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醫用氣體工程包含的種類和主要用途

2019/04/22 中心供氧 閱讀

 醫用氣體是指醫療方面使用的氣體。有的直接用于治療;有的用于麻醉;有的用來驅動醫療設備和工具;有的用于醫學試驗和細菌、胚胎培養等。常用的有氧氣、氧化二氮、二氧化碳、氬氣、氦氣、氮氣和壓縮空氣 。

醫用氣體的性質和用途:

1、氧氣(Oxygen)氧氣的分子式為O2。它是一種強烈的氧化劑和助燃劑。高濃度氧氣遇到油脂會發生強烈的氧化反應 ,產生高溫,甚至發生燃燒、爆炸,所以在《建筑設計防火規范》中被列為乙類火災危險物質。

然而,氧氣也是維持生命的最基本物質,醫療上用來給缺氧病人補充氧氣。直接吸入高純氧對人體有害,長期使用的氧氣濃度一般不超過30~40%。普通病人通過濕化瓶吸氧;危重病人通過呼吸機吸氧。氧氣還用于高壓倉治療潛水病、煤氣中毒以及用于藥物霧化等。

2、一氧化二氮(Nitrous oxide)

一氧化二氮分子式為N2O。它是一種無色、好聞、有甜味的氣體,人少量吸入后,面部肌肉會發生痙攣,出現笑的表情,故俗稱笑氣(laugh-gas)。

一氧化二氮常溫下不活潑,無腐蝕性;但在加熱時對鋁、鋼、銅合金等金屬有氧化作用;在60℃以上對聚丙烯有腐蝕作用。

一氧化二氮在溫度超過650℃時會分解成氮氣和氧氣,故有助燃作用。在高溫下,壓力超過15大氣壓時會引起油脂燃燒。

笑氣微溶于水,易溶于丙酮、甲醇和乙醇,可被含有高氯的漂白粉液和純堿等堿溶液中和、吸收。

人少量吸入笑氣后,有麻醉止痛作用,但大量吸入會使人窒息。醫療上用笑氣和氧氣的混合氣(混合比為:65% N2O + 35% O2)作麻醉劑,通過封閉方式或呼吸機給病人吸入。麻醉時要用準確的氧氣、笑氣流量計來監控兩者的混合比,防止病人窒息。停吸時,必須給病人吸氧10多分鐘,以防缺氧。

用笑氣作麻醉劑具有誘導期短、鎮痛效果好、蘇醒快、對呼吸和肝、腎功能無不良影響的優點。但它對心肌略有抑制作用,肌松不完全,全麻效能弱。單用笑氣作麻醉劑,僅適用于拔牙、骨折整復、膿腫切開、外科縫合、人工流產、無痛分娩等小手術。大手術時常要與巴比妥類藥物、琥珀酰膽堿、鴉片制劑、環丙烷、乙醚等聯合使用,以增強效果。

笑氣還用作制冷劑、撿漏劑、奶油發泡劑、食品保護劑、助燃劑等。

3、二氧化碳(Carbon dioxide)

二氧化碳分子式為CO2,俗稱碳酸氣。它是一種無色、有酸味、毒性小的氣體。常溫下不活潑,能溶于水,溶解度為0.144g/100g水(25℃)。在20℃時,將二氧化碳加壓到5.73×106 Pa即可變成無色液體,常壓縮在鋼瓶中儲存。二氧化碳經加壓(5.27×105Pa)、降溫(-56.6℃以下)可制成干冰。干冰在1.013×105 Pa(大氣壓)、-78.5℃時可直接升華變成氣體。液態二氧化碳減壓迅速蒸發時,一部分氣化吸熱使另一部分驟冷變成雪狀固體,將雪狀固體壓縮,成為冰狀固體(干冰)。 

空氣中二氧化碳含量的安全界限為0.5%,超過3% 時會對身體有影響,超過7% 時將出現昏迷,超過20%會造成死亡。

醫療上二氧化碳用于腹腔和結腸充氣,以便進行腹腔鏡檢查和纖維結腸鏡檢查。此外,它還用于試驗室培養細菌(厭氧菌)。高壓二氧化碳還可用于冷凍療法,用來治療白內障、血管病等。

