Avec le développement continu des technologies de production d'oxygène, l'oxygène médical a évolué, passant de l'oxygène industriel initial à l'oxygène liquide, puis à la production actuelle par adsorption modulée en pression (PSA). Le mode d'administration de l'oxygène a également évolué, passant d'une alimentation directe à partir d'une bouteille unique à un système centralisé. Aujourd'hui, les systèmes centralisés d'oxygénothérapie, les systèmes d'aspiration centralisée et les systèmes d'air comprimé constituent les trois systèmes essentiels d'approvisionnement en gaz médicaux dans les hôpitaux modernes.
L'oxygène est essentiel au métabolisme humain et indispensable aux mouvements vitaux. Un apport supplémentaire d'oxygène peut améliorer l'environnement physiologique et biochimique interne du corps et favoriser le bon déroulement des processus métaboliques, contribuant ainsi au traitement des maladies, au soulagement des symptômes, à l'accélération de la guérison, à la prévention des lésions et à l'amélioration de la santé.
Par conséquent, l'oxygène joue un rôle important dans le domaine médical, notamment dans les premiers secours aux patients gravement malades et à ceux qui souffrent de blessures accidentelles, et l'approvisionnement en oxygène est devenu une condition nécessaire au fonctionnement des établissements médicaux.
Historique du développement du système d'approvisionnement en oxygène hospitalier
Alimentation directe en oxygène à une seule bouteille
L'administration directe d'oxygène à partir d'une seule bouteille est la méthode traditionnelle d'oxygénation dans les hôpitaux, et elle a toujours été utilisée pour l'approvisionnement en oxygène industriel. Or, l'oxygène industriel contient souvent des gaz nocifs et la paroi interne du cylindre rouille, ce qui lui confère une odeur nauséabonde. Son utilisation clinique provoque la toux chez les patients et aggrave leurs symptômes respiratoires.
Par conséquent, afin de garantir la santé de la population, la Chine a révisé les normes relatives à l'oxygène médical.
Alimentation centralisée en oxygène
L'oxygénothérapie centralisée, également appelée alimentation centralisée en oxygène, est une méthode moderne d'administration d'oxygène largement répandue à l'international. La Chine a développé le premier système d'oxygénothérapie centralisée en 1983 ; ce système a depuis été largement promu et appliqué dans les grandes et moyennes villes. Aujourd'hui, tous les hôpitaux d'une certaine taille sont équipés d'un système d'oxygénothérapie centralisée. De plus, le système de distribution de gaz médicaux, composé d'un système d'oxygénothérapie centralisée, d'un système d'aspiration centralisée et d'un système d'air comprimé, est devenu un élément incontournable de la construction et de la rénovation des services hospitaliers, ainsi qu'un projet essentiel à la modernisation des hôpitaux.
La centralisation de l'approvisionnement en oxygène peut améliorer le niveau médical des hôpitaux, permettre aux patients de bénéficier d'une prise en charge ou d'un traitement rapide et, par conséquent, sauver de nombreuses vies. De plus, la relative concentration des équipements nécessaires à cette centralisation facilite la gestion moderne des hôpitaux.
Plus précisément, les aspects suivants sont reflétés :
- La conduite d'alimentation en oxygène centralisée fonctionne à une pression plus basse et est équipée de multiples dispositifs de sécurité, ce qui la rend plus sûre et plus fiable.
- L'approvisionnement centralisé en oxygène évite de transporter les bouteilles d'oxygène dans le service, ce qui facilite leur stockage et leur transport.
- Le système centralisé d'alimentation en oxygène possède une forte capacité d'approvisionnement, une grande capacité, une pression stable et peut fournir un débit d'oxygène continu important.
- Le terminal d'inhalation d'oxygène pour l'alimentation centralisée en oxygène est installé directement dans la salle d'opération, la salle d'urgence et les chambres de chaque service, rendant l'inhalation d'oxygène simple, facile, sûre et fiable.
- L'approvisionnement centralisé en oxygène peut améliorer considérablement l'utilisation de l'oxygène, réduire le nombre de personnes chargées de sa gestion et, par conséquent, améliorer les avantages économiques.
Le système central d'alimentation en oxygène d'un hôpital comprend une source d'oxygène, une canalisation d'oxygène, des vannes et des équipements avec terminaux. Actuellement, les barres omnibus, l'oxygène liquide et les concentrateurs d'oxygène à adsorption modulée en pression (PSA) sont couramment utilisés comme sources d'oxygène dans les systèmes d'alimentation en oxygène, tant en Chine qu'à l'étranger.
