医学临床工程和安全用电-oweroinresen

医学临床工程和安全用电陈思平各医疗领域中几乎找不到与医用仪器无关的部门近几十年来医疗设备发展非常迅速，各种现代医用仪器的数量、质量和复杂性，都在以惊人的速度发展。现在各医疗领域中几乎找不到与医用仪器无关的部门。问题的提出由于现代化医院使用医疗仪器的急剧增加，医院因医疗仪器造成的医疗事故也剧增。越提高仪器的功能，仪器的科技含量越高，使仪器的使用操作和维修管理变得更为复杂，也增加了产生错误操作和多台仪器共用连接错误等危险。医院大量使用医疗设备后，因设备原因引起的医疗事故大量增加。据美国FDA(FoodandDrugAdministration)即美国食品和药物管理局统计，美国在1991年和1992年这二年中，共发生医疗器械引起的严重医疗事故56220起，其中造成人身死亡故事3838起。*国内

为了在各级医院大量使用现代医疗仪器，充分发挥医疗仪器在医疗中的作用，防止发生医疗事故，需要对在用医疗仪器进行两方面的管理：即建立严格的医疗仪器安全质量保证管理制度提高医疗仪器使用、管理人员的技术水平。

靠谁来做？

临床工程师的定义1.美国医院协会:能改造、维持并且提高医院设备和仪器安全性的人。2.美国临床工程学院(ACCE):通过把工程技术和管理技能用于医疗保健行业，支持并改进病人护理的专业人员。3医疗器械发展联合会:受过一定的医疗器械知识的教育，拥有一定的经验和能力，能完全有效地管理医疗设备和协调操作设备的人员。4.临床工程师认证考试委员会:一个针对病患—设备接口，把工程管理应用于医疗系统和设备管理的工程师。我们的定义：从一个正规学院工程专业毕业，或被正式批准为专业工程师，或正在受训的工程师并且通过工程教育和随后的专业实习，把已有的科学和技术知识应用于医疗保健，以支持临床医疗各项事务。职称

临床工程师的作用及在医院中和他人的可能的交互关系护士第三方雇员租赁机构常规机构技术需求及可实现性

医院管理销售商将来规划临床研究安全和常规医药实践费用和经济医生病人医学需求有效安全

医学顾问电源线缆维护安全医院环境临床工程师

下图说明临床工程部门怎么与医务人员，护士，及机构其他卫生保健专业人员互相配合。

管理机构护理机构检验科临床工程手术室重症护理其它血液学临床化学用电安全维护设备维修医务人员医生的个人垂直合作

病人的监护典型的临床工程师的活动

1.参加临床应用工程,即设计或修改临床研究的医学设备计划,评价新的无创监视系统,等等。2.修理复杂的医学仪器或系统3.指导生物医学设备技术员进行的医学设备安全测试4.检查所有进来的设备5.为所有的设备建立运行基准6.组织医药设备的库存控制7.以一种节约成本的方式管理医学设备并进行维护。9.协同供货商利用外界技术服务(例如放射学或成像设备)10.培训医务人员安全有效的使用医学设备和系统11.为手术室和重症特护室等医疗技术应用场所的设计提供意见。12.准备并且完善外部认证许可机构所要求的文档。主要医疗机构的

医学支持服务部门的结构图首席执行总裁首席运营总裁医学质量保证主任医学支持服务副总裁医务人员主管药房主管社会服务和物流主管临床风险管理主管病人登记主管医学档案主任实验室主管放射科主管质量保证和传染病控制主管临床工程主管

