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生医.ppt

上传人:Facebook 文档编号:3480235 上传时间:2018-11-03 格式:PPT 页数:47 大小:2.73MB
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资源描述

1、,1. 电流对人体的危害;2 . 医疗设备安全问题。,电流对人体的危害,一、电流对人体的伤害形式,当人体触及带电体,或者带电体与人体之间放电,或者电弧触及人体时,使电流通过人体进入大地或其他导体,形成导电回路,这种情况就叫触电。触电时人体会受到某种程度的伤害,按其形式可分为电击和电伤两种。,电 击,1、定义:当人体直接接触带电体时,电流通过人体内部,对内部组织造成的伤害称为电击。在国标GB4776-84中1.4中触电中有:电击是电流通过人体或动物体而引起的病理、生理效应。 2、电击伤害:电击伤害主要是伤害人体的心脏、呼 吸和神经系统,因而破坏了人的正常生理活动,甚至危及生命。例如:电流经过心脏

2、时,会使心室泵作用失调,引起心室颤动,导致血液循环停止;电流流过大脑的呼吸神经中枢时,会遏止呼吸并导致呼吸停止;电流通过胸部时,胸肌收缩,迫使停顿,引起窒息。,伤害的原因,电击是电流造成人死亡的主要原因。而电击造成人死亡的主要原因是电流会引起人的心室颤动。 (1)使心脏由原来正常跳动变为每分钟数百次以上的细微颤动。这种颤动足以使心脏不能再压送血液,导致血液终止循环和大脑缺氧,发生窒息死亡。 (2)电流通过大脑的呼吸中枢,会遏制呼吸并导致呼吸停止; (3)电流通过胸肌,使胸肌收缩,迫使呼吸停顿,引起窒息。,3、造成电击的几种情况:(1)当人体将要触及1KV以上的高压电气设备带电体时,高电压能将空

3、气击穿,使其成为导体,这时电流通过人体而造成电击。 (2)低压单相(线)触电、两线触电会造成电击。 (3)接触电压和跨步电压触电会造成电击。,2011年3月31日中午12点左右,天津,一名疑似患有精神疾病的女子赤身裸体爬上了塘沽东江路与第九大街交口附近的一处高压变电塔顶,并已被高压电击落于离地面近20米的电塔延伸支架处,该高压电塔电压高达22万伏,悬在半空的女子已经被高压电击伤,随时都有生命危险。,使用了三年的热水器,突然漏电,29岁莆田小伙俞俊敏被电成了植物人。据俞俊敏家人介绍,热水器在使用的三年期间没有出现任何问题,但也从没进行过常规检查。要特别小心因水流而导致触电,如果卫生间地面有水,尽

4、量不要在里面拔插头,应将总开关关闭后再拔。使用了三年的热水器,突然漏电,29岁莆田小伙俞俊敏被电成了植物人。出事时间是2012年12月6日,当天还是他和妻子结婚三周年纪念日。日前,俞俊敏还在医院治疗,四肢僵硬无法动弹,眼睛虽可睁开,但部分神经对外界无反应,也不能开口说话。,俞先生的母亲抚摩着他的手,其女儿在床边不时地说“爸爸买糖”.,电伤,1、定义:电伤是指电流对人体外部表面造成的局部创伤。 2、电伤分类 (1)灼伤: 是指电流热效应产生的电伤。通常是在带负荷拉、合隔离开关时产生的电弧对人体皮肤造成的直接烧伤。 灼伤的后果现象:皮肤发红,起泡,组织烧焦并坏死!,A 电流灼伤,电流灼伤,是人体与

5、带电体直接接触,电流通过人体时产生的热效应的结果。在人体与带电体的接触处,接触面积一般较小,电流密度可达很大数值,又因皮肤电阻较体内组织电阻大许多倍,故在接触处产生很大的热量,致使皮肤灼伤。 只有在大电流通过人体时才可能使内部组织受到损伤,但高频电流造成的接触灼烧可使内部组织严重损伤,而皮肤却仅有轻度损伤。,B 电弧灼伤,是指电气设备的电压较高时产生强烈的电弧或电火花,灼伤人体,甚至击穿部分组织或器官,并使深部组织烧死或使四肢烧焦的现象。 它一般不会引起心脏纤维性颤动,而更为常见的是人体由于呼吸麻痹或人体表面的大范围烧伤而死亡。,电弧灼伤,直接电弧灼伤是人体过分靠近高压带电体,造成空气击穿而产

