. Questo articolo studia la fase di progettazione del sistema di gas medicali (principalmente ossigeno medicale, aria a pressione positiva e aspirazione a vuoto a pressione negativa) in ospedale. Calcolando il consumo di gas e il diametro dei tubi necessari, questo articolo mira a perfezionare il progetto e la configurazione convenzionale del sistema di gas medicali. Utilizza metodi scientifici per garantire l'uso sicuro dei gas medicali, salvaguardando così la sicurezza e la qualità medica dell'ospedale.

La pandemia di COVID-19 si è diffusa a livello globale. Nonostante gli ospedali siano ben conosciuti a livello nazionale e i loro sistemi di gas medicali siano progettati secondo gli standard del settore, la domanda di ossigeno è aumentata a causa del passaggio dalla normale inalazione di ossigeno a quella ad alto flusso per la maggior parte dei pazienti, nonché dell'uso di ventilatori non invasivi, ventilatori invasivi e persino sistemi polmonari artificiali ECMO. Questo ha portato a una carenza nel sistema di alimentazione del gas originale. Grazie all'apprendimento di questi problemi, il design e la configurazione convenzionale del sistema di gas medicali sono stati presi in considerazione nelle prime fasi di progettazione dell'ospedale.

Per gas medicale si intende il gas utilizzato nei reparti ospedalieri per il trattamento, la fonte di alimentazione delle apparecchiature o l'anestesia e altri campi per il trattamento dei pazienti, che comprende principalmente l'ossigeno medicale, l'aria a pressione positiva, l'aspirazione a vuoto a pressione negativa, l'anidride carbonica, l'azoto, il protossido di azoto o altri gas speciali; naturalmente, anche lo scarico dei gas di scarto dell'anestesia chirurgica rientra nell'ambito della gestione dei gas medicali.

1. Progettazione del sistema di ossigeno medicale

Durante la pandemia, un ospedale di Wuhan con 700 letti necessitava di ossigeno per ogni letto e quasi tutti i pazienti gravemente malati avevano bisogno di ventilatori. I ventilatori hanno requisiti specifici per la pressione dell'ossigeno, generalmente superiore a 0,4 Mpa. In casi estremi (quando l'utilizzo raggiunge dieci volte il picco giornaliero), la pressione non poteva essere aumentata e il flusso non riusciva a tenere il passo. I vaporizzatori si erano completamente congelati e i gruppi di valvole erano gravemente smerigliati. Il problema è stato risolto modificando il sistema di gas medicali, utilizzando un sistema di generatori di ossigeno a setaccio molecolare con PSA. Grazie a un sistema completo di prodotti e soluzioni, ETR è in grado di soddisfare la domanda di ossigeno medicale di istituzioni/cliniche mediche e sanitarie di grandi, medie e piccole dimensioni. Allo stesso tempo, il riempimento delle bombole di ossigeno di supporto è stato utilizzato quotidianamente dal collettore di backup.

Calcolo del consumo di ossigeno: Per il calcolo dell'utilizzo dell'ossigeno medicale negli ospedali è necessario fare riferimento all'appendice B della tabella di calcolo del flusso della sorgente di gas medicale GB50751-2012 "Medical Gas Engineering Technical Specification". La tabella fornisce valori numerici specifici per il flusso di utilizzo di vari gas medicali in diverse aree funzionali. Utilizzando questi dati, combinati con i posti letto nelle varie aree funzionali dell'ospedale di riabilitazione, è possibile calcolare il consumo di ossigeno utilizzando la formula.

Q- Flusso calcolato della fonte di gas (L/min);

q1-Flusso medio standard di ossigenoterapia (L/min); i valori consigliati sono 5∼6L/min;

q2--Flusso medio di somministrazione di ossigeno ad alto flusso (L/min), valori consigliati 15-25L/min;

q3--Flusso medio per terminale del letto di terapia intensiva (L/min), valori raccomandati 20-30L/min;

n1--Numero di letti nel reparto;

n3--Numero di terminali di ossigeno in terapia intensiva;

η1--Coefficiente di utilizzo simultaneo del terminale di ossigeno in reparto, valori raccomandati 0,7-0,9;

η3--Coefficiente di uso simultaneo di terminali di ossigeno in terapia intensiva, valori raccomandati 0,8-1,0;

θ--La proporzione di pazienti gravi convertiti in pazienti con distress respiratorio (proporzione di pazienti che utilizzano l'ossigenoterapia ad alto flusso), valori raccomandati di 0,30-0,45 per la polmonite coronarica nuova. Per altre malattie infettive acute dell'apparato respiratorio, il valore è stabilito in base alle condizioni specifiche e la proporzione di pazienti gravemente malati ricoverati in ospedale è maggiore;

Qoth--Gas di sala operatoria, altri gas terminali dell'ossigeno. Può essere calcolato in base al "Codice tecnico per l'ingegneria dei gas medicali" (GB 50751-2012) e si raccomanda di utilizzare il coefficiente η in base al valore effettivo.

