医学临床工程和安全用电.ppt
医学临床工程和安全用电陈思平各医疗领域中几乎找不到与医用仪器无关的部门n 近几十年来医疗设备发展非常迅速，各种现代医用仪器的数量、质量和复杂性，都在以惊人的速度发展。n 现在各医疗领域中几乎找不到与医用仪器无关的部门。问题的提出n 由于现代化医院使用医疗仪器的急剧增加，医院因医疗仪器造成的医疗事故也剧增。n 越提高仪器的功能，仪器的科技含量越高，使仪器的使用操作和维修管理变得更为复杂，也增加了产生错误操作和多台仪器共用连接错误等危险。n 医院大量使用医疗设备后，因设备原因引起的医疗事故大量增加。n 据美国FDA(Food and Drug Administration)即美国食品和药物管理局统计，美国在1991年和1992年这二年中，共发生医疗器械引起的严重医疗事故56220起，其中造成人身死亡故事3838起。*国内 n 为了在各级医院大量使用现代医疗仪器，充分发挥医疗仪器在医疗中的作用，防止发生医疗事故，需要对在用医疗仪器进行两方面的管理：n 即建立严格的医疗仪器安全质量保证管理制度n 提高医疗仪器使用、管理人员的技术水平。n 靠谁来做？靠谁来做？临床工程师的定义临床工程师的定义n1.美美国国医医院院协协会会:能改造、维持并且提高医院设备和仪器安全性的人。n2.2.美美国国临临床床工工程程学学院院(ACCE):(ACCE):通过把工程技术和管理技能用于医疗保健行业，支持并改进病人护理的专业人员。n3 3医医疗疗器器械械发发展展联联合合会会:受过一定的医疗器械知识的教育，拥有一定的经验和能力，能完全有效地管理医疗设备和协调操作设备的人员。n4.4.临临床床工工程程师师认认证证考考试试委委员员会会:一个针对病患设备接口，把工程管理应用于医疗系统和设备管理的工程师。n我我们们的的定定义义：从一个正规学院工程专业毕业，或被正式批准为专业工程师，或正在受训的工程师并且通过工程教育和随后的专业实习，把已有的科学和技术知识应用于医疗保健，以支持临床医疗各项事务。职称职称 临床工程师的作用及在医院中和他人的可能的交互关系临床工程师的作用及在医院中和他人的可能的交互关系护士第三方雇员租赁机构常规机构技术需求及可实现性医院管理销售商销售商将来规划临床研究安全和常规医药实践费用和经济医生医生病病 人人医学需求有效安全医学顾问电源线缆维护安全医院环境医院环境临床工程师临床工程师下图说明临床工程部门怎么与医务人员，护士，及机构其他卫生保健专业人员互相配合。下图说明临床工程部门怎么与医务人员，护士，及机构其他卫生保健专业人员互相配合。管理机构护理机构检验科临床工程手术室重症护理其它血 液学临床化学用电用电安全安全维护设备维修医务人员医医生生的的个个人人垂垂直直合合作作 病人的监护病人的监护典型的临床工程师的活动 n1.参加临床应用工程,即设设计计或或修修改改临床研究的医学设备计划,评评价价新的无创监视系统,等等。n2.修理修理复杂的医学仪器或系统n3.指指导导生物医学设备技术员进行的医学设备安全测试n4.检查检查所有进来的设备n5.为所有的设备建立运行基准基准n6.组织组织医药设备的库存控制n7.以一种节约成本的方式管理医学设备并进行维护。n9.协同供货商利用外界技术服务(例如放射学或成像设备)n10.培培训训医务人员安全有效的使用医学设备和系统n11.为手术室和重症特护室等医疗技术应用场所的设计提供意见。n12.准准备备并且完善外部认证许可机构所要求的文档。主要医疗机构的主要医疗机构的 医学支持服务部门的结构图医学支持服务部门的结构图首席执行总裁首席运营总裁医学质量保证主任医学支持服务医学支持服务副总裁副总裁医务人员主管药房主管社会服务和物流主管临床风险管理主管病人登记主管医学档案主任实验室主管放射科主管质量保证和传染病控制主管临床工程临床工程主管主管注意：注意：在这组织结构内,临床工程主任直接向负责医药支持服务的副总裁报告。