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医疗IT系统在手术室的应用

发布时间: 2022-08-02  点击次数: 30次

王晶晶

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

【摘要】随着经济和科技水平的提高,我国的医疗条件也在不断的进步。人们对健康的重视程度也不断提高,医疗条件也需要更进一步的改善,本文结合国标图集19D706-2《医疗建筑电气设计与安装》,对手术部、手术室的定义及设计中需参考的规范进行梳理,对手术室供配电系统中的IT系统设计及难点问题进行分析,探讨了医疗IT系统在手术部供配电间的作用。

【关键词】关键词:手术部配电IT 系统

0前言 

医院的手术室是重要的区域,手术室的环境对手术的质量有重要的影响,因此,必须优化手术室的设计,为手术工作提供更有利的环境条件。在设计的过程中,要注意配电方案的合理性,满足手术的用电需求,同时要提高配电系统的安全性。

1 医院手术室合理供配电的重要性

随着医疗事业的发展,各种先进的医疗设备和技术被广泛应用到手术治疗中,为患者提供了更高水平的医疗条件,提高了医疗效果。各种医疗设备的运行都离不开电力的支持,而且一些设备对供电的要求也比较苛刻,这就需要对医院手术室的配电系统进行合理的优化,保证设备的正常运行,为患者的安全和治疗效果提供必要的保障。另外,手术室对环境的要求十分严格,要合理设计供配电线路以及供电设备的安装位置,从而防止安装检修工作给手术室带来细菌污染。另外,手术室内的照明系统、空调系统对供电也有一定的要求,因此,要优化供配电系统的设计,合理的供电,保证手术工作的正常进行,促进医疗事业的发展。

供配电是手术室的重要组成部分,新编综合医院设计规范规定,手术室属于2类场所,即:需要与患者体内(心脏或接近心脏部位)接触以及电源中断危及患者生命的电气装置工作场所故障情况下断电自动恢复的时间应≤0.5 s,即停电时间t≤0.5 s。综合医院一般都配置手术部,数量从几间至几十间不等,而且发展的趋势越来越大加之医院中存在大量的其他重要负荷,如急诊处置抢救危重监护病房DSA、血液透析产房及消防报警和灭火设备等,所以对电的需求量很大,绝大部分手术又是不可逆的,如果在手术过程中出现停电或是跳闸的现象,后果不堪设想,因此手术部的供配电必须可靠安全。

 

2 医院手术室的供配电设计

在医院手术室中,用电可靠性是非常重要的。手术中的照明以及相关工作都需要用电。首先,在设计中应该采用双路供电源,还要设置备用电源,保证电源能够在短时间内进行自动切换,并要为医院配备供电专线,保证电力资源能够源源不断的输送到手术室内,避免因停电或电网的意外受损而造成停电的现象,影响手术工作。为了满足手术室的用电要求,需要选用IT系统和TN-S 系统。其次,手术室对环境质量的要求是非常高的,为了避免外界的细菌和病毒进入手术室造成交叉感染,手术室的总配电柜要设置在远离人群活动的区域。第三,手术室的线路需要与其他房间分离开,每个手术室的干线都要单独设置,配备一个专用

的配电箱。配电箱不能设置在手术室内,否则不便于检修。工作人员进入手术室内检修会带入外界的细菌以及其他污染物质,因此,配电箱要安置在手术室外的墙体内。在设计的过程中,要注意手术室的配电总负荷的设计,不能小于 8kVA。手术室的用电安全也是十分重要的。为了提高安全性,应配置漏电检测报警装置,在检测出漏电现象时能够发出警报。第三,手术室内的每面墙上都应该安装 3 个以上的插座箱,并在插座箱上安装接地端子,保证接地电阻不超过 1Ω,从而保证医疗设备的正常运行。如果要在地面安装插座,必须要做好防水措施。第四,手术室内的配电管线材质选择要慎重,穿过楼板和墙体的管线部位要加设套管,并用不可燃的燃料进行密封。电线管进入手术室的管口也要用不可燃的材料封闭。为了防治意外火灾的发生给电路造成损坏,破坏绝缘造成短路,可以应用矿物绝缘电缆。另外,手术室内的管线不应裸露在表面。

3 IT 系统设计要点

3.1何处设置

根据 JGJ 312-2013 第 5. 4. 4 条:2 类医疗场所除手术台驱动机构、X 射线设备、额定容量超过 5 kVA的设备、非生命支持系统的电气设备外,用于维持生命、外科手术、重症患者的实时监控和其他位于患者区域的医疗电气设备及系统的回路,均应采用医疗场所局部 IT系统供电。

3. 2 患者区域

在医院的 2 类医疗场所内离手术台周边水平距离 1. 5 m,高度为 2. 5 m 内的区域被称为“患者区域",如图1所示。根据 IT 系统设置要求及“患者区域"的示意图可知,手术室内的吊塔、治疗用电插座箱 、无影灯应纳入IT系 统供电。手术室照明、中央情报面板等与“微电击"无关,可不纳入IT 系统供电,但为保证其供电连续性,建议纳入UPS 供电。

