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醫(yī)療IT系統(tǒng)在手術(shù)室的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間: 2022-08-02  點(diǎn)擊次數(shù): 515次

王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的提高,我國(guó)的醫(yī)療條件也在不斷的進(jìn)步。人們對(duì)健康的重視程度也不斷提高,醫(yī)療條件也需要更進(jìn)一步的改善,本文結(jié)合國(guó)標(biāo)圖集19D706-2《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝》,對(duì)手術(shù)部、手術(shù)室的定義及設(shè)計(jì)中需參考的規(guī)范進(jìn)行梳理,對(duì)手術(shù)室供配電系統(tǒng)中的IT系統(tǒng)設(shè)計(jì)及難點(diǎn)問題進(jìn)行分析,探討了醫(yī)療IT系統(tǒng)在手術(shù)部供配電間的作用。

【關(guān)鍵詞】關(guān)鍵詞:手術(shù)部配電;IT 系統(tǒng);

0前言 

醫(yī)院的手術(shù)室是重要的區(qū)域,手術(shù)室的環(huán)境對(duì)手術(shù)的質(zhì)量有重要的影響,因此,必須優(yōu)化手術(shù)室的設(shè)計(jì),為手術(shù)工作提供更有利的環(huán)境條件。在設(shè)計(jì)的過程中,要注意配電方案的合理性,滿足手術(shù)的用電需求,同時(shí)要提高配電系統(tǒng)的安全性。

1 醫(yī)院手術(shù)室合理供配電的重要性

隨著醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展,各種先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備和技術(shù)被廣泛應(yīng)用到手術(shù)治療中,為患者提供了更高水平的醫(yī)療條件,提高了醫(yī)療效果。各種醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行都離不開電力的支持,而且一些設(shè)備對(duì)供電的要求也比較苛刻,這就需要對(duì)醫(yī)院手術(shù)室的配電系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化,保證設(shè)備的正常運(yùn)行,為患者的安全和治療效果提供必要的保障。另外,手術(shù)室對(duì)環(huán)境的要求十分嚴(yán)格,要合理設(shè)計(jì)供配電線路以及供電設(shè)備的安裝位置,從而防止安裝檢修工作給手術(shù)室?guī)砑?xì)菌污染。另外,手術(shù)室內(nèi)的照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)對(duì)供電也有一定的要求,因此,要優(yōu)化供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),合理的供電,保證手術(shù)工作的正常進(jìn)行,促進(jìn)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。

供配電是手術(shù)室的重要組成部分,新編綜合醫(yī)院設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,手術(shù)室屬于2類場(chǎng)所,即:需要與患者體內(nèi)(心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作場(chǎng)所。故障情況下斷電自動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間應(yīng)≤0.5 s,即停電時(shí)間t≤0.5 s。綜合醫(yī)院一般都配置手術(shù)部,數(shù)量從幾間至幾十間不等,而且發(fā)展的趨勢(shì)越來越大。加之醫(yī)院中存在大量的其他重要負(fù)荷,如急診處置搶救、危重監(jiān)護(hù)病房DSA、血液透析、產(chǎn)房及消防報(bào)警和滅火設(shè)備等,所以對(duì)電的需求量很大,絕大部分手術(shù)又是不可逆的,如果在手術(shù)過程中出現(xiàn)停電或是跳閘的現(xiàn)象,后果不堪設(shè)想,因此手術(shù)部的供配電必須可靠、安全。

 

2 醫(yī)院手術(shù)室的供配電設(shè)計(jì)

在醫(yī)院手術(shù)室中,用電可靠性是非常重要的。手術(shù)中的照明以及相關(guān)工作都需要用電。首先,在設(shè)計(jì)中應(yīng)該采用雙路供電源,還要設(shè)置備用電源,保證電源能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)切換,并要為醫(yī)院配備供電專線,保證電力資源能夠源源不斷的輸送到手術(shù)室內(nèi),避免因停電或電網(wǎng)的意外受損而造成停電的現(xiàn)象,影響手術(shù)工作。為了滿足手術(shù)室的用電要求,需要選用IT系統(tǒng)和TN-S 系統(tǒng)。其次,手術(shù)室對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求是非常高的,為了避免外界的細(xì)菌和病毒進(jìn)入手術(shù)室造成交叉感染,手術(shù)室的總配電柜要設(shè)置在遠(yuǎn)離人群活動(dòng)的區(qū)域。第三,手術(shù)室的線路需要與其他房間分離開,每個(gè)手術(shù)室的干線都要單獨(dú)設(shè)置,配備一個(gè)專用

