浅谈医疗IT系统的应用

2013-07-07邢林杰

机电信息 2013年6期

关键词：绝缘手术室电气

邢林杰

（上海德明医用设备工程有限公司，上海 200120）

0 引言

目前，我国医院手术室等重要场合一般都设置了隔离电源系统，医疗IT隔离电源系统为病人的安全提供了可靠保障。笔者结合工程实例，详细介绍了医疗IT系统的安装细节和工程中的注意事项。

图1 电气隔离系统示意图

1 医疗IT系统的组成及其重要性

医疗IT系统又称隔离电源系统，主要由隔离变压器、绝缘监视仪以及外接报警和显示设备3部分组成。GB16895.24—2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所》中规定：“在医疗领域2类医疗场所内，用于维持生命的、外科手术的和其他位于“患者区域”内的医疗电气设备和系统的供电回路应配置医疗IT系统。”

医疗IT系统由于其电源侧没有工作接地或经过高阻抗接地，同时对电气设备进行接地保护，因此供电可靠性高、安全性好。IT系统电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，因此可以避免电击等电气事故，同时不足以使回路保护电器动作切断电源，保证供电的不间断，所以比电源中性点接地的系统更加安全、可靠。医疗IT系统一般用于不允许停电的场所或者要求连续供电的地方，医院的手术室、ICU和早产儿监护室等二类场所必须采用医疗IT系统。

图2 医疗IT系统供手术室用电示意图

2 医疗IT系统工作原理

由于医疗IT系统中隔离变压器两侧只是通过磁路联系，没有直接的电气联系，因此符合电气隔离的条件。电气隔离系统示意图如图1所示，医疗IT系统供手术室用电如图2所示。

正常工作时，隔离变压器二次侧绕组中地电位点在绕组中点，故2根导线对地电位相等且相位相反，其泄露电流互为回路流通，只有一小部分通过手术台；而接地故障时，故障电流也仅为线路对地电容电流，其值可通过人为控制限制在50μA以下。为了进一步减少电位差和故障电流，手术室内还须作局部等电位联结。由图2可知，有了局部等电位联结后，接地故障发生时的电位差仅为一小段辅助等电位联结PE线（从设备外壳至局部等电位联结端子板LEB）上的电压降，故障电流为一小段非故障带电导体的对地电容电流，这样能进一步满足故障泄露电流不超过50μA的要求。

对于医疗IT系统，还应装设绝缘监察装置，如图3所示。如果在做心脏手术过程中发生绝缘破坏故障，绝缘监视仪应发出声光信号。由于故障电流极小，并不危及病人安全，手术可继续进行，医务人员只需取消声信号而保留光信号，待手术结束后才由电气人员排除故障，以便下一次手术照常进行。IEC标准规定，绝缘监视仪的内阻不应小于100kΩ，试验电压不应大于25 V，试验电流不应大于1 mA，当对地绝缘电阻小于50Ω时，它应发出光信号。

图3 绝缘监察装置示意图

3 医疗IT系统应用现状及矛盾

从设计角度来说，满足国家规范以及相关技术标准，配置医疗IT系统是基本原则，但医院净化区域一般分包给各净化工程专业公司，各净化公司在深化设计时一般遵循GB50333—2002《医院洁净手术部建筑技术规范》。针对手术室项目，GB50333—2002《医院洁净手术部建筑技术规范》8.3.4节中第2条明确提出：“心脏外科手术室必须设置有隔离变压器的功能性接地系统。”这样一来，出于竞标目的或者成本方面的考虑，不少设计人员就会只为心脏外科手术室或者比较重要的Ⅰ级手术室配置医疗IT系统，而其他级别手术室或者不重要的手术室则不进行配置，有的设计人员甚至不考虑ICU等二类医疗场所医疗IT系统的设计，毕竟一套医疗IT系统价格不菲，对竞标价格和成本影响很大。有的医院业主缺乏医疗IT系统相关知识，在进行招标时，也不考虑医疗IT系统。综合各种复杂的原因，最后完工的不具备医疗IT系统的手术室，势必存在安全隐患，对患者的安全也产生威胁。

4 医疗IT系统在实际工程中的应用

现结合工程实例详细介绍医疗IT系统在手术室中的应用。

4.1 工程概况

某Ⅰ级手术室，用电负载有照明、插座箱、中央情报控制面板、吊塔等，接入医疗IT系统的负载为单相插座箱、手术室吊塔等回路。

4.2 配置说明及系统特点

该项目医疗IT系统采用德国本德尔医用隔离电源系统，系统的基本配置包括ES710型单相隔离变压器、IR427型绝缘监视仪、MK7CN型外接报警测试仪、STW2型电流互感器以及其他辅助配件。

ES710型隔离变压器绕组之间完全电隔离，为了更大限度地减少电磁干扰，在变压器的初级和次级绕组之间增加了静电屏蔽层，并将该屏蔽层连接到一个独立的接线端子，以便于等电位联结。由于环境温度超过40℃将会降低变压器的额定功率，因此变压器内部安装了PTC温度传感器，对变压器绕组进行超温保护。

STW2型电流互感器是专门应用于医疗场所隔离电源监视的测量电流互感器，其功能在于将负载电流转换成可以被评估设备评估的信号。

IR427型绝缘监视仪监视交流电压70～264 V的医疗IT系统中的对地绝缘电阻Rf，监视IT系统变压器的负载电流以及绕组温度。该绝缘监视仪不要求另供电电源，允许的最大系统漏电容Ce可达5 μF。在标准工作状态，IR427自带的显示屏显示系统对地绝缘阻值的当前测量值，这些报警信息也可通过总线显示在外接报警显示和测试仪MK7CN上。

4.3 注意事项

（1）安装过程中，隔离变压器次级接线端子不能接地；（2）人体不能同时触及次级两端，否则就有触电的危险；（3）必须保证隔离变压器周围自由的空气流动，控制温度；（4）不能将电流互感器安装在接近强磁场的位置，必须注意将电流互感器的初级导线垂直穿过电流互感器；（5）当多个医疗IT系统由一个总配电箱供电时，要考虑三相平衡，隔离变压器进线保护采用只带短路保护不带过负荷保护的单磁式断路器。隔离变压器输出负载端最好设置一检修用隔离开关。