医用电气用电安全.pptx

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1、第八章：医学(yxu)仪器的电气安全各个国家也都各个国家也都颁布了医布了医疗设备的的电气安全气安全标准，准，如美国的如美国的UL544UL544、法国的、法国的VDE0750VDE0750、日本的医用、日本的医用电气气设备暂定安全定安全标准以国准以国际电气气标准委准委员会会IECIEC的的“IEC“IEC医用医用电气气设备安全通安全通则”为标准。我国准。我国采用采用IECIEC的的标准作准作为我国的医用我国的医用电气气设备安全安全标准准颁布并布并执行行(zhxng)(zhxng)（称（称为GB9706.1-1995GB9706.1-1995医用医用电气气设备 第一部分：安全通用要求）。第一部分

2、：安全通用要求）。规范我国医用范我国医用电气气设备的安全。的安全。第一页，共56页。第一节 医用电子仪器电气安全(nqun)概述“安全安全”一词最通俗一词最通俗(tn s)的解释是的解释是“没有没有危害危害”或或“不发生危险不发生危险”，但是在工程学上，但是在工程学上没有没有“不发生危险不发生危险”的可能，应当说安全是的可能，应当说安全是指指“发生危险的概率尽可能小发生危险的概率尽可能小”。第二页，共56页。一一 医用电子仪器电气安全医用电子仪器电气安全(nqun)的的概念概念应用有关电气危害方面的知识应用有关电气危害方面的知识(zh shi)(zh shi)，考，考虑和设计了许多保护装置，把

3、意外电击的危虑和设计了许多保护装置，把意外电击的危险降低到尽可能小的程度险降低到尽可能小的程度 医院中的电气安全是确保对患者和医护人员医院中的电气安全是确保对患者和医护人员不造成危害，还包括仪器本身的安全。不造成危害，还包括仪器本身的安全。第三页，共56页。二二 电流的生理电流的生理(shngl)效应效应结论：引起生理效应和人体损伤的直接因结论：引起生理效应和人体损伤的直接因素素(yn s)(yn s)是电流而不是电压。是电流而不是电压。原因：人体的体液是一种比较特殊的电解原因：人体的体液是一种比较特殊的电解质，电流对人体的影响有利有弊。产生的质，电流对人体的影响有利有弊。产生的效应也不同。效

4、应也不同。第四页，共56页。电流对人体组织的基本(jbn)作用 1 1热热效效应应 ：热热效效应应又又称称为为组组织织的的电电阻阻性性发发热热，当当电电流流通通过过人人体体(rnt)(rnt)组组织织时时会会产产生生热热量量，使使组组织织温温度度升升高高，严严重重时时就就会会烧烧伤伤组组织织，低低频频电电与与直直流流电电的的热热效效应应主主要要是是电电阻阻损损耗耗，高高频频电电除除了了电电阻阻损损耗耗外外，还还有有介质损耗。介质损耗。第五页，共56页。2.2.刺刺激激效效应应：人人体体通通入入电电流流时时，在在细细胞胞膜膜的的两两端端会会产产生生电电势势差差，当当电电势势差差达达到到(d(d

5、do)do)一定值后，会使细胞膜发生兴奋。一定值后，会使细胞膜发生兴奋。如如为为肌肌肉肉细细胞胞，则则发发生生与与意意志志无无关关的的力力与与运运动动，或或使使肌肌肉肉处处于于极极度度紧紧张张状状态态，产产生生过过度度疲疲劳劳；如如为为神神经经细细胞胞则则产产生生电电刺刺激激的的痛觉。痛觉。第六页，共56页。3 3化学效应。化学效应。人人体体通通电电后后，人人体体组组织织液液中中的的离离子子将将分分别别向向异异性性电电极极移移动动，在在电电极极处处形形成成新新的的物物质质。这这些些新新形形成成的的物物质质有有好好多多是是酸酸、碱碱之之类类的的腐腐 蚀蚀 性性 物物 质质，对对 皮皮 肤肤 有有