6、生电弧对人体放电,直接烧伤人体的现象。 这种灼伤对人体伤害较大,严重时会造成死亡,发生在高压系统中。 如误操作带负荷拉隔离开关产生电弧。,间接电弧灼伤是电弧发生在人体附近对人体造成的烧伤。 这种灼伤对人体伤害较轻,多发生在低压系统中。 如带负荷拉开裸露的开关产生电弧;线路短路时熔断器的熔丝熔断,炽热的金属微粒飞溅出来。,二、影响电流对人体伤害程度的因素,1、电流大小 1)感知电流:有感觉,不伤害。有麻酥、针刺感。 2)摆脱电流:能自由摆脱。有麻酥、针刺感外(电子),主要为疼痛,心律障碍感。 3)致命电流:危及生命的电流,造成“心室纤维性颤动”。 人体有三个主要电流效应阈值: 1)感觉阈值:0.

7、5mA; 2)摆脱阈值:10mA; 3)心室纤维性颤动阈值:50mA。,心室纤维性颤动,在正常情况下,心脏有节律的搏动,向全身供血。当心肌因种种原因不能同步收缩而代之以蠕动样颤动时,心脏的泵血功能就完全丧失,心房肌肉的颤动称为房颤,心室肌肉的颤动为室颤。若这种颤动不及时消除,很快会导致心脏停搏,造成死亡。 当电流通过神经纤维刺激到肌肉时,肌肉即要收缩。心脏本身具有工作过程所需的电动势,形成心脏各个区域按正确顺序有节奏运动的控制电信号。这个电信号的平均电压为11.6mV,心脏的一个博动周期约为0.75s。当通过人体的触电电流和通过时间超过某个限值时,心脏正常博动的电信号便受到干扰而被打乱。这样,

8、心脏便不能再进行强有力的收缩而出现心肌震动,这就是医学上所称的“心室纤维性颤动”。,电流通过人体的效应,安全区:无感知区。 感知阈值 :直流电流2mA,交流电流0.5mA。,感知区:有感知,可自由摆脱。 摆脱阈值:交流电为10mA;直流电为2mA。,不易摆脱区:不易摆脱,人体有明显电流效应,但不损伤有机组织。,致颤区:发生心室纤维性颤动,致死。 致颤阈值:交流电50mA 。,交流电,直流电,(1)电击电流伤害阈值 GB /T 13870.1-2008,1)感知电流(感知阈值):在一定概率下,通过人体引起人有任何感觉的最小电流。 对于工频电流有效值,概率为50%时,成年男子平均感知电流约为11m

9、A,成年女子约为07mA; 对于直流电流,成年男子平均感知电流约为52mA,成年女子约为35mA; 对于10kHz高频电流,成年男子平均感知电流约为12mA,成年女子约为8mA。 感知电流一般不会对人体构成伤害,但当电流增大时,感觉增强,反应加剧,可能导致坠落等二次事故。,(2)摆脱电流,摆脱电流(摆脱阈值)是在一定概率下,人触电后能自行摆脱带电体的最大电流。 摆脱电流与个体生理特征、电极形状、电极尺寸等因素有关。 对于工频电流有效值,摆脱概率为50时,成年男子和成年女子的摆脱电流分别约为16mA和105mA;摆脱概率为995时,成年男子和成年女子的摆脱电流约为9mA和16mA。 摆脱电流是人

10、体可以忍受但一般尚不致造成不良后果的电流。电流超过摆脱电流以后,人会感到异常痛苦、恐慌和难以忍受;如时间过长,则可能昏迷、窒息,甚至死亡。因此,可以认为摆脱电流是表明有较大危险的界限。,2、持续时间,时间越长危害越大。原因: (1) 人体电阻减小。 通电时间愈长,人体电阻就会因为角质层破坏、出汗或电解等原因降低,导致通过人体的电流更大,危险性也更大。 (2) 能量积累。电流持续时间愈长,能量积累愈多,心室颤动电流减小,使危险性增加,允许的触电时间越短。 据统计,触电15min内急救,90%有良好的效果,10分钟内60%救生率,超过15分钟希望甚微。(有不同的数据),3、电压高低,当人体电阻一定

