醫(yī)用電氣用電安全

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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

2、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(dāng) 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 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

3、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(dāng) 電 流 通 過 人

4、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(dāng) 電 勢 差 達 到 一 定值 后 ， 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

5、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

6、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 血 管 ， 淋 巴 管 流 通 。 宏電擊： 當(dāng) 人 體 接 觸 帶 電 導(dǎo) 體 ， 形 成 導(dǎo)電 的 回 路 ， 當(dāng) 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

7、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

8、 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 認 為 感 覺 閾 在 0.5 lmA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

9、 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 75 400mA （ 5） 持 續(xù) 心 肌 收 縮 ： 當(dāng) 體 外 刺 激 電 流 大 到 1 6 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

10、 從 骨 上 離 開 。 電 流 強 度 生 理 效 應(yīng) 與 損 害 程 度 0.51m A 感 覺 閾 23m A 電 擊 感 5m A 安 全 閾 值 1020m A 最 大 脫 開 電 流 20m A以 上 疼 痛 和 可 能 的 肌 體 損 傷 100m A以 上 心 室 纖 維 性 顫 動 1A以 上 持 續(xù) 心 肌 收 縮 6A 暫 時 呼 吸 麻 痹 6A以 上 嚴 重 燒 傷 和 肌 體 損 傷 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 隨 著 通 電 時 間 的 延 長 而 下 降 ， 從而

11、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(dāng) 頻 率 高 于 1 0 0 Hz時 ， 刺 激 效 應(yīng)隨 著 電 流 頻 率 增 加 而 減 弱 ； 當(dāng) 頻 率 高

12、 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 5 0 6 0 Hz的 交 流 電 ，比 5 0 Hz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 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

13、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 ；

14、 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(dāng)醫(yī) 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

15、 ， 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(dāng) 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

16、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 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

17、） 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

18、 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(dāng) 多 臺 儀 器 同時 與 病 人 相 連

19、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

20、 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 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(dāng) 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

21、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

22、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 重 要 潛 在 因 素 。 采 用 隔 離 變 壓器 可 將 接 地 方 式 變 為 非 接 地 方 式 。 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

23、 地 2 右 腿 驅(qū) 動 電 路+ + - - RFRaR0 Ra+ - Id A1 A2 A3Uo 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)

24、 備 、 II類 設(shè) 備 ） 和 內(nèi) 部 電 源 設(shè) 備 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

25、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

26、過 人 體 流 到 地 （ 流 過 保護 接 地 導(dǎo) 線 的 電 流 ） 。n 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 關(guān) 的 電 流 2 絕 緣 電 阻 的 測 試 漏 電 流 是 從 市 用 交 流 電 源 的 火 線 通 過 電 阻和 電 容 耦 合 向 接 地 端 鈕 與 患 者 接 融 部 位 流過 的 電 流 。 測 量 這 個 電 阻 耦 合 值 就 是 絕 緣電 阻 測 試 。 通 常 ， 采 用 直 流 絕 緣 電 阻 表（ 高 阻 表 ） 來 測 量 絕 緣 電 阻 值 。 測 量 方 法是 在 兩 個 被 測 點 之 間 加 500V直 流 電 壓 ， 將此 時 流 過 的 直 流 電 流 折 算 為 直 流 電 阻 在 儀表 上 顯 示 出 來 3 接 地 線 電 阻 和 接 地 端 鈕 的 測 試 單 線 接 地 線 電 阻 的 測 量 墻 壁 接 地 端 鈕 間 的 導(dǎo) 通 測 量 墻 壁 接 地 端 鈕 的 簡 易 實 驗 法 電 氣 系 統(tǒng) 的 檢 驗