二氧化碳是一種不可燃、不助燃、比空氣重的氣體(在標準狀況下密度為1.977g/L,約是空氣的1.5倍),可覆蓋在物體表面,隔絕空氣,故常用于滅火,用于二氧化碳保護焊(用于隔絕氧氣)等。干冰可作致冷劑、殺菌混合氣,并用于人工降雨。 

4、氬氣(Argon)

氬氣分子式為Ar。它是一種無色、無味、無毒的惰性氣體。它不可燃、不助燃,也不與其他物質發生化學反應 ,因此可用于保護金屬不被氧化。

氬氣在高頻高壓作用下,被電離成氬氣離子,這種氬氣離子具有極好的導電性,可連續傳遞電流。而氬氣本身在手術中可降低創面溫度,減少損傷組織的氧化、炭化(冒煙、焦痂)。因此醫療上常用于高頻

氬氣刀等手術器械。

氬氣也用于氬氣保護焊、日光燈、集成電路制造等方面。

5、氦氣(helium)

氦氣分子式為He。它也是一種無色、無味、無毒的惰性氣體。它不可燃、不助燃,也不與其他物質發生化學反應 ,因此可用于保護金屬不被氧化。醫療上常用于高頻氦氣刀等手術器械。

6、氮氣(nitrogen)

氮氣的分子式為N2。它是一種無色、無味、無毒、不燃燒的氣體。常溫下不活潑,不與一般金屬發生化學反應。因此純氮經常用于金屬的防腐蝕,如充填燈泡、物品的防銹充氣封存、保鮮、焊接保護、氣體置換等。它還用于合成氨、制造硝酸、炸藥、氮肥等,用途非常廣泛。

醫療上用來驅動醫療設備和工具。

液氮常用于外科、口腔科、婦科、眼科的冷凍療法,治療血管瘤、皮膚癌、痤瘡、痔瘡、直腸癌、各種息肉、白內障、青光眼以及人工受精等。

7、壓縮空氣(air)

壓縮空氣用于為口腔手術器械、骨科器械、呼吸機等傳遞動力。

除以上7種常用氣體外,還有一些特殊用途的醫用氣體:

8、醫用疝氣

    該醫用氙氣主要應用于氣體管CT機內,氙氣通過吸收能量激發電離,其離子在電場中加速運動撞擊金屬板上產生X射線,由于人體組織對X線的吸收及透過率不同,因此通過計算機對X射線照射人體后的數據進行處理,就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖象。

9、氪氣

    主要應用于醫院激光源激發的輔助原料,使原來的激光光源強度加強,從而達到更利于臨床醫生對疾病進行準確診斷及治療。

10、氖氣

主要應用于醫院常用激光手術機的清洗置換氣,具體要求據醫院不同的激光手術機型而定。

11、混合氣

▲N2+CO2或CO2+H2

主要用于醫院無氧細菌培養,起到營養所要求培養細菌的目的,方便檢測細菌的種類,達到鑒別細菌的要求,從而有利于臨床診斷及治療。

▲5-10%CO2/Air

用于腦循環系統,目的促進與加快腦循環的血液循環的推進,維持腦循環的穩定。

▲醫用三元混合氣體

主要用于細胞培養及胚胎培養,是醫院生殖中心等部分常用的氣體。

12、血液測定輔助氣

    主要用于血液測定時對于血液成分的分離穩定進行保護,從而達到準確計算各成分的數量,如:紅細胞、白細胞等。

13、肺擴散氣

    主要用于肺部手術進行擴容目的,方便手術進行,同時也防止肺萎縮變小。

14、消毒殺菌氣體

15、準分子激光氣體

16、廢氣、廢液的排放及處理

廢液

治療中產生的液體廢物有痰、膿血、腹水、清洗污水等,它們可由真空(vacuum)吸引系統收集、處理。

麻醉廢氣

一般是指病人在麻醉過程中呼出的混合廢氣。其主要成分為氧化二氮、二氧化碳、空氣、安氟醚、七氟醚、異氟醚等醚類氣體。

麻醉廢氣對醫護人員有危害。同時廢氣中的低酸成分,對設備有腐蝕作用,所以病人呼出的麻醉廢氣

應當由麻醉廢氣排放系統(Anaesthetic Gas Scavenging System)收集處理或稀釋后排出樓外。

 目前常用的處理方法是用活性炭吸收麻醉廢氣,然后燒掉。


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