انواع و وظایف اصلی سیستم مهندسی گاز پزشکی

گاز طبی به گازی اطلاق می شود که در درمان پزشکی استفاده می شود.برخی به طور مستقیم برای درمان استفاده می شوند.برخی از آنها برای بیهوشی استفاده می شود.برخی از آنها برای رانندگی تجهیزات و ابزار پزشکی استفاده می شود.برخی از آنها برای آزمایش های پزشکی و باکتری ها و کشت جنین استفاده می شود.معمولاً از اکسیژن، اکسید نیتروژن، دی اکسید کربن، آرگون، هلیوم، نیتروژن و هوای فشرده استفاده می شود.

ماهیت و کاربرد گازهای پزشکی:

1. اکسیژن (اکسیژن) فرمول مولکولی اکسیژن O2 است.این یک اکسید کننده قوی و تقویت کننده احتراق است.هنگامی که اکسیژن با غلظت بالا با گریس مواجه می شود، واکنش اکسیداسیون قوی خواهد داشت، دمای بالایی تولید می کند و حتی می سوزد و منفجر می شود.بنابراین، این ماده به عنوان یک ماده خطر آتش سوزی کلاس B در "آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر آتش سوزی" ذکر شده است.

با این حال، اکسیژن همچنین اساسی ترین ماده برای حفظ زندگی است و از نظر پزشکی برای تکمیل اکسیژن برای بیماران کم اکسیژن استفاده می شود.استنشاق مستقیم اکسیژن با خلوص بالا برای بدن انسان مضر است و غلظت اکسیژن برای استفاده طولانی مدت معمولاً از 30-40٪ تجاوز نمی کند.بیماران معمولی اکسیژن را از طریق بطری های مرطوب کننده تنفس می کنند.بیماران بدحال از طریق ونتیلاتور اکسیژن را استنشاق می کنند.همچنین از اکسیژن در اتاق‌های فشار بالا برای درمان بیماری غواصی، مسمومیت با گاز و اتمیزه کردن داروها استفاده می‌شود.

2. اکسید نیتروژن

فرمول مولکولی اکسید نیتروژن N2O است.گازی است بی رنگ و خوش بو و خوشبو.پس از اندکی استنشاق، ماهیچه های صورت دچار اسپاسم می شوند و حالت خنده ظاهر می شود، بنابراین معمولاً به آن گاز خنده (گاز خنده) می گویند.

اکسید نیتروژن در دمای اتاق غیر فعال و غیر خورنده است.با این حال، هنگام گرم شدن، آلومینیوم، فولاد، آلیاژ مس و سایر فلزات را اکسید می کند.پلی پروپیلن در دمای بالای 60 درجه سانتی گراد خورده می شود.

اکسید نیتروژن زمانی که دما از 650 درجه بالاتر رود به نیتروژن و اکسیژن تجزیه می شود، بنابراین اثر احتراق را حفظ می کند.در دماهای بالا فشارهای بالای 15 اتمسفر باعث سوختن گریس می شود.

گاز خنده کمی در آب محلول است، به راحتی در استون، متانول و اتانول حل می شود و می تواند توسط محلول های قلیایی مانند پودر سفید کننده با کلر بالا و خاکستر سودا خنثی و جذب شود.

پس از استنشاق مقدار کمی از اکسید نیتروژن، اثر بیهوشی و ضد درد دارد، اما مقدار زیاد استنشاق می تواند باعث خفگی شود.از نظر پزشکی، مخلوطی از اکسید نیتروژن و اکسیژن (نسبت اختلاط: 65% N2O + 35% O2) به عنوان بی حس کننده استفاده می شود و از طریق روش بسته یا دستگاه تنفس مصنوعی به بیمار استنشاق می شود.در طول بیهوشی، از فلومترهای دقیق اکسیژن و اکسید نیتروژن برای نظارت بر نسبت اختلاط این دو استفاده کنید تا از خفگی بیمار جلوگیری شود.هنگام توقف تنفس، برای جلوگیری از هیپوکسی، باید بیش از 10 دقیقه به بیمار اکسیژن داده شود.

استفاده از اکسید نیتروژن به عنوان بیهوشی دارای مزایای دوره القای کوتاه، اثر ضد درد خوب، بهبودی سریع و عدم اثرات نامطلوب بر عملکرد تنفس، کبد و کلیه است.اما اثر مهاری خفیفی روی میوکارد دارد، شل شدن عضلات کامل نیست و بیهوشی عمومی ضعیف است.اکسید نیتروژن به تنهایی به عنوان بی حس کننده فقط برای اعمال جزئی مانند کشیدن دندان، ترمیم شکستگی، برش آبسه، بخیه جراحی، سقط مصنوعی و زایمان بدون درد مناسب است.در عملیات عمده، اغلب در ترکیب با باربیتورات ها، سوکسینیل کولین، مواد افیونی، سیکلوپروپان، اتر و غیره برای افزایش اثر استفاده می شود.

