第一節(jié)醫(yī)用電子儀器電氣安全概述一、醫(yī)用電子儀器電氣安全概念在工程學上沒有“不發(fā)生危險”可能，應該說安全是指“發(fā)生危險概率盡可能小”。電氣安全：把意外電擊危險降低到盡可能小程度。對于醫(yī)用電子儀器在臨床上應用而言，安全指是應用過程中確保對患者和醫(yī)護人員不造成危害，即確保人員安全。另外，廣義而言，醫(yī)用電子儀器電氣安全還應包含儀器本身安全。1現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第1頁二、電流生理效應人體體液是包含有各種離子液體組成，是一個比較復雜特殊電解質，所以人體本身就是一個良好導體，當人體成為電路一部分時，就有電流經過人體，從而引發(fā)生理效應。注意：引發(fā)生理效應和人體損傷直接原因是電流而不是電壓。電流經過人體時，主要以熱效應、刺激效應和化學效應三種方式影響人體組織。2現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第2頁二、電流生理效應1.熱效應2.刺激效應熱效應(又稱為組織電阻性發(fā)燒):當電流經過人體組織時會產生熱量，使組織溫度升高，嚴重時就會燒傷組織。低頻電與直流電熱效應主要是電阻損耗。高頻電除了電阻損耗外，還有介質損耗。人體通人電流時，在細胞膜兩端會產生電勢差，當電勢差到達一定值后，會使細胞膜發(fā)生興奮。3現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第3頁二、電流生理效應3.化學效應人體組織中全部細胞都浸沒在淋巴液、血液和其它體液中。人體通電后，上述組織液中離子將分別向異性電極移動，在電極處形成新物質。這些新形成物質有好多是酸、堿之類腐蝕性物質，對皮膚有刺激和損傷作用。

直流電化學效應除了電解作用外還有電泳和電滲現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可能改變局部代謝過程，也可能引發(fā)滲透壓改變。4現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第4頁三、人體導電特征5現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第5頁結論：流經人體電流大小主要取決于皮膚阻抗大小，而皮膚阻抗（Zi）又與電流頻率、皮膚條件和接觸條件相關。三、人體導電特征6現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第6頁三、人體導電特征7現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第7頁第二節(jié)電擊一、電擊種類電擊：是指超出一定數(shù)值電流經過人體而引起各種電傷害，如心室纖顫、心肌收縮及皮膚燒傷等。電擊宏電擊（強電擊）微電擊(一)宏電擊當電流從人體外經皮膚流進人體內，然后再流出體外，使人體受到電擊稱為宏電擊。8現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第8頁一、電擊種類(二)微電擊進入人體內在心臟內部所加電流所引發(fā)電擊叫做微電擊。微電擊安全極限普通是10μA。所以，凡是直接用于有可能經過心臟電流醫(yī)用電子儀器，其漏電流絕對不能超出10μA，不然就會造成危險。這類儀器必須定時檢測漏電流。9現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第9頁二、影響電擊原因1.電流影響10現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第10頁二、影響電擊原因最小感知電流：是指當電流從零增加到剛才開始有刺激感時電流。人體電擊損傷正比于(I/A)2t。式中，I為經過接觸面電流；A為接觸區(qū)表面積；t為電流作用時間。由此可看出，電流對人體損傷程度與電流密度平方和通電時間成正比。11現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第11頁二、影響電擊原因12現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第12頁二、影響電擊原因⑴感覺閾。感覺閾是人所能感受到最小電流。但該值因人而異，而且隨測試不一樣而不一樣，普通認為感覺閾在0.5～1mA范圍內。⑵

脫開電流。脫開電流定義是人體通電后，肌肉能任意縮回最大電流。當經過人體電流大于脫開電流時，被害者肌肉就不能隨意縮回，尤其是手掌部位觸及電路時形成所謂“粘結”，受害者就會喪失自衛(wèi)能力而繼續(xù)受到電擊，直至死亡。13現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第13頁二、影響電擊原因⑶呼吸麻痹、疼痛和疲勞。較大電流會引發(fā)呼吸肌不隨意收縮，嚴重會引發(fā)窒息，肌肉不隨意強直性收縮和猛烈神經興奮會引發(fā)疼痛和疲勞。⑷心室纖顫。心臟肌肉組織失去同時稱為心室纖顫，它是電擊死亡主要原因。普通人心室纖顫電流閾值為75～400mA。⑸連續(xù)心肌收縮。當體外刺激電流大到1～6A時，整個心臟肌肉收縮，但電流去掉后，心臟仍能產生正常節(jié)律。14現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第14頁二、影響電擊原因⑹燒傷和身體損傷。過大電流會因為皮膚電阻性發(fā)燒而燒傷組織，或強迫肌肉收縮，使肌肉附著從骨上離開。2.電壓影響當人體阻抗一定時，經過人體電流與電壓成正比。3.頻率影響電流生理效應隨刺激電流頻率而異。在100Hz以上時，刺激效應伴隨電流頻率增加而減弱。15現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第15頁二、影響電擊原因當頻率高于1MHz時，刺激效應完全消失。低于50Hz低頻電流刺激效應也減弱。

刺激效應最強是50～60Hz交流電，對人體電擊傷害程度最嚴重。4.電流路徑影響電流經過人體路徑也是造成傷害程度一個主要原因。假如電流路徑中有大腦、心臟等主要器官，則危害性最大。5.其它原因影響16現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第16頁三、產生電擊原因原因：一是人與電源之間存在兩個接觸點，形成回路；二是兩點之間存在電位差；三是電源電壓高至足以產生生理效應。常見電擊效應有以下幾個：(一)接地不良引發(fā)電擊17現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第17頁三、產生電擊原因18現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第18頁三、產生電擊原因19現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第19頁三、產生電擊原因(二)皮膚電阻減小