注意：在这组织结构内,临床工程主任直接向负责医药支持服务的副总裁报告。

医学学工工程程部部的的主主要要任任务务确保保临临床床上上使使用用的的医医疗疗仪仪器器具具有有很很高高的的安安全全性性和和可可靠靠性性具体体设设备备管管理理业业务务：：1购购置置前前的的评评估估和和考考察察，，购购后后检检查查、、验验收收；；2日日常常医医疗疗仪仪器器的的质质量量控控制制管管理理、、保保养养、、维维修修、、操操作作培培训训等等3负负责责仪仪器器报报废废的的论论证证与与审审定定工工作作。。4与与工工程程学学有有关关的的所所有有医医院院的的研研究究开开发发和和教教育育培培训训等等工工作作。。临床工工程部部门的的组织织结构构临床工程主管助理主管负责手术室、急症室（ER）、重症室设备的临床工程师负责放射和医学成像的临床工程师技术员技术员技术员计算机资源临床实习工程师负责肺部扫描设备和心脏相关实验室的临床工程师其它一家大大型医医院临临床工工程部部门的的组织织结构构。临床环环境下下存在在的危危险今天*1.用电危危险:如低电压压的伤伤害,此外在在压缩缩空气气环境境下，，以及及一些些使用用可燃燃性麻麻药气气体的的临床床区域域，电电源可可能是是火源源。2.机器的的危险险:移动设设施、、转移移装置置、修修复术术器械械、机机械设设施及及病人人支持持设备备安全使使用规规范，，严格格按照照说明明书操操作。。如果果操作作失败败，立立即按按指南南采取取应急急措施施。3.环境的的危险险固体垃垃圾、、噪音音、公公共资资源(天然气气,水,等等.)和大楼楼医院有有它的的自己己的生生态系系统把传染染病的的传播播范围围及对对人体体的伤伤害减减少到到最小小。4.生物学学的危危险如艾滋滋病，，肝炎炎等5.放射危危险特别需需要临临床工工程师师在旁边边高度度关注注免除危危险的的工作作，否否则这这些危危险可可能使使医务务人员员抢救救生命命的努努力付付诸东东流。。*所有不不可能能用电安安全电流的的生理理作用用电能要要在人人体上上产生生任何何作用用，必必须满满足某某些条条件:1.必必须有有存在在的电电压差差(或或电压压)。。2.人人体必必须是是电路路的一一部分分，允允许电电流通通过身身体。。如果这这些要要求满满足了了，通通过身身体电电流的的实际际危害害取决决于通通过的的电流流量和和通过过身体体电流流的途途径。。电流的的生理理作用用烧灼伤伤持续心心肌收收缩心室纤纤维性性颤动动呼吸麻麻痹、、疲乏乏、痛痛苦不由自自主释释放阈值电电流0.00010.0010.010.11.010.0100.0

60HZ时人对电流的反应（1秒钟内在60赫兹时通过双臂时）。来自Webster,J.G.,MedicalInstrumentation:ApplicationandDesign,199210.8kΩ皮肤上胶状电极

93kΩ干燥皮肤

200Ω易渗透性皮肤

皮肤阻抗条

件

表160HZ时每平方厘米皮肤的阻抗*题注意：阻抗和使用的胶状电极，皮肤特性以及接触面积有关

电极皮肤表面例2：假假定皮皮肤阻阻抗是是200Ω，两胶胶质表表面分分别有有1.5cm2接触区区域，，要产产生10uA电流需需要的的电压压(RMS，60Hz)是多少少？解：每个电电极的的阻抗抗:全部电电流的的阻抗抗:产生10uA电流所所需的的电压压:电流的的对人人体的的生理理作用用取决决于通通过身身体电电流路路径。。另外外像心心脏这这样的的对电电敏感感的器器官，，其生生理作作用也也取决决于电流的的频率率和波波形。。电流通通过生生物体体，有有可能能灼伤伤生物物组织织将以以灼伤伤的形形式损损坏。。是否否被灼灼伤取取决于于电流的的密度度和电电极大大小（J=I/area）。例3计算下下列尺尺寸的的接地地回路路的电电流密密度差差别是是多少少？接地回回路2：L(8cm)w(10cm)接地回路路1：直径1cm解：假如电击原理：电流能影影响神经经功能和和肌肉组组织。分类：通常分为为强电击击或微电电击两类类。强电击：：是通过皮皮肤产生生强电流流(近似毫安安培或更更高)，特特别是是从手到到足。这这类电击击能导致致烧伤和和各种各各样的生生理危害害结果。。不仅对对健康人人的日常常生活有有危险而而且对临临床环境境内的病病人也有有危险。。微电击：：电流虽然然小(近似微微安培)，但它它给那些些在诊断断和治疗疗过程而而易受电电影响的的病人带带来心室室纤维性性颤动危危险。强电击电电流分布布图微电击电电流分布布图电源导管免受电危危险的保保护下图为通通用电源源分布系系统其其中H为为火线，，N为零零线，G为地线线医院电源HNG地、水管插座通常（接地）电源分布系统防止电击的第一道防线。接地和漏漏电限制制如果设备备是完好好的，电电力配电电系统将将仅仅要要求两根根导线。。然而，，在实际际应用中中可能发生生下面的的例外：1.如果发生生故障(即由于于短路、、绝缘失失败或电电器部件件失效)，如在在裸露的的导体表表面之间间可能产产生寄生生电荷，，任何人人接触这这些表面面将遭受受大电击击。2.即使使不发生生故障，，不完善善的绝缘缘和电磁磁耦合(电容或或电感)也可能能产生相相对地面面的电能能。一位受电电影响的的病人可可能为"漏电”流流向地面面提供路路径，而而遭受微微电击。。例4如右图一一名护士士接触缺缺陷监视视器有100uA的漏电，，同时接接触和地地相连的的装置。。护士安安全吗？？解：漏电足以以引起麻麻痹和死死亡，但但是它的的大多数数都是通通过地线线流动的的。R1=10,000欧姆（护护士）R2=0.01欧姆（地地线）