Barre omnibus
Le système d'alimentation en oxygène par barre omnibus se compose principalement de deux ensembles de bouteilles d'oxygène haute pression (l'un pour l'alimentation principale et l'autre pour la réserve). Il comprend une barre omnibus, un ensemble de dispositifs de contrôle automatiques/manuels, des alarmes sonores et lumineuses, des dispositifs de réduction et de stabilisation de la pression, ainsi que des canalisations et accessoires. Lorsque l'alimentation en oxygène principale est presque épuisée, la barre omnibus bascule automatiquement sur l'alimentation de secours.
Le dispositif de contrôle comprend un manomètre, une unité de surveillance et un système d'alarme avec voyants lumineux indiquant les conditions de fonctionnement et rappelant à l'utilisateur de remplacer la bouteille d'oxygène vide. En cas de défaillance du dispositif de contrôle automatique, le système de secours de réduction et de stabilisation de la pression prend le relais afin de garantir la stabilité de la pression d'alimentation en oxygène.
Oxygène liquide
Le système d'alimentation en gaz utilisant de l'oxygène liquide se compose principalement d'un réservoir d'oxygène liquide, d'un vaporisateur, d'un détendeur et d'un dispositif d'alarme. L'oxygène liquide est transféré du réservoir du véhicule de transport vers celui du système centralisé d'alimentation en oxygène grâce à la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de ce dernier. Le réservoir d'oxygène liquide est doté d'une isolation haute pression afin de maintenir la basse température requise pour le liquide.
La température de l'oxygène liquide augmente brusquement lors de son passage dans le vaporisateur, provoquant sa vaporisation. L'oxygène vaporisé à haute pression est ensuite détendu par un détendeur, puis distribué une fois la pression stabilisée. Un système comprend généralement deux réservoirs d'oxygène liquide : un pour l'alimentation et un de secours. Le réservoir d'oxygène liquide et la barre omnibus peuvent également fonctionner conjointement, le réservoir fournissant alors le gaz et la barre omnibus servant de réserve.
Concentrateur d'oxygène médical PSA
Le système d'alimentation en oxygène du concentrateur d'oxygène médical PSA se compose principalement d'un compresseur et d'un sécheur d'air, d'un filtre, d'un concentrateur d'oxygène, d'un réservoir de stockage d'oxygène, de tuyauteries et d'accessoires. Si le remplissage des bouteilles d'oxygène est nécessaire, un compresseur et une station de remplissage peuvent être installés. Le générateur d'oxygène PSA utilise la technologie de production d'oxygène par adsorption modulée en pression (PSA) pour obtenir un oxygène d'une pureté supérieure ou égale à 90 %, conforme aux normes médicales.
La technologie de production d'oxygène par adsorption modulée en pression (PSA) repose sur l'adsorption sélective de l'oxygène et de l'azote par des tamis moléculaires zéolithiques. Cette technologie se caractérise par une capacité d'adsorption qui augmente avec la pression et diminue avec la pression. Sous pression, l'azote est adsorbé pour enrichir le milieu en oxygène ; sous pression réduite, l'azote adsorbé est désorbé, régénérant simultanément le tamis moléculaire. Ce cycle alternatif permet la séparation de l'oxygène et de l'azote et la production d'oxygène.
L'utilisation des générateurs d'oxygène PSA médicaux peut être configurée en unité simple ou double. En configuration simple, un seul générateur d'oxygène est utilisé, la barre omnibus des bouteilles d'oxygène servant de secours. Lors des pics de consommation d'oxygène, l'alimentation des bouteilles est assurée par cette barre omnibus, ce qui est à la fois économique, sûr et fiable. En configuration double, deux générateurs d'oxygène sont installés, facilitant le stockage et la maintenance, et la présence d'une barre omnibus d'oxygène de secours garantit une alimentation continue, pour une sécurité et une praticité accrues.
Comparaison de simplicité
L'alimentation en oxygène par barres omnibus nécessite l'achat régulier de bouteilles d'oxygène médical, qui sont complexes à transporter, à manipuler et à gérer, et qui requièrent un entretien régulier.
L'oxygène liquide représente une nette amélioration par rapport aux barres omnibus, grâce à son volume de transport important, son rendement élevé, la réduction des temps d'attente et son faible coût. Un réservoir de stockage d'oxygène liquide de 3,65 m³, rempli et entièrement gazéifié, permet de produire 3 000 m³ d'oxygène, ce qui nécessite 500 bouteilles d'acier, dont le poids total est d'environ 30 tonnes.
Les réservoirs d'oxygène liquide ne nécessitent qu'un à deux remplissages par mois, mais les exigences opérationnelles lors du remplissage sont très strictes : les opérateurs doivent être certifiés, contrôler quotidiennement la pression de sortie et assurer un entretien régulier du matériel. La procédure d'utilisation de l'oxygène est relativement complexe.
