План.
Введение………………………………………………………………………...3
1. Электробезопасность и надёжность медицинской аппаратуры……...4
2. Электроды. Датчики……………………………………………………15
3. Искажения усилителей………………………………………………...18
Заключение…………………………………………………………………….21
Список использованной литературы………………………………………...22
Введение.
Актуальность проблемы электробезопасности физиотерапевтической аппаратуры вызвана наличием у такой аппаратуры рабочей части для воздействия на пациента электрической энергией в различных ее формах.
Применение электрической энергии для лечебных целей всегда связано с возможностью ошибочной дозировки, неправильной последовательностью включения аппарата и другими ошибками медицинского персонала. Всю ответственность за выполнение правил эксплуатации несет медицинский персонал, однако предусмотренные в аппаратуре рациональная схема и конструкция, а также применение средств автоматики должны свести эти опасности к минимуму.
Опасность поражения электрическим током возникает при прикосновении к частям аппарата, находящимся под напряжением. Поэтому главная мера защиты заключается в предотвращении возможности случайного прикосновения к токоведущим частям. Понятие случайное прикосновение означает возможность касания частей изделия, доступ к которым становится возможным без использования инструмента (отвертки, гаечного ключа и т.п.) для демонтажа корпуса аппарата, открытия крышек и люков.
Электробезопасность и надёжность медицинской аппаратуры.
Электробезопасность медицинской аппаратуры – комплексная система мероприятий, осуществляемых при разработке, промышленном выпуске и эксплуатации медицинской аппаратуры и направленных на обеспечение полной электробезопасности для обслуживающего персонала и пациентов. Необходимость их обусловлена возможностью поражающего действия электрического тока, используемого в физиотерапевтических аппаратах либо для лечебного воздействия, либо для обеспечения их энергией.
Обеспечение электробезопасности включает три основные группы мероприятий: защита от прикосновения к находящимся под напряжением частям, защита от напряжения прикосновения, защита пациента.
Одно из основных требований электробезопасности – исключить возможность случайного прикосновения к находящимся под напряжением частям. Поэтому части, находящиеся под напряжением, не должны становиться доступными после снятия кожухов, крышек, задвижек. Исключение делается для патронов ламп накаливания и предохранителей. В аппаратах обязательно должен быть обеспечен автоматический разряд конденсаторов после отключения аппарата от сети. При наличии в аппарате частей, находящихся под напряжением, превышающим 1000 В переменного или 1500 В постоянного тока, на этих частях или рядом с ними должен быть знак высокого напряжения – красная стрела молнии. При наличии в аппарате высоких напряжений следует использовать блокировки, автоматически отключающие аппарат от сети при снятии его кожуха или крышки. Защите от прикосновения к находящимся под напряжением частям содействует и ограничение диаметра (до 12 мм) отверстий в корпусе аппарата.
Для защиты от напряжения прикосновения применяют различные способы. В зависимости от способа защиты физиотерапевтические аппараты, как и все электромедицинские аппараты с внешним питанием, делятся на четыре класса. Классы 0I и I предусматривают защитное заземление или зануление; класс II – защитную изоляцию; класс III – питание от цепи низкого напряжения (ниже 24 В). Класс 0, при котором нет каких-либо дополнительных мер защиты от напряжения прикосновения, кроме основной изоляции, в изделиях медицинской техники недопустим.
Защита пациента в физиотерапевтических аппаратах обеспечивается: выполнением корпусов аппаратов из изолирующего материала; использованием в них различных элементов сигнализации; введением в аппараты автоматических процедурных часов; применением средств контроля за контактом электродов и др.
В зависимости от степени защиты от поражения электрическим током изделия медицинской техники, включая и физиотерапевтические аппараты, подразделяются на следующие типы: Н – с нормальной степенью защиты (например, стерилизаторы, лабораторное оборудование), не находящееся в пределах досягаемости пациента; В – с повышенной степенью защиты (электрокардиографы, ультразвуковые аппараты и др.); BF – с повышенной степенью защиты и изолированной рабочей частью (низкочастотная электролечебная аппаратура, стимуляторы и др.); CF с наивысшей степенью защиты и изолированной рабочей частью (электрокардиостимуляторы). Конечно, различные виды электромедицинской аппаратуры отличаются особенностями обеспечения электробезопасности. Поэтому при эксплуатации приборов и аппаратов необходимо строго руководствоваться правилами (инструкциями), изложенными в документации, прилагаемой к изделиям заводом-изготовителем.