的配電箱。配電箱不能設(shè)置在手術(shù)室內(nèi),否則不便于檢修。工作人員進(jìn)入手術(shù)室內(nèi)檢修會(huì)帶入外界的細(xì)菌以及其他污染物質(zhì),因此,配電箱要安置在手術(shù)室外的墻體內(nèi)。在設(shè)計(jì)的過程中,要注意手術(shù)室的配電總負(fù)荷的設(shè)計(jì),不能小于 8kVA。手術(shù)室的用電安全也是十分重要的。為了提高安全性,應(yīng)配置漏電檢測(cè)報(bào)警裝置,在檢測(cè)出漏電現(xiàn)象時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)。第三,手術(shù)室內(nèi)的每面墻上都應(yīng)該安裝 3 個(gè)以上的插座箱,并在插座箱上安裝接地端子,保證接地電阻不超過 1Ω,從而保證醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行。如果要在地面安裝插座,必須要做好防水措施。第四,手術(shù)室內(nèi)的配電管線材質(zhì)選擇要慎重,穿過樓板和墻體的管線部位要加設(shè)套管,并用不可燃的燃料進(jìn)行密封。電線管進(jìn)入手術(shù)室的管口也要用不可燃的材料封閉。為了防治意外火災(zāi)的發(fā)生給電路造成損壞,破壞絕緣造成短路,可以應(yīng)用礦物絕緣電纜。另外,手術(shù)室內(nèi)的管線不應(yīng)裸露在表面。

3 IT 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1何處設(shè)置

根據(jù) JGJ 312-2013 第 5. 4. 4 條:2 類醫(yī)療場(chǎng)所除手術(shù)臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、X 射線設(shè)備、額定容量超過 5 kVA的設(shè)備、非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備外,用于維持生命、外科手術(shù)、重癥患者的實(shí)時(shí)監(jiān)控和其他位于患者區(qū)域的醫(yī)療電氣設(shè)備及系統(tǒng)的回路,均應(yīng)采用醫(yī)療場(chǎng)所局部 IT系統(tǒng)供電。

3. 2 患者區(qū)域

在醫(yī)院的 2 類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)離手術(shù)臺(tái)周邊水平距離 1. 5 m,高度為 2. 5 m 內(nèi)的區(qū)域被稱為“患者區(qū)域",如圖1所示。根據(jù) IT 系統(tǒng)設(shè)置要求及“患者區(qū)域"的示意圖可知,手術(shù)室內(nèi)的吊塔、治療用電插座箱 、無(wú)影燈應(yīng)納入IT系 統(tǒng)供電。手術(shù)室照明、中央情報(bào)面板等與“微電擊"無(wú)關(guān),可不納入IT 系統(tǒng)供電,但為保證其供電連續(xù)性,建議納入U(xiǎn)PS 供電。

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1 “患者區(qū)域"示意圖

3.3 接地故障分析

IT 系統(tǒng)電源端不做系統(tǒng)接地,只做保護(hù)接地。其接地故障示意圖,如圖 2 所示。通過隔離變壓器二次回路導(dǎo)體不接地,電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接到電氣裝置的 PE 線上,并設(shè)置輔助等電位聯(lián)結(jié)。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí),故障電流僅為流過自隔離變壓器到手術(shù)設(shè)備之間一小段非故障線段極小的對(duì)地電容電流,不大于 50 μA。因此故障時(shí)可以不切斷電源,使電氣設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行,并可通過絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出報(bào)警并及時(shí)消除故障,大大提高了系統(tǒng)供電的可靠性。醫(yī)用IT系統(tǒng)需與絕緣故障監(jiān)測(cè)裝置配合使用,當(dāng)絕緣電阻值降至50kΩ時(shí)發(fā)出報(bào)警,聲光報(bào)警裝置設(shè)置在護(hù)士站等便于永/久性監(jiān)視的場(chǎng)所。第一次接地故障時(shí),IT系統(tǒng)實(shí)際變成了TN系統(tǒng)運(yùn)行,不切斷電源。但是如果不及時(shí)排除故障,當(dāng)發(fā)生第二次接地故障時(shí),相當(dāng)于TN系統(tǒng)接地短路,斷路器動(dòng)作。

采用醫(yī)用 IT 系統(tǒng),電氣設(shè)備的正常泄漏電流值小于 10 μA,發(fā)生第一個(gè)接地故障時(shí),故障電流值小于 50 μA,不會(huì)對(duì)手術(shù)患者產(chǎn)生“微電擊";同時(shí),發(fā)生第一個(gè)接地故障時(shí),絕緣監(jiān)測(cè)裝置僅發(fā)出報(bào)警并不切斷電源,可充分保證生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備持續(xù)供電,從而保證手術(shù)室的用電安全。

