پيش گفتار
تامين بدون اختلال اكسيژن در مراكز درماني از اهميت حياتي برخوردار است. اين مهم از ديرباز با استفاده از فرآيندهاي شيميايي كه گاز اكسيژن از آن حاصل مي شود صورت مي گرفته است.
نياز به اكسيژن با فشار بالاتر از اتمسفر همزمان با پيشرفت روشهاي تنفس مصنوعي خودكار ايجاد شد و مخازن اكسيژن براي اين منظور به كار گرفته شدند. پيشرفت صنعت گازهاي مايع و فوق سرد موسوم به كرايو، در كنار صنايع پتروشيمي، امكان ذخيره سازي بسيار كارآمد اكسيژن به صورت مايع در فشار پايين و دماي بسيار سرد را ايجاد نمود و اين نوع ذخيره سازي به طور گسترده در مراكز درماني مورد استفاده قرار گرفت. تغليظ اكسيژن با استفاده از جاذب ها باعث رونمايي از روش جداسازي و فناوري PSA براي توليد اكسيژن گشت و پيشرفت اين فناوري و توليد سيستمهاي كارآمد و قابل اطمينان، جايي براي اين فناوري در ميان روشهاي تامين اكسيژن طبي ايجاد نمود و جذابيت اين روش به علت حذف نياز به تامين دوره اي اكسيژن، باعث اقبال مراكز درماني به اين سيستمها شد. گسترش بيشتر روش PSA به توليد اكسيژن سازهاي خانگي انجاميد كه با سر و صداي بسيار كم، اكسيژن با فشار پايين را از هواي محيط تغليظ و در اختيار بيمار قرار مي دهد.
هر يك از اين روشهاي تامين نقاط قوت و ضعف مربوط به خود را دارند كه در كنار مباحث مالي، تعيين كننده انتخاب مراكز درماني خواهد بود.
در پيشنهاد پيش رو، نگاهي كلي و جامع به روشهاي تامين اكسيژن طبي براي مراكز درماني صورت گرفته است و سيستمهاي اكسيژن ساز خانگي، سيستمهاي اكسيژن ساز صنعتي-بيمارستاني، سيستمهاي تامين اكسيژن با كپسول ذخيره پر فشار و سيستمهاي تامين اكسيژن با منبع ذخيره اكسيژن مايع به ترتيب شرح داده شده و نقاط قوت و ضعف هر كدام مورد بحث قرار گرفته است.
٢ – تامين اكسيژن با استفاده از كپسول فشار بالا
ساده ترين و قديمي ترين روش تامين اكسيژن براي بيماران استفاده از كپسولهاي اكسيژن خلوص بالاي پرفشار است. در اين روش ميتوان خروجي كپسول را يا به كمك تجهيزات كاهش فشار و تنظيم جريان مستقيما به ماسك بيمار متصل كرد و يا با توجه به نياز مركز درماني مجموعه اي از كپسولها را (بانك كپسول) از طريق مجموعه اتصالات تنظيم فشار موسوم به منيفولد كپسول اكسيژن به شبكه لوله كشي اكسيژن وصل نمود تا پاسخگوي نياز تمامي واحدهاي درماني باشد.