6、 刺刺 激激 和和 损损 伤伤(snshng)(snshng)作用。作用。直直流流电电的的化化学学效效应应除除了了电电解解作作用用外外还还有有电电泳泳和和电电渗渗现现象象，这这些些现现象象可可能能改改变变局局部部代代谢过程，也可能引起渗透压的变化。谢过程，也可能引起渗透压的变化。第七页，共56页。三 人体的导电(dodin)特性人体的阻抗是一个非线性时变网络，不同的组织(zzh)对不同频率的电流呈现出不同的阻抗。流经人体电流的大小主要取决于皮肤电阻的大小。电流在经过人体的时候，所经过的路径主要沿着其间的血管，淋巴管流通。第八页，共56页。第九页，共56页。宏电击：当人体接触带电导体，形成导电宏

7、电击：当人体接触带电导体，形成导电的回路，当电流加在体表上的两个的回路，当电流加在体表上的两个(lin(lin)点时，电流从人体外经过皮肤流入人体点时，电流从人体外经过皮肤流入人体内，然后再流出人体外，使人体遭受到电内，然后再流出人体外，使人体遭受到电击，这些加在体表上的宏大电流引起电击击，这些加在体表上的宏大电流引起电击称为宏电击。称为宏电击。一一 电击电击(din j)(din j)的种类的种类第二节第二节 电击电击(din j)(din j)第十页，共56页。微电击：进入体内在心脏内部所加的电流微电击：进入体内在心脏内部所加的电流所引起的电击叫做微电击，微电击的安全所引起的电击叫做微电击

8、，微电击的安全权限一般是权限一般是10uA10uA。实际流过心脏的电流可。实际流过心脏的电流可能引起心脏纤颤尤其是心室纤颤。心室纤能引起心脏纤颤尤其是心室纤颤。心室纤颤是引起电击死亡的主要因素。颤是引起电击死亡的主要因素。凡是直接用于有可能通过心脏电流的医用凡是直接用于有可能通过心脏电流的医用电子仪器，必须定期电子仪器，必须定期(dngq)(dngq)检测漏电流。检测漏电流。第十一页，共56页。二、影响(yngxing)电击因素1电流的影响：电流越大，影响越大，反之，则越小。（1）感觉阈：感觉阈是人所能感受到的最小电流。一般认为感觉阈在lmA范围内。（2）脱开电流：是指人体通电(tng din

9、)后，肌肉能任意缩回的最大电流。粘结（3）呼吸麻痹、疼痛和疲劳：较大的电流会引起呼吸肌的随意收缩，严重的会引起窒息，肌肉的不随意强直性收缩和剧烈的神经兴奋会引起疼痛和疲劳。第十二页，共56页。（4 4）心心室室纤颤：它它是是电击死死亡亡的的主主要要原原因因。一一般般人人的的心室心室纤颤电流流阈值为7575400mA400mA（5 5）持持续心心肌肌收收缩：当当体体外外刺刺激激电流流大大到到1 166A A时，整整个个心心脏肌肌肉肉收收缩，但但电流流去去掉掉后后，心心脏仍仍能能产生生正正常常的的节律律(jil)(jil)。（6 6）烧伤和和身身体体的的损伤：过大大的的电流流会会由由于于皮皮肤肤的

10、的电阻阻性性发热而而烧伤组织，或或强迫迫肌肌肉肉收收缩，使使肌肌肉肉附附着着从从骨上离开。骨上离开。第十三页，共56页。第十四页，共56页。第十五页，共56页。2电压与通电(tng din)时间：通电(tng din)时间越长，人体损伤越严重。这是因为皮肤电阻随着通电(tng din)时间的延长而下降，从而使流过人体的电流增大。交流电压安全值，具体情况不同。3 3电流频率：电流频率：（l l）电流频率与人体阻抗的关系）电流频率与人体阻抗的关系人人体体模模型型可可等等效效(dn(dn xio)xio)为为电电阻阻和和电电容容的的组组合合。因因此此，人人体体的的阻阻抗抗与与电电流流的的频频率率有有

11、关关，频频率率越越高高，阻阻抗抗越越低低，流流入入人人体体的的电电流流就就越越大。大。第十六页，共56页。（2 2）电流频率与刺激效应间的关系）电流频率与刺激效应间的关系实实验验证证明明，当当频频率率高高于于100 100 HzHz时时，刺刺激激效效应应随随着着电电流流频频率率增增加加而而减减弱弱；当当频频率率高高于于1 1 MHzMHz时时，刺刺激激效效应应完完全全(wnqun)(wnqun)消消失失，只只有有生生热热作作用用。刺刺激激效效应应最最强强的的是是505060 60 HzHz的的交交流流电电，比比50Hz50Hz更更低低的的频频率率，其其刺刺激激效效应也减弱。应也减弱。同同样样的