Общее электрическое сопротивление тела между двумя электродами можно представить в виде двух частей существенно отличающихся друг от друга. Это сопротивление кожи и сопротивление внутренних тканей и органов. Сопротивление кожи значительно превосходит сопротивление других тканей. Это объясняется наличием на поверхности ее внешнего слоя (эпидермис) ороговевших клеток. Омертвевшие, обезвоженные клетки рогового слоя имеют удельное сопротивление 106 - 107 кОМ/см. Сопротивление определенного участка кожи зависит от толщины рогового слоя, которая, например, на спине не превышает 0,04 мм, а на ладонях может составлять 0,1 -1,5 мм. Соответственно сопротивление кожи находится в пределах от десятков до сотен килом, приближаясь по своим электрическим свойствам к диэлектрику, обладает значительными емкостными качествами.
Кожа является естественной защитой организма от поражения электрическим током. Во многих случаях при напряжениях в несколько десятков (иногда до сотни) вольт величина тока ограничивается значительным сопротивлением кожи и вместо неизбежной электротравмы происходит знакомый каждому, не оставляющий каких-либо последствий удар током. Однако сопротивление наружного рогового слоя зависит от многих причин и часто падает значительно ниже указанных величин. Особенно сильно сказывается на изолирующих свойствах кожи влажность. Так, например, при длительном мытье рук теплой водой защитные свойства кожи почти полностью исчезают. Это объясняется размягчением рогового слоя, внедрением в него молекул воды, а также открытием многочисленных пор.
В медицинской практике как случайное, так и намеренное увлажнение кожи весьма вероятно. Повышенная влажность может быть вызвана чисто внешними причинами: мытье рук, пролитая жидкость (вода, кровь, моча) и т.п. Медицинский персонал широко использует дезинфицирующие растворы как средство личной гигиены. При многих процедурах тело больного протирают различными жидкими обезжиривающими или дезинфицирующими средствами. Особенно большое значение с точки зрения електробезопасности имеет малое сопротивление кожи под различного рода электродами, накладываемыми на тело с диагностическими или терапевтическими целями. В месте наложения электрода кожу протирают спиртом либо на нее наносят токопроводящую пасту, либо под электрод подкладывают матерчатую прокладку, смоченную изотоническим раствором хлорида натрия (терапия низкочастотными токами) или раствором лекарственных веществ (электрофорез). Во всех указанных случаях сопротивление кожи перестает играть существенную роль в общем электрическом сопротивлении тела больного между электродами.
Кожа может в сильной степени увлажняться и за счет пота, заполняющего потовые протоки и выступающего на поверхности кожи вследствие повышенной окружающей температуры и влажности. Интенсивное потоотделение часто наблюдается и как результат испуга, волнения. Все эти факторы как физиологического, так и психологического происхождения могут значительно снизить сопротивление кожи. Пот уменьшает сопротивление между электродами, наложенными на тело, также за счет заполнения им неровностей тела под электродами, что снижает переходное сопротивление.
Таким образом, в реальных условиях, во многих случаях защитное действие кожи снижается до минимума. В связи с этим при расчетах электрических цепей, связанных с обеспечением электробезопасности, сопротивлением кожи практически пренебрегают.
Электрическое сопротивление внутренних тканей и органов тела отличается значительно большим постоянством, чем сопротивление кожи. Большое количество жидкостей с растворенными в них ионами обусловливает значительную ионную проводимость практически всех тканей (за исключением костных).
Величина сопротивления внутренних тканей зависит от пути тока, т.е. от поперечного сечения тканей, через которые он проходит, и от их длины. Для одного из наиболее распространенных при поражениях путей тока ладонь - ступня установлено, что величина сопротивления внутренних тканей незначительно отличается от 1000 Ом. При этом сопротивление отдельных участков тела по пути тока распределяется неравномерно. Значительная доля общего сопротивления приходится на конечности.
Защита от прикосновений. От прикосновения должны быть защищены части, находящиеся под напряжением выше 42 В. Для электромедицинской аппаратуры, учитывая особенности ее эксплуатации, все находящиеся под напряжением части должны быть защищены от случайного прикосновения. С точки зрения обеспечения электробезопасности важно, чтобы пои касании какой-либо доступной части аппаратуры через тело человека, имеющее электрический контакт с землей или другой доступной частью, не протекал так называемый ток утечки, превышающий допустимое значение.
Основной способ защиты от прикосновения применение корпусов, крышек, щитков и других конструктивных элементов, исключающих доступ к токоведущим частям. Приэтом должна быть обеспечена, с одной стороны, достаточная механическая прочность ограждения, а с другой - изоляция его от этих частей.
