醫(yī)用電氣用電安全

1、第八章：醫(yī)學(xué)儀器的電氣安全,各個國家也都頒布了醫(yī)療設(shè)備的電氣安全標準，如美國的UL544、法國的VDE0750、日本的醫(yī)用電氣設(shè)備暫定安全標準以國際電氣標準委員會IEC的“IEC醫(yī)用電氣設(shè)備安全通則”為標準。我國采用IEC的標準作為我國的醫(yī)用電氣設(shè)備安全標準頒布并執(zhí)行（稱為GB9706.1-1995醫(yī)用電氣設(shè)備 第一部分：安全通用要求）。 規(guī)范我國醫(yī)用電氣設(shè)備的安全。,第一節(jié) 醫(yī)用電子儀器電氣安全概述,“安全”一詞最通俗的解釋是“沒有危害”或“不發(fā)生危險”，但是在工程學(xué)上沒有“不發(fā)生危險”的可能，應(yīng)當說安全是指“發(fā)生危險的概率盡可能小”。,一 醫(yī)用電子儀器電氣安全的概念,應(yīng)用有關(guān)電氣危害方面的

2、知識，考慮和設(shè)計了許多保護裝置，把意外電擊的危險降低到盡可能小的程度 醫(yī)院中的電氣安全是確保對患者和醫(yī)護人員不造成危害，還包括儀器本身的安全。,二 電流的生理效應(yīng),結(jié)論：引起生理效應(yīng)和人體損傷的直接因素是電流而不是電壓。 原因：人體的體液是一種比較特殊的電解質(zhì)，電流對人體的影響有利有弊。產(chǎn)生的效應(yīng)也不同。,電流對人體組織的基本作用,1熱效應(yīng) ：熱效應(yīng)又稱為組織的電阻性發(fā)熱，當電流通過人體組織時會產(chǎn)生熱量，使組織溫度升高，嚴重時就會燒傷組織，低頻電與直流電的熱效應(yīng)主要是電阻損耗，高頻電除了電阻損耗外，還有介質(zhì)損耗。,2. 刺激效應(yīng)：人體通入電流時，在細胞膜的兩端會產(chǎn)生電勢差，當電勢差達到一定值后

3、，會使細胞膜發(fā)生興奮。 如為肌肉細胞，則發(fā)生與意志無關(guān)的力與運動，或使肌肉處于極度緊張狀態(tài)，產(chǎn)生過度疲勞；如為神經(jīng)細胞則產(chǎn)生電刺激的痛覺。,3化學(xué)效應(yīng)。 人體通電后，人體組織液中的離子將分別向異性電極移動，在電極處形成新的物質(zhì)。這些新形成的物質(zhì)有好多是酸、堿之類的腐蝕性物質(zhì)，對皮膚有刺激和損傷作用。 直流電的化學(xué)效應(yīng)除了電解作用外還有電泳和電滲現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可能改變局部代謝過程，也可能引起滲透壓的變化。,三 人體的導(dǎo)電特性,人體的阻抗是一個非線性時變網(wǎng)絡(luò)，不同的組織對不同頻率的電流呈現(xiàn)出不同的阻抗。 流經(jīng)人體電流的大小主要取決于皮膚電阻的大小。 電流在經(jīng)過人體的時候，所經(jīng)過的路徑主要沿著其間的

4、血管，淋巴管流通。,宏電擊：當人體接觸帶電導(dǎo)體，形成導(dǎo)電的回路，當電流加在體表上的兩個點時，電流從人體外經(jīng)過皮膚流入人體內(nèi)，然后再流出人體外，使人體遭受到電擊，這些加在體表上的宏大電流引起電擊稱為宏電擊。,一 電擊的種類,第二節(jié) 電擊,微電擊：進入體內(nèi)在心臟內(nèi)部所加的電流所引起的電擊叫做微電擊，微電擊的安全權(quán)限一般是10uA。實際流過心臟的電流可能引起心臟纖顫尤其是心室纖顫。心室纖顫是引起電擊死亡的主要因素。 凡是直接用于有可能通過心臟電流的醫(yī)用電子儀器，必須定期檢測漏電流。,二、影響電擊因素,1電流的影響：電流越大，影響越大，反之，則越小。 （1）感覺閾：感覺閾是人所能感受到的最小電流。一般

