IT系统在医疗场所应用中的若干问题探讨

IT 系 统 在 医 疗 场 所 应 用 中 的 若 干 问 题 探 讨 顾 方 红 ( 江 苏 省 江 阴 市 建 筑 设 计 研 究 院 有 限 公 司, 江 苏 省 江 阴 市,214401) 徐 军 ( 安 科 瑞 电 气 股 份 有 限 公 司, 上 海 市,201801) 摘 要 : 讨 论 医 疗 IT 系 统 应 用 中 的 集 中 监 控 系 统 的 设 计 UPS 与 医 疗 IT 系 统 的 结 合 应 用 IT 系 统 断 路 器 的 选 型, 以 及 不 同 医 疗 场 所 医 用 隔 离 电 源 柜 的 安 装 等 相 关 问 题, 强 调 医 疗 IT 系 统 的 设 计 与 施 工 应 标 准 化 规 范 化 关 键 词 : 医 疗 场 所 ;IT 系 统 ; 集 中 监 控 系 统 ;UPS 应 用 ; 断 路 器 选 型 ; 隔 离 电 源 柜 ; 绝 缘 监 测 装 置 ; 对 地 绝 缘 电 阻 0 引 言 近 年 来, 随 着 人 们 对 IT 系 统 认 识 的 不 断 深 入,IT 系 统 的 设 计 和 应 用 也 越 来 越 广 泛, 其 中, 医 用 隔 离 电 源 系 统 就 是 IT 系 统 在 医 疗 场 所 的 典 型 应 用 [1] 医 院 因 其 职 能 的 特 殊 性, 对 其 配 电 方 式 也 有 特 殊 的 要 求 如 医 院 的 外 科 手 术 设 备 用 于 维 持 病 人 生 命 的 设 备 等, 为 了 保 证 供 电 的 连 续 性 和 可 靠 性, 保 障 设 备 使 用 人 员 和 病 人 的 安 全 性, 均 应 采 用 IT 系 统 供 电, 同 时 辅 以 高 要 求 的 局 部 等 电 位 联 结 [2] 针 对 IT 系 统 在 医 疗 场 所 的 设 计 和 应 用, 国 内 不 少 电 气 专 家 和 同 仁 都 曾 刊 文 介 绍, 提 供 了 非 常 宝 贵 的 建 议 和 经 验 医 疗 IT 系 统 的 设 计, 具 有 不 同 于 其 它 场 所 IT 系 统 设 计 的 特 点, 所 采 用 的 绝 缘 监 测 装 置 也 有 特 殊 的 要 求 笔 者 结 合 实 际 工 程 经 验, 对 医 疗 IT 系 统 应 用 中 几 个 相 关 问 题 陈 述 一 下 自 己 的 浅 见, 望 业 内 专 家 不 吝 指 教, 以 加 深 对 医 疗 IT 系 统 应 用 的 研 究 与 讨 论 1 医 疗 IT 系 统 绝 缘 监 测 的 集 中 监 控 系 统 设 置 在 医 疗 IT 系 统 中, 用 于 实 时 监 测 系 统 运 行 状 况, 且 在 系 统 出 现 故 障 时 能 及 时 报 警 的 装 置 是 绝 缘 监 测 器 (IMD), 除 此 之 外, 还 应 该 设 置 一 个 外 接 报 警 与 显 示 装 置 ( 可 简 称 外 显 装 置 ) GB 16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 建 筑 物 电 气 装 置 第 7-710 部 分 : 特 殊 装 置 或 场 所 的 要 求 医 疗 场 所 第 710.413.1.5 条 中 的 要 求 : 每 个 医 疗 IT 系 统, 配 备 带 有 声 光 报 警 系 统 且 应 装 设 在 适 当 的 地 方 以 便 医 务 人 员 可 以 经 常 监 视 的 装 置 目 前 大 多 是 采 用 带 有 通 讯 功 能 的 外 显 装 置, 该 装 置 通 过 通 讯 实 时 读 取 绝 缘 监 测 器 的 监 测 数 据, 当 绝 缘 监 测 器 监 测 到 系 统 故 障 时, 装 置 便 发 出 声 光 报 警 信 号 其 中 声 音 信 号 可 以 解 除, 但 光 信 号 需 在 故 障 被 清 除 恢 复 正 常 后 才 能 熄 灭 在 医 疗 2 类 场 所 净 化 装 修 时, 用 于 外 科 手 术 室 IT 系 统 监 视 的 外 显 装 置