医学工程部的主要任务n 确保临床上使用的医疗仪器具有很高的安全性和可靠性n 具体设备管理业务：1 购置前的评估和考察，购后检查、验收；2 日常医疗仪器的质量控制管理、保养、维 修、操作培训等 3 负责仪器报废的论证与审定工作。4 与工程学有关的所有医院的研究开发和教育培训等工作。临床工程部门的组织结构 临床工程主管助理主管负责手术室、急症室（ER）、重症室设备的临床工程师负责放射和医学成像的临床工程师技术员技术员技术员计算机资源临床实习工程师负责肺部扫描设备和心脏相关实验室的临床工程师其它一家大型医院临床工程部门的组织结构。临床环境下存在的危险临床环境下存在的危险 今天*1.用电危险用电危险:如低电压的伤害,此外在压缩空气环境下，以及一些使用可燃性麻药气体的临床区域，电源可能是火源。2.机器的危险机器的危险:移动设施、转移装置、修复术器械、机械设施及病人支持设备 安全使用规范，严格按照说明书操作。如果操作失败，立即按指南采取应急措施。3.环境的危险环境的危险 固体垃圾、噪音、公共资源(天然气,水,等等.)和大楼 医院有它的自己的生态系统 把传染病的传播范围及对人体的伤害减少到最小。4.生物学的危险生物学的危险 如艾滋病，肝炎等 5.放射危险放射危险 特别需要临床工程师在旁边高度关注在旁边高度关注免除危险的工作，否则这些危险可能使医务人员抢救生命的努力付诸东流。*所有不可能所有不可能 用电安全用电安全 n电流的生理作用电流的生理作用n电能要在人体上产生任何作用，必须满足某些条件:1.必须有存在的电压差(或电压)。2.人体必须是电路的一部分，允许电流通过身体。n如果这些要求满足了，通过身体电流的实际危害取决于通过的电流量和通过身体电流的途径。电流的生理作用电流的生理作用 烧灼伤 持续心肌收缩 心室纤维性颤动 呼吸麻痹、疲乏、痛苦 不由自主释放 阈值电流 0.00010.0010.010.11.010.0100.060HZ时人对电流的反应（1秒秒钟钟内内在在60赫赫兹兹时时通通过过 双双 臂臂 时时）。来 自 Webster,J.G.,Medical Instrumentation:Application and Design,1992 10.8k皮肤上胶状电极 93k干燥皮肤 200易渗透性皮肤皮肤阻抗条件表表1 60HZ时每平方厘米皮肤的阻抗时每平方厘米皮肤的阻抗*题题注意：阻抗阻抗和使用的胶状电极，皮肤特性以及接触面积有关皮肤特性以及接触面积有关 电极皮肤表面例例2：假定皮肤阻抗是200，两胶质表面分别有1.5cm2接触区域，要产生10uA电流需要的电压(RMS，60Hz)是多少？解解：每个电极的阻抗:全部电流的阻抗:产生10uA电流所需的电压:n电流的对人体的生理作用取决于通过身体电流路径。另外像心脏这样的对电敏感的器官，其生理作用也取决于电电流流的的频频率和波形。率和波形。n电流通过生物体，有可能灼伤生物组织将以灼伤的形式损坏。是否被灼伤取决于电流的密度和电极大小电流的密度和电极大小（J=I/area）。n例例3 3计算下列尺寸的接地回路的电流密度差别是多少？接地回路2：L(8cm)w(10cm)接地回路1：直径1cm 解：解：假如电击n原理：电流能影响神经功能和肌肉组织。n分类：通常分为强电击或微电击两类。n强电击：是通过皮肤产生强电流(近似毫安培或更高)，特别是从手到足。这类电击能导致烧伤和各种各样的生理危害结果。不仅对健康人的日常生活有危险而且对临床环境内的病人也有危险。n微电击：电流虽然小(近似微安培)，但它给那些在诊断和治疗过程而易受电影响的病人带来心室纤维性颤动危险。强电击电流分布图微电击电流分布图电源导管免受电危险的保护免受电危险的保护 n下图为通用电源分布系统 其中H为火线，N为零线，G为地线医院电源HNG地、水管插座通常（接地）电源分布系统防止电击的第一道防线防止电击的第一道防线。接地和漏电限制接地和漏电限制 n如果设备是完好的，电力配电系统将仅仅要求两根导线。然而，在实际应用中可能发生下面的例外：1.如果发生故障(即由于短路、绝缘失败或电器部件失效)，如在裸露的导体表面之间可能产生寄生电荷，任何人接触这些表面将遭受大电击。