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1 “患者区域"示意图

3.3 接地故障分析

IT 系统电源端不做系统接地,只做保护接地。其接地故障示意图,如图 2 所示。通过隔离变压器二次回路导体不接地,电气设备外露可导电部分接到电气装置的 PE 线上,并设置辅助等电位联结。当出现接地故障时,故障电流仅为流过自隔离变压器到手术设备之间一小段非故障线段极小的对地电容电流,不大于 50 μA。因此故障时可以不切断电源,使电气设备继续运行,并可通过绝缘监测装置发出报警并及时消除故障,大大提高了系统供电的可靠性。医用IT系统需与绝缘故障监测装置配合使用,当绝缘电阻值降至50kΩ时发出报警,声光报警装置设置在护士站等便于永/久性监视的场所。第一次接地故障时,IT系统实际变成了TN系统运行,不切断电源。但是如果不及时排除故障,当发生第二次接地故障时,相当于TN系统接地短路,断路器动作。

采用医用 IT 系统,电气设备的正常泄漏电流值小于 10 μA,发生第一个接地故障时,故障电流值小于 50 μA,不会对手术患者产生“微电击";同时,发生第一个接地故障时,绝缘监测装置仅发出报警并不切断电源,可充分保证生命支持系统的电气设备持续供电,从而保证手术室的用电安全。

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2  IT 系统接地故障示意图

4 安科瑞医用IT系统介绍

安科瑞医用IT系统主要应用于诸如手术室、ICU/CCU重症监护室等重要的医疗2类场所,为这些场所的重要设备提供安全、可靠、连续的配电。医用绝缘监测及故障定位装置是安科瑞电气集多年电力仪表行业的设计经验,根据医疗2类场所对配电系统绝缘监测和故障定位的特殊要求而开发的。产品可实现IT系统的绝缘、负载和隔离变压器温度等状况的实时监测,并具有系统绝缘故障回路定位和多套系统集中监控等功能。产品符合企业标准Q31/0114000129C013-2016 《IT系统绝缘监测仪》的规定。

医用IT系统绝缘监测及故障定位产品(七件套)包括AITR系列医用隔离变压器、AIM-M200医疗智能绝缘监测仪、AKH-0.66P26电流互感器、AIL150-4/AIL150-8绝缘故障定位仪、ASG150测试信号发生器、HDR-60-24电源模块和AID150集中报警与显示仪等,产品如表1所示。

1 医用IT系统绝缘监测及故障定位产品

名称及型号

产品图片

说明

AITR系列医用隔离变压器

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AITR系列隔离变压器专用于医疗IT系统,铁芯采用日本进口的硅钢片叠加而成,损耗很小。绕组间采用了双重绝缘处理,并设有静电屏蔽层,减少了绕组间的电磁干扰。线包内安装了PT100温度传感器,用于监测变压器温度。整体采用真空浸漆处理,增加了机械强度和抗腐蚀性。产品具有很好的温升性能和很低的噪声。

AIM-M200医疗智能绝缘监测仪

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AIM-M200医疗智能绝缘监测仪采用先进的微控制器技术,集成度高,体积小巧,安装方便,集智能化、数字化、网络化于一身,是手术室、重症监护室等医疗2类场所隔离电源系统绝缘监测的理想选择。

AKH-0.66P26电流互感器

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AKH-0.66P26型电流互感器是与AIM-M200绝缘监测仪配套使用的保护型电流互感器,最大可测电流为60A,变比是2000:1,电流互感器采用螺丝直接固定的方式装于机柜内部,二次侧通过接线柱引出,安装和使用方便。

AIL150-4/AIL150-8绝缘故障定位仪

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AIL150-4/AIL150-8绝缘故障定位仪采用高灵敏度互感器配合高精度的信号检测电路,检测ASG150测试信号发生器注入系统中的信号,准确定位绝缘故障所在的回路。其中AIL150-4绝缘故障定位仪能定位4个回路的绝缘故障,AIL150-8绝缘故障定位仪能定位8个回路的绝缘故障。

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ASG150测试信号发生器

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ASG150测试信号发生器采用32位微处理器芯片和高精度的信号产生电路,实现特定测试信号的产生。当被监测的IT系统出现绝缘故障时,能及时启动并产生测试信号,配合绝缘故障定位仪实现绝缘故障定位。

HDR-60-24电源模块

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HDR-60-24直流稳压电源可同时为AIM-M200医用智能绝缘监测仪、ASG150测试信号发生器、AIL150系列绝缘故障定位仪和AID150集中报警与显示仪等仪表提供直流24V电源。该电源功率大、电压输出稳定、安装方便,可满足上述仪表的供电要求,是推荐的电源产品。

AID150集中报警与显示仪

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AID150集中报警与显示仪采用LCD液晶显示,采用RS485通讯接口与AIM-M200医疗智能绝缘监测仪实现数据信息交换,可实时监控多路AIM-M200医疗智能绝缘监测仪的数据。

 

5 系统应用方案

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6结语

手术室供配电系统设计不同于一般场所的设计要配电系统复杂,对电源安全性、可靠性要求更高,需要电气设计人员对国家相关规范及 IEC 标准有透彻的理解,更需要大家不断学习、交流、探讨,更新知识,了解最新产品及技术的发展,为医院提供优质的手术室供配电系统设计,更好地保障广大患者的生命安全。

参考文献

[1].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 GB 16895.24-2005

[2].民用建筑电气设计规范 JGJ 16-2016

[3].医院洁净手术部建筑技术规范 GB 50333-2013

[4].综合医院建筑设计规范 GB 51039-2014


 


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