Изоляция, отделяющая находящиеся под напряжением части от ограждающих металлических частей, называется основной. В ряде случаев основная изоляция может выполнять и функции защиты от прикосновения, например, изоляция открыто проложенных проводов. Типичные примеры основной изоляции: опорные стойки, панели для монтажа зажимов, изоляция монтажных и обмоточных проводов, изоляция осей тумблеров от их контактов и т.п. К основной изоляции предъявляются достаточно высокие требования. Ее сопротивление после испытаний на влагоустойчивость должна быть не менее 2 МОм.
При обеспечении недоступности для прикосновения находящихся под напряжением частей следует различать «ПОЛНУЮ защиту от прикосновения» и «Защиту от случайного прикосновения».
Полная защита от прикосновения обеспечивает при всех обстоятельствах недоступность токоведущих частей. Коснуться их можно, только нарушив защитную оболочку. Такая защита обеспечивается, если находящиеся под напряжением части закрыты корпусом, который не может быть вскрыт без поломки даже с помощью инструмента. Наиболее распространенным примером полной защиты являются изолированные провода, шнуры.
В медицинских аппаратах полную защиту от прикосновения, как правило, обеспечить не удается, поэтому применяется защита от случайного прикосновения. Такую защиту обеспечивает корпус с крышками или стенками, которые могут быть сняты только с помощью инструмента, например, с помощью гаечного ключа, отвертки.
Применение инструмента представляет собой намеренное действие, на которое защита от случайного прикосновения не может быть рассчитана. Точно также намеренным является касание отверткой, гвоздем либо другим металлическим предметом токов едущих частей через вентиляционные или другие отверстия в корпусе аппарата. Однако при этом должны учитываться реальные условия эксплуатации, при которых касание через отверстие не может быть ненамеренным, случайным или, наоборот, использование отверстия необходимо при регулировке или настройке аппарата.
Опираясь на прибор при проведении процедуры, либо передвигая его с места на место, врач или медицинская сестра может случайно вставить пальцы в отверстия корпуса аппарата. Не исключена такая вероятность и для пациента. При подобном ненамеренном действии должна быть обеспечена электробезопасность, Те. исключено касание токоведущих частей.
Особенностью электромедицинской аппаратуры является наличие у отдельных ее видов так называемой рабочей части - электродов, излучателей датчиков и т.п. С помощью рабочей части низкочастотных электролечебных аппаратов осуществляется воздействие на пациента постоянным или низкочастотным током. При этом рабочая часть - электроды - находятся в непосредственном контакте с телом пациента и, естественно, не могут быть защищены от прикосновения; в то же время напряжение на них может быть весьма значительным.
Безопасность пациента и медицинского персонала обеспечивается в этом случае строгим выполнением всех правил проведения процедуры, подробно указанных в инструкции по эксплуатации аппарата.
В ряде случаев при высоком рабочем напряжении на неизолированных электродах применяют специальные меры, уменьшающие возможность нарушения правил эксплуатации и связанную с этим опасность поражения электрическим током.
Электромедицинскую аппаратуру по степени связи с телом пациента различают на четыре типа:
К типу Н относится аппаратура, не имеющая рабочей части и находящаяся вне пределов досягаемости пациента (лабораторные приборы, стерилизационное оборудование, потолочные светильники и др.).
Аппаратура типа В находится в пределах досягаемости пациента и может иметь рабочую часть, предназначенную для контактирования с телом пациента, за исключением непосредственного контакта с сердцем.
Если рабочая часть такой аппаратуры изолирована от доступных для прикосновения частей, она относится к типу BF.
А аппаратура, предназначенная для непосредственного контакта с сердцем, имеет изолированную рабочую часть и относится к типу CF.
Для изделий всех типов при единичном нарушении (обрыв заземляющего провода для изделий классов 0I и 1 , однополюсное выключение сети для изделий класса Н , ток утечки не должен превышать 0,5 мА. Для изделий без защитного заземления, т.е. класса II, в нормальных условиях наибольшая величина тока утечки составляет 0,25 мА для типа Н и 0,1 мА для типов В и BF. Учитывая особую опасность тока утечки изделий типа CF при отсутствии защитного заземления, его величина для изделий класса II в нормальных условиях не должна превышать 0,05 мА.