地线护士0.01Ω10,000Ω显示器因此，几几乎所有有的漏电电通过地地线而仅仅仅A的电流流通过护护士。护护士是安安全的。。为解决这这些漏电电问题，，要求在在临床环环境下：：所有的电电力设备备(除了按照照严格的的“两倍倍绝缘””标准)都要用地地线与外外部导电电表面接接地。接地系统统必须有有大直径径，低阻阻抗的导导线以及及全部电电路的完完全连接接。对设备进进行良好好维护。。设备漏电电可能发发生的方方式电容耦合合由于两个个金属导导体之间间的存在在电荷作作用，两两个金属属导体之之间将形形成电压压差，任何人只只要与两两金属表表面接触触，泄漏漏电流将将形成。。电感耦合合在这种情情况下，，通过病病人附近近的马达达，变压压器和其其他的电电感设备备进行““变压器器耦合””，形成成危险的的电压差差。ECRI推荐的的危险电电流限制制（适于于有源、、电源线线连接的的设备））a这些值是依据人体实验和在动物身上的相似实验得到的，实验中的电流要求能够导致致命的麻痹。（在EmergencyCareResearchInstitute同意下重版）bNFPA99—1990的典型的泄漏标准是低于本标准要求的，可以被修改到500uA设备类型病人能接触到的部位典型值或导线规格（微安）病人不和N/A设备接触不被绝缘的每根50A或病人接触到的设备者总共100A被绝缘的病人每根10A接触到的设备远离病人的N/A500非医疗设备病人的绝绝缘连接接优势：可使病人接接触点的泄泄漏电流减减少到很低低的水平，，从而减少少了那些从从别的不良良设备泄漏漏到病人的的电流。为绝缘病人人连接设计计的设备必必须通过绝绝缘测试。如下图所所示，测试试时用120V，60HZ交流电，以以地为参考考电位依次次连接到每每个病人电电极，以测测量最终电电流。病人导联输入绝缘测试电路交流插座120KΩ火线120VAC瞬时开关泄漏电流测量计被测设备导联绝缘电力系系统定义：将两条供电电线（L1与L2)和地完全全绝缘，如下图所所示：HNG图19.8变压器和独立布线的显示器（LIM）相连LIML1L2绝缘电力系系统有下列列优点：完善的绝缘缘电力系统统电流不会会从L1或L2流到地面的的。绝缘电力系系统与防爆爆电力出口口相联能减减少电弧可可能性，以以避免麻醉醉气体燃烧烧。在以地为参参考点的电电力配电系系统中，某某个设备故故障会导致致跳闸断电电，但在绝绝缘的电力力系统中，，该设备仍仍然可以继继续使用。。地面故障电电路中断器器(GFCI)一种能对用用电安全的的防护的设设备（强电击））插座N信号放大GH电源线用电安全项项目临床工程师师为完成一一个安全项项目，须进进行下列步步骤：1.检查环环境2.设备在在带入医疗疗环境之前前就必须进进行安全检检查。3.提供有有关安全程程序的教育育和训练环境的检查查1。麻醉地地点1(手术室和发发放室)2。麻醉地地点2(非燃烧麻醉醉剂的部门门)3。麻醉地地点3（可燃烧麻醉醉剂）4。麻醉地地点4(混合地点)5。要特别别注意的区区域（病人看护区区，病人接受体体内手术，，并并且是直接接有源医疗疗设备操作作的地点。。）6。一般注