通 常 安 装 在 手 术 室 的 情 报 面 板 上, 或 嵌 墙 安 装 在 情 报 面 板 的 旁 边 而 用 于 各 类 ICU(CCU) 室 内 IT 系 统 监 视 的 外 显 装 置, 则 通 常 安 装 于 护 士 站 内, 由 护 士 人 员 来 监 视 在 实 际 应 用 中, 也 可 通 过 上 位 机 集 中 监 控 系 统 对 所 有 医 疗 2 类 场 所 的 医 疗 IT 系 统 进 行 集 中 监 控 隔 离 电 源 集 中 监 控 系 统 拓 扑 图, 该 监 控 系 统 包 括 监 控 层 通 讯 层 和 设 备 层 其 中 监 控 层 包 括 监 控 主 机 和 打 印 设 备, 通 讯 层 包 括 通 讯 网 关 和 通 讯 线 路, 设 备 层 包 括 所 有 应 用 于 各 医 疗 场 所 内 的 隔 离 电 源 设 备 和 监 测 仪 表 由 于 监 控 系 统 采 用 上 位 机 平 台, 可 以 通 过 软 件 展 现 更 丰 富 的 监 控 信 息 和 实 现 更 多 的 监 控 功 能, 这 些 信 息 和 功 能 主 要 包 括 配 电 一 次 图 和 现 场 分 布 图 各 医 疗 IT 系 统 的 运 行 参 数 监 控 远 程 参 数 设 置 故 障 声 光 报 警 和 记 录, 以 及 各 IT 系 统 监 测 数 据 的 曲 线 显 示 等 图 1 为 监 控 系 统 展 现 的 IT 系 统 对 地 绝 缘 电 阻 监 测 的 曲 线 图 该 曲 线 清 晰 的 展 现 了 IT 系 统 对 地 绝 缘 电 阻 不 断 下 降 的 变 化 情 况, 根 据 下 降 的 趋 势, 可 以 分 析 和 查 找 系 统 绝 缘 下 降 的 原 因, 并 提 前 采 取 措 施 排 除 故 障 隐 患, 从 而 有 效 保 障 系 统 的 安 全 可 靠 运 行 电 阻 kω 50 图 1 时 间 /yue IT 系 统 对 地 绝 缘 电 阻 监 测 曲 线 上 述 分 析 可 以 看 出, 采 用 上 位 机 集 中 监 控 系 统 来 监 控 各 IT 系 统, 比 在 现 场 安 装 功 能 简 单 的 外 显 装 置 来 监 控, 具 有 更 好 的 监 控 和 预 防 效 果 这 种 集 中 监 控 系 统 可 以 设 置 在 医 院 电 气 运 行 和 维 护 人 员 的 值 班 室 内, 也 可 以 集 成 在 其 它 电 力 监 控 系 统 中, 由 专 业 的 电 气 人 员 进 行 监 控, 一 旦 某 套 IT 系 统 出 现 故 障, 电 气 维 护 人 员 也 能 在 第 一 时 间 内 做 出 判 断, 并 根 据 现 场 情 况 进 行 处 理 相 比 而 言, 安 装 在 现 场 的 外 显 装 置 是 由 非 电 气 专 业 的 医 院 人 员 监 控 的, 故 障 报 警 时, 医 院 人 员 很 难 辨 识 报 警 原 因, 也 无 法 根 据 故 障 情 况 判 断 是 否 可 以 继 续 进 行 手 