12、的电电流流流流过过人体不同人体不同(b tn)的部位和不同的部位和不同(b tn)的器官，的器官，其生理效其生理效应应与与损伤损伤程度大不一程度大不一样样，即，即电电流的途径不同流的途径不同(b tn)，引起的危引起的危险险性也不同性也不同(b tn)。比如，。比如，电电流的路径接近心流的路径接近心脏脏、肺、肺、大大脑脑等重要器等重要器宫宫，就可能使心跳、呼吸停止，从而致人于死地。，就可能使心跳、呼吸停止，从而致人于死地。4 4电流电流(dinli)(dinli)途径途径第十七页，共56页。5其他因素(yn s)例如人的适应性 对电刺激刺激(cj)(cj)的适的适应能力因人而异，通能力因人而异

13、，通常，男人比女人常，男人比女人强，大人比小孩，大人比小孩强，强壮壮的人比虚弱的人的人比虚弱的人强。即使是同一个人，在。即使是同一个人，在电流流变化率化率较小小时，适，适应性性较强，因此危，因此危险性减小，性减小，电流流变化率增加化率增加时，适，适应性减性减弱，危弱，危险性就增大。性就增大。第十八页，共56页。三三 产生产生(chnshng)(chnshng)电击的因素电击的因素 产生电击的原因：产生电击的原因：一是人与电源之间存在两个接触点，形成一是人与电源之间存在两个接触点，形成回路；回路；二是电源电压和回路电阻二是电源电压和回路电阻(dinz)(dinz)产生了产生了较大的电流，该电流流

14、过人体发生了生理较大的电流，该电流流过人体发生了生理效应。效应。第十九页，共56页。1外壳未接地(jid)或接地(jid)不良 如果如果这个外壳不接地或接地不良，那么在个外壳不接地或接地不良，那么在电源火源火线和机壳之和机壳之间的的绝缘故障或故障或电容短容短路，都会在机壳和地之路，都会在机壳和地之间形成形成电位差。当位差。当医医务人人员或病人同或病人同时(tngsh)(tngsh)接触到机壳接触到机壳和任何接地物体和任何接地物体时，就会形成，就会形成电击。产生电击的可能(knng)情况第二十页，共56页。第二十一页，共56页。2.皮肤(p f)电阻的减小人人被被电击时，皮皮肤肤电阻阻限限制制了

15、了能能够流流过人人体体的的电流流。皮皮肤肤电阻阻随随着着皮皮肤肤水水分分和和油油脂脂的的数数量量(shling)不不同同而而变化化。显然然，皮皮肤肤电阻阻愈愈大大，受受到到电击的的危危险性性就就愈愈小小。皮皮肤肤电阻阻的的大大小小还与与接接触触面面积有有关关，接接触触面面积愈愈小小，皮皮肤肤电阻阻愈愈大大，因因此此应当当尽尽可可能能地地减减少少人人体体与与仪器外壳直接相触的机会和面器外壳直接相触的机会和面积。第二十二页，共56页。3泄露(xilu)电流 电容几乎存在于任何地方。任何导体与地电容几乎存在于任何地方。任何导体与地之间、用绝缘体分开的两个导体之间都可之间、用绝缘体分开的两个导体之间都

16、可等效为一个电容器而形成交流等效为一个电容器而形成交流(jioli)(jioli)通通路，从而产生由于电容耦合而造成的漏电。路，从而产生由于电容耦合而造成的漏电。在漏电中最值得注意的是仪器外壳漏电和在漏电中最值得注意的是仪器外壳漏电和连接到病人处的导联漏电，这些漏电都可连接到病人处的导联漏电，这些漏电都可产生电击事故。产生电击事故。第二十三页，共56页。在漏电中最值得注意的是仪器(yq)外壳漏电和连接到病人处的导联漏电，这些漏电都可产生电击事故。第二十四页，共56页。第二十五页，共56页。4非等电位接地(jid)心脏有导电通路如果有几台如果有几台仪器（包括病床）同器（包括病床）同时与病人与病人

