随着国家应对新冠疫情政策的调整，全国多地呼吸系统疾病患者大范围增加，各地医疗机构特别是综合医院的重症医学科，均面临医用氧气的供应及压力严重不足的困境。在此情况下，成都市双流区第一人民医院立即启动应急措施，制定改造方案，并顺利完成紧急改造，保障了人民群众的生命安全。
01医院及重症医学科介绍
成都市双流区第一人民医院建筑面积为210000㎡， 规划床位1500张，开放床位1100张。该院有4个省级重点专科、9个市级重点专科，为双流区新冠病毒感染重症患者定点收治医院。该院重症医学科为省级重点专科，能够熟练开展持续血液净化治疗、血液灌流、血浆置换术、人工肝治疗、俯卧位通气治疗重症ARDS等，拥有ECMO、多功能监护仪、呼吸机、持续床旁血液净化系统、床旁超声等设备，规划床位46张，开放床位20张，日常患者约为20人，其中使用呼吸机的患者约为17人（使用无创呼吸机为5人、有创呼吸机为10人、高流量呼吸机为2人）。
02改造前的医用氧气供应能力及使用情况
医院采用成品液氧供氧加汇流排作为应急保障的供氧方式，共设置4台容积为5m³的立式液氧贮罐，2×10全自动氧气汇流排为备用供氧源，4台汽化量为 400 Nm³/h的液氧汽化器两两交替使用，共设计1916个吸氧终端。分气缸输出端管道共有3根，1根φ38×3管道供应住院部，2根φ28×2管道供应门诊医技楼。供应门诊医技楼的管道中，1根供应手术室和重症医学科，另1根原计划供应高压氧舱，暂未使用。重症医学科供氧管道从门诊医技楼内医用气体专用竖井接入。氧气依次经过竖向氧气主管、三层调压箱、三层供氧水平干管，接入重症医学科病房终端。到达三层的水平干管和7个分区的水平支管规格均为 φ16×1.5，每个终端支管规格为φ10×1.5。改造前用气情况：2022年12月前，全院每月氧气使用总量为40 000~50 000m³，分气缸氧气输入压力为 0.66MPa、输出压力为0.5MPa。平均每6日充装一次，充装量为10m³/次（液氧）。重症医学科每月氧气用量约为4500m³，氧气流量为6.25Nm³/h，二级减压箱输出压力为0.4MPa。
03应对政策调整后用氧量变化情况
2022年12月，随着新冠疫情应对政策的调整，入院治疗的新型冠状病毒感染患者及重症患者明显增加。其中，呼吸、老年、心内及重症医学科病区增加明显，大部分患者需要吸氧治疗，甚至高流量吸氧。2022年12月8日，为应对新型冠状病毒感染患者需求增长的情况，重症医学科紧急开放床位至33张。2022年12月至2023年2月，全科共收治新型冠状病毒感染患者268人。高峰期收治患者36人/日，其中包括普通吸氧患者4人、无创呼吸机使用者10人、有创呼吸机使用者18人、高流量呼吸机使用者4人。经计算，医院原设计的4台容积为5 m³ 的立式液氧贮罐及4台汽化量为400Nm³/h 的液氧汽化器，供氧总量能够满足全院日常及疫情下的需求，只须协调液氧供应商加大送货频率，将原6天一次的送货周期调整为2天一次。同时，液氧站管理人员调整分气缸输入压力为 0.72MPa、输出压力为0.6MPa，加强汽化器管理，每日进行除冰维护。但随着重症医学科用氧量的快速增加，出现供氧压力低于0.3MPa的情况。2023年1 月1日，重症医学科呼吸机出现大范围报警，31台无创、1台有创、3台高流量 呼吸机均报氧气压力过低（普通呼吸机适宜压力为0.4~0.5MPa，报警压力为 0.3~0.55MPa）。现场查看二级减压箱，进气压力为 0.6MPa，出气压力为 0.5MPa，流量为200L/min，测定重症医学科末端压力为0.25MPa，低于呼吸机设定报警压力（0.3MPa）。
04问题分析
（一）重症医学科在疫情防控期间的用氧需求测算
根据《医用气体工程技术规范》（GB 50751― 2012）中的医用气体系统气源的计算流量公式 Q=∑[Qa+Qb(n-1)η]，结合《新冠肺炎定点救治医院设置管理规范》要求及呼吸机参数，按照90%的患者使用普通呼吸机吸氧（10~25L/（min·床））、10%的 患 者 使 用 高 流 量 呼 吸 机 吸 氧（50~60L/ （min·床）），计算出满足46张规划床位的患者的氧气量为79.5Nm³/h（表 1）。
表1 医用氧气流量计算参数
注：数据来源于《医用气体工程技术规范》（GB 50751—2012）附录 B。
（二）根据流量计算的设备及管道
根据《工业金属管道设计规范》（GB 50316―2000），重症医学科原干管管径为φ16×1.5，管道内氧气流速按10m/s、工作压力按0.4MPa计算，其氧气输送能力仅为23.9Nm³/h。同时，二级氧气减压箱最大流量为40Nm³/h，不能满足46张床位末端用气量及压力要求，导致末端使用压力低至0.25MPa，无法正常使用呼吸机及高流量氧治疗仪。要想满足79.5Nm³/h, 应使用内径23.7mm管道及相匹配的大流量减压箱，保持终端压力为0.4~0.5MPa（表2）。
表2 医用氧气管道计算表
05改造方案及施工管理
为彻底解决重症医学科用气问题，按照测算的数据，须要对管径、二级减压箱进行改造和更换。
（一）设计方案和系统选型