Le générateur d'oxygène médical PSA permet la production d'oxygène sur site et constitue une station de production autonome. Il ne nécessite aucun transport d'oxygène et n'est pas tributaire d'une source d'oxygène supplémentaire. L'appareil fonctionne automatiquement, sans réglages ni étalonnages fréquents. Son utilisation est sûre, simple et pratique. Aucun autre équipement auxiliaire n'est requis et l'oxygène médical de qualité peut être directement injecté dans le réseau de distribution, ce qui rend la gestion hospitalière plus scientifique et moderne.
Comparaison de sécurité
La pression d'oxygène dans la bouteille utilisée pour l'alimentation en oxygène des barres omnibus est relativement élevée, généralement de 15 MPa (150 atmosphères), ce qui peut provoquer une explosion en cas de fortes vibrations ou de chocs. La qualité et la pureté de l'oxygène contenu dans la bouteille ne sont pas du ressort de l'utilisateur.
L'oxygène liquide représente le principal risque pour la sécurité. Une grande quantité d'oxygène liquide est stockée dans le réservoir. Sa température est extrêmement basse (-183 °C) et l'oxygène est un puissant agent inflammable. Toute fuite aurait des conséquences catastrophiques. C'est pourquoi le système d'oxygène liquide nécessite des inspections régulières. Si le disque antidéflagrant du réservoir explose ou si la soupape d'échappement s'ouvre brusquement, cela signifie que le vide à l'intérieur du réservoir est rompu ; il faut alors le réparer et rétablir le vide.
Il est dangereux d'installer des réservoirs d'oxygène liquide dans des hôpitaux à forte densité de population. L'oxygène liquide est sujet aux fuites lors du transport et du conditionnement, et même une petite quantité de graisse peut provoquer un incendie, ce qui représente un risque pour la sécurité.
Les générateurs d'oxygène PSA médicaux fonctionnent à température ambiante et à basse pression (20 °C à 40 °C, 6 à 8 atmosphères). Ils ne présentent aucun risque et constituent la méthode d'alimentation en oxygène la plus sûre des trois. Les concentrateurs d'oxygène sont généralement équipés d'une alimentation de secours par barre omnibus afin de garantir l'approvisionnement en oxygène en cas de coupure de courant, d'arrêt ou lorsque la consommation d'oxygène augmente soudainement et durablement au-delà de la capacité de production nominale du concentrateur.
Comparaison économique
Le système de barres omnibus utilise des bouteilles d'oxygène, généralement disponibles dans les hôpitaux. Il suffit de traiter les bouteilles puis de les assembler, ce qui permet de réduire les coûts d'investissement initiaux.
Choix de la méthode d'administration d'oxygène
L'alimentation en oxygène par barres omnibus nécessitant un investissement initial minimal, elle représente la solution la plus pratique et économique pour certains petits et moyens hôpitaux aux capacités d'accueil limitées et aux ressources financières restreintes. Dans une perspective de rentabilité à long terme, le générateur d'oxygène PSA hospitalier constitue la solution d'alimentation en oxygène la plus économique. Ce système, à haut rendement de sécurité, peut fonctionner sans personnel et être géré de manière moderne. Il représente ainsi le choix idéal pour les hôpitaux modernes.
Par conséquent, à l'heure actuelle, les grands hôpitaux devraient utiliser des concentrateurs d'oxygène PSA pour leur approvisionnement en oxygène. De plus, comme ces concentrateurs ne nécessitent pas de source d'oxygène supplémentaire et fonctionnent normalement grâce à l'électricité, ils conviennent également aux zones reculées et aux régions difficiles d'accès.
Tuyaux et terminaux du système
L'oxygène est acheminé de la station d'oxygène vers chaque étage (service, bloc opératoire, centre de secours, consultation externe, etc.). Après stabilisation secondaire de la pression, la pression de sortie d'oxygène est de 0,1 à 0,4 MPa (réglable). La température ambiante autour de la canalisation d'oxygène ne doit pas dépasser 70 °C.
L'utilisation de flammes nues et la présence de projections d'huile sont strictement interdites à proximité des canalisations et des vannes. Les canalisations d'oxygène peuvent être en cuivre ou en acier inoxydable. Le cuivre est plus économique et constitue le matériau privilégié par les normes nationales.
Une fois le tube à oxygène introduit dans la salle, il est raccordé à la plaque de raccordement (également appelée ceinture de traitement). Cette plaque comporte une rainure de guidage pour différents câbles et un ensemble de composants de raccordement de la tuyauterie.
Date de publication : 9 juin 2025