淺談醫療IT系統的應用

邢林杰

（上海德明醫用設備工程有限公司，上海 200120）

0 引言

目前，我國醫院手術室等重要場合一般都設置了隔離電源系統，醫療IT隔離電源系統為病人的安全提供了可靠保障。筆者結合工程實例，詳細介紹了醫療IT系統的安裝細節和工程中的注意事項。

圖1 電氣隔離系統示意圖

1 醫療IT系統的組成及其重要性

醫療IT系統又稱隔離電源系統，主要由隔離變壓器、絕緣監視儀以及外接報警和顯示設備3部分組成。GB16895.24—2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求醫療場所》中規定：“在醫療領域2類醫療場所內，用于維持生命的、外科手術的和其他位于“患者區域”內的醫療電氣設備和系統的供電回路應配置醫療IT系統。”

醫療IT系統由于其電源側沒有工作接地或經過高阻抗接地，同時對電氣設備進行接地保護，因此供電可靠性高、安全性好。IT系統電源中性點不接地，一旦設備漏電，單相對地漏電電流很小，不會破壞電源電壓的平衡，因此可以避免電擊等電氣事故，同時不足以使回路保護電器動作切斷電源，保證供電的不間斷，所以比電源中性點接地的系統更加安全、可靠。醫療IT系統一般用于不允許停電的場所或者要求連續供電的地方，醫院的手術室、ICU和早產兒監護室等二類場所必須采用醫療IT系統。

圖2 醫療IT系統供手術室用電示意圖

2 醫療IT系統工作原理

由于醫療IT系統中隔離變壓器兩側只是通過磁路聯系，沒有直接的電氣聯系，因此符合電氣隔離的條件。電氣隔離系統示意圖如圖1所示，醫療IT系統供手術室用電如圖2所示。

正常工作時，隔離變壓器二次側繞組中地電位點在繞組中點，故2根導線對地電位相等且相位相反，其泄露電流互為回路流通，只有一小部分通過手術臺；而接地故障時，故障電流也僅為線路對地電容電流，其值可通過人為控制限制在50μA以下。為了進一步減少電位差和故障電流，手術室內還須作局部等電位聯結。由圖2可知，有了局部等電位聯結后，接地故障發生時的電位差僅為一小段輔助等電位聯結PE線（從設備外殼至局部等電位聯結端子板LEB）上的電壓降，故障電流為一小段非故障帶電導體的對地電容電流，這樣能進一步滿足故障泄露電流不超過50μA的要求。

對于醫療IT系統，還應裝設絕緣監察裝置，如圖3所示。如果在做心臟手術過程中發生絕緣破壞故障，絕緣監視儀應發出聲光信號。由于故障電流極小，并不危及病人安全，手術可繼續進行，醫務人員只需取消聲信號而保留光信號，待手術結束后才由電氣人員排除故障，以便下一次手術照常進行。IEC標準規定，絕緣監視儀的內阻不應小于100kΩ，試驗電壓不應大于25 V，試驗電流不應大于1 mA，當對地絕緣電阻小于50Ω時，它應發出光信號。

圖3 絕緣監察裝置示意圖

3 醫療IT系統應用現狀及矛盾

從設計角度來說，滿足國家規范以及相關技術標準，配置醫療IT系統是基本原則，但醫院凈化區域一般分包給各凈化工程專業公司，各凈化公司在深化設計時一般遵循GB50333—2002《醫院潔凈手術部建筑技術規范》。針對手術室項目，GB50333—2002《醫院潔凈手術部建筑技術規范》8.3.4節中第2條明確提出：“心臟外科手術室必須設置有隔離變壓器的功能性接地系統。”這樣一來，出于競標目的或者成本方面的考慮，不少設計人員就會只為心臟外科手術室或者比較重要的Ⅰ級手術室配置醫療IT系統，而其他級別手術室或者不重要的手術室則不進行配置，有的設計人員甚至不考慮ICU等二類醫療場所醫療IT系統的設計，畢竟一套醫療IT系統價格不菲，對競標價格和成本影響很大。有的醫院業主缺乏醫療IT系統相關知識，在進行招標時，也不考慮醫療IT系統。綜合各種復雜的原因，最后完工的不具備醫療IT系統的手術室，勢必存在安全隱患，對患者的安全也產生威脅。

4 醫療IT系統在實際工程中的應用

現結合工程實例詳細介紹醫療IT系統在手術室中的應用。

4.1 工程概況

某Ⅰ級手術室，用電負載有照明、插座箱、中央情報控制面板、吊塔等，接入醫療IT系統的負載為單相插座箱、手術室吊塔等回路。

4.2 配置說明及系統特點

該項目醫療IT系統采用德國本德爾醫用隔離電源系統，系統的基本配置包括ES710型單相隔離變壓器、IR427型絕緣監視儀、MK7CN型外接報警測試儀、STW2型電流互感器以及其他輔助配件。

ES710型隔離變壓器繞組之間完全電隔離，為了更大限度地減少電磁干擾，在變壓器的初級和次級繞組之間增加了靜電屏蔽層，并將該屏蔽層連接到一個獨立的接線端子，以便于等電位聯結。由于環境溫度超過40℃將會降低變壓器的額定功率，因此變壓器內部安裝了PTC溫度傳感器，對變壓器繞組進行超溫保護。

STW2型電流互感器是專門應用于醫療場所隔離電源監視的測量電流互感器，其功能在于將負載電流轉換成可以被評估設備評估的信號。

IR427型絕緣監視儀監視交流電壓70～264 V的醫療IT系統中的對地絕緣電阻Rf，監視IT系統變壓器的負載電流以及繞組溫度。該絕緣監視儀不要求另供電電源，允許的最大系統漏電容Ce可達5 μF。在標準工作狀態，IR427自帶的顯示屏顯示系統對地絕緣阻值的當前測量值，這些報警信息也可通過總線顯示在外接報警顯示和測試儀MK7CN上。

4.3 注意事項

（1）安裝過程中，隔離變壓器次級接線端子不能接地；（2）人體不能同時觸及次級兩端，否則就有觸電的危險；（3）必須保證隔離變壓器周圍自由的空氣流動，控制溫度；（4）不能將電流互感器安裝在接近強磁場的位置，必須注意將電流互感器的初級導線垂直穿過電流互感器；（5）當多個醫療IT系統由一個總配電箱供電時，要考慮三相平衡，隔離變壓器進線保護采用只帶短路保護不帶過負荷保護的單磁式斷路器。隔離變壓器輸出負載端最好設置一檢修用隔離開關。

5 結語

隨著IT隔離電源系統越來越多的應用，醫院和業主也將逐漸了解和意識到IT隔離電源系統的重要性，所以我們在設計和施工過程中應該把握各個細節，保證系統的正常穩定運行，為患者的安全保駕護航。

［1］JGJ16—2008 民用建筑電氣設計規范［S］

［2］GB16895.24—2005/IEC 60364-7-710:2002 建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求 醫療場所［S］

［3］GB50333—2002 醫院潔凈手術部建筑技術規范［S］

［4］楊岳.電氣安全［M］.第2版.北京：機械工業出版社，2010