17、(bngrn)(bngrn)相相连，那么每台，那么每台仪器的外壳器的外壳电位位必必须相等，否相等，否则也会也会发生生电击事故。事故。第二十六页，共56页。第二十七页，共56页。四四 电击电击(din(din j)j)防护措施防护措施 防止防止电击的基本着眼点有两个方面。的基本着眼点有两个方面。其一是将病人同所有接地物体其一是将病人同所有接地物体(wt)(wt)和所和所有有电流源流源绝缘开来；开来；其二是把病人所有其二是把病人所有够得着的得着的导电表面都保表面都保持在同一持在同一电位上，但不一定是地位上，但不一定是地电位。目位。目的都是使通的都是使通过病人的病人的电流减到最小。流减到最小。第二十

18、八页，共56页。1仪器(yq)外壳接地 保护接地 漏电断路器仪器外壳接地是最经常使用的安全措施，由于外壳可靠接地，即使火线与外壳发生了短路，短路电流的极大部分也会从外壳地线回流到地，流过人体的电流只是其中的很小一部分，同时又因短路电流足够大，可立即熔断线路中的保险丝，从而迅速(xn s)切断仪器电源，保障人身安全。第二十九页，共56页。第三十页，共56页。2等电位(din wi)接地 在在分分析析产产生生电电击击的的因因素素时时，曾曾提提到到当当多多台台仪仪器器同同时时与与病病人人相相连连(xin lin)时时，如如果果每每台台价价器器的的外外壳壳电电位位不不等等就就会会发发生生电电击击。因因

19、此此，等等电电位位接接地地系系统统是是防止防止电击电击的又一有力措施。的又一有力措施。所所谓谓“等等电电位位接接地地系系统统”是是使使病病人人环环境境中中的的所所有有导导电电表表面面和和插插座座地地线线处处于于相相同同电电位位，然然后后接接真真正正的的“地地”，以保以保护电护电气敏感病人气敏感病人。第三十一页，共56页。第三十二页，共56页。3.双重(shungchng)绝缘一一是是用用绝缘材材料料(ju(juyunyuncicilio)lio)做做仪器的外壳；器的外壳；二二是是用用另另外外的的绝缘层(保保护绝缘层)将将易易与与人人体体接接触触的的带电导体体与与仪器器的的金金属属壳壳体体隔隔离

20、离（称称一一次次绝缘），而而仪器器的的金金属属壳壳体体照照常常与与它它的的电气气部部分分隔隔离离（功功能能绝缘层，又又称称二二次次绝缘层）。）。这两两种种方方法法都都称称为双双重重绝缘，它它包包括括了了防防护绝缘和功能和功能绝缘。第三十三页，共56页。第三十四页，共56页。4 附加(fji)保护第三十五页，共56页。5低电压供电(n din)当当人人体体电阻阻一一定定时，加加在在人人体体上上的的电压越越高高，通通过人人体体的的电流流也也就就越越大大，产生生电击的的可可能能性性也也越越大大。为了了减减少少电击危危险，在在医医疗设备中中采采用用低低电压供供电是是一一个个较佳佳的的方方案案。如如果果

21、选用用特特别低低的的电源源电压，即即使使人人体体接接触触到到电路路时，也也没没有有(mi(miyu)yu)损伤危危险，就就是是基基础绝缘老老化、化、损坏，也不会坏，也不会发生生电击事故。事故。第三十六页，共56页。把把人人体体接接触触而而无无致致命命危危险的的电压值称称为容容许接接触触电压，这个个电压值一一般般认为在在252550V50V之之间。低低 压 供供 电 的的 方方 法法 有有 两两 种种，一一 是是 采采 用用(ciyng)(ciyng)低低 压 电 池池 供供 电，二二 是是 采采 用用(ciyng)(ciyng)低低压隔离隔离变压器供器供电。第三十七页，共56页。6采用非接地配

22、电(pi din)系统一般的低压配电系统都是采用接地方式，即交流电源中的中线(zhngxin)是接地的，这是引起电击的一个重要潜在因素。采用隔离变压器可将接地方式变为非接地方式。隔离变压器与普通变压器的不同之处在于它的次级绕组没有任何一端接地。第三十八页，共56页。第三十九页，共56页。7取消(qxio)人体接地 患者保护人体接地是造成触电事故的一个重要原因，因此取消人体接地是最根本的安全(nqun)用电措施。第四十页，共56页。（1）人体(rnt)小电流接地 第四十一页，共56页。2 右腿驱动(q dn)电路第四十二页，共56页。3 绝缘(juyun)接触部分浮动接触部分：连接心脏的触体部分