اجزاي اصلي اين سيستم شامل دو مورد زير است:
كپسول ذخيره اكسيژن پرفشار (به طور معمول ١٢٠ بار فشار): اين كپسولها به كمك تجهيزات تامين فشار مخصوص اكسيژن در مراكز صنعتي با اكسيژن خلوص بالا (بيشتر از ٩٩ درصد) پر شده و به طور دوره اي براي مركز درماني و بيماران تامين ميگردند. به طور معمول ذخيره اكسيژن مركز درماني به صورتي است كه در بحراني ترين شرايط، پاسخگوي نياز يك هفته باشد. به طور معمول شارژ كپسول ها به صورت هفتگي يا دوهفتگي صورت مي گيرد.2- تجهيزات تنظيم فشار و جريان اكسيژن (رگولاتور و فلومتر براي استفاده مستقيم بيمار و منيفولد كپسول اكسيژن براي اتصال به شبكه لوله كشي اكسيژن مركز درماني): اين تجهيزات براي جلوگيري از اعمال فشار بالاي كپسول به واحد مصرف (بيمار يا لوله كشي اكسيژن) مورد استفاده قرار مي گيرد. در صورت استفاده از شبكه ي لوله كشي، به طور معمول فشار ٣ تا ٤ بار بايد در پشت هر خروجي اكسيژن (موسوم به آوتلت اكسيژن) باشد. از مزاياي اين روش ميتوان سادگي آن و عدم نياز به تخصص بالاي كاربران را ذكر نمود. اما به علت مخاطرات بالاي استفاده از كپسول گاز پرفشار و نيز قابليت احتراق اكسيژن خالص، تمهيدات ايمني بسياري در استانداردها براي اين روش ذكر شده است كه خود مستلزم آموزش ديدن كاربران و نظارت و مديريت ريسك دقيق مجموعه مي باشد. شماتيك سيستم تامين اكسيژن با كپسول پرفشار در زير نشان داده شده است:
٣ – تامين اكسيژن با استفاده از مخازن اكسيژن مايع
تامين گاز فوق سرد يا كرايوژنيك، براي مقاصد مختلف صورت ميگرد و يكي از اين اهداف، ذخيره سازي بهينه و كم خطر اكسيژن مايع براي مصرف مراكز درماني است. در اين سيستم تامين اكسيژن، مقادير بالاي اكسيژن به صورت مايع در دماي حدود 180- درجه ي سانتيگراد در مخازن دوجداره مخصوص نگهداري مي شود. اكسيژن مايع فوق سرد پس از عبور از واحد تبخير و افزايش دما موسوم به اواپراتور، بيش از ٨٥٠ برابر افزايش حجم يافته و فشار آن از حدود ٥ تا ١٠ بار در مخزن كرايو به حدود ١٠ تا ٢٠ بار افزايش مي يابد و پس از عبور از منيفولد تنظيم فشار به شبكه لوله كشي اكسيژن تحويل مي گردد.
نياز كمتر به شارژ (به طور ماهانه تا فصلي) به علت ميزان بالاي ذخيره و فشار كاركرد پايين از نقاط قوت و هزينه ها و پيچيدگي هاي بالاي راهبري و تامين اكسيژن مايع و خلا در سيستم در كنار نشتي بالاي اجزا از نقاط ضعف اين روش نسبت به روش كپسول پرفشار به حساب ميآيند.
اجزاي اصلي اين سيستم شامل ٥ مورد زير است:
⦁ مخزن دو جدارهي كرايو: اين مخازن شامل دو بخش كرايو و خلاء مي باشد؛ در مخزن داخلي، اكسيژن مايع با فشار ٥ تا ١٠ بار نگهداري شده و در محفظه بيروني شرايط خلاء برقرار ميگردد تا از انتقال حرارت اكسيژن با محيط جلوگيري شود
⦁ منيفولد خلاء: مجموعه اتصالات تامين خلاء در محفظه بيروني را شامل مي گردد كه بايد به صورت دوره اي با تجهيزات مخصوص صورت گيرد.
⦁ مينفولد اكسيژن مايع: مجموعه اتصالات و شيرآلات و تجهيزات تحويل اكسيژن فوق سرد مايع به واحد تبخير را شامل مي شود كه در ايمني و كاركرد سيستم نقش حياتي دارند.
⦁ واحد تبخير (اواپراتور): شامل يك تبادل گر حرارت است كه به كمك آن اكسيژن مايع فوق سرد به اكسيژن پرفشار گازي با دماي محيط تبخير ميشود.
⦁ منيفولد تنظيم فشار اكسيژن: در محل اتصال به شبكه لوله كشي براي جلوگيري از اعمال فشار بالا و تنظيم فشار نصب ميشود.