Sistema di tubazioni per gas medicali

Nei sistemi di gas medicali, l'importanza del dimensionamento dei tubi del gas non può essere sopravvalutata. Il dimensionamento dei tubi del gas si riferisce alla determinazione del diametro e dello spessore ottimali dei tubi utilizzati in un sistema di gas medicali. Si tratta di una scelta calcolata in base a vari fattori, quali il tipo di gas erogato, la portata richiesta, la lunghezza del sistema di tubazioni e la pressione a cui il gas viene fornito.

Rame: Ampiamente utilizzato per la sua eccellente resistenza alla corrosione e per la capacità di gestire condizioni di alta pressione.

Acciaio inox: Noto per la sua resistenza e durata, è ideale per i sistemi che richiedono elevati livelli di purezza.

TUTTE le prese di gas medicali devono essere coperte da una Zona Value Box sullo stesso piano in cui servono. Vengono utilizzati tubi di rame senza saldatura con brasatura all'argento senza flusso, che devono essere conformi agli standard ASTM e alla certificazione Lloyd's. Sono intercettati dalle unità di servizio delle valvole di zona (AVSU) e dai pannelli di allarme di zona (AAP). Le AVSU sono collocate in ogni settore clinico, per interrompere l'erogazione del gas all'area che si trova al di là di essa durante la manutenzione o per gestire le emergenze. Gli AAP visualizzano le pressioni di linea e sono dotati di allarmi audiovisivi. Tutte le tubazioni devono essere codificate con bande colorate poste a intervalli di 3 metri.

2. Sistema di aspirazione centralizzato medico

Sistema di aspirazione centrale: Si consiglia di utilizzare pompe per vuoto di tipo oleodinamico, sistemi di controllo automatico, filtri batterici, sistemi di trattamento dei gas di scarico, serbatoi per il vuoto, ecc. per comporre la stazione centrale del sistema di aspirazione. Si consiglia di scegliere da 2 a 3 pompe per vuoto, ciascuna con una portata non inferiore a 300m³/h, una in uso e una di riserva o due in uso e una di riserva. Scegliere 2 o 3 serbatoi per il vuoto con un volume di 2m³, che soddisfino i requisiti dello standard GB150.

3. Sistema di aria compressa per uso medico

Stazione di aria compressa: Il progetto della stazione di aria compressa utilizza da 2 a 3 compressori d'aria oil-free, ciascuno con una portata non inferiore a 1,5m³/min; il post-trattamento dell'aria utilizza un essiccatore ad adsorbimento rigenerativo senza calore e un filtro a 3 stadi con una precisione di filtrazione di 0,01μm.

4. Sistema di monitoraggio dei gas medicali

Ogni reparto deve predisporre una centralina di monitoraggio e controllo dei gas medicali per monitorare la pressione di ogni sistema in tempo reale e avvisare tempestivamente gli utenti e il personale addetto alla manutenzione in caso di anomalie. Le istituzioni mediche che presentano condizioni di salute devono predisporre un sistema di monitoraggio dei gas medicali in grado di visualizzare in tempo reale lo stato di funzionamento della sala macchine e delle apparecchiature di ogni reparto, di monitorare il flusso e la pressione del sistema di gas medicali di ogni reparto, di fornire un allarme tempestivo e di facilitare le statistiche di riepilogo all'interno del sistema informativo dell'ospedale.

5. Requisiti tecnici di base per la progettazione del sistema di gas medicali

La progettazione dell'impianto di gas medicali deve soddisfare i seguenti sei requisiti tecnici di base, tra cui la conformità agli standard industriali per le condutture dell'ossigeno medicale, della pressione negativa e dell'aria compressa, la garanzia di una messa a terra affidabile delle condutture dei gas medicali, l'impossibilità di posare le condutture dell'impianto di gas medicali sullo stesso rack delle condutture del gas e altri requisiti dettagliati.

A causa delle differenze nelle dimensioni e nella tecnologia medica di ciascun ospedale, i parametri specifici e i requisiti di configurazione convenzionali del sistema di gas medicali non sono gli stessi, ma i parametri che richiedono attenzione e considerazione sono coerenti. Si spera che questo possa essere d'aiuto nel processo di progettazione degli impianti di gas medicali negli ospedali in futuro.

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