目前市面常用的家用制氧機,大部分是分子篩制氧機,一般采用加壓吸附、常壓解吸的方法,由制氧機中的兩個吸附塔依次進行相同的循環過程,從而實現連續供應氧氣。其實簡單來說,就是通過加工吸入制氧機內部的空氣,然后制造出供使用者吸取的氧氣。
從空氣到氧氣,制氧機要經過一系列的“換算”,這個過程中,被吸入的空氣無論有多少雜質,到最后從輸氧管中出來的,都應該是潔凈的氧氣。但這是理論上的“應該”,在現實中,部分制氧機卻難以達到這樣的效果。存在的問題,往往包括兩個方面,一是制氧潔凈度不夠,這會導致患者吸入被污染的氧氣,輕則吸氧無效,重則會加重病情。二是制氧濃度不夠,導致患者吸入到肺部的有效氧濃度近乎空氣的含氧濃度,其效果可想而知。
既然空氣進入了制氧機,那么影響出氧效果的,就是存在于制氧機內部的核心部件,無論哪一個環節出問題,都會導致制氧效果變差。同時,我們也可以逆向思考,通過其所輸出氧的特點,找到制氧機核心部件的問題所在。在制氧機設計、研發、生產方面,部分國產制氧機與進口制氧機還存在一定差距,具體表現在以下幾個方面。
一、制氧系統決定氧療效果
有些進口制氧機在連續、穩定運行方面,有著十分可靠的保障,同時也能夠保證在長時間使用后氧濃度不衰減。這對于用戶尤其是慢阻肺患者來說,有著十分重要的意義。因為只有長時間穩定吸氧,才能夠達到緩解病情、提高生活質量的目的。以Drive DeVilbiss 525KS系列5L制氧機為例,能夠連續工作40000小時,遠遠超過部分國產制氧機10000小時的使用壽命,部分制氧機由于散熱不佳,還需要連續使用2-3小時之后停機冷卻再使用,嚴重影響輸氧的連續性和有效性,這樣無形中提高了使用成本。
二、過濾系統決定氧療安全
在過濾的設計方面,國產制氧機設計多為1級或2級過濾系統,有些進口制氧機能達到3級過濾系統,少數更優質的進口制氧機可以達到4級過濾。比如:Drive DeVilbiss是有4級過濾系統,包括外部過濾器,入氣口HEPA,壓縮機內聯過濾器和出氣口HEPA。在制氧機內部形成了有害物質進入氧氣通道的屏障,對于長期吸氧人群脆弱的肺部是一項是很重要的保護措施。而1級過濾或者2級過濾,雖然能夠避免大顆粒灰塵、細菌微粒的侵害,但卻無法保證長期吸氧后氧氣中有害成分的堆積。
三、靜音系統決定氧療體驗
大多數需要氧療的患者,都需要靜養。但部分國產制氧機在工作過程中,尤其是長時間工作后,會產生非常大的噪音。不僅會影響使用者的心情,甚至會影響使用者的正常休息。至于需要每天連續吸氧15小時的慢阻肺患者,使用這樣的制氧機,還可能會影響到家人,久而久之,很難堅持家庭氧療。Drive DeVilbiss 525KS系列制氧機噪音在40分貝以下,能夠達到圖書館閱覽室的安靜程度。
1、氧氣制取方法——變壓吸附法
變壓吸附是指在一定溫度下,根據不同吸附質,在同一吸附劑上,不同壓力下的吸附量不同,通過改變壓力這一熱力學參量,將不同吸附質進行分離的循環過程。變壓吸附設備操作維護方便、可連續循環制取氧氣、自動化程度高。
2、至關重要的吸附劑——分子篩
分子篩的不同孔徑把不同大小和形狀分子分開,從而構成獨特的吸附選擇性。分子篩最佳工作條件是:進入的空氣無油、無水、無塵埃。分子篩在吸附塔內不能有蠕動現象,否則會引起分子篩的粉化,既影響吸附效果又會縮短其使用壽命。因此,影響分子篩性能的因素主要有三種:油、外力和液態水。 被油污染的分子篩吸附能力會下降,而且永遠不能再生;外力會使分子篩粉化;液態水會使分子篩物理強度降低;從而影響醫用制氧機生產出氧氣的量和濃度。
3、醫用制氧機基本工作原理
醫用制氧機就是利用變壓吸附法來制取氧氣的,凈化后的壓縮空氣分別交替進入裝滿分子篩的吸附塔,分子篩優先吸附氮氣組份,在提高空氣壓力時,分子篩對氮氣的吸附容量增大,未被吸附的氧氣流出吸附塔進入氧氣緩沖罐,制得的氧氣經過除臭、除菌過濾后輸出,便可送入病區供病人使用。
4、醫用制氧機設備的組成
空氣處理部分:由制氧專用空壓機、冷卻式干燥機(或空壓機內置冷卻器)、過濾器、閥門及管道組成;環境空氣經過過濾器過濾后,進入制氧專用空壓機加壓,經過冷卻式干燥機降溫、除水,便獲得清潔、干燥的壓縮空氣。其中氧氣制取的關鍵部分為分子篩吸附分離裝置,它是由制氧主機(吸附塔)、閥門、氧氣緩沖罐及管道組成;利用變壓吸附原理對經空氣處理部分的壓縮空氣通過吸附塔交替吸附、解吸,分離出氧濃度≥90%的氧氣,被吸附的氮氣通過制氧專用排氮機排放。
5、低壓無油醫用制氧機的優勢
采用低壓、無油制氧專用空壓機,輸出的壓縮空氣無油,從而保證了制取的氧氣無油,分子篩不會被油污染,延長了分子篩的使用壽命;
空壓機輸出的壓縮空氣壓力低于0.1MPa,從而空氣對分子篩的沖刷力大大降低,可使分子篩使用壽命達大大增長。