中 的 工 作 许 多 情 况 下, 也 不 一 定 能 及 时 通 知 到 电 气 维 护 人 员 如 果 出 现 的 是 绝 缘 故 障 且 未 能 及 时 排 除, 若 又 发 生 第 二 次 故 障, 将 转 变 为 带 电 导 体 间 短 路 而 过 电 流 跳 闸 停 止, 导 致 严 重 后 果 笔 者 以 为, 考 虑 以 为 人 本, 对 于 重 要 的 医 疗 2 类 场 所 的 IT 系 统, 除 了 采 用 外 显 装 置 现 场 监 控 外, 可 再 通 过 上 位 机 集 中 监 控 系 统, 由 专 业 的 电 气 人 员 进 行 集 中 监 控, 能 更 有 效 的 保 障 IT 系 统 的 可 靠 运 行

2 UPS 与 医 疗 IT 系 统 的 结 合 应 用 JGJ312-2013 医 疗 建 筑 电 气 设 计 规 范 第 4.4.6 条 规 定 : 要 求 中 断 供 电 时 间 小 于 或 等 于 0.5s 的 一 级 负 荷 中 特 别 重 要 的 负 荷, 应 设 不 间 断 电 源 装 置 (UPS), 且 宜 为 在 线 式 对 于 采 用 医 疗 IT 系 统 的 供 电 的 重 要 负 荷, 应 配 置 不 间 断 电 源 装 置 现 有 的 设 计 方 法 中 有 的 是 将 UPS 设 置 在 隔 离 变 压 器 的 前 面, 采 用 三 相 输 入 三 相 输 出 的 UPS 集 中 给 多 套 IT 系 统 供 电 ; 有 的 采 用 单 相 输 入 单 相 输 出 的 UPS 为 1 套 IT 系 统 供 电 这 里 特 别 指 出 的 是, 单 相 输 入 单 相 输 出 的 UPS 可 以 直 接 接 在 隔 离 变 压 器 的 二 次 侧, 此 时 UPS 的 输 入 输 出 端 均 采 用 不 接 地 的 接 线 方 式, 即 IT 系 统 在 文 献 [2] 一 文 中 已 经 说 明,UPS 的 负 荷 侧 系 统 不 是 电 源 侧 系 统 的 延 伸, 而 是 重 新 起 的 另 一 系 统,UPS 的 输 出 端 是 此 另 起 系 统 的 始 点 将 UPS 直 接 置 于 隔 离 变 压 器 的 二 次 侧, 输 出 端 采 用 不 接 地 的 IT 系 统, 与 置 于 隔 离 变 压 器 的 前 面 相 比, 减 少 了 一 层 环 节, 供 电 可 靠 性 更 高 从 UPS 额 定 输 出 功 率 的 选 择 上, 采 用 UPS 后 置, 由 于 不 用 考 虑 隔 离 变 压 器 瞬 态 启 动 时 最 大 功 率 要 求, 可 以 减 少 UPS 额 定 输 出 功 率, 降 低 设 备 成 本, 提 高 系 统 的 经 济 性 对 于 医 疗 IT 系 统 配 置 的 UPS 容 量 的 设 计, 传 统 的 方 法 是 根 据 设 计 的 负 载 功 率 并 同 时 考 虑 一 定 的 余 量 来 确 定, 通 常 是 在 总 负 载 功 率 的 基 础 上 乘 以 1.2~1.5 的 系 数 对 于 单 独 给 手 术 室 或 重 症 监 护 室 配 置 的 UPS, 这 样 设 计 可 以 保 证 不 间 断 供 电 的 可 靠 性 对 于 集 中 给 多 个 手 术 室 配 电 的 UPS 而 言, 由 于 并 不 是 所 有 的 手 术 室 都 同 时 处 在 使 用 中, 采 取 这 种 方 法 设 计 UPS 容 量, 会 造 成 大 马 拉 小 车 的 情 形, 使 UPS 在 投 入 使 用 时, 一 直 处 在 