2.即使不发生故障，不完善的绝缘和电磁耦合(电容或电感)也可能产生相对地面的电能。一位受电影响的病人可能为漏电”流向地面提供路径，而遭受微电击。n例例4 4如右图一名护士接触缺陷监视器有100uA的漏电，同时接触和地相连的装置。护士安全吗？解：解：漏电足以引起麻痹和死亡，但是它的大多数都是通过地线流动的。R1=10,000欧姆（护士）R2=0.01欧姆（地线）地线护士0.0110,000显示器因此，几乎所有的漏电通过地线而仅仅 A的电流通过护士。护士是安全的。为解决这些漏电问题，要求在临床环境下：n所有的电力设备(除了按照严格的“两倍绝缘”标准)都要用地线与外部导电表面接地。n接地系统必须有大直径，低阻抗的导线以及全部电路的完全连接。n对设备进行良好维护。设备漏电可能发生的方式n电容耦合 由于两个金属导体之间的存在电荷作用，两个金属导体之间将形成电压差，任何人只要与两金属表面接触，泄漏电流将形成。n电感耦合 在这种情况下，通过病人附近的马达，变压器和其他的电感设备进行“变压器耦合”，形成危险的电压差。ECRI推荐的危险电流限制（适于有源、电源线连接的设备）a这些值是依据人体实验和在动物身上的相似实验得到的，实验中的电流要求能够导致致命的麻痹。（在Emergency Care ResearchInstitute同意下重版）bNFPA991990的典型的泄漏标准是低于本标准要求的，可以被修改到500uA设备类型病人能接触到的部位典型值或导线规格（微安）病人不和N/A设备接触不被绝缘的每根50A或病人接触到的设备者总共100A被绝缘的病人每根10A接触到的设备远离病人的N/A500非医疗设备病人的绝缘连接病人的绝缘连接 n优势：优势：可使病人接触点的泄漏电流减少到很低的水平，从而减少了那些从别的不良设备泄漏到病人的电流。n为绝缘病人连接设计的设备必须通过绝缘测试为绝缘病人连接设计的设备必须通过绝缘测试。如下图所示，测试时用120V，60HZ交流电，以地为参考电位依次连接到每个病人电极，以测量最终电流。病人导联输入绝缘输入绝缘测试电路交流插座120K火线120VAC瞬时开关泄漏电流测量计被测设备导联绝缘电力系统绝缘电力系统 n定义：将两条供电线（L1与L2)和地完全绝缘，如下图所示：HNG图19.8变压器和独立布线的显示器（LIM）相连LIML1L2绝缘电力系统有下列优点：n完善的绝缘电力系统电流不会从L1或L2流到地面的。n绝缘电力系统与防爆电力出口相联能减少电弧可能性，以避免麻醉气体燃烧。n在以地为参考点的电力配电系统中，某个设备故障会导致跳闸断电，但在绝缘的电力系统中，该设备仍然可以继续使用。地面故障地面故障电电路中断器路中断器(GFCI)n一种能对用电安全的防护的设备（强电击）插座N信号放大GH电 源线 用电安全项目用电安全项目 临床工程师为完成一个安全项目，须进行下列步骤：n1.检查环境n2.设备在带入医疗环境之前就必须进行安全检查。n3.提供有关安全程序的教育和训练n环境的检查环境的检查 1。麻醉地点1(手术室和发放室)2。麻醉地点2(非燃烧麻醉剂的部门)3。麻醉地点3（可燃烧麻醉剂）4。麻醉地点4(混合地点)5。要特别注意的区域（病人看护区，病人接受体内手术，并且是直接有源医疗设备操作的地点。）6。一般注意区域（一般病人区）7。非病人区域8。潮湿区域n设备检查设备检查n对临床医务人员的教育对临床医务人员的教育临床工程的前景临床工程的前景 n计算机支持 n 电讯 n设备操作 n新的架构 作作业业：试试解解释释地面故障地面故障电电路中断器路中断器(GFCI)用电安用电安全的防护原理全的防护原理 6月26日前发到：n一种能对用电安全的防护一种能对用电安全的防护（强电击）（强电击）设备设备插座N信号放大GH电 源线再见！再见！未来的临床工程师！未来的临床工程师！课程小结n 结合你的所学的专业和本课程内容谈谈你对生物医学工程这门交叉学科的认识、体会；教学相长，对本课程有何建议。6月26日前发到：
