Операционные залы и их электрическая безопасность

Утечка электрического тока может привести к смертельному электрическому шоку без видимых

признаков. Это довольно сложно доказать как причину смерти, Финские власти и больничные

инженеры отлично знают об этом. Финляндия является пионером в электробезопасности

хирургических залов, начиная с 1980 года,  и каждый инженер в финской больнице знает, что

электрическая безопасность  должна быть обеспечена в хирургическом зале.

 

Электрическая безопасность в хирургическом зале это защита пациентов и персонала от

электрических шоков. Утечка электрического тока может произойти как в старом, так и в новом

устройствах как результат неисправности, старения или плохого дизайна. Обычной причиной

неисправностей изоляции, включая плохое подсоединение, являются поврежденные  изоляционные

материалы кабеля и дефектные компоненты. Быстрое технологическое развитие и спешка к запуску

нового медицинского оборудования создают новые трудности; новое оборудование может создать

помехи в электрических сетях и других электрических приборах.

 

Контроль уровня изоляции является невидимой, но важной частью структуры операционной и

отслеживает  состояние незаземленной  системы  между проводником активной фазы и землей.

Система замеряет и контролирует источник питания ИТ-систем, в то время когда ее блоки

контролируют уровень изоляции, а также нагрузку и температуру трансформатора. По этой причине

Европейский и национальный стандарты регулируют электромонтажи и работу оборудования в

медицинских учреждениях.

Transformer room

Трансформаторная комната в Новой Детской Больнице в Хельсинки с медицинскими изоляционными
трансформаторами и оборудованием по контролю изоляции.

Операционные залы классифицируются как группа G2 медицинских помещений и в Европе такие

помещения требуют оснащения специальными ИТ- системами на ряду с соответствующим

оборудованием контролирующем изоляцию этого пространства. Однако не все Европейские страны,

договорились  о специальных обстоятельствах касающихся электромонтажей в медицинских

учреждениях, они являются исключением из этого правила.

 

Система мониторинга уровня изоляции  функционирует следующим образом: сеть электропитания

для операционной отделяется от системы общего электропитания с помощью медицинского

изолирующего трансформатора;  система мониторинга контролирует все подключенные к

трансформатору электрические приборы; оборудование показывает любые неисправности или

проблемы до возникновения опасной ситуации. Мониторинг уровня изоляции необходим по

причине того, что устройство защитного отключения электрического питания, не выдает

предупреждения.

 

Список требований по электробезопасности для операционных принят и одобрен для Финляндии.

Здесь, система мониторинга за уровнем изоляции контролирует каждую розетку и прибор, звуковым

сигналом тревоги оповещая до возникновения опасности. Во многих странах операционные имеют

только устройство защитного отключения электрического питания, выключающее общий источник

питания при поломке одного из приборов.

 

Электрическая неисправность в операционной является невидимой опасностью. Обеспечение

оборудованием по контролю над  электрической безопасностью составляет малую часть от общих

затрат на операционный блок и которое может быть использована сроком до 30 лет. Так же

предоставляется возможность установить дополнительное оборудование в дополнение к

находящемуся уже в  использовании. Это очевидно, что проактивная система контроля уменьшает

техничеcкую работу и обеспечивает бесперебойную работу проводимых операций, что в свою

очередь значительно влияет на экономию затрат.

 

Опыт и сотрудничество

Новая Детская Больница в Хельсинки являющаяся частью объединенной муниципальной структуры

Хельсинки и региона Уусимаа (ХУС) была сдана в эксплуатацию осенью 2018 года. В Финляндии

лечение всех сложных педиатрических заболеваний, таких как кардиология и пересадка органов,

централизованно в этой больнице.

 

Рассмотрение потребности для клиента по устранению ущерба и повышение технической

долговечности и работоспособности оборудования в операционных явилось отправной точкой для

разработки нового поколения оборудования в этом лечебном учреждении. Функция определения

места повреждения изоляции была затребована для международного рынка, на основании которой

система MEV-8 была разработана. Эта система контролирует нарушение изоляции  и определяет

место повреждения , перегрузку трансформатора и температурного перегрева и непрерывности

защитного заземления. Система имеет также три специальных аварийных оповещения и

дистанционные панели управления, размещенные в операционной.

 

New_Childrens_Hospital

Помещение в Новой Детской Больнице с контрольными панелями по сигнализации и мониторингу

защитного заземления (PE).

 

Уникальный контроль непрерывности защитного заземления (PE) , который дополняет и обеспечивает

непрерывность между распределительным щитом и последним разъемом

cопределением места повреждения изоляции, может быть реализован специально для этой линии.

 

Пульсационный метод измерения также позволяет контролировать сети постоянного тока

 (DC), в то время как ЖК-дисплей показывает активные неисправности.  Система может быть легко настроена с

помощью программы Windows.

 

Сеть электропитания для операционной отделена от общей электрической сети медицинским

изолирующим медицинским  трансформатором (система IT). Cхема подачи питания в электронное устройство

изолирована от питающей сети, а ее вторичная цепь (операционной) не заземлена.

 

Изолирующие трансформаторы обеспечивают постоянную подачу питания и отфильтровывают

любые перебои в питающей сети. Ток утечки минимален и первое возникшее короткое замыкание не

приводит к полному отключению электропитания. Другими словами, изоляционные трансформаторы

обеспечивают необходимую защиту, в то время как система указывает на любые неисправности и

подает звуковой сигнал.

 

Реле контроля изоляции отслеживает утечку из плавающей изолированной системы переменного

тока (АС) в землю. Система использует пульсационное измерение и поэтому совместима с сетями

постоянного и переменного напряжения. Пульсационное измерение также хорошо работает с

современными переключаемыми  источниками питания и показывает емкостные неисправности.

