医用电气设备的安全和管理.ppt

山东药品食品职业学院 医用电气设备的安全用电 u 医学仪器、设备安全用电的意义不仅在于保护使用者自身或仪器设 备的安全，而且更为重要的意义在于医学仪器设备作用的对象是接 受检查、治疗或研究的患者，一旦仪器设备的电气安全出现疏漏， 很容易直接危机到患者的安全。 u 一、人体的电特性 u 细胞液和组织液是电的良导体。细胞膜是导电能力很差的生物膜， 因此，细胞相当于一个电容器。人体的电阻主要集中在皮肤表面的 角化层。 u 1.电流对人体组织的主要作用 u (a)产生焦耳热即组织的电阻性发热。低频电与直流电的热效应主要 使电阻损耗。高频电除电阻损耗外，还有介质损耗。 u (b)对神经细胞，肌肉细胞产生刺激作用。电流达到一定值时，使细 胞兴奋，肌细胞产生与意志无关的收缩力和运动，神经细胞产生电 刺激。 u (c)迫使体内体液中的某些离子、大分子等离子发生振动、运动或取 向。 1 山东药品食品职业学院 医用电气设备的安全用电 u2.人体阻抗与电流频率的关系 u当直流电通过时，人体呈现出很大的阻抗；当交流电通 过时，人体呈现出频率越高阻抗越小的特性。人体阻抗 可以用电阻和电容并联模型等效。 u电流对人体损失的程度取决于电流的强度、作用时间、 通过人体的途径、人体表面的状况以及电流的种类等因 素。其它条件相同时，电流强度越大或作用时间越长， 则损伤越严重。 u电流通过心脏、脑部、肺部等重要脏器比单纯通过肢体 造成的损伤严重。 u体表出汗潮湿或有伤口时，人体电阻减小，容易造成较 大损失。 2 山东药品食品职业学院 u A.低频电流对人体的作用 u 低频电流通常是指频率低于1KHz的电流。 u （1）感觉阀：能够引起人体电刺激感觉的最小电流值称为“感觉阀”。 表现：麻酥酥的电刺激感觉。感觉阀因人而异，一般为1mA左右。 u （2）脱开电流：是指人体能够保持自主脱开触电电源反应能力时所能 承受的最大电流强度。当电流超过脱开电流时很可能对人体造成严重 伤害。 u 脱开电流的大小因人、因性别、因电流频率等因素而异。一般来说男 性的脱开电流大于女性，脱开电流标准男9.5mA，女6mA。 u （3）呼吸肌机能瘫痪：较大电流通过人体胸部时会引起呼吸肌的不随 意收缩，如果未能及时断开电源，很可能进一步导致窒息，甚至疲劳 以至瘫痪。 曾观察到电流强度18mA22mA 呼吸停止的例子。 3 山东药品食品职业学院 u （4）心室迁颤：是指心肌组织失去正常节律性收缩活动而发生无规律收缩的 现象。 u 即使断开作用于心脏的外部电流，纤颤仍然不会停止，需要借助于除颤器的高 电流脉冲使心肌细胞去极化之后，正常的心脏节律方能恢复。心室纤颤是电击 死亡的主要原因。对一般身材的人，发生心室纤颤的电流阀值约为75mA 400mA 。 u 引起心室纤颤的体内电流要比体外电流小得多，在 0.1mA0.4mA 。 u 仪器的漏电流小于10A。 u （5）持续心脏收缩： 当电流足够大时，将迫使整个心脏持续收缩，使心脏停 止跳动。如果能够马上切断电源，心脏还能恢复正常节律，不会造成不可逆的 损坏，电流在1A3A。 u （6）烧伤和物理损伤：电流超过5A以上，皮肤被烧伤，电压高于240伏，皮肤 会被击穿。 u B.高频电流的作用 u 在高频情况下，电流对人体的刺激作用减小，感觉阀及脱开电流阀值增高，相 对来说人体对电流的承受能力增强。热作用比刺激作用更容易伤害人体。 u 例子：高频电治疗仪、高频电刀 4 山东药品食品职业学院 二、电击的种类与防护 1.电击的种类 （1）电击：是人体通过不适当的电流时受到电刺激或伤害 ，就是人体感受到的电冲击。对电冲击的耐受能力因人而 异。一般而言，男人比女人强，大人比小孩强，强壮的人 必虚弱的人强。