Системи медичного газопостачання В операційній застосовуються такі медичні гази, як кисень
Якщо систему постачання газами, особливо киснем, порушено, то хворому загрожує небезпека.
Основними складовими системи газопостачання є джерела газів та централізоване розведення (система доставки газів в операційну). Анестезіолог повинен розуміти пристрій всіх цих елементів, щоб попередити та усунути негерметичність у системі, вчасно помітити виснаження запасу газу. Систему газопостачання проектують залежно від максимальної потреби лікарні у медичних газах.
Джерела медичних газів
Надійне постачання киснем абсолютно необхідне в будь-якій галузі хірургії. Медичний кисень (чистота 99-99,5%) виробляється фракційною перегонкою зрідженого повітря. Кисень зберігається в стислому вигляді при кімнатній температурі або в рідкому замороженому стані. У невеликих лікарнях доцільно містити кисень у сховищі у кисневих балонах високого тиску (Н-балони), приєднаних до системи розподілу (рис. 2-1). Кількість балонів у сховищі залежить від очікуваних добових потреб. Система розподілу містить редуктори (клапани), що забезпечують зниження тиску в балоні з 2000 psig до робочого рівня в системі розведення — 50 ± 5 psig, а також автоматичний вмикач нової групи балонів при випорожненні попередньої (psig, pound-force per square inch — міра тиску , фунт-сила на квадратний дюйм, 1 psig
Мал. 2-1. Сховище кисневих балонів високого тиску (Н-балони), приєднаних до системи розподілу (киснева станція) (1USP — відповідний вимогам Фармакопеї США)
Для великих лікарень економічніша система зберігання зрідженого кисню (рис. 2-2). Так як гази можуть зріджуватися під тиском, тільки якщо їхтемпература нижче критичної, то скраплений кисень повинен зберігатися при температурі нижче -119 0C (критична температура
Мал. 2-2. Сховище зрідженого кисню із резервними ємностями на задньому плані
кисню). Великі лікарні можуть мати резерв (недоторканний запас) кисню у зрідженому чи стиснутому вигляді розмірі добової потреби. Щоб не виявитися безпорадним при пошкодженні в системі стаціонарного газопостачання, анестезіолог завжди повинен мати в операційній аварійний запас кисню.
Більшість наркозних апаратів забезпечені одним або двома Е-балонами кисню (табл. 2-1). У міру витрати кисню тиск у балоні пропорційно знижується. Якщо стрілка манометра вказує на 1000 psig, це означає, що Е-балон наполовину витрачений і містить приблизно 330 л кисню (при нормальному атмосферному тиску та температурі 20 0C). При витраті кисню 3 л/хв половини балона має вистачити на 110 хв. Тиск кисню в балоні слід перевіряти перед підключенням і періодично під час використання.
Закис азоту, найпоширеніший газоподібний анестетик, у промислових масштабах одержують нагріванням амонію нітрату (термічне розкладання). У лікарнях газ завжди зберігається у великих балонах під високим тиском (Н-балони), приєднаних до системи розподілу. При випорожненні однієї балонної групи автоматичний пристрій підключає наступну групу. Зберігати велику кількість рідкого закису азоту доцільно лише у великих медичних установах.
Так як критична температура закису азоту (36,5 0C) вище за кімнатну, вона може зберігатися в рідкому стані без складної системи охолодження. Якщо рідкий закис азоту нагрівається вище за цю температуру, то вона можепереходити у газоподібний стан. Оскільки закис азоту не є ідеальним газом і легко стискається, перехід у газоподібний стан не викликає значного підвищення тиску в ємності. Тим не менш, всі газові балони забезпечені аварійними запобіжними клапанами для запобігання вибуху в умовах раптового підвищення тиску (наприклад, ненавмисне переповнення). Запобіжний клапан спрацьовує на скидання при значенні тиску 3300 psig, тоді як стінки Е-баллону витримують набагато більші навантаження (5000 psig).
Хоча перерва у постачанні закисом азоту не катастрофічна, більшість наркозних апаратів має резервний Е-балон. Так як ці маленькі балони містять деяку кількість рідкого закису азоту, то об'єм газу, що міститься в них, не пропорційний тиску в балоні. На момент, коли рідка фракція закису витрачається і тиск у балоні починає падати, у балоні залишається приблизно 400 л газоподібного закису азоту. Якщо рідкий закис азоту зберігається при постійній температурі (20 0C), він випаровуватиметься пропорційно витраті; при цьому до виснаження рідкої фракції тиск залишається незмінним (745 psig).
Існує лише один надійний спосіб визначити залишковий об'єм закису азоту - зважування балона. Тому маса порожнього балона часто проставляється на його поверхні. Значення тиску в балоні з закисом азоту при 20 0C має перевищувати 745 psig. Вищі показники означають або несправність контрольного манометра, або переповнення балона (рідкої фракцією), або наявність у балоні ще якогось газу крім закису азоту.
