議醫療設備接地不當的危害及正確的接地做法

何 靜 / 丁宗臣 （中國建筑設計研究院機電院，北京 100044）

前言

近年來，我國醫院建設飛速發展，在建筑外觀和功能布局上已達到國際先進水平。但醫院的內部結構、運營管理以及機電設施方面，卻落后于發達國家，在醫療設備的接地問題上尤為突出。而且在已經安裝好醫療設備的場所，如機房或病房等處，常出現使用者擅自將設備的三線插座、插頭改為二線插座、插頭，將專用接地端子閑置、或不連接地線等違規的現象。

醫療設備的接地做法混亂，并非偶然現象，它的出現存在一定的客觀原因。首先，醫療設備的種類繁多，并不斷更新換代，建筑電氣設計人員對各種設備的接地要求的了解主要依賴于設備產品說明或供應商技術人員的介紹。而設備的供貨往往滯后于建筑設計，在建筑設計階段醫療設備的技術資料往往比較缺乏或不準確，建設期間仍未得到相對準確的設計及安裝要求，因此接地問題也常常被忽視。其次，醫療設備安裝過程中，施工人員對醫療設備的接地問題有時重視不夠，沒有預留預埋足夠的接地條件，使工程建設先天不足，導致接地做法不標準、不正確，甚至應接地的設備未接地等問題。

設計中，如果接地做法不當，會導致以下的不良后果：

1) 患者受到醫療設備的電擊

醫療設備對人體的電擊分為“宏電擊”和“微電擊”。宏電擊：當電源與人體接觸時，人體相當于一個等效電阻，形成回路，將有一定量的電流流經人體。此時人體受到的電擊稱為“宏電擊”。

當電源相線（俗稱火線）包覆的絕緣物被破壞或被擊穿而使相線碰觸設備的機殼，使機殼帶電。若機殼未與地線相連，人體接觸該外殼時會遭到宏電擊，見圖1。

圖1 人體遭受宏電擊示意圖

宏電擊造成危險的電流強度大于10mA或遠大于10mA，大多是由設備或供電線路的絕緣損壞等原因造成的。避免宏電擊發生的措施之一，是通過剩余電流保護斷路器來及時切斷故障電路，以保障人身安全。

微電擊則是由于插入人體內部的電子醫療器械產生的泄露電流及病人所處的非等電位環境。微電擊的安全極限一般是10μA。因此，凡是直接用于有可能通過心臟電流的醫用電子儀器，其漏電流不能超過10μA，否則可能造成危險。微電擊電壓很低，電流可能很微小，但是由于患者在治療過程中身體狀態虛弱或者治療的部位特殊，造成危險的電流強度只是強電擊的千分之幾或更小，因此微電擊很容易導致醫療事故的發生。為免遭微電擊的發生，首先是將病人與所有接地物體和所有電源絕緣；二是將病人所能接觸到的包含各種醫療器械在內的導電部分表面都保持同一電位（即等電位聯結），等電位聯結能有效地避免微電擊的傷害。總之，良好的接地系統是免遭微電擊的最行之有效的措施之一。

2） 醫用電子儀器不能正常工作甚至因漏電而損毀

醫用電子儀器系統中的接地主要有兩類：一類是安全接地，也稱為保護接地；另一類是工作接地，即為信號電壓設立基準電位。當這兩類的接地電阻不符合要求時，會導致人身受傷害或儀器無法正常使用，還可能使電子元器件被擊穿而損毀。

如CT機：由于CT的所有附屬設備都是采用網絡連接，不同設備的網口之間如果出現電位差，就會造成網絡接口的損壞，并且威脅到主機的電路板。同理，B超、X線機的情況也如此。

在工程設計期間，為避免出現醫療設備接地不當的問題，設計者可按不同的醫療場所、不同醫療器械對接地的不同要求，為其預留好相應的接地條件，這樣能為醫療器械安裝階段實施正確的接地做法提供一個良好的基礎。

