Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Для того чтобы тщательно оценить проблемы в таком оборудовании, необходимы глубокие знания физиологии и техники соответствующих измерений, а также понимание электроники. Крайне важно знакомство со стандартами безопасности и техническая компетенция, поскольку от работы приборов зависит жизнь пациента. Для работы с биомедицинским оборудованием часто требуется специальная подготовка. Некоторые школы предлагают специальные курсы. В других случаях можно получить аналогичный опыт, работая рядом с квалифицированным специалистом. Ассоциация но продвижению медицинской техники (Association for the Advancement of Medical Instrumentation — AAMI) выдает специальные сертификаты, получение которых требует подтверждения электронной подготовки, практического опыта и компетенции в ходе письменных экзаменов.

Требования безопасности

Возможно, вас ударяло током во время работы с электронным оборудованием. Надеемся, что вы пережили это с минимальными остаточными явлениями помимо увеличившегося уважения к правилам безопасности при работе с электричеством. Учитывая крайнюю важность безопасности, мы рассмотрим некоторые основные моменты.

Величина напряжения в электрических цепях является не единственным фактором, который определяет опасность для жизни человека. Не следует забывать о силе тока и сопротивлении тела.

Прохождение электрического тока через какую-либо часть тела имеет два негативных эффекта. Первый — выделение тепла, которое возникает каждый раз, когда ток проходит через кожу, где сосредоточено самое большое сопротивление. Второй — реакция нервов и мышц. Клетки реагируют на электрический ток так же, как на сигналы мозга, что может привести к сокращению мышц и оказывается сильнее нервной системы жертвы, заставляя мозг терять контроль над ситуацией.

Если через тело пройдет достаточный ток. может быть нарушена нормальная работа сердца и дыхания, что может обернуться смертельным исходом: пострадавший задохнется, или сердце перестанет перекачивать кровь. К несчастью, даже если источник тока убран, естественный ритм работы сердечной мышцы не всегда возвращается.

Прерывание ритма происходит, когда клетки сердечной мышцы теряют синхронизацию с соседними клетками. Вместо того чтобы работать вместе со скоординированными волнами сжатия, клетки начинают функционировать быстро и случайным образом. Это состояние называется фибрилляция желудочков. Многие случаи бытовой смерти — результат удара током. К трагедии может привести даже небольшой ток 100 мА, как показано в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Физиологические последствия электрического удара

Уровень тока с частотой 50 Гц (при прохождении через обе руки) ∙ Физиологический эффект

10 мкA- 100 мкА∙ Рекомендуемые пределы тока утечки для медицинских приборов

100 мкА- 1 мА∙ Порог чувствительности. Может вызвать фибрилляцию желудочков при непосредственном воздействии на сердце

1 мА- 10 мА∙ Мускулы нанимают реагировать на ток. Может вызвать травму вследствие непроизвольной мышечной реакции. Болевой порог

10 мА- 100 мА∙ Паралич мышц. Пострадавший ив может двигаться. Дыхание все более затруднено

100 мА- 1 А∙ Вероятен смертельный исход. Дыхание останавливается. Пострадавший получает серьезные ожоги. Вероятна фибрилляция желудочков

Некоторые аспекты современного здравоохранения провоцируют серьезные проблемы, связанные с обеспечением электрической безопасности пациентов. Более того, есть множество опасностей, уникальных именно для биомедицинской сферы, которые специалист должен отчетливо понимать. Сюда относятся высокочастотное излучение и электромагнитные волны, рентгеновское лучи, сильные магнитные поля, биорастворы и вредные вещества. Мы касаемся мер безопасности в данной главе. Поговорим о базовой электрической безопасности. Помните, что пациент окружен и часто присоединен к приборам, которые работают от сети переменного тока 120 В. Прерыватели сети и плавкие предохранители этих приборов обычно рассчитаны на токи не менее 0.25А и призваны защищать сами устройства, а не пользователя. Нервные и мышечные ткани наиболее восприимчивы к удару током при частотах между 50 и 60 Гц.

Большинство мест, где ведется работа с пациентами, содержат различные жидкости: физиологические растворы (очень хороший проводник), растворы для внутривенного введения, человеческие отправления (моча, кровь, рвотные массы и т. д.), которые часто проливаются или протекают через электрическое оборудование. Эти жидкости часто образуют проводящую цепь, которая приводит пациента в контакт с источником электропитания.

Основной линией защиты тела против электрического тока является кожа. Сухой наружный покров тела — достаточно плохой проводник, но, пройдя через кожу ток обнаруживает электролитические жидкости, которые имеют малое сопротивление. Многие процедуры в больнице требуют проникновения через кожу. В дополнение к хирургическим, лечебные и физиотерапевтические процедуры, которые проводятся в палатах, также создают мостики через кожу: иглы для внутривенных инъекций, различные катетеры и дренажные трубки.

Диагностические приборы, такие, как кардиомониторы и мониторы для контроля кровяного давления, должны быть непосредственно подключены к пациенту. Если неисправность прибора заставляет ток течь через пациента, то спасения нет. Не стоит забывать, что люди со слабым здоровьем часто более восприимчивы к поражению электрическим током и менее защищены от него.

Как вы помните из предыдущих глав, система распределения питания, которая используется в зданиях, имеет три провода в розетке: черный (фазный), белый (нейтральный) и зеленый (земля). Проводка в больницах и промышленных зданиях более сложная, но подаваемое для практических целей электропитание также представляет собой стандартную розетку, такую же, как в жилых домах.

Зеленый провод — это проводник для обеспечения безопасности, который должен быть хорошо заземлен.

Нейтральный подключен одним концом к трансформатору и также связан с землей.

Фазный подключен к другому выводу трансформатора и имеет потенциал 120 В переменного тока выше потенциала земли.

Задача зеленого провода — гарантировать, что металлические корпуса электрических устройств не могут иметь более высокого напряжения. Он всегда связан с шасси, корпусом или каркасом электрического прибора. Фазный и нейтральный провода должны быть изолированы от каркаса или шасси.

Если в приборе возникает неисправность и фазный провод образует контакт с шасси, ток потечет через безопасный провод заземления, а не через человека, который коснется прибора, как показано на рис. 10.1.