即使同一个人，在直流或电流变化率较小 时耐受能力较强，相应的危险性小，而电流变化率较快时 耐受力下降，电击的危险性小。 （2）电击的种类 宏电击：强电击，是电流经体表流入人体引起的电击。 微电击：是指电流在体内流动并直接流过心脏的电击。 原因：埋植于或插入人体内的传感器、电极、心脏导管等 电子装置不正确的使用或漏电引起的，安全阀值10uA. 5 山东药品食品职业学院 2.电击的形式 （1）人体接触外界电源，包括接触供电系统的某以部分， 也包括由漏电、感应或非等电位接地等原因造成电流通过 人体。 （2）形成导电回路，即人体与电源直接或间接接触并有两 个接触点，使人体构成了导电回路的一部分。 3.产生电击的原因 仪器漏电流：由电源变压器的初级绕组与仪器其它部分的 分布电容或由于绝缘电阻减小造成。仪器漏电流一般很难 消除，容易造成微电击。 非等电位接地：病人使用多台仪器时，各仪器接地点不同 造成。 仪器故障：接地线、绝缘层老化 6 山东药品食品职业学院 4.保护措施 安全措施总的原则：切断可能造成电击的回路；清除或减小电击的电 压；增大造成电击回路的电阻抗。 （1）仪器外壳接地 仪器外壳接地作用 若机壳与火线发生短路，绝大部分短路电流会通过接地线流入大地。 如果短路电流较大，可立即使断路器跳开或保险丝熔断。 除仪器外壳接地外，还应注意： A、采用三芯的插头和插座。三芯插头的地线应可靠地与仪器金属外壳 连接，三芯插座的地线应可靠接地。 B、应重视非等电位接地可能引起的电击。预防措施是将电子仪器的金 属外壳和病人周围的金属物体全部用粗导线连在一起然后真正接地。 C、所有仪器的电源插头应插在同一块电源插孔板上，尽量避免使用延 长线或转插板 7 山东药品食品职业学院 （2）隔离电源系统（浮地法） 将专门给仪器供电的电源浮地，即在市电供电系统与仪器之间加装一个1:1的隔 离变压器，变压器的次级不接地。仪器由变压器次级供电，使进入仪器的两 根电源线都与地隔离，从而切断电流通过人体到地的回路。 注意：即使采用隔离电源系统，由于分布电容的存在，当人体不小心碰到机壳 时，仍会有一个很小的电流通过人体。这个电流一般在1mA2mA，对于正常 人不会引起伤害，但对于有体内电极的病人或一些特殊的病人还是有害的。因 此，仪器的外壳总是接地。 （3）低压供电措施 低压供电一般是指交流供电电压25伏或直流供电电压60伏。 低压供电的形式 A、采用低压电池供电：电池供电的仪器，其外壳不需要接地，即可以取消接 地措施。 B、采用小型变压器供电：也应采用隔离变压器，把低压输出部分与地隔离。 （4）患者与电源隔离 把仪器的电源部分和主电路部分与直接连接患者的输入电路在结构上分离开来 ，使漏电流不能流入人体。 方法：采用高频变压器或光电耦合器，也可以采用集成隔离放大器。原因：对 于直流和50赫兹交流相当于开路。 8 山东药品食品职业学院 5.仪器安全性检测 （1）接地电阻：是指仪器机壳或外露金属物与电源插头接地引脚之间 的电阻。用电阻表或万用表测量。测量时，一根表笔接被测仪器的机 壳，另一根表笔接到电源线插头的接地引脚，接地电阻越小越好，通 常要求接地电阻小于0.15。 （2）绝缘电 阻：用兆欧表测量电源线与接地端、电源线与病人引线 之间的电阻。 （3）漏电流：用交流毫伏表测量 机壳漏电流：机壳对地的漏电流，用专用漏电流仪表测量。不接触病 人的医学仪器，其机壳漏电流不应超过0.5mA，可能接触病人的仪器 则不应超过0.1mA。 患者漏电流：是指从医学仪器连接患者的导线经 患者人体流入地的电流。由 于该电流直接流经人体，所以对它的要求十分严格。对于和病人体表连接 的仪器，要求小于50A，对于连接心导管或连接体内电极的仪器，要求患者 漏电流小于10A 9 山东药品食品职业学院 三、医学仪器的电气安全分类 1.医学仪器的级别