1) 不同的醫療場所

醫療場所按使用接觸部件的部位及場所，分為0、1、2 三類。

(1) 2類場所：接觸部件用于諸如心內診療術、手術室以及斷電將危及生命的重要治療的醫療場所。

二類場所對接地的要求最為嚴格。以手術室為例，根據《潔凈手術部建筑技術規范》的要求，潔凈手術室內均應設置安全保護接地系統和等電位聯結系統，所有醫療儀器均應采用專用接地線。其中，心臟外科手術室必須設置有隔離功能的接地系統，即設置隔離變壓器，并采用局部醫用 IT 系統供電。手術室內設計等電位端子箱，將手術室電源箱的PE線、建筑物鋼筋以及手術臺、水管、氧氣管、其他醫療機械等的外露金屬部分與等電位端子箱可靠連接，連接示意見圖2。

圖2 潔凈手術室等電位聯結示意圖

(2) 1類場所：接觸部件接觸軀體外部的場所（如門診治療室、嬰兒室）以及接觸部件侵入軀體的任何部分的場所（如血液透析室、內窺鏡室），但不含2類場所。

此類場所內宜預留專用接地端子箱，將房間內所有插座的PE線以及外露金屬部件做等電位連接。并在端子箱內預留出足夠的接地端子以備房間內多種醫療器械接地使用。

(3) 0類場所：為不使用接觸部件的醫療場所，如按摩室、診室、護士站等。

此類場所內不設置固定大型的電子醫療設備，常用移動式醫療器械，配電系統采用TN-S接地型式，設備外殼接配電系統的PE線，無需設專用的接地端子。

2) 不同的醫療器械

根據使用過程中對人體產生損傷的可能性、對醫療效果的影響，醫療器械使用狀況可分為接觸或進入人體器械和非接觸人體器械，具體可分為：

(1) 接觸或進入人體的器械

(a) 使用時限分為：暫時使用；短期使用；長期使用。

(b) 接觸人體的部位分為：皮膚或腔道；創傷或體內組織；血液循環系統或中樞神經系統。

器械部位接觸血液循環系統或中樞神經系統的治療過程，一般在手術室內完成，器械接地可直接采用手術室專用的接地端子。其他短期使用的接觸皮膚和腔道的器械，可根據使用場所類別，采用相應的接地保護措施。

(2) 非接觸人體器械

非接觸人體的帶有金屬外殼的醫療器械，一般不需要在房間內預留專用接地端子箱，采用TN-S系統保護即可。但大型設備如CT、B超、X線機等貴重機器，在其控制室內設置專門的接地端子箱以滿足設備的工作接地要求及保護設備和人身的安全。

(3) 多臺儀器接地

多臺設備并用時，不當的接地方式有三種，見圖3、圖4。

(a)分別單獨接地：如果各臺儀器接地電阻不同及泄漏電流不同，在患者身上會通過電流，見圖3（a）、圖4；

(b)共用一條接地線：如果有大電流接地，且接地公共線太長，將會產生微電擊，見圖3（b）；

(c)兩種方法并用：將會產生上述兩種危害，見圖3（c）；

圖3 多臺設備的不恰當的接地方式

圖4 多臺設備分別接地示意圖及等效電路圖

正確接地方式是：采用一點接地，見圖5：

圖5 多臺設備一點接地示意及等效電路圖

只有這種方式的接地做法，才能夠保證患者在同時使用多臺儀器設備治療時，不會因儀器間的電位差而被電擊，保證治療或手術過程中的安全。

結束語

綜上所述，醫療場所內的接地問題關系到醫患人員及精密醫療設備的安全，是醫院建筑設計中不可忽視的一個方面。有了完備的接地條件，醫療設備才能夠在保證安全的前提下為患者提供高質量的服務。本文為筆者一些淺見，希望能為設計領域的同行們提供幾點參考，如有錯誤之處，敬請批評指正。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范[S]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2008.

[2] 中華人民共和國衛生部. GB 50333-2002醫院潔凈手術部建筑技術規范[S]. 北京: 中國計劃出版社,2002.