低 负 载 率 低 效 率 高 耗 能 的 运 行 状 态 UPS 的 效 率 与 带 载 率 (UPS 实 际 输 出 功 率 与 额 定 输 出 功 率 的 比 值 ) 成 正 比,UPS 的 额 定 输 出 功 率 越 接 近 实 际 负 载 功 耗, 其 效 率 就 越 高, 通 常 应 将 负 载 率 控 制 在 40%~80% 之 间 因 此, 对 于 手 术 室 集 中 配 置 的 UPS 的 容 量 的 设 计, 除 了 考 虑 可 靠 性 外, 还 应 结 合 所 有 手 术 室 同 时 使 用 的 比 例, 乘 以 0.5~1 的 系 数, 从 而 尽 可 能 克 服 UPS 功 率 储 备 过 大 造 成 系 统 能 耗 高 经 济 性 差 的 缺 陷 3 医 疗 IT 系 统 断 路 器 的 选 择 GB 16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 第 710.53.1 条 2 类 医 疗 场 所 内 线 路 的 保 护 中 规 定 : 对 每 个 终 端 回 路 都 需 设 置 短 路 保 护 和 过 负 荷 保 护, 但 医 疗 IT 系 统 的 变 压 器 的 进 出 线 回 路 不 允 许 装 设 过 负 荷 保 护, 但 可 用 熔 断 器 作 短 路 保 护 采 用 医 疗 IT 系 统 配 电 的 负 荷, 大 多 是 手 术 用 或 维 持 病 人 生 命 的 重 要 设 备, 这 些 设 备 在 使 用 过 程 中 不 允 许 断 电, 即 使 过 负 荷 运 行, 也 不 允 许 断 路 器 过 负 荷 保 护 可 以 选 择 采 用 单 磁 式 的 断 路 器, 这 种 断 路 器 只 有 短 路 保 护, 没 有 过 载 保 护 功 能, 短 路 时, 靠 电 磁 力 脱 扣, 是 一 种 磁 保 护 据 笔 者 了 解, 由 于 单 磁 式

断 路 器 使 用 受 限, 目 前 仅 有 极 少 数 几 家 公 司 生 产, 而 且 价 格 也 比 普 通 断 路 器 贵, 所 以 大 多 数 电 气 设 计 人 员 在 医 疗 IT 系 统 配 电 设 计 时, 仍 选 用 带 过 载 保 护 功 能 的 断 路 器 这 样 设 计 要 充 分 保 证 所 保 护 的 回 路 不 能 过 载 运 行, 否 则 可 能 导 致 断 路 器 过 载 断 开, 造 成 严 重 医 疗 事 故 另 外, 由 于 任 何 隔 离 变 压 器 在 切 合 时 均 会 产 生 冲 击 电 流 ( 即 涌 流 ) 不 同 厂 家 的 医 用 隔 离 变 压 器, 其 涌 流 值 也 不 一 致, 通 常 为 额 定 输 入 电 流 峰 值 的 数 倍 GB 19212.16-2005 电 力 变 压 器 电 源 装 置 和 类 似 产 品 的 安 全 第 16 部 分 : 医 用 场 所 供 电 用 隔 离 变 压 器 的 特 殊 要 求 第 13.3 条 规 定 : 涌 流 不 应 超 过 额 定 输 入 电 流 峰 值 的 12 倍 因 此 在 选 择 隔 离 变 压 器 输 入 端 断 路 器 的 额 定 电 流 时, 应 充 分 考 虑 到 隔 离 变 压 器 切 合 时 涌 流 的 影 响, 如 果 涌 流 过 大, 所 选 用 的 断 路 器 的 脱 扣 器 无 法 承 受, 会 导 致 切 合 不 上 去 或 者 某 次 切 合 上 去, 但 在 运 行 中, 可 能 出 现 工 作 电 源 失 电, 安 全 电 