گاز خنده همچنین به عنوان مبرد، عامل تشخیص نشت، عامل کف کننده کرم، محافظ مواد غذایی، عامل حمایت کننده احتراق و غیره استفاده می شود.

3. دی اکسید کربن

فرمول مولکولی دی اکسید کربن CO2 است که معمولاً به عنوان دی اکسید کربن شناخته می شود.این گاز بی رنگ، ترش و کم سمی است.در دمای اتاق غیر فعال است، در آب محلول است و حلالیت آن 0.144 گرم در 100 گرم آب (25 درجه سانتیگراد) است.در دمای 20 درجه سانتی گراد، دی اکسید کربن می تواند با فشار دادن آن تا 106×5.73 پاسکال که اغلب فشرده شده و در یک سیلندر ذخیره می شود، به مایعی بی رنگ تبدیل شود.دی اکسید کربن را می توان با فشار دادن (5.27×105Pa) و خنک کردن (زیر 56.6- درجه سانتیگراد) به یخ خشک تبدیل کرد.یخ خشک را می توان مستقیماً در 1.013×105 Pa (فشار اتمسفر) و -78.5 درجه سانتیگراد به گاز تصعید کرد.هنگامی که دی اکسید کربن مایع به سرعت تحت فشار کاهش یافته تبخیر می شود، بخشی از جذب حرارت تبدیل به گاز، قسمت دیگر را به یک جامد برف مانند تبدیل می کند که جامد برف مانند را به یک جامد یخ مانند (یخ خشک) فشرده می کند.

حد ایمن محتوای دی اکسید کربن در هوا 0.5٪ است.اگر بیش از 3 درصد باشد، بدن را تحت تأثیر قرار می دهد.اگر بیش از 7 درصد باشد باعث کما می شود.اگر بیش از 20 درصد باشد باعث مرگ می شود.

از نظر پزشکی، دی اکسید کربن برای باد کردن حفره شکمی و کولون برای لاپاراسکوپی و کولونوسکوپی فیبر استفاده می شود.علاوه بر این، برای پرورش باکتری (باکتری های بی هوازی) در آزمایشگاه نیز استفاده می شود.از دی اکسید کربن پرفشار نیز می توان در سرما درمانی برای درمان آب مروارید و بیماری های عروقی استفاده کرد.

دی اکسید کربن غیر قابل احتراق، غیر قابل احتراق و سنگین تر از هوا است (چگالی 1.977 گرم در لیتر در شرایط استاندارد که حدود 1.5 برابر هوا است) که می تواند سطح اجسام را بپوشاند و هوا را منزوی کند. اغلب برای اطفاء حریق استفاده می شود، برای جوشکاری محافظ دی اکسید کربن (برای جداسازی اکسیژن استفاده می شود) و غیره استفاده می شود. یخ خشک را می توان به عنوان مبرد، مخلوط عقیم سازی و برای بارندگی مصنوعی استفاده کرد.

4. آرگون

فرمول مولکولی آرگون Ar است.این گاز بی رنگ، بی بو و غیر سمی است.غیر قابل اشتعال، غیر قابل احتراق است و با مواد دیگر واکنش شیمیایی نمی دهد، بنابراین می توان از آن برای محافظت از فلزات در برابر اکسیداسیون استفاده کرد.

گاز آرگون تحت تاثیر فرکانس بالا و فشار بالا به یون های گاز آرگون یونیزه می شود.این یون گاز آرگون دارای رسانایی عالی است و می تواند به طور مداوم جریان را منتقل کند.خود گاز آرگون می تواند دمای زخم را در حین عمل کاهش دهد و اکسیداسیون و کربنیزاسیون (دود، اسکار) بافت آسیب دیده را کاهش دهد.بنابراین، اغلب برای فرکانس بالا در درمان پزشکی استفاده می شود.

ابزارهای جراحی مانند چاقوی آرگون.

آرگون همچنین در جوشکاری محافظ آرگون، لامپ های فلورسنت، تولید مدار مجتمع و غیره استفاده می شود.

5. هلیوم (هلیوم)

فرمول مولکولی هلیوم He است.همچنین این گاز بی رنگ، بی بو و غیر سمی است.غیر قابل اشتعال، غیر قابل احتراق است و با مواد دیگر واکنش شیمیایی نمی دهد، بنابراین می توان از آن برای محافظت از فلزات در برابر اکسیداسیون استفاده کرد.از نظر پزشکی، اغلب در ابزارهای جراحی مانند چاقوهای هلیومی با فرکانس بالا استفاده می شود.

6. نیتروژن

فرمول مولکولی نیتروژن N2 است.این گاز بی رنگ، بی بو، غیر سمی و غیر قابل احتراق است.در دمای اتاق غیر فعال است و با فلزات معمولی واکنش شیمیایی نمی دهد.بنابراین، نیتروژن خالص اغلب برای ضد خوردگی فلزات، مانند پر کردن لامپ، ضد زنگ و ذخیره سازی پر از هوا، نگهداری، حفاظت از جوش، جایگزینی گاز و غیره استفاده می شود. همچنین برای سنتز آمونیاک، ساخت اسید نیتریک استفاده می شود. ، مواد منفجره، کودهای نیتروژنی و غیره و کاربرد وسیعی دارد.