5、認為感覺閾在0.5lmA范圍內(nèi)。 （2）脫開電流：是指人體通電后，肌肉能任意縮回的最大電流。粘結(jié) （3）呼吸麻痹、疼痛和疲勞：較大的電流會引起呼吸肌的隨意收縮，嚴重的會引起窒息，肌肉的不隨意強直性收縮和劇烈的神經(jīng)興奮會引起疼痛和疲勞。,（4）心室纖顫：它是電擊死亡的主要原因。一般人的心室纖顫電流閾值為75400mA （5）持續(xù)心肌收縮：當體外刺激電流大到16 A時，整個心臟肌肉收縮，但電流去掉后，心臟仍能產(chǎn)生正常的節(jié)律。 （6）燒傷和身體的損傷：過大的電流會由于皮膚的電阻性發(fā)熱而燒傷組織，或強迫肌肉收縮，使肌肉附著從骨上離開。,2電壓與通電時間： 通電時間越長，人體損傷越嚴重。這是因為皮膚電阻

6、隨著通電時間的延長而下降，從而使流過人體的電流增大。交流電壓安全值，具體情況不同。,3電流頻率： （l）電流頻率與人體阻抗的關(guān)系 人體模型可等效為電阻和電容的組合。因此，人體的阻抗與電流的頻率有關(guān)，頻率越高，阻抗越低，流入人體的電流就越大。,（2）電流頻率與刺激效應(yīng)間的關(guān)系 實驗證明，當頻率高于100 Hz時，刺激效應(yīng)隨著電流頻率增加而減弱；當頻率高于1 MHz時，刺激效應(yīng)完全消失，只有生熱作用。刺激效應(yīng)最強的是5060 Hz的交流電，比50Hz更低的頻率，其刺激效應(yīng)也減弱。,同樣的電流流過人體不同的部位和不同的器官，其生理效應(yīng)與損傷程度大不一樣，即電流的途徑不同，引起的危險性也不同。比如，電

7、流的路徑接近心臟、肺、大腦等重要器宮，就可能使心跳、呼吸停止，從而致人于死地。,4電流途徑,5其他因素例如人的適應(yīng)性,對電刺激的適應(yīng)能力因人而異，通常，男人比女人強，大人比小孩強，強壯的人比虛弱的人強。即使是同一個人，在電流變化率較小時，適應(yīng)性較強，因此危險性減小，電流變化率增加時，適應(yīng)性減弱，危險性就增大。,三 產(chǎn)生電擊的因素,產(chǎn)生電擊的原因： 一是人與電源之間存在兩個接觸點，形成回路； 二是電源電壓和回路電阻產(chǎn)生了較大的電流，該電流流過人體發(fā)生了生理效應(yīng)。,1外殼未接地或接地不良,如果這個外殼不接地或接地不良，那么在電源火線和機殼之間的絕緣故障或電容短路，都會在機殼和地之間形成電位差。當醫(yī)

8、務(wù)人員或病人同時接觸到機殼和任何接地物體時，就會形成電擊。,產(chǎn)生電擊的可能情況,2.皮膚電阻的減小,人被電擊時，皮膚電阻限制了能夠流過人體的電流。皮膚電阻隨著皮膚水分和油脂的數(shù)量不同而變化。顯然，皮膚電阻愈大，受到電擊的危險性就愈小。皮膚電阻的大小還與接觸面積有關(guān)，接觸面積愈小，皮膚電阻愈大，因此應(yīng)當盡可能地減少人體與儀器外殼直接相觸的機會和面積。,3泄露電流,電容幾乎存在于任何地方。任何導(dǎo)體與地之間、用絕緣體分開的兩個導(dǎo)體之間都可等效為一個電容器而形成交流通路，從而產(chǎn)生由于電容耦合而造成的漏電。 在漏電中最值得注意的是儀器外殼漏電和連接到病人處的導(dǎo)聯(lián)漏電，這些漏電都可產(chǎn)生電擊事故。,在漏電中

9、最值得注意的是儀器外殼漏電和連接到病人處的導(dǎo)聯(lián)漏電，這些漏電都可產(chǎn)生電擊事故。,4非等電位接地 心臟有導(dǎo)電通路,如果有幾臺儀器（包括病床）同時與病人相連，那么每臺儀器的外殼電位必須相等，否則也會發(fā)生電擊事故。,四 電擊防護措施,防止電擊的基本著眼點有兩個方面。 其一是將病人同所有接地物體和所有電流源絕緣開來； 其二是把病人所有夠得著的導(dǎo)電表面都保持在同一電位上，但不一定是地電位。目的都是使通過病人的電流減到最小。,1儀器外殼接地 保護接地 漏電斷路器,儀器外殼接地是最經(jīng)常使用的安全措施，由于外殼可靠接地，即使火線與外殼發(fā)生了短路，短路電流的極大部分也會從外殼地線回流到地，流過人體的電流只是其中