11、时,人体接触的电压越高,通过人体的电流越大。 危险性就越大。危险场所人体通过10mA以上的电流就会有危险。 因此,要使通过人体的电流小于10mA,若人体电阻按1200算,根据欧姆定律:U=IR=0.011200=12V。 则如果电压小于12V,则触电电压小于12V,电流小于10mA,人体是安全的。,4. 人体电阻,触电对人体的伤害程度主要取决于触电电流的大小。而人体电阻、接触电压等因素会引起触电电流大小的变化,从而造成伤害程度变化。 人体电阻越小,通过人体的电流就越大,也就越危险。 人体电阻主要是皮肤电阻,表皮0.050.2mm厚的角质层的电阻很大。皮肤干燥时,人体电阻约为610k,甚至高达1

12、00k;而一旦潮湿可降到1 K 。但角质层容易被破坏,去掉角质层的皮肤电阻约为8001200;内部组织的电阻约为500800。,人体电阻的变化规律,人体电阻不是固定不变的,与下面几个因素有关(1)接触电压:它的数值随着接触电压的升高而下降,如表33所示; (2)接触面积:随着电极与皮肤的接触面积加大而减小。 (3)皮肤状况:皮肤潮湿、多汗、有损伤、带有导电性粉尘等情况下,人体电阻都会降低,如表34所示。 不同类型的人,其人体电阻也不同,一般认为人体电阻为10002000(不计皮肤角质层电阻)。,5、电流通过人体的途径,电流通过人体的途径不同,对人体的伤害程度也不同,一般认为:电流通过人体的心脏

13、、肺部和中枢神经系统的危险性比较大,特别是电流通过心脏时,危险性最大。 电流通过心脏会引起心室颤动,较大的电流还会使心脏停止跳动,这两者都会因血液循环中断而导致人死亡;电流通过中枢神经系统会引起中枢神经强烈失调而导致死亡。 所以从手到脚的电流途径最为危险。因为沿这条途径有较多的电流通过心脏、肺部和脊髓等重要器官。,其次是从一只手到另一只手的电流途径;第三是从一只脚到另一只脚的电流途径。但后者容易因剧烈痉挛而摔倒,导致电流通过全身,造成摔伤、坠落等严重二次事故。,6、人体状况,(1)性别:在同等的触电电流下,女性比男性更难以摆脱。 (2)年龄:在遭受电击后,小孩的伤害程度要比成年人重。 (3)健

14、康状况:患有心脏病、神经系统疾病、肺病等严重疾病或体弱多病者,由于身抵抗能力较差,故比健康人更易受电伤害。 (4)心理、精神状态:有无思想准备,对电的敏感程度是有差异的,酒醉、疲劳过度、心情欠佳等情况会增加触电伤害程度。,医用电气设备安全,电击危险的防护,一、 产生电击的因素 : 原因:人与电源之间存在两个接触点而形成回路; 电源电压和回路电阻产生了较大的电流,该电流流过人体发生了生理效应。 仪器故障造成漏电 一般属于电阻产生的传导漏电流,尤以仪器外壳漏电、病人导联漏电最值得注意。 电容耦合的漏电电容几乎无处不在,外壳未接地或接地不良 非等电位接地 如果有几台仪器(包括病床)同时与病人相连,那

15、么每台仪器的外壳电位必须相等,否则也会发生电击事故。 漏电流的大小与A、B两点间接地电阻的大小和外壳漏电仪器的漏电程度有关,机壳未接地或地线断路时引起电击,非等电位接地导致电击,皮肤电阻减小或消除 皮肤电阻愈大受到电击的危险性愈小; 生物电测量的正确性却希望减小皮肤电阻(涂抹导电膏)。,人体阻抗模型Measuring Device (MD),二、电击防护措施,医用电子仪器的适用对象多数是不健康的人,有的疾病本身使患者对外界刺激的抵抗力降低;有的由于诊断和治疗,外来的刺激很容易引起更不良的影响。其次,由于疾病种类和治疗上的需要,要使患者身体不动,甚至将身体固定在病床和诊查台上,这样的患者即使感觉

16、到电击的危险也无法逃生。,防止电击的基本着眼点有两个方面: 一.将病人同所有接地物体和所有电流源进行绝缘; 二.把病人所有够得着的导电表面都保持在同一电位上,但不一定是地电位。目的都是使通过病人的电流减到最小。,设备外壳接地 由于外壳可靠接地,即使火线与外壳发生了短路,短路电流的极大部分也会从外壳地线回流到地,流过人体的电流只是其中的很小一部分,同时又因短路电流足够大,可立即熔断线路中的保险丝,从而迅速切断仪器电源,保障人身安全。,仪器外壳接地,等电位接地 所谓“等电位接地系统”是使病人环境中的所有导电表面和插座地线处于相同电位,然后接真正的“地”,以保护电气敏感病人,也能保护病人免受其他地方