شماتيك سيستم تامين اكسيژن با كپسول پرفشار در زير قابل مشاهده است:
٤ – تامين اكسيژن با استفاده از سيستمهاي PSA صنعتي-بيمارستاني
در اين سيستمها، هواي محيط با استفاده از كمپرسور فشرده شده و سپس از دراير و مجموعه فيلتر عبور مي كند؛ هواي خشك و تميز سپس وارد مجموعه تانكهاي جداسازي شده كه در آنها با استفاده از خواص جذب سطحي، گاز نيتروژن جذب و هواي تغليظ شده از اكسيژن باقي مانده با خلوص ٩٣ درصد در خروجي و پس از عبور از فيلتراسيون نهايي و تنظيم فشار به شبكه لوله كشي اكسيژن تحويل مي شود.
اين روش با توليد دائم اكسيژن از هواي محيط، مركز درماني را از تامين خارجي اكسيژن بي نياز مي نمايد اما، نياز به منبع برق صنعتي (سه فاز) محدوديت اصلي آن به حساب ميآيد. سيستمهاي PSA صنعتي- بيمارستاني راهبري آساني دارند اما نسبتا پيچيده بوده و تعمير و نگهداري آنها نيازمند آموزش و هزينه است.
اجزاي اصلي اين سيستم شامل ٥ مورد زير است:
⦁ كمپرسور هوا: پيچيده ترين و حساسترين جزء سيستم بوده كه وظيفه تامين تمام هواي فشرده براي توليد اكسيژن را بر عهده دارد.
⦁ مجموعه دراير و فيلتر: براي تضمين كيفيت هواي فشرده ورودي به مولد اكسيژن، از درايرهاي تبريدي و مجموعه فيلترهاي هواي فشرده استفاده ميگردد.
⦁ مخزن هواي فشرده: به علت نوسانات بالاي فشار در سيستم، اين مخزن وجود هواي فشرده را به طور دائم و بدون نوسانات فشار تضمين مي نمايد.
⦁ مولد اكسيژن (اكسيژن ساز): شامل مجموعه مخازن جاذب مولكولي و شيرهاي كنترلي است كه فرآيند جذب نيتروژن از هواي فشرده و توليد هواي تغليظ شده با اكسيژن را انجام مي دهد
⦁ مخزن و منيفولد اكسيژن: اكسيژن با خلوص و فشار ثابت در مخزن تجميع شده و پس از تنظيم فشار و عبور از فيلتراسيون ميكروبي نهايي به شبكه لوله كشي بيمارستان تحويل مي شود.
شماتيك اين سيستم در زير ارائه شده است:
٥ – تامين اكسيژن با استفاده از سيستمهاي PSA خانگي
اين سيستمها در اصول عملكرد دقيقا مشابه سيستمهاي صنعتي-بيمارستاني توليد اكسيژن در محل هستند؛ با اين تفاوت كه به علت نوع جاذب مولكولي، امكان انجام فرآيند در فشار پايين با استفاده از كمپرسورهاي كوچك و كم صدا به وجود آمده است.
خروجي اكسيژن اين سيستمها بدون نياز به تنظيم فشار مجدد مستقيما به ماسك بيمار انتقال يافته و مورد استفاده قرار مي گيرند. اين فشار پايين خروجي امكان استفاده از اين دستگاهها را به عنوان ورودي اكسيژن سيستمهاي تخصصي تنفسي چون ونتيلاتورها و ماشينهاي بيهوشي، محدود مينمايد.
دستگاه خانگي اكسيژن ساز بدون نياز به نصب و زيرساخت قابل بهره برداري بوده و كمترين ميزان تعمير و نگهداري را لازم دارد. تنها پيشنياز استفاده از اين سيستم براي بيمار، وجود دائم تغذيه برق شهري است. در زير، تصاوير برخي انواع اكسيژنساز خانگي قابل مشاهده است:
جمع بندي
با توجه به موضوعات مطرح شده و توضيحات بالا، مجموعه دستگاه اكسيژنساز PSA خانگي به همراه مجموعه كپسول ذخيره به عنوان پشتيبان (ستون اول و دوم جدول مقايسه) براي تامين نياز مراكز حساس پيشنهاد مي گردد. لازم به ذكر است مجموعه پيشنهادي قادر است اكسيژن مورد نياز را در هنگام وجود منبع برق شهري و همچنين در صورت از دست دادن منبع انرژي بدون بروز اختلال تامين نمايد.