10、的很小一部分，同時又因短路電流足夠大，可立即熔斷線路中的保險絲，從而迅速切斷儀器電源，保障人身安全。,2等電位接地,在分析產(chǎn)生電擊的因素時，曾提到當多臺儀器同時與病人相連時，如果每臺價器的外殼電位不等就會發(fā)生電擊。因此，等電位接地系統(tǒng)是防止電擊的又一有力措施。 所謂“等電位接地系統(tǒng)”是使病人環(huán)境中的所有導(dǎo)電表面和插座地線處于相同電位，然后接真正的“地”，以保護電氣敏感病人 。,3. 雙重絕緣,一是用絕緣材料做儀器的外殼； 二是用另外的絕緣層(保護絕緣層)將易與人體接觸的帶電導(dǎo)體與儀器的金屬殼體隔離（稱一次絕緣），而儀器的金屬殼體照常與它的電氣部分隔離（功能絕緣層，又稱二次絕緣層）。 這兩種方法

11、都稱為雙重絕緣，它包括了防護絕緣和功能絕緣。,4 附加保護,5低電壓供電,當人體電阻一定時，加在人體上的電壓越高，通過人體的電流也就越大，產(chǎn)生電擊的可能性也越大。為了減少電擊危險，在醫(yī)療設(shè)備中采用低電壓供電是一個較佳的方案。如果選用特別低的電源電壓，即使人體接觸到電路時，也沒有損傷危險，就是基礎(chǔ)絕緣老化、損壞，也不會發(fā)生電擊事故。,把人體接觸而無致命危險的電壓值稱為容許接觸電壓，這個電壓值一般認為在2550 V之間。 低壓供電的方法有兩種，一是采用低壓電池供電，二是采用低壓隔離變壓器供電。,6采用非接地配電系統(tǒng),一般的低壓配電系統(tǒng)都是采用接地方式，即交流電源中的中線是接地的，這是引起電擊的一個

12、重要潛在因素。采用隔離變壓器可將接地方式變?yōu)榉墙拥胤绞?。隔離變壓器與普通變壓器的不同之處在于它的次級繞組沒有任何一端接地。,7取消人體接地 患者保護,人體接地是造成觸電事故的一個重要原因，因此取消人體接地是最根本的安全用電措施。,（1） 人體小電流接地,2 右腿驅(qū)動電路,3 絕緣接觸部分,浮動接觸部分：連接心臟的觸體部分同儀器的其他部分以及接地點絕緣。,4 信號隔離,第三節(jié) 醫(yī)用電子儀器的接地,1 分別保護接地,一 醫(yī)院的配電方式,2 兼用方式,3 保護接地方式,二 安全接地,三 多臺儀器接地,醫(yī)學(xué)儀器安全標準,一、按防電擊類型分為：外部電源供電設(shè)備（又分為I類設(shè)備、II類設(shè)備）和內(nèi)部電源設(shè)備

13、 I 類設(shè)備(class I equipment) 對電擊的防護不僅依靠基本絕緣，而且還有附加安全保護措施，把設(shè)備和供電裝置中固定布線的保護接地導(dǎo)線連接起來，使可觸及的金屬部件即使在基本絕緣失效時也不會帶電的設(shè)備。,II類設(shè)備(class II equipment) 對電擊的防護不僅依靠基本絕緣，而且還有如雙重絕緣或加強絕緣那樣的附加安全保護措施， 但沒有保護接地措施， 也不依賴于安裝條件的設(shè)備。II類設(shè)備一般采用全部絕緣的外殼， 也可以采用有金屬的外殼。,醫(yī)用電子儀器安全指標的測試和檢驗,1漏電電流的測試 (1)接地漏電流：在保護接地線斷開的單一故障條件下，如果接地的人體接觸到與保護接地導(dǎo)線相連的可觸及導(dǎo)體（如外殼），則這個對地漏電流將通過人體流到地（流過保護接地導(dǎo)線的電流）。,1漏電電流的定義：通過醫(yī)學(xué)電子儀器的絕緣物與儀器功能無