23、同仪器的其他部分以及(yj)接地点绝缘。4 信号(xnho)隔离第四十三页，共56页。第三节 医用电子仪器的接地(jid)1 分别(fnbi)保护接地一 医院(yyun)的配电方式第四十四页，共56页。2 兼用方式(fngsh)3 保护接地(jid)方式第四十五页，共56页。二 安全(nqun)接地三 多台仪器(yq)接地第四十六页，共56页。医学仪器安全(nqun)标准一、按防电击类型分为：外部一、按防电击类型分为：外部(wib)(wib)电源供电设备电源供电设备（又分为（又分为I I类设备、类设备、IIII类设备）和内部电源设备类设备）和内部电源设备 I I 类设备类设备(class I

24、equipment)(class I equipment)对电击的防护不仅依对电击的防护不仅依靠基本绝缘，而且还有附加安全保护措施，把设备和靠基本绝缘，而且还有附加安全保护措施，把设备和供电装置中固定布线的保护接地导线连接起来，使可供电装置中固定布线的保护接地导线连接起来，使可触及的金属部件即使在基本绝缘失效时也不会带电的触及的金属部件即使在基本绝缘失效时也不会带电的设备。设备。第四十七页，共56页。II类类设设备备(class II equipment)对对电电击击的的防防护护不不仅仅 依依 靠靠 基基 本本 绝绝 缘缘，而而 且且 还还 有有 如如 双双 重重(shungchng)绝绝缘缘

25、或或加加强强绝绝缘缘那那样样的的附附加加安安全全保保护护措措施施，但但没没有有保保护护接接地地措措施施，也也不不依依赖赖于于安安装装条条件件的的设设备备。II类类设设备备一一般般采采用用全全部部绝绝缘缘的的外外壳壳，也也可可以以采采用用有有金金属属的的外壳。外壳。第四十八页，共56页。医用医用电电子子仪仪器安全指器安全指标标的的测试测试(csh)和和检检验验1漏漏电电电电流的流的测试测试(1)接地漏接地漏电电流：在保流：在保护护接地接地线线断开的断开的单单一一故障条件下，如果接地的人体故障条件下，如果接地的人体(rnt)接触到接触到与保与保护护接地接地导线导线相相连连的可触及的可触及导导体（如

26、外壳）体（如外壳），则这则这个个对对地漏地漏电电流将通流将通过过人体人体(rnt)流到流到地（流地（流过过保保护护接地接地导线导线的的电电流）。流）。n1漏漏电电电电流的定流的定义义：通：通过过医学医学电电子子仪仪器的器的绝绝缘缘物与物与仪仪器功能器功能(gngnng)无关的无关的电电流流第四十九页，共56页。第五十页，共56页。第五十一页，共56页。2绝缘(juyun)电阻的测试 漏漏电流是从市用交流流是从市用交流电源的火源的火线通通过电阻阻(dinz)(dinz)和和电容耦合向接地端容耦合向接地端钮与患者接与患者接融部位流融部位流过的的电流。流。测量量这个个电阻阻(dinz)(dinz)耦

27、合耦合值就是就是绝缘电阻阻(dinz)(dinz)测试。通常，采用直流通常，采用直流绝缘电阻阻(dinz)(dinz)表（高阻表）来表（高阻表）来测量量绝缘电阻阻(dinz)(dinz)值。测量方法是在两个被量方法是在两个被测点之点之间加加500V500V直流直流电压，将此，将此时流流过的直流的直流电流折算流折算为直流直流电阻阻(dinz)(dinz)在在仪表上表上显示示出来出来 第五十二页，共56页。第五十三页，共56页。3接地线电阻(dinz)和接地端钮的测试 单线接地线电阻的测量(cling)墙壁接地端钮间的导通测量(cling)第五十四页，共56页。墙壁(qingb)接地端钮的简易实验法第五十五页，共56页。电气系统的检验(jinyn)第五十六页，共56页。