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2  IT 系統(tǒng)接地故障示意圖

4 安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)介紹

安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)主要應(yīng)用于諸如手術(shù)室、ICU/CCU重癥監(jiān)護(hù)室等重要的醫(yī)療2類場(chǎng)所,為這些場(chǎng)所的重要設(shè)備提供安全、可靠、連續(xù)的配電。醫(yī)用絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位裝置是安科瑞電氣集多年電力儀表行業(yè)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)醫(yī)療2類場(chǎng)所對(duì)配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)和故障定位的特殊要求而開發(fā)的。產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)IT系統(tǒng)的絕緣、負(fù)載和隔離變壓器溫度等狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并具有系統(tǒng)絕緣故障回路定位和多套系統(tǒng)集中監(jiān)控等功能。產(chǎn)品符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q31/0114000129C013-2016 《IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)儀》的規(guī)定。

醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位產(chǎn)品(七件套)包括AITR系列醫(yī)用隔離變壓器、AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測(cè)儀、AKH-0.66P26電流互感器、AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀、ASG150測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、HDR-60-24電源模塊和AID150集中報(bào)警與顯示儀等,產(chǎn)品如表1所示。

1 醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位產(chǎn)品

名稱及型號(hào)

產(chǎn)品圖片

說明

AITR系列醫(yī)用隔離變壓器

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AITR系列隔離變壓器專用于醫(yī)療IT系統(tǒng),鐵芯采用日本進(jìn)口的硅鋼片疊加而成,損耗很小。繞組間采用了雙重絕緣處理,并設(shè)有靜電屏蔽層,減少了繞組間的電磁干擾。線包內(nèi)安裝了PT100溫度傳感器,用于監(jiān)測(cè)變壓器溫度。整體采用真空浸漆處理,增加了機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性。產(chǎn)品具有很好的溫升性能和很低的噪聲。

AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測(cè)儀

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AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測(cè)儀采用先進(jìn)的微控制器技術(shù),集成度高,體積小巧,安裝方便,集智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化于一身,是手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等醫(yī)療2類場(chǎng)所隔離電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)的理想選擇。

AKH-0.66P26電流互感器

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AKH-0.66P26型電流互感器是與AIM-M200絕緣監(jiān)測(cè)儀配套使用的保護(hù)型電流互感器,最大可測(cè)電流為60A,變比是2000:1,電流互感器采用螺絲直接固定的方式裝于機(jī)柜內(nèi)部,二次側(cè)通過接線柱引出,安裝和使用方便。

AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀

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AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀采用高靈敏度互感器配合高精度的信號(hào)檢測(cè)電路,檢測(cè)ASG150測(cè)試信號(hào)發(fā)生器注入系統(tǒng)中的信號(hào),準(zhǔn)確定位絕緣故障所在的回路。其中AIL150-4絕緣故障定位儀能定位4個(gè)回路的絕緣故障,AIL150-8絕緣故障定位儀能定位8個(gè)回路的絕緣故障。

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ASG150測(cè)試信號(hào)發(fā)生器

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ASG150測(cè)試信號(hào)發(fā)生器采用32位微處理器芯片和高精度的信號(hào)產(chǎn)生電路,實(shí)現(xiàn)特定測(cè)試信號(hào)的產(chǎn)生。當(dāng)被監(jiān)測(cè)的IT系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí),能及時(shí)啟動(dòng)并產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),配合絕緣故障定位儀實(shí)現(xiàn)絕緣故障定位。

HDR-60-24電源模塊

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HDR-60-24直流穩(wěn)壓電源可同時(shí)為AIM-M200醫(yī)用智能絕緣監(jiān)測(cè)儀、ASG150測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、AIL150系列絕緣故障定位儀和AID150集中報(bào)警與顯示儀等儀表提供直流24V電源。該電源功率大、電壓輸出穩(wěn)定、安裝方便,可滿足上述儀表的供電要求,是推薦的電源產(chǎn)品。

AID150集中報(bào)警與顯示儀

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AID150集中報(bào)警與顯示儀采用LCD液晶顯示,采用RS485通訊接口與AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息交換,可實(shí)時(shí)監(jiān)控多路AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)。

 

5 系統(tǒng)應(yīng)用方案

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6結(jié)語(yǔ)

手術(shù)室供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同于一般場(chǎng)所的設(shè)計(jì)要配電系統(tǒng)復(fù)雜,對(duì)電源安全性、可靠性要求更高,需要電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)國(guó)家相關(guān)規(guī)范及 IEC 標(biāo)準(zhǔn)有透徹的理解,更需要大家不斷學(xué)習(xí)、交流、探討,更新知識(shí),了解最新產(chǎn)品及技術(shù)的發(fā)展,為醫(yī)院提供優(yōu)質(zhì)的手術(shù)室供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),更好地保障廣大患者的生命安全。

參考文獻(xiàn)

[1].建筑物電氣裝置第 7-710 部分:特殊裝置或場(chǎng)所的要求—醫(yī)療場(chǎng)所 GB 16895.24-2005

[2].民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ 16-2016

[3].醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范 GB 50333-2013

[4].綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 51039-2014


 


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