与自然灾害、战争等主要引起局部地区的创伤性伤者而非呼吸衰竭患者不同，呼吸道的流行病和大流行疾病如2019 新型冠状病毒（2019-nCoV）肺炎具有传播快、涉及范围更广，主要损害肺功能的特点，造成大量呼吸衰竭患者、短时间内大量病人需要吸氧、无创/有创通气，消耗大量氧气。武汉疫情期间氧气用量是平时10倍以上，欧洲及美国的医院氧气消耗增长10倍和15.8倍。

新冠疫情欧美的氧气消耗增长

氧气的供应是一个长期被忽略的问题，尤其是在中低收入国家，新冠期间，与新冠期间防护服和口罩、呼吸机的缺乏相比缺氧问题长期缺乏关注，如氧气供应以及分配网络有限，而且医院的供氧系统因原先设计的原因，均不足与应对大规模呼吸道流行病患者的涌入。而且疫情地区封城后氧气的生产和物流进一步受到影响，特别是局部地区集中大量患者的情况下，医疗系统不堪负荷，全世界各地均出现了供氧不足的情况，尤其是南亚、南美地区，武汉各个医院在疫情早期缺氧的情况是广大前线医务人员难以忘记的回忆，援鄂人员从高年资专家到年轻护士到参与到搬运氧气瓶的繁重工作。

氧气瓶：40升氧气瓶总重量：55-60公斤，氧气瓶身涂蓝色漆，瓶内的氧气是以高压气体的形式存在，储氧量5500~6000L。但是氧气瓶容量有限，重量重，更换耗时耗力，原汉口医院医护人力资源十分有限，广东医疗队每班医护人员10人以上，负责起搬运工作，所负责病区的氧气瓶消耗量曾达到日80瓶，但如用于长期大量使用将消耗大量人力、物力。而厂商的供应量受医院回收空瓶的影响很大，而且新冠肺炎期间回收的氧气瓶还需要消毒，为此湖北省外厂家快速生产，如包头钢铁公司紧急生产氧气瓶用钢管数百吨，天津、山东等地的氧气瓶制造企业加紧生产数千氧气瓶驰援武汉，物流企业也日夜加班运输保证供应。

笔者支援医院所在科室门口的氧气瓶（笔者摄）

个人制氧机：目前常用的个人使用的制氧机一般的氧流量为5升/min，原理是利用分子筛从空气中提取氧气，纯度可达90%以上，耗电功率约500w，氧气流量和压力虽然不能提供给有创呼吸机，但足以供应大部分需要鼻导管、储氧面罩的病人供氧，制氧机在流行病期间，尤其是大流行病期间的优势在于：只需要电源（大流行病期间电力基础设施一般完好），基本无需补充耗材，无需充氧，尤其是疫情期间物流不便的时期，而且相对氧气筒操作简易安全，病房及家居或无中心供氧的养老机构、临时改建的医院、病区加床等均方便使用。汉口医院在疫情期间获得数百台制氧机的捐赠，其中广东医疗队一队联系捐赠180台，在2月初之前到位。外科楼病区每层楼40张床，加床5张左右，每层楼使用制氧机10-20台。内科楼病区每层楼70-80床，每层楼制氧机20-30台。目前中国生产的5L制氧机零售价格可以降低到3000人民币一台，使得大规模购买使用变为可能，WHO近来也在紧急采购个人制氧机供应发展中国家。

汉口医院的外科楼新冠病区加床正使用制氧机供氧（笔者摄）

大型制氧机：是以变压吸附（PSA）技术为基础，利用分子筛物理吸附和解吸技术，从空气中提取氧气的新型设备。与医院传统用氧方式（液态氧、钢瓶氧）相比，PSA医用制氧机更为安全、便捷、经济（后期运营成本较低），同时也更环保，但存在占地面积大，初期投资大，需要持续充足电力供应等缺点。很多医疗机构（包括一些大型医疗机构）正在使用分子筛制氧设备。本次疫情期间武汉的武昌医院迅速安装两台制氧机，把氧气汽化阀门从8个增加到18个，可以同时灌装18个氧气瓶。

中心液氧站：液氧储存在杜瓦罐中，经汽化器变成气态氧气，经过二级减压调压后，送至终端供病房内病人使用所需氧气。使用液氧的优点：纯度上明显优于钢瓶瓶装氧，纯度大于99.5%，占地面积小，储存量大，初期建设投资较小，便于快速安装。但液氧站的维护管理要求较高，防火要求高，需要重复购买，汽化器在极端气候条件下可能会出现结冰导致气化能力明显下降。2月14、15日，武汉下雨雪，气温骤降，多家医院的汽化器结冰，需要值班人员24小时工作除冰，保证供氧不出问题。

