Электробезопасность медицинской аппаратуры

Одним из важных вопросов, связанных с использованием элек­тронной медицинской аппаратуры, является ее электробезопас­ность как для пациентов, так и для медицинского персонала.

Больной вследствие различных причин (ослабленность орга­низма, действие наркоза, отсутствие сознания, наличие электро­дов на теле, т. е. прямое включение пациента в электрическую цепь, и др.) оказывается в особо электроопасных условиях по сравнению со здоровым человеком. Медицинский персонал, рабо­тающий с медицинской электронной аппаратурой, также нахо­дится в условиях риска поражения электрическим током.

В электрической сети и в технических устройствах обычно за­дают электрическое напряжение, однако действие на организм или органы оказывает электрический ток, т. е. заряд, протекаю­щий через биологический объект в единицу времени.

Сопротивление тела человека между двумя касаниями (электро­дами) складывается из сопротивления внутренних тканей и органов

Рис 12

и сопротивления кожи (рис.12). Со­противление R_BH внутренних частей ор­ганизма слабо зависит от общего со­стояния человека, в расчетах прини­мают R_вн = 1 кОм для пути ладонь — ступня. Сопротивление R_K кожи суще­ственно зависит от внутренних и внеш­них причин (потливость, влажность). Кроме того, на разных участ­ках тела кожа имеет разную толщину и, следовательно, различное сопротивление. Поэтому (учитывая неопределенность сопротив­ления кожи человека) ее вообще в расчет не принимают и считают I = U/R_m = U/1000 Ом. Так, например, I = 220/1000 А = 220 мА при U = 220 В. На самом деле кожа имеет сопротивление, которое может превосходить сопротивление внутренних органов, и сила то­ка в реальной ситуации при напряжении 220 В может быть существенно меньше 220 мА. Понятно, что при работе с электрон­ной медицинской аппаратурой должны быть предусмотрены все возможные меры по обеспечению безопасности.

Основное и главное требование — сделать недоступным ка­сание частей аппаратуры, находящихся под напряжением.

Для этого прежде всего изолируют части приборов и аппаратов, находящиеся под напряжением, друг от друга и от корпуса аппа­ратуры. Изоляция, выполняющая такую роль, называется основной или рабочей. Отверстия в корпусе должны исключать возмож­ность случайного проникновения и касания внутренних частей ап­паратуры пальцами, металлическими цепочками украшений и т. п. Однако даже если части аппаратуры, находящиеся под напряже­нием, и закрыты от прикосновения, это еще не обеспечивает пол­ной безопасности по крайней мере по двум причинам.

Во-первых, какой бы ни была изоляция между внутренними частями аппаратуры и ее корпусом, сопротивление приборов и ап­паратов переменному току не бесконечно. Не бесконечно и сопро­тивление между проводами электросети и землей. Поэтому при касании человеком корпуса аппаратуры через тело человека пройдет некоторый ток, называемый током утечки.

Во-вторых, не исключено, что благодаря порче рабочей изоля­ции (старение, влажность окружающего воздуха) возникает элект­рическое замыкание внутренних частей аппаратуры с корпусом -«пробой на корпус», и внешняя, доступная для касания часть ап­паратуры (корпус) окажется под напряжением.

И в одном и в другом случае должны быть приняты меры, кото­рые исключали бы поражение током лиц при касании корпуса при бора или аппарата. Рассмотрим эти вопросы несколько подробнее.

Так как сила тока утечки существенно влияет на безопасность эксплуатации медицинской аппаратуры, то при конструировании и изготовлении этих изделий учитывают допустимую силу этого тока как при нормальной работе приборов и аппаратов, так и в случае единичного нарушения. Под единичным нарушением по­нимают отказ одного из средств защиты от поражения электриче­ским током. По условиям электробезопасности единичное нару­шение не должно создавать непосредственной опасности для чело­века. Допустимые силы токов утечки различают по типам электромедицинских изделий в зависимости от их назначения степени защиты от поражения током. Во всяком случае, ток утеч­ки всегда меньше порога ощутимого тока.

При пробое на корпус доступные (внешние) для касания части аппаратуры оказываются под напряжением. И в этом случае при на­рушенных условиях работы изделий следует предусмотреть возмож­ные способы защиты от поражения электрическим током. К таким основным защитным мерам относятся заземление и зануление. Для понимания физической стороны этих мер нужно знать, как электро­медицинская аппаратура подключается к трехфазной системе.

Выше были рассмотрены лишь основные вопросы электробезо­пасности при работе с электромедицинской аппаратурой. Так как трудно дать электротехническое описание различных ситуаций, способных повлечь несчастный случай, то ограничимся в заклю­чение лишь некоторыми общими указаниями:

— не касайтесь приборов одновременно двумя обнаженным
руками, частями тела;

— не работайте на влажном, сыром полу, на земле;

— не касайтесь труб (газ, вода, отопление), металлических
конструкций при работе с электроаппаратурой;

— не касайтесь одновременно металлических частей двух ап­
паратов (приборов).

При проведении процедур с использованием электродов, нало­женных на пациента, трудно предусмотреть множество вариантов создания электроопасной ситуации (касание больным отопитель­ных батарей, газовых и водопроводных труб и кранов, замыкание через корпус соседней аппаратуры и т. п.), поэтому необходим четко следовать инструкции по проведению данной процедуры, не делая каких-либо отступлений от нее.

Надежность медицинской аппаратуры

Медицинская аппаратура должна нормально функциониро­вать. Это требование, однако, не всегда выполняется, говоря точ­нее, такое требование не может выполняться сколь угодно долго, если не принимать специальных мер.

Врач, использующий медицинскую аппаратуру, должен иметь представление о вероятности отказа эксплуатируемого изделия, т. I о вероятности порчи прибора (аппарата) или его частей, превышение или понижения допустимых параметров. Устройство, не отвечающее техническим условиям, становится неработоспособным. Отремонти­ровав, его можно сделать вновь работоспособным. Во многих случаях достаточно заменить лампу или резистор, чтобы изделие вновь функ­ционировало нормально, однако может быть и так, что аппаратура оказывается настолько устаревшей и изношенной, что экономически нецелесообразно ее ремонтировать (восстанавливать). В связи с этим медицинский персонал должен иметь представление о ремонтопри­годности аппаратуры и долговечности ее частей.

Способность изделия не отказывать в работе в заданных усло­виях эксплуатации и сохранять свою работоспособность в течение заданного интервала времени характеризуют обобщающим тер­мином надежность.

Для медицинской аппаратуры проблема надежности особенно ак­туальна, так как выход приборов и аппаратов из строя может при­вести не только к экономическим потерям, но и к гибели пациентов.

Способность аппаратуры к безотказной работе зависит от мно­гих причин, учесть действие которых практически невозможно, поэтому количественная оценка надежности имеет вероятност­ный характер. Так, например, важным параметром является ве­роятность безотказной работы. Она оценивается эксперимен­тально отношением числа N работающих (не испортившихся) за время t изделий к общему числу N_o испытывавшихся изделий:

Эта характеристика оценивает возможность сохранения изделием работоспособности в заданном интервале времени. Другим количе­ственным показателем надежности является интенсивность от­казов Ц£). Этот показатель равен отношению числа отказов dN за время dt к произведению времени dt на общее число N работаю­щих элементов:

Знак «-» поставлен в связи с тем, что d N < 0, так как число рабо­тающих изделий убывает со временем.

Дата добавления: 2013-12-13