源 投 切, 当 正 好 处 在 电 源 电 压 最 不 利 的 电 角 度 时, 过 大 的 涌 流 可 能 导 致 断 路 器 断 开, 造 成 运 行 中 的 医 疗 设 备 无 法 正 常 供 电 因 此, 对 隔 离 变 压 器 输 入 端 的 断 路 器 应 尽 可 能 采 用 与 变 压 器 额 定 输 入 电 流 相 匹 配 的 单 磁 式 断 路 器, 如 果 选 用 带 过 载 保 护 的 断 路 器, 除 了 额 定 电 流 要 留 有 足 够 的 余 量 外, 应 选 用 符 合 GB14048.2-2008 低 压 开 关 设 备 和 控 制 设 备 第 2 部 分 : 断 路 器, 脱 扣 曲 线 为 C D 型 曲 线 的 断 路 器 4 医 用 隔 离 电 源 柜 的 安 装 手 术 室 或 ICU(CCU) 的 配 电 设 计, 现 行 的 方 法 大 多 是 将 医 疗 IT 系 统 及 相 关 配 电 断 路 器 组 装 成 配 电 柜, 称 为 隔 离 电 源 柜 手 术 室 用 隔 离 电 源 柜 内 除 了 IT 系 统 外, 通 常 还 有 TN 系 统, 用 于 为 手 术 室 内 诸 如 观 片 灯 书 写 台 灯 电 动 门 等 非 手 术 设 备 供 电 各 类 监 护 室 用 的 隔 离 电 源 柜 通 常 仅 有 IT 系 统, 用 于 给 监 护 室 内 各 病 房 旁 边 的 护 理 吊 塔 供 电 医 用 隔 离 电 源 柜 属 于 配 电 设 备, 应 安 装 于 非 洁 净 区 域 手 术 室 用 的 隔 离 电 源 柜 通 常 嵌 墙 安 装 在 手 术 室 外 廊 侧 墙 内, 即 手 术 室 与 清 洁 走 廊 间 的 墙 体 装 修 夹 层 内, 但 不 能 安 装 于 手 术 室 内 部 或 洁 净 走 廊 内 对 于 ICU(CCU) 室 而 言, 情 况 要 相 对 复 杂 对 于 较 大 的 ICU 中 心, 病 床 床 位 较 多, 所 需 设 置 的 隔 离 电 源 柜 也 较 多, 这 也 意 味 着 现 场 附 近 需 要 较 大 的 安 装 空 间 有 些 新 建 医 院 项 目 中, 医 疗 IT 系 统 设 计 由 设 计 院 电 气 设 计 人 员 设 计, 电 气 设 计 人 员 会 根 据 设 计 需 求, 要 求 在 ICU(CCU) 中 心 附 近 设 一 间 配 电 间, 用 来 集 中 安 装 隔 离 电 源 柜 但 有 些 项 目, 电 气 设 计 人 员 只 设 计 到 楼 层 配 电 箱,ICU(CCU) 的 配 电 交 由 专 业 的 净 化 公 司 进 行 深 化 设 计, 所 以 电 气 设 计 人 员 不 会 根 据 ICU(CCU) 室 的 配 电 需 求, 提 出 设 置 配 电 间 的 设 置 要 求 净 化 公 司 在 进 行 净 化 设 计 时, 往 往 空 间 的 功 能 分 区 已 经 明 确, 无 法 调 整, 导 致 隔 离 电 源 柜 无 合 适 空 间 安 装 有 些 项 目 将 隔 离 电 源 柜 安 装 在 距 ICU(CCU) 中 心 较 远 的 配 电 间 内, 致 使 配 电 线 路 较 长, 影 响 了 IT 系 统 的 安 全 性 也 有 的 将 绝 缘 监 测 器 安 装 在 就 近 的 配 电 箱 内, 而 将 隔