Система реле контролирует параметры проводов  и нагрузку / температуру трансформатора.

 

Система может быть дополнена модулем для контроля непрерывности PE заземления.

 

Модуль отдельно контролирует каждую линию предохранителей, и в случае обрыва защитного

заземления (ослабленный или поврежденный провод / контакт), команда технического

обслуживания будет немедленно уведомлена. Модуль также укажет, какая линия предохранителей

неисправна.  Для команды по техническому обслуживанию существует модуль обнаружения

неисправностей, который идентифицирует линию предохранителей при неисправности изоляции.

 

В случае сбоя система будет связываться с автоматическим центром через контакты реле, которые

будут информировать команду техобслуживания о сбое. Раннее обнаружение неисправности может

предотвратить более высокую деградацию устройства. В худшем случае неисправное устройство в

открытой хирургии может вызвать смертельный удар током.

 

Персонал получает инструкции о том, как работает система, и инструктивные руководства также

прикрепляются на стене операционной. Если звучит сигнал тревоги, неисправное электронное

устройство отключается от розетки, и технический персонал уведомляется. Все медицинские

устройства, используемые в классе G2 (операционные) помещений,  должны быть подключены к

сети, которая изолирована изолирующими трансформаторами.

 

Отдельная розетка может быть доступна для уборки и технического обслуживания, например, в

операционном зале. Розетка напрямую подключена к общей сети питания, а не к изолированной

сети. Медицинские устройства не должны быть подключены к этой розетке, так она должна быть

использована только для назначенной цели, исключая любого влияния на лечение пациента. Розетка

должна быть четко помечена «не для медицинских приборов» или «розетка для обслуживания».

Перед вводом в эксплуатацию системы контроля уровня изоляции в новых и также в ремонтируемых

помещениях,  всегда следует проводить тщательный контроль по вводу в эксплуатацию. Инспекция

при вводе в эксплуатацию может проводиться только квалифицированным электриком, и

рекомендуется, чтобы инспекция проводилась поставщиком оборудования ИТ-системы,

обладающим глубокими знаниями о системе и соответствующих требованиях. В случае нарушения

изоляции в розетке, система уведомит центр автоматизации больницы с помощью реле, которое

проинформирует об этом команду технического обслуживания. Сигнализация  также звучит и

загорается в операционной, где персонал должен отключить устройство, которое было замечено

неисправным. Затем персонал может заменить неисправное устройство на запасное, после чего

операция может быть продолжена с небольшой задержкой.

 

Заключение

В условиях операционной часто возникают ситуации риска. То, что начинается с незначительного

отказа оборудования, может привести к пожару или поражению электрическим током. Поломка

медицинского устройства может привести к риску внезапной смерти пациента или персонала. По

этой причине защитные системы на всех объектах, классифицированных как G2, должны быть более

комплексными.  Безопасность, как персонала так и пациента, должна быть обеспечена. Пациенты

часто полностью зависят от оборудования, которое управляет их жизненно важными функциями и

находясь под воздействием наркоза или сильных лекарств во время проводимой операции не

способны реагировать на опасную ситуацию.  Они также могут иметь влажную кожу, открытые раны

и датчики подкожных устройств на месте, которые повышают электрическую проводимость.

 

Удар электрическим током может возникнуть в результате прямого контакта с находящейся под

напряжением деталью или проводом под напряжением, или частью устройства, подключенного к

пациенту напрямую.

 

Дублированный источник питания

Дублированный источник питания - зеленый IT и оранжевый резервный источник питания (UPS).

 

Электрохирургические инструменты представляют особый риск, потому что их функциональность

основана на электрическом напряжении.

 

Хотя технический персонал больницы заботится об оборудовании в операционной, в настоящее

время сотрудники операционной должны быть знакомы с электробезопасностью и иметь хорошие

технологические навыки. Поскольку новые и сложные устройства и системы вводятся в рабочую

среду, медицинский персонал также должен иметь возможность управлять ими в потенциально

опасной ситуации. Вот почему постоянное обучение и поддержка необходимы, и производители

несут ответственность за обеспечение бесперебойной работы оборудования, его полной проверки и

безопасного использования.

 

Независимо от всех мер предосторожности, нельзя сбрасывать со счетов возможность отказа

устройства или человеческой ошибки, которая может привести к аварийной ситуации.  Поэтому в

медицинских учреждениях, классифицированных G2, должна быть отдельная система электросетей

для ИТ и система контроля уровня изоляции, которая предвидит любые инциденты и защищает

пациентов и персонал.  Хотя в некоторых странах юридически не требуется IT-система и мониторинг

уровня изоляции на объектах G2, это все-таки стоит принять к рассмотрению. Помимо безопасности,

все это в значительной степени сводится к затратам. Когда проблемы обнаруживаются на ранней

стадии, опасные ситуации во время работы могут быть предотвращены.  Это гарантирует, что

операционная и оборудование постоянно работают, и можно избежать ненужных простоев.

Сотрудники работают более продуктивно, а срок службы хирургического оборудования

увеличивается, что может привести к значительной экономии средств.

Translation of our article  "Operating rooms and their electrical safety". IFHE Digest 2019 by  the International Federation of Hospital Engineering ( Page 19).

Authors:

Timo Ohtonen - managing director and owner of PPO-Elektroniikka

Petri Pelkonen - development manager, PPO-Elektroniikka

PPO-Elektroniikka Oy

Kaarelantie 21, 00430 Helsinki