Значительный вклад в ток утечки на корпус вносит трехжильный сетевой шнур. Особенно существенным этот вклад становится, если длина шнура по каким-либо причинам необычно велика (более 3- 4 м .). В этом случае каждый метр сетевого шнура вносит дополнительный ток vтечки около 2,5 мкА (при напряжении фазы питающей сети 220 В). Поэтому при эксплуатации медицинской техники категорически запрещено применение удлинителей.
Ограничение тока утечки до допустимых величин непосредственно связано с обеспечением достаточных путей тока утечки и воздушных зазоров. Сопротивление изоляции между токами идущими и доступными для прикосновения частями определяется не только удельным сопротивлением материала, из которого изготовлена изоляция, и его толщиной, но и расстоянием между этими частями по поверхности изолятора и по воздуху.
Загрязнение поверхности изоляции, покрытие ее пылью, грязью, влагой, обладающими хорошей проводимостью, является наиболее частой причиной пробоев, либо недопустимого увеличения тока утечки.
Основным средством защиты от поражения электрическим током является обеспечение недоступности находящихся под напряжением частей. Однако одна эта защита не может обеспечивать необходимого уровня электробезопасности. Главная причина этого заключается в том, что основная изоляция, т.е. изоляция токоведущих частей от корпуса, крышек и других средств защиты от прикосновения имеет ограниченную надежность.
Во время эксплуатации под влиянием процессов старения, механических, тепловых и других воздействий изоляционные качества материалов, применяемых для выполнения основной изоляции, ухудшаются. Неправильная эксплуатация аппаратуры, проникновение в неё влаги, пыли, грязи ускоряют износ изоляции. Все эти причины могут в конечном счете привести к нарушению, пробою основной изоляции и как следствие этого появлению опасных напряжений на доступных. металлических частях.
В случае возникновения пробоя изоляции между сетевой цепью и корпусом аппарата говорят о «замыкании на корпус». При замыкании на незащищенный корпус в нем возникает напряжение относительно земли. Человек, касающийся такого корпуса, оказывается включенным в цепь замыкания.
Падение напряжения на сопротивлении тела человека, так называемое напряжением прикосновения, зависит от многих причин, главным образом от изоляции человека от земли и соединенного с ней оборудования. Так, если человек стоит на полу с хорошими изолирующими свойствами или одет в обувь с резиновой подошвой, напряжение прикосновения составит только часть от напряжения на корпусе относительно земли. При расчете напряжения прикосновения основное значение имеет сопротивление пола. Сопротивление обуви, которая может иметь сырую кожаную подошву, как правило, не учитывается.
Дощатые, паркетные полы имеют электрическое сопротивление, составляющее сотни килоом, что достаточно для снижения напряжения прикосновения до допустимой величины.
Однако, влага на полу (вода, реактивы, кровь, моча и др.) уменьшает его сопротивление в сотни раз, лишает пол практически полностью его защитных свойств. Во взрывоопасных помещениях (операционная) полы намеренно выполняются из токопроводящего материала для снятия электростатических зарядов. Такой пол также не может обеспечить существенного уменьшения напряжения прикосновения.
Даже при наличии пола с высоким электрическим сопротивлением прикосновение к корпусу аппарата с нарушенной изоляцией представляет серьезную опасность. Это объясняется большим количеством аппаратуры и оборудования в медицинских помещениях, в связи с чем приходится считаться с возможностью одновременного прикосновения к аварийному аппарату и соединенному с землей оборудованию. При этом защитное действие пола не имеет места, а напряжение прикосновения равно полному напряжению между корпусом поврежденного аппарата и землей. Таким образом, рассматривая появление напряжения на доступных частях аппаратуры и говоря о напряжении прикосновения на этих частях, имеют в виду наихудший случай одновременного касания этих частей и заземленного предмета.
Заземление старейшая мера защиты от напряжений, возникающих на доступных металлических частях аппаратуры, из-за соединения с ними сетевой цепи. Такое соединение может возникнуть в результате нарушения основной изоляции (замыкание на корпус), при каких-либо поломках деталей, обрывах проводов и при других аварийных обстоятельствах.
Идея защитного заземления чрезвычайно проста. В результате соединения с сетевым проводом доступные части оказываются под напряжением относительно земли, с которой источник сетевого напряжения соединен непосредственно (глухое заземление одного из фазных проводов однофазной сети или нейтралли трехфазной сети), либо через сопротивление изоляции и распределенную емкость сетевых проводов (сети, изолированные от земли). Чтобы уменьшить напряжение, под действием которого может оказаться человек, коснувшись таких доступных металлических частей (корпус аппарата), они соединяются
8-09-2015, 23:41