笔者支援的汉口医院在2月14日大降温后出现汽化器结冰，需要工业风扇、暖风机吹除结冰（笔者摄）

武汉的城市基础设施及医疗资源已经是达到中等发达国家水平，但突然间应对如此快速增长的重大呼吸道传染病，医疗资源仍然是巨大挑战。既有医院按现行规范设计和配置的医用氧气系统存在原液氧罐容量小、液氧气化器气化能力不足、供氧管道管径偏小等问题，不能满足用氧需求。但各级政府和武汉的各家医院迅速行动，展示了强大的动员能力。

中国工业气体工业协会获知此事后，于2月12日制定了《解决新冠肺炎定点医院供氧现状的应急方案》，提出四种应急供氧方案：优化新冠肺炎定点医院的供氧模式、增设小型液氧贮罐汽化供氧系统的应急供氧方案、将医用氧气瓶、杜瓦搬运至病房供氧的应急供氧方案、新建新冠肺炎医院或新改造的新冠肺炎医院的紧急供氧方案。

中国工业气体工业协会供氧问题的征询

武汉一共有4家生产医用氧气的企业。其中武钢有限气体公司主要提供液态氧，产能由日常的不足70 m³，提高到峰值的200 m³，常温下1立方米的液氧能产生860m3 的气态氧，从1月1日至2月25日，累计为武汉定点医院供应气态氧227万m³，从1月28日至2月21日，武钢有限气体公司为34家医院供应氧气13276瓶，2月18日运输839个氧气瓶，创单日运送记录。中集集团加紧生产液氧杜瓦罐30套提供给湖北省各家医院扩展中心供氧系统。

金银潭医院作为首批武汉市新冠肺炎救治定点医院，收治新冠肺炎患者床位数约822个，病区内除了将要出院的患者，其他患者基本都有用氧。医院迅速新增2套液氧罐（存储量10 m³）、汽化器（汽化量500 m³/h），原有2套液氧罐（存储量5 m³）、汽化器（汽化量150 m³/h）作为备用气源。改造后的每天医用液氧消耗量为7~9 m³。2月中旬之前武汉有约10余家医用完成供氧系统改造，主要改进：增加液氧杜瓦罐、增加汽化器、安装大型制氧机、开通病房的备用管道、提高液氧站的输出压力等等。

考虑到新冠肺炎治疗医用氧气需求量大，武汉在很短时间内新建专门集中收治新型冠状病毒肺炎患者的火神山医院和雷神山医院，都加大了供氧系统的设计容量，远大于国家规范GB 50751—2012《医用气体工程技术规范》及GB 50849—2014《传染病医院建筑设计规范》的规定。火神山医院总建筑面积3.39万平方米，床位1000张，总的供氧满负荷流量为4666m³/h；新建8个10立方米卧式液态医用氧储罐(为市面上能找到的液氧罐，并满足基地基础的承重要求)，罐体设计承压为1.0MPa，单罐运行质量为18t（空罐质量6.3t），可供整个医院满负荷使用约12h，液氧的补给由槽车完成。设2台气化器，一用一备，单台气化器额定流量为5000m³/h，设备质量5.6t，工作工况质量约为20t，平面尺寸3.1m×3.4m，高约8.7m。雷神山医院总建筑面积约7.9万m2，总床位数1600床，病房氧气终端用量按40～80l/（min·床），终端压力按0.4～0.45MPa确定；新建6个20立方米液态医用氧储罐，每个储罐配置1200 m³/h的汽化器，总汽化量7200 m³/h，满负荷使用可供2000个病人用氧，并预留罐车临时供氧的接口。火神山和雷神山医院在医用供氧站投产前先采取医用液氧罐车加汽化器、调压阀组现场紧急供氧。

作为广东医疗队一队成员对口支援汉口医院，到来后采取了多种措施，收集全队专家建议因地制宜的制定了外科楼和内科楼的新冠病区氧疗指引：

1、基本做到全院所有加床患者从原先的40L氧气瓶改为使用制氧机，大大减轻工作量及提高安全性。部分门急诊患者吸氧时使用，疫情高峰门急诊患者数量激增，制氧机机动灵活，无需更换。

2、病房的重症患者使用，大部分重症新冠肺炎患者均可用制氧机替代墙氧接储氧面罩，减轻中心供氧的负担，汉口医院广泛使用制氧机后，中心供氧氧流量可以达到8-10升/min，为危重患者使用HFNC或无创呼吸机创造了条件。

3、危重患者使用，疫情到来危重患者超出ICU负荷，一些危重患者不愿意气管插管或无创通气，而中心供氧不足的情况下，制氧机可以于其他氧源组合，如制氧机面罩吸氧+中心供氧鼻导管、 制氧机面罩吸氧+氧气瓶供氧鼻导管，合计氧流量可以达到15升/min，解决了单靠中心供氧流量不足或单靠氧气瓶导致频繁更换氧气瓶的难题，汉口医院收治的患者重症危重症比例达到75%，这些患者通过组合供氧的方式得到救治。特别是无创呼吸机的供氧采用氧气瓶/制氧机鼻导管+面罩接氧管直接供氧的方式，主要用于抢救危重型患者，未转院赢得时间。