17、地线故障的影响。,等电位接地,在测量仪器的周围环境有很多金属物,如自来水管、煤气管、金属电线管、建筑物的钢筋和金属窗框等,将这些金属物和仪器外壳连接后再接地就成为等电位化方式。 在安全标准中,原则上要求离患者2.5m以内的范围要达到等电位化。 确定2.5m的距离,意味着当患者伸手时,或者借助其他人所能接触到的范围。,基础绝缘 把医用电子仪器的电路部分进行绝缘,通常采用金属或绝缘外壳将整个仪器覆盖起来,使人接触不到。 由于绝缘使流过人体的电流减小,在很多场合下可以防止电击事故。,电路的保护,基础绝缘即使是正常的,也存在引起事故的危险。这是因为绝缘阻抗而不够大,因而漏电流增大引起电击事故。,二次绝

18、缘 一是用绝缘材料做仪器的外壳; 二是用另外的绝缘层(保护绝缘层)将易与人体接触的带电导体与仪器的金属壳体隔离(称为一次绝缘),而仪器的金属壳体照常与它的电气部分隔离(功能绝缘层,又称为二次绝缘层)。 这两种方法都称为双重绝缘,它包括了防护绝缘和功能绝缘。采用双重绝缘后,即使仪器的外壳漏电,也不会引起电击事故。 双重绝缘不但能防止宏电击,也能防止微电击。,低电压供电 为了减少电击危险,在医疗设备中采用低电压供电是一个较佳的方案。 选用特别低的电源电压,即使人体接触到电路时,也没有损伤危险,就是基础绝缘老化、损坏,也不会发生电击事故。 低压供电的方法有两种,一是采用低压电池供电,二是采用低压隔离

19、变压器供电。低压电池供电一方面可达到低压供电的目的,另一方面由于它没有接地端,因此电池供电的仪器的外壳可不接地,这样就可取消人体接地的措施。电池供电广泛应用于无线电遥测中。 低压隔离变压器常使用在如眼底镜和内窥镜等仅有一个灯泡耗电量较大的医疗设备中,其输出低压部分与地绝缘。,采用非接地配电系统 采用隔离变压器可将接地方式变为非接地方式。隔离变压器与普通变压器的不同之处在于它的次级绕组没有任何一端接地。,普通变压器,隔离变压器,为了保证隔离电源系统的保护功能,必须监视隔离变压器和地之间的阻抗。一旦电阻减小到一定程度,立即报警,指示隔离变压器已经失效,必须及时排除故障。,患者保护 1右腿驱动技术

20、造成触电事故的一个重要原因就是人体接地,因此最根本的安全用电措施就是取消人体接地。人体接地是在没有高质量的放大器情况下采取的减少共模信号的应急措施。 最理想的方法是设计出一种既能减少共模干扰又能取消人体接地的电路。,病人不接地测量心电图,医疗器械不良事件监测,随着生物材料和组织工程、心脏支架、心脏起搏器、B 超、MRI 、CT 、X 刀、医用激光等高技术医疗器械产品的使用越来越广泛,这些新型设备对人类所产生的预期或非预期的危害和风险也与日俱增。 20 世纪70 年代初,美国每年约有1200 人在医疗过程中遭到致命电击,特别是在介入检测时,患者常因通过人体的电流而致死,这引起了各界的重视。世界各

21、国政府和组织纷纷提出了安全使用标准,并设立法规严格管理。国际电气标准委员会(IEC)制定的国际统一的医用仪器安全标准 IEC 医用电气设备安全通则 于1978 年公布。我国2000 年也颁发了 医疗器械监督管理条例 ,对境内、外的医疗器械产品实行市场注册管理,以确保人民群众的身体健康与生命安全。,医用电气设备安全标准概况,1、各国的标准德国的VDE0750,美国的UL544,加拿大的 CSAC22.2, No.125 2、IEC601.1 医用电气设备安全通则 3、GB9706.1 医用电气设备,第一部分:通用安全要求 4、GB9706.1 8个主要方面的安全要求 5、医用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92 6、医用电气安全的专用要求,

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