离 变 压 器 吊 顶 安 装 在 天 花 板 以 内, 这 样 处 理 方 式 不 便 于 隔 离 变 压 器 的 安 装 维 护 和 通 风 散 热, 对 IT 系 统 的 稳 定 运 行 也 存 在 隐 患 因 此, 针 对 ICU(CCU) 中 心, 无 论 电 气 设 计 人 员 是 否 做 医 疗 IT 的 配 电 设 计, 都 应 为 隔 离 电 源 柜 的 安 装, 提 出 相 应 的 空 间 要 求 5 结 语 医 疗 IT 系 统 的 应 用 在 我 国 国 标 中 已 有 明 确 要 求, 但 医 用 IT 系 统 的 设 计 和 施 工 状 况 却 参 差 不 齐, 有 些 设 计 仅 考 虑 经 济 成 本 却 忽 略 了 安 全 性 可 靠 性 和 国 家 标 准 的 要 求, 这 与 采 用 IT 系 统 的 本 意 是 相 背 的, 一 旦 运 行 过 中 配 电 设 备 出 现 故 障, 很 可 能 造 成 重 大 的 医 疗 事 故 因 此, 笔 者 也 吁 请 同 行 认 真 研 究 医 疗 IT 系 统 的 应 用, 形 成 相 对 统 一 和 标 准 的 设 计 施 工 方 法, 以 更 好 的 保 障 医 疗 2 类 场 所 的 配 电 可 靠 与 安 全 限 于 水 平, 笔 者 所 述 必 然 存 在 不 少 谬 误, 也 肯 请 同 行 不 吝 批 评 指 正 文 章 来 源 : 建 筑 电 气 2015 年 12 期 参 考 文 献 [1] 吴 恩 远, 马 名 东, 徐 军, 等. IT 系 统 在 医 疗 场 所 的 应 用 及 绝 缘 监 测 功 能 扩 展 [J]. 建 筑 电 气,2010(4):19-22. [2] 王 厚 余. 论 IT 系 统 的 应 用 [J]. 建 筑 电 气,2008,27(11):3-7. [3] 王 厚 余. 低 压 电 气 装 置 的 设 计 安 装 和 检 验 [M]. 第 3 版. 北 京 : 中 国 电 力 出 版 社,2012. [4] 王 厚 余. 建 筑 物 电 气 装 置 600 同 [M]. 北 京 : 中 国 电 力 出 版 社,2013. [5] 中 机 中 电 设 计 研 究 院, 等. GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 建 筑 物 电 气 装 置 第 7-710 部 分 : 特 殊 装 置 或 场 所 的 要 求 医 疗 场 所 [s]. 北 京 : 中 国 标 准 出 版 社,2006. [6] 中 国 建 筑 设 计 研 究 院. JGJ 312-2013 医 疗 建 筑 电 气 设 计 规 范 [s]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2013. [7] 沈 阳 变 压 器 研 究 所. GB19212.16-2005 电 力 变 压 器 电 源 装 置 和 类 似 产 品 的 安 全 第 16 部 分 : 医 疗 场 所 供 电 用 隔 离 变 压 器 的 特 殊 要 求 [s]. 北 京 : 中 国 标 准 出 版 社,2006. [8] 上 海 上 器 科 学 研 究 所 ( 集 团 ) 有 限 公 司, 等.GB 14048.2-2008/IEC 60947-2:2006,IDT 低 压 开 关 设 备 和 控 制 设 备 第 2 部 分 : 断 路 器 [s]. 北 京 : 中 国 标 准 出 版 社,2008. [9] 山 东 建 筑 电 气 情 报 网, 安 科 瑞 电 气 股 份 有 限 公 司.ACR12CDX601 医 疗 隔 离 电 源 监 控 系 统 设 计 与 应 用 图 集 [M],2015.