Так як перехід з рідкого стану в газоподібний вимагає енерговитрат (прихована теплота випаровування), то рідкий закис азоту охолоджується.
Зниженнятемператури призводить до зменшення тиску насиченої пари та тиску в балоні. При високій витраті закису азоту температура знижується настільки значно, що редуктор балона замерзає.
Так як високі концентрації закису азоту і кисню потенційно небезпечні, то застосування повітря в анестезіології набуває все більшого поширення. Балони для повітря відповідають
ТАБЛИЦЯ 2-1. Характеристики балонів медичних газів
13 залежить від фірми-виробника.
медичним вимогам і містять суміш кисню та азоту. У систему стаціонарного розведення зневоднене, але нестерильне повітря нагнітається компресорами. Введення компресора має знаходитись на значній відстані від виходу вакуумних магістралей, щоб звести до мінімуму ризик забруднення. Оскільки температура кипіння повітря становить -140,6 0C, то в балонах він знаходиться в газоподібному стані, а тиск знижується пропорційно до витрат.
Незважаючи на те, що стислий азот не використовується в анестезіології, він широко застосовується в операційній. Азот зберігається у балонах під високим тиском, приєднаних до системи розподілу.
Вакуумна система у стаціонарі складається з двох незалежних насосів, потужність яких регулюється за потребою. Висновки користувачам захищені від потрапляння у систему сторонніх предметів.
Система доставки (розведення) медичних газів
Через систему доставки медичні гази надходять до операційних із центрального місця зберігання. Газове розведення монтують з цільнотягнутих мідних трубок. Повинне бути унеможливлено потрапляння всередину трубок пилу, жиру або води. В операційну систему доставки виводиться як стельових шлангів, газової колонки чи комбінованого шарнірного кронштейна (рис. 2-3). Вихідні отвори системирозведення з'єднуються з операційним обладнанням (включаючи наркозний апарат) за допомогою шлангів, пофарбованих в кодовані кольори. Один кінець шланга через роз'єм, що швидко з'єднується (його конструкція варіюється в залежності від виробника) вставляють у відповідний вихідний отвір системи розведення. Інший кінець шланга приєднують до наркозного апарату через незамінний штуцер, що запобігає можливості неправильного з'єднання шлангів (так звана система безпеки з типовим індексом діаметра патрубків).
Мал. 2-3. Типові системи медичного газопостачання: А - газова колонка, Б - стельові шланги, В - комбінований кронштейн. Один кінець кодованого кольором шланга через роз'єм, що швидко з'єднується, вставляють у відповідний вихідний отвір централізованої розведення. Інший кінець шланга приєднують до наркозного апарату через незамінний штуцер певного діаметра. Незамінність з'єднань для систем підведення заснована на тому, що діаметри штуцерів і патрубків для різних медичних газів відрізняються (так звана система безпеки з типовим індексом діаметра патрубків)
Е-балони з киснем, закисом азоту та повітрям зазвичай закріплені безпосередньо на наркозному апараті. Щоб унеможливити неправильне приєднання балонів, виробники розробили типові безпечні з'єднання балона з наркозним апаратом. Кожен балон (розміри A-E) має на клапані (редукторі) два гнізда (отвори), пов'язані з відповідним адаптером (штуцером) на скобі наркозного апарату (рис. 2-4). Сполучення між отвором та адаптером для кожного газу є унікальним. Система з'єднання може ненавмисно пошкоджуватися при використанні кількох прокладок між балоном та скобою апарату, щоперешкоджає правильному зчленуванню гнізда та адаптера. Механізм типового безпечного з'єднання не спрацьовує також, якщо пошкоджений адаптер або балон заповнений будь-яким іншим газом.
Стан системи медичного газопостачання (джерело та розподіл газів) потрібно постійно відстежувати за допомогою монітора. Світловий та звуковий індикатори сигналізують про автоматичне перемикання на нову групу балонів та патологічно високий (наприклад, порушений регулятор тиску) або низький (наприклад, виснаження запасів газу) тиск у системі (рис. 2-5).
Мал. 2-4. Схема типового безпечного з'єднання балона з наркозним апаратом (стандартні діаметри роз'ємів, індексований штирьовий контакт)
Мал. 2-5. Зовнішній вигляд панелі монітора, що контролює тиск у системі газорозподілу. (З дозволу Ohio Medical Products.)
Незважаючи на кілька рівнів безпеки, індикатори тривоги, скрупульозні приписи (відповідно до вказівок National Fire Protection Association, Compressed Gas Association та Department of Transportation), внаслідок порушень у системі газопостачання в операційних все ще трапляються аварії з трагічними наслідками. Обов'язкові інспекції систем медичного газопостачання незалежними експертами та залучення анестезіологів до контролю дозволяють знизити частоту цих нещасних випадків.