از نظر پزشکی برای رانندگی تجهیزات و ابزار پزشکی استفاده می شود.

نیتروژن مایع اغلب در کرایوتراپی در جراحی، دهان‌شناسی، زنان، و چشم پزشکی برای درمان همانژیوم، سرطان پوست، آکنه، هموروئید، سرطان رکتوم، پولیپ‌های مختلف، آب مروارید، گلوکوم و لقاح مصنوعی استفاده می‌شود.

7. هوای فشرده (هوا)

هوای فشرده برای انتقال نیرو برای ابزارهای جراحی دهان، ابزارهای ارتوپدی، ونتیلاتورها و غیره استفاده می شود.

علاوه بر 7 گاز متداول فوق، برخی گازهای پزشکی با کاربرد خاص نیز وجود دارد:

8. فتق طبی

گاز زنون پزشکی عمدتاً در دستگاه CT لوله گاز استفاده می شود.گاز زنون با جذب انرژی یونیزاسیون را تحریک می کند و یون های آن در میدان الکتریکی شتاب می گیرند و به صفحه فلزی برخورد می کنند تا اشعه ایکس تولید کنند.از آنجایی که میزان جذب و انتقال اشعه ایکس توسط بافت های انسانی متفاوت است، پس از تابش اشعه ایکس، کامپیوتر داده های بدن انسان را پردازش می کند و سپس تصویر مقطعی یا سه بعدی از بدن به دست می آید. بازرسی شده را می توان گرفت.

9. کریپتون

این عمدتا به عنوان ماده کمکی برای تحریک منبع لیزر در بیمارستان ها برای افزایش شدت منبع لیزر اصلی استفاده می شود تا به تشخیص و درمان دقیق تر بیماری ها توسط پزشکان دست یابد.

10. نئون

عمدتاً در تمیز کردن و جایگزینی گاز دستگاه های جراحی لیزری که معمولاً در بیمارستان ها استفاده می شود استفاده می شود.الزامات خاص توسط مدل های مختلف جراحی لیزر در بیمارستان تعیین می شود.

11. گاز مخلوط

▲N2+CO2 یا CO2+H2

این عمدتاً برای کشت باکتری های بی هوازی در بیمارستان ها استفاده می شود که به منظور کشت باکتری های مورد نیاز تغذیه، تسهیل تشخیص انواع باکتری ها و برآورده کردن الزامات شناسایی باکتری ها، که منجر به تشخیص و درمان بالینی می شود، استفاده می شود.

▲5-10% CO2/هوا

هدف از استفاده در سیستم گردش خون مغزی، ترویج و تسریع پیشرفت گردش خون در گردش خون مغزی و حفظ ثبات گردش خون مغزی است.

▲گاز مخلوط سه تایی پزشکی

عمدتاً برای کشت سلولی و کشت جنین استفاده می شود.گازی است که معمولاً در مراکز تولید مثل بیمارستانی و سایر قسمت ها استفاده می شود.

12. گاز کمکی تعیین خون

عمدتاً برای محافظت از جدایی و پایداری اجزای خون در هنگام اندازه گیری خون استفاده می شود تا به طور دقیق مقدار هر جزء مانند گلبول های قرمز، گلبول های سفید و غیره را محاسبه کند.

13، گاز منتشر ریه

این عمدتا برای جراحی ریه برای افزایش حجم، تسهیل عمل و جلوگیری از کوچکتر شدن آتروفی ریه استفاده می شود.

14. گاز ضدعفونی و استریلیزاسیون

15. گاز لیزر اگزایمر

16. تخلیه و تصفیه گازهای خروجی و مایعات زائد

مایع زباله

ضایعات مایع تولید شده در تصفیه شامل خلط، چرک و خون، آسیت، فاضلاب شستشو و ... می باشد که توسط سیستم مکش خلاء قابل جمع آوری و پردازش می باشد.

گازهای زائد بیهوشی

به طور کلی به گاز خروجی مخلوطی اطلاق می شود که بیمار در حین بیهوشی بازدم می کند.اجزای اصلی آن اکسید نیتروژن، دی اکسید کربن، هوا، آنفلوران، سووفلوران، ایزوفلوران و سایر گازهای اتر است.

گازهای زائد بیهوشی برای کادر پزشکی مضر است.در عین حال، اجزای کم اسید موجود در گاز خروجی اثر خورنده بر روی تجهیزات دارند، بنابراین گاز خروجی بی حس کننده توسط بیمار بازدم می شود.

باید توسط سیستم ضد گاز بیهوشی جمع آوری، پردازش یا رقیق شود و در خارج از ساختمان تخلیه شود.

در حال حاضر روش متداول درمانی جذب گاز زائد بیهوشی با کربن فعال و سپس سوزاندن آن است.