當人體與帶電體接觸時，皮膚電阻能限制流過身體電流。所以任何減小皮膚電阻診療辦法，都會增加人體電流，以致使病人更輕易受到電擊。(三)泄漏電流泄漏電流主要由電容性位移電流和電阻性傳導電流組成。電容性泄漏電流形成是因為兩根電源線間或電源線與金屬外殼間存在分布電容，電線越長，分布電容就越大。20現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第20頁三、產生電擊原因電阻性泄漏電流形成是因為電源線或變壓器一次側與金屬外殼間存在絕緣電阻造成。21現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第21頁三、產生電擊原因22現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第22頁三、產生電擊原因(四)心臟有導電通路23現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第23頁三、產生電擊原因24現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第24頁三、產生電擊原因25現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第25頁四、預防電擊辦法預防電擊基本方法主要有兩種：一是將病人與全部接地物體和全部電源絕緣；二是把病人所能接觸到導電部分表面都保持在同一電位。(一)基礎絕緣

把醫(yī)用電子儀器電路部分進行絕緣：通常采取金屬和絕緣外殼將整個儀器覆蓋起來，使人接觸不到。26現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第26頁四、預防電擊辦法27現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第27頁四、預防電擊辦法(二)附加保護28現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第28頁四、預防電擊辦法(三)保護接地29現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第29頁四、預防電擊辦法(四)漏電斷路器(五)地線配電方式30現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第30頁(六)等電位化等電位化導線（又叫等電位接地線）：為了得到等電位導線。要求離患者2.5m范圍內要取得等電位化，這個范圍稱為患者環(huán)境。四、預防電擊辦法31現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第31頁(七)輔助絕緣在基礎絕緣基礎上，再加強一層絕緣，稱為輔助絕緣。四、預防電擊辦法32現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第32頁四、預防電擊辦法(八)醫(yī)用安全超低壓電源假如電源電壓很低，即使人體接觸到電路，也沒有損傷危險，也不怕基礎絕緣損壞，這個電壓值普通在25～50V之間。有時把電源放在儀器內部，和外部毫無聯(lián)絡，即使人體接觸儀器外殼，產生電流危險也會大大降低。(九)患者保護人體接地不良確實是造成觸電事故主要原因之一，所以去掉或改進人體接地也是確保安全慣用辦法。33現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第33頁四、預防電擊辦法1.人體小電流接地34現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第34頁四、預防電擊辦法2.右腿驅動電路35現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第35頁四、預防電擊辦法3.絕緣接觸部分將連接心臟觸體部分同儀器其它部分以及接地點絕緣，并稱為絕緣觸體部分或稱浮動觸體部分。其優(yōu)點是，可依靠絕緣阻抗限制電流，尤其是限制從外部經過觸體部分流入儀器地線漏電流。3.信號隔離

在絕緣部分中，觸體部分和其它部分之間進行了電路絕緣，但還必須能夠傳送信號，能實現(xiàn)這個任務就是信號隔離。36現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第36頁四、預防電擊辦法

信號隔離是依靠電磁耦合或光電耦合來傳送信號。37現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第37頁第三節(jié)醫(yī)用電子儀器接地一、醫(yī)院配電方式依據電源負載接地方式分別保護接地兼用方式保護接地1.分別保護接地一條相線和中線之間為單相220V交流電源，相線之間為380V交流電源，使用時中線接地，負載分別另行接地。38現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第38頁一、醫(yī)院配電方式2.兼用方式39現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第39頁一、醫(yī)院配電方式40現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第40頁一、醫(yī)院配電方式3保護接地方式41現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第41頁二、安全接地醫(yī)用電子儀器系統(tǒng)中接地線分為兩類：一類是安全接地，也稱為保護接地；一類是工作接地，即對信號電壓設置基準電位。保護接地地線必須是大地電位，而工作地線設計能夠是大地，也能夠不是。在醫(yī)用電子儀器中安全接地能夠分為三種：即電源接地；保護接地；和等電位接地。42現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第42頁二、安全接地1.電源接地要求：電源側接地標準電阻值為10Ω以下。接地電阻值形成負載儀器外殼電位稱為接觸電位。2.保護接地

保護接地是為了把漏電流和絕緣失效時事故電流安全地流入大地而附加接地保護。3.等電位接地

當有接地電流流過時，假如產生接地電位與人體電位相等，那么電流就不會流過人體。43現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第43頁三、多臺儀器接地多臺設備并用時，接地方式有三種方法（圖8-20）：(a)分別單獨接地；(b)共用一條接地線；（c）兩種方法并用。44現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第44頁三、多臺儀器接地45現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第45頁第四節(jié)醫(yī)用電子儀器安全指標及其測試國家標準和IEC標準要求了醫(yī)用電子儀器慣用安全指標：絕緣電阻、漏電流、接地線電阻和接地電阻。一、安全指標含義及其測量方法(一)漏電電流測試漏電流：指是經過儀器絕緣物與儀器功效無關電流。普通有接地漏電流、機殼漏電流和患者漏電流三種。接地漏電流：從電源一次側回路經過絕緣物流入儀器安全地線電流。46現(xiàn)代醫(yī)學電子儀器原理和設計醫(yī)學知識專家講座第46頁一、安全指標含義及其測量方法機殼漏電流：從儀器外殼某處經過安全地線以外導體流入大地電流?；颊呗╇娏鳎簭膬x器觸體部分經過患者流入大地電流。(二)絕緣電阻測試漏電流是從市用交流電源火線經過電阻和