考虑到如废除全部重症医学科原有φ16×1.5管道、新建φ28×2管道，存在浪费资源的情况，最终选择保留原管道，用于43~46号床区域供氧，新建管道用于供应剩余42床区域，既可节约资金， 又可保证在特殊情况下，重症医学科有两根管路供应氧气，更加安全。
医院原设计1根φ28×2的高压氧舱管道，因高压氧舱治疗室已取消，故未使用。改造时可从原设计高压氧舱管道上引一根 φ28×2主管到管井，从一层经管道井到达三层，再从三层吊顶引至7区三层重症医学科。新增管道在重症医学科每个区端头连接φ16×1.5支管，支管在房间内连接到吊塔末端原φ10×1.5管道，确保供气末端用气安全。
考虑到重症医学科使用呼吸机的品牌、品种和数量不尽相同，对气体流量和压力要求较高，3 区三层医用气体井内新增1台大流量减压箱（输出压力为0.2~0.8MPa；额定流量为100~170Nm³/h），通过减压箱单独调节重症医学科病区的供气压力。
新增的大流量减压箱出气端安装1台流量计，流量计对科室用氧量进行计量。同时，3区管井内铺设信号线连接至4区管井，连接原安装的二级减压箱及流量监测设备。
医用氧气管道均选用与原设计一致的不锈钢管。
医院医用氧气整体设计方案保证了气源侧的压力满足整个医院的最不利端使用需求，在每层各个 区域水平管道均设置了调压箱来保证各个区域的进气压力的稳定，同时在各个支管上也设置可调压力的截止阀，以保障近端和远端的压力损失尽可能忽略不计。
（二）改造施工
1. 施工准备
将施工分为两个阶段：第一阶段是在医院及科 室正常运行情况下进行的前期施工，该阶段不影响科室正常运行；第二阶段为影响科室运行甚至暂停科室运行才能进行的施工。原则上，应给予第一阶段充分的时间，尽量减少第二阶段的施工时间及影响范围。此次改造，计划在第一阶段完成科室外新增管道的铺设、新增大流量减压箱的定制及安装。
2. 第一阶段施工
原高压氧舱管道使用三通分流至3号管井主管（保留高压氧舱的原走向管道，为后续使用科室增加床位提供条件），安装工作用2个工作日完成；楼层铺设水平管及新增支管焊接，安装减压装置，用2个工作日完成。各新增管道及设施设备安装到位后，完成打压、调试和现场验收。
3. 第二阶段施工
将所有病床呼吸机转换为气瓶供氧，将重症医学科内中心供氧二级减压箱出气阀门关闭，放空原副管内氧气。根据科室布局，重症医学科共有8排病房，将7 排病房（1~42号床）的副管截断，使用新铺设水平管道供氧，新管道分别连接 1~6号床、7~12号床、13~18号床、19~24号床、25~30号床、31~36号床、37~42号床；原重症医学科铺设管道继续使用，但仅供1排病房（43~46 号床），共计4个床位。以上两步同步进行，用1个工作日完成。
（三）施工管理及应急保障
改造方案经医院讨论后，上报上级主管部门，由上级主管部门协调周边医疗机构，做好紧急情况下备用液氧支援及患者转院治疗的应急方案。
根据吸氧患者数量，提前准备30套减压阀、60瓶40L液氧，保障每一位患者的供氧，另外液氧站房储备15瓶液氧备用。提前将所有备用液氧气瓶采用专用连接管道及阀门连接，调试好压力及流量，同时，从邻近科室接入临时管路作为紧急情况下的备用。
施工现场配备干粉灭火器及专职消防安全员。
所有焊接均在病房外过道上方操作，远离病房患者及氧气瓶。
06改造结果
改造完成后，经新旧管道系统调试，重症医学科两根供氧管道（φ28×2+φ16×1.5）可以达到供气压力为0.45MPa、流量为103.4Nm³/h。此次改造有效解决了重症医学科在46张床位全部开放后的供氧需求，也能保障在突发类似公共卫生事件时为呼吸机供氧的应急要求。
07总结分析
设计和改造时要特别注意以下几点：
《医用气体工程技术规范》（GB 50751―2012）、《氧气站设计规范》（GB 50030―2013）、《工业金属 管道设计规范》（GB 50316―2000）等均适用于常规设计，并未考虑突发如新冠疫情等公共卫生事件时的需求，且近几年各品牌呼吸机氧流量参数不断提高（最大流量可达80L/min）。医疗机构供氧系统的管道设计使用期限一般为30年，后期扩容较复杂，建议在新项目设计或既有建筑改造中，参照此次疫情情况及设备参数进行扩容。对于重点科室如手术室、重症医学科、心血管内科、抢救室等，建议将供氧管道设计为一备一用， 确保在突发情况下可随时切换，也可同时启用。改造前，组织医务部、护理部、院感科、设备科、工程部、改造科室负责人参会，安排现场总指挥， 向所有人员通报改造方案，强调患者安全，做好设备、人员、耗材、药品等应对突发情况的应急准备。
施工单位施工前须到医院管理部门办理施工作业审批流程及相关安全技术交底。焊接、切割等操作需要有特种作业操作证且有经验的人员进行，可确保施工质量，并尽量缩短施工时间。严禁无证操作， 所有应持证上岗的作业人员，相关证件交医院登记备案。
施工单位所有员工须穿戴齐全防护工具，否则不准作业；现场施工单位必须做好现场警戒打围措施，划定出安全区域。
有特殊环境要求的科室，须由院感科做好施工现场以及施工后消杀指导。
施工结束后做好新管道的清洁、检查，穿墙孔 洞的规范封堵。
本文内容来自：
万红霞.应对公共卫生事件情境下医疗机构重症医学科供氧系统改造[J].中国医院建筑与装备，2024,25(6):60-63.
作者单位：
成都市双流区第一人民医院、四川大学华西空港医院
转自《中国医院建筑与装备》