4、迅速调配的大量的心电监护和血氧计，尤其是广泛使用血氧计，密切监测患者的血氧饱和度，根据结果适当的调低供氧流量，在患者耐受的情况下调低墙氧的氧流量，患者的目标的血氧可降低至92-95%，对重症患者好转后转及时改为制氧机供氧或者停止吸氧，通过这种方式大大减少了墙氧的负荷和氧气瓶的使用量。

5、实际工作中我们根据汉口医院不同建筑的供氧条件在组合方式上有所侧重，外科楼中心供氧条件较好，采用中心供氧和制氧机的方式，内科楼中心供氧条件较差，主要采用氧气瓶和制氧机。

6、家庭、社区或出院后的吸氧：患者出院后主要到社区隔离点或家庭，无吸氧设施，制氧机为最方便的选择，氧气瓶存在封城后补给不方便等缺点。新冠肺炎患者出院后因肺纤维化仍有活动后血氧饱和度下降的情况，需要制氧机长期氧疗，同时教育患者自行监测血氧饱和度，根据结果进行氧疗。

发达国家虽然普遍遇到缺氧的问题，但这些国家工业基础扎实、动员能力强，例如西班牙作为新冠肺炎的重灾区，早期曾有缺氧的问题，但迅速动员，如马德里Ifema展览中心改造的临时医院每个病床均有直接的氧气供应。

马德里一家医院的急诊科外，一位工作人员推着一车氧气瓶

4月2日西班牙马德里Ifema展览中心改造的临时医院，工程师在1周内铺设了7公里长的管线，能向1,500临时病床直接提供氧气

英国及其他发达国家：当地媒体早在3月初英国新冠肺炎爆发初期就有多家媒体报道医院缺氧的情况，英国国家医疗服务体系（NHS）迅速制定合理用氧的相关指引，提出根据患者的目标的血氧92-95%来滴定氧流量，避免氧气浪费。NHS紧急发函，要求医生计算自家医院氧气能同时满足的患者人数，同时限制CPAP（持续气道正压呼吸机）的使用。NHS官方供应商BOC迅速将产量提高到原来的四倍。伦敦的ExCel会展中心将9天内被改建成一个拥有4000个床位的临时医院-南丁格尔医院，用于收治新冠肺炎患者，与我国的方仓医院不同，该院安装了新的大型液氧储罐和长达4公里的供氧管道，每个病床都有氧气和压缩空气的接口，可以直接连上呼吸机。

NHS关于氧气使用的紧急发函

南丁格尔临时医院每个病床都有氧气和压缩空气的接口

英国的多家医院也通过紧急加装液氧罐和汽化器的方式增加供氧能力，最早收治新冠肺炎的Royal Free医院迅速组织人力扩建液氧罐并投入实用。

Royal Free医院扩建的液氧罐（英国Hui Kim Ming Christopher教授供图）

英国的Harrogate Nightingale医院外加装的大型液氧罐和汽化器

美国一个体育中心改造的400张床位临时医院，Air Products 公司提供液氧槽车和汽化器供氧

加拿大的一家新冠临时医院外安装的液氧罐，Air Liquide公司的液氧槽车正在供氧

发展中国家此次面临着严重的缺氧问题，由于大部分发展中国家基础设施落后，大多数医院缺乏中心供氧系统，如孟加拉国本次疫情期间为30多家医院紧急安装了中心液氧系统，甚至不少国家因为严重缺乏医用氧气而改为使用工业氧气，但工业氧气中可能存在油脂和铁锈的污染，可能加重肺部的损害。WHO在4月4日就发布了供氧指引，上个月WHO紧急购买了1.4万台小型制氧机，并计划在未来几周内将其发到120个国家，未来半年还将采购17万台制氧机。

南美的秘鲁，在排队等待充氧的人群，通常需要排队10个小时

疫情期间非洲几内亚的一家医院的工作人员在搬运氧气瓶

通过本次疫情结合武汉市各个医院、广东医疗队在汉口医院的经验，为应对突发呼吸道重大传染病，需要做好下列措施：

1、医院负责人及供氧系统负责人必须了解该机构供氧系统的供氧能力、日常用氧量、备用情况，突发事件发生时可用天数、应急液氧输入接口等。制度化定期检查供氧系统。

2、地区的公共卫生管理部门对本地区的液态氧生产能力、医院应急供氧改造能力、应急供氧设施如移动式制氧机、各个医院的供氧情况等有充分的了解和应急预案。

3、国家和各级医疗管理机构制定出应对各种流行病或大流行病、各种自然灾害等的不同预案，对各种情况可能对供氧系统的直接效应有预先评估，要根据各种情况可能产生的病人数量的不同有相应的应对措施。

4、国家和各医院要储备一定数量的液氧槽车、汽化器、呼吸机、制氧机、氧气瓶作为战略储备，呼吸机建议配有空压机，可以减少氧气的用量。

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