Системы медицинского газоснабжения

В операционной применяются такие медицинские газы, как кислород, закись азота, воздух и азот. Ва­куум также необходим для работы как анестезио­лога (для системы отвода отработанных медицинс­ких газов), так и хирурга (для отсоса), поэтому технически вакуум-подводка решена как интег­ральная часть системы медицинского газоснабже­ния. Если система снабжения газами, особенно кис­лородом, нарушена, то больному грозит опасность.

Основными составляющими системы газоснабже­ния являются источники газов и централизованная разводка (система доставки газов в операцион­ную). Анестезиолог должен понимать устройство всех этих элементов, чтобы предупредить и устра­нить негерметичность в системе, вовремя заметить истощение запаса газа. Систему газоснабжения проектируют в зависимости от максимальной по­требности больницы в медицинских газах.

Источники медицинских газов

Кислород

Надежное снабжение кислородом абсолютно необ­ходимо в любой области хирургии. Медицинский кислород (чистота 99-99,5 %) производится фрак­ционной перегонкой сжиженного воздуха. Кисло­род хранится в сжатом виде при комнатной темпе­ратуре или в замороженном жидком состоянии. В небольших больницах целесообразно содержать кислород в хранилище в кислородных баллонах высокого давления (Н-баллоны), подсоединенных к системе распределения (рис. 2-1). Количество баллонов в хранилище зависит от ожидаемых дневных потребностей. Система распределения содержит редукторы (клапаны), обеспечивающие снижение давления в баллоне с 2000 psig до рабо­чего уровня в системе разводки — 50 ± 5 psig, а так­же автоматический включатель новой группы бал­лонов при опорожнении предыдущей (psig, pound-force per square inch — мера давления, фунт-сила на кв. дюйм, 1 psig ~ 6,8 кПа).

Рис. 2-1. Хранилище кислородных баллонов высокого давления (Н-баллоны), подсоединенных к системе распреде­ления (кислородная станция) (¹USP — соответствующий требованиям Фармакопеи США)

Для крупных больниц экономичнее система хранения сжиженного кислорода (рис. 2-2). Так как газы могут сжижаться под давлением, только если их температура ниже критической, то сжи­женный кислород должен храниться при темпера­туре ниже -119 ⁰ C (критическая температура

Рис. 2-2. Хранилище сжиженного кислорода с резервными емкостями на заднем плане

кислорода). Крупные больницы могут иметь ре­зерв (неприкосновенный запас) кислорода в сжи­женном или сжатом виде в размере суточной по­требности. Чтобы не оказаться беспомощным при повреждении в системе стационарного газоснаб­жения, анестезиолог всегда должен иметь в опера­ционной аварийный запас кислорода.

Большинство наркозных аппаратов снабжены одним или двумя Е-баллонами кислорода (табл. 2-1). По мере расхода кислорода давление в баллоне про­порционально снижается. Если стрелка манометра показывает на 1000 psig, это означает, что Е-баллон наполовину израсходован и содержит примерно 330 л кислорода (при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 ⁰C). При расходе кис­лорода 3 л/мин половины баллона должно хватить на 110 мин. Давление кислорода в баллоне нужно проверять перед подключением и периодически во время использования.

Закись азота

Закись азота, наиболее распространенный газооб­разный анестетик, в промышленных масштабах получают нагреванием аммония нитрата (терми­ческое разложение). В больницах этот газ всегда хранится в больших баллонах под высоким давле­нием (Н-баллоны), подсоединенных к системе рас­пределения. При опорожнении одной группы бал­лонов автоматическое устройство подключает следующую группу. Хранить большое количество жидкой закиси азота целесообразно лишь в очень крупных медицинских учреждениях.

Так как критическая температура закиси азо­та (36,5 ⁰ C) выше комнатной, она может хранить­ся в жидком состоянии без сложной системы ох­лаждения. Если жидкая закись азота нагревается выше этой температуры, то она может переходить в газообразное состояние. Поскольку закись азота не является идеальным газом и легко сжимается, то переход в газообразное состояние не вызывает значительного повышения давления в емкости. Тем не менее все газовые баллоны снабжены ава­рийными предохранительными клапанами для предотвращения взрыва в условиях внезапного по­вышения давления (например, непредумышлен­ное переполнение). Предохранительный клапан срабатывает на сбрасывание при значении давле­ния 3300 psig, тогда как стенки Е-баллона выдер­живают гораздо большие нагрузки (> 5000 psig).

Хотя перерыв в снабжении закисью азота не ка­тастрофичен, большинство наркозных аппаратов имеет резервный Е-баллон. Так как эти маленькие баллоны содержат некоторое количество жидкой закиси азота, то содержащийся в них объем газа не пропорционален давлению в баллоне. К моменту, когда жидкая фракция закиси расходуется и давле­ние в баллоне начинает падать, в баллоне остается примерно 400 л газообразной закиси азота. Если жидкая закись азота хранится при постоянной тем­пературе (20 ⁰C), она будет испаряться пропорцио­нально расходу; при этом до истощения жидкой фракции давление остается постоянным (745 psig).

Существует лишь один надежный способ опре­делить остаточный объем закиси азота — взвеши­вание баллона. По этой причине масса пустого бал­лона часто проставляется на его поверхности. Значение давления в баллоне с закисью азота при 20 ⁰C не должно превышать 745 psig. Более высо­кие показатели означают либо неисправность кон­трольного манометра, либо переполнение баллона (жидкой фракцией), либо наличие в баллоне еще какого-либо газа кроме закиси азота.

Так как переход из жидкого состояния в газооб­разное требует энергозатрат (скрытая теплота ис­парения), то жидкая закись азота охлаждается. Снижение температуры приводит к уменьшению давления насыщенного пара и давления в баллоне. При высоком расходе закиси азота температура снижается настолько значительно, что редуктор баллона замерзает.

Воздух

Так как высокие концентрации закиси азота и кис­лорода потенциально опасны, то применение воз­духа в анестезиологии получает все большее рас­пространение. Баллоны для воздуха отвечают

ТАБЛИЦА 2-1. Характеристики баллонов медицинских газов

Газ	Емкость Е-баллона, л	Емкость Н-баллона, л	Давление1 (psig при 20 0 C)	Цвет (США)	Цвет (международный)	Агрегатное состояние
O2	625-700	6000-8000	1800-2200	Зеленый	Белый	Газ
Воздух	625-700	6000-8000	1800-2200	Желтый	Белый и черный	Газ
N2O	1590	15900	745	Голубой	Голубой	Жидкость
N2	625-700	6000-8000	1800-2200	Черный	Черный	Газ

¹3ависит от фирмы-производителя.

медицинским требованиям и содержат смесь кис­лорода и азота. В систему стационарной разводки обезвоженный, но нестерильный воздух нагнета­ется компрессорами. Ввод компрессора должен на­ходиться на значительном расстоянии от выхода вакуумных магистралей, чтобы свести к минимуму риск загрязнения. Поскольку температура кипе­ния воздуха составляет -140,6 ⁰ C, то в баллонах он находится в газообразном состоянии, а давление снижается пропорционально расходу.

Азот

Несмотря на то что сжатый азот не используется в анестезиологии, он широко применяется в опера­ционной. Азот хранится в баллонах под высоким дав­лением, подсоединенных к системе распределения.

Вакуум

Вакуумная система в стационаре состоит из двух независимых насосов, мощность которых регули­руется по необходимости. Выводы к пользовате­лям защищены от попадания в систему инородных предметов.