浅谈医院手术室IT系统的设计与应用

 简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：医院手术区是医院救死扶伤、治病救人的一个重要部门。目前国家有关部门对手术室的一些标准和要求已经进行了修正与更新，从中能看出手术区、手术室的标准都在不断地提高，要求也在不断的上升，一些大型综合医院已经引进了许多发达到国际标准的洁净手术室组成的手术区。从这些新型的手术区中可以看出对电气部分又增加许多新的内容，对配套设施也有新的要求，特别对手术区（室）的电气安全要求和防范措施提出更高的要求，因为手术室的电器设备更加的先进化、多样化。

关键词：医院手术室照明；功能灯具；电气设计

1 手术室的分类
       手术室按照不同需要，从JGJ49-88综合医院建筑设计规范列表来看，手术室大致分为四种类型，即：
       a.特大手术室（40～45m²）；
       b.大手术室（30～40m²）；
       c.中手术室（20～ 3m²）；
       d.小手术室（15～20m²）。
无论何类型手术室均应包括以下几个基本的设施：
       1）照明功能灯具———手术灯（无影灯），一般照明灯、观片灯、紫外线杀菌灯、手术室门口“正在手术”标志灯及照明插座；
       2）电力电源———单相电源插座箱、三相电源插座箱；
       3）供氧吸引装置；
       4）空调设备；
       5）等电位联结箱。

2 手术室医疗设备的供电
       手术室应在两面墙上装设供医用电子仪器设备使用的单相插座箱，每个插座箱至少装有四个单相插座。一般小手术室不一定需要三相电源，但中手术室以上则应设置三相电源插座箱，根据JGJ16-2008民用建筑电气设计规范的相关要求“医疗场所采用IT系统供电时应符合下列规定”
2.1在2类医疗场所内,用于维持生命、外科手术和其他位于“患者区域”内的医用电气设备和系统的供电回路,均应采用医疗IT系统。
2.2 用途相同且相毗邻的房间内，至少应设置一回独立的医疗IT系统。医疗IT系统应配置一个交流内阻抗不少于100KΩ的绝缘监测器并满足下列要求：
       1）测试电压不应大于直流25V；
       2）注入电流的峰值不应大于1mA；
       3）在绝缘电阻降至50KΩ时,应发出信号,并应配置试验此功能的器具。
2.3每个医用IT系统应设在医务人员可以经常监视的地方,并应装设配备有下列功能组件的声光报警系统：
       1)应以绿灯亮表示工作正常；
       2)当绝缘电阻下降到整定值时,黄灯应点亮，且应不能消除或断开该亮灯指示；
       3)当绝缘电阻下降到整定值时,可音响报警动作,该音响报警可解除；
       4)当故障被清除恢复正常后，黄色信号应熄灭。
       当只有一台设备由单台专用的医疗IT变压器供电时,该变压器可不装设绝缘监测器。

3 手术区的电气设计
       医院手术区主要为住院病人服务,一般建在医院病房楼内,由于手术区建筑平面的特殊性,在大楼任何一层设置为手术层,其建筑平面与大楼标准层难以相同，必然影响该楼垂直管线的走向。洁净手术室又需要配置净化空调机组，如果净化空调机组与手术室在同一层并列设置，势必占用手术层的大量空间,对于这个问题,一般的做法是把净化空调机组设在手术区上面，在手术区上面设设备层,既解决了洁净手术室上方净化空调设备的放置,又可转换由上引下或由下引上的供水管、污水管、风管等，保证手术层的整体性。手术区的电气设计是这样考虑的：首先根据《规范》规定，在手术区设配电间，其供电负荷为一级，由双电源供电并自动切换；每个手术室由手术区双电源自动切换箱引出的放射式电源设独立的手术室配电箱。对于手术室净化空调的供电电源也是一级负荷,但其双电源的切换时间允许超过15s。如果医院变电所一回高压电源或1台变压器发生故障，变压器低压侧分段母线的联络开关能在较短时间内合上，那么该电源可以由变电所低压线上单回路引出作为手术区净化空调的电源，否则也需要双电源并自动切换以保证电源的可靠性。对手术区内所用的医技电源，由于现在许多手术与医技设备配合进行手术治疗,如介入治疗、体内放射、心血管造影等， 这些电源属一级负荷且双电源自动切换。

4 手术室的电气设计
       根据《规范》要求,手术室的一般照明应采用洁净荧光灯嵌入式安装,水平照度不宜低 500Lx（不包括手术灯照度）,垂直照度不低于水平照度的1/2；手术室摄像器一般在手术灯和墙上各装一个，摄像器的信号线和电源线都要预留；手术室内的悬吊式综合医用气体架上有电源插座，悬吊式综合医用气体架在手术室顶棚安装机座处应安装好插座电源的接线盒，手术室插座回路不能安装漏电保护装置。洁净手术室采用了层流式净化措施和正压，紫外线灯是不考虑安装的，需要时使用移动式紫外线灯即可。手术室究竟是否需要三相电源？这个问题在设计时应与医院共同确定。随意在手术室设置三相电源是不符合规定的，这里涉及到一个防止发生电击的问题，即是否要设置IT接地系统。三相电源主要为了使用较大型的医技设备配合手术治疗,要使手术室具备这一功能，不仅需要电源,还要安装医技设备的空间，安装的基础或支架等,这些在手术室设计阶段要一并确定和完成,因此医院尽早确定，一旦手术区建成后再行改建,手术区的分隔墙体、钢板内衬、设备层的净化设备、风管等都将变动，施工会十分被动，施工成本也将增加。对于做胸腔手术，手术室应采用隔离变压器和降压变压器组成局部低压IT接地系统，也就是中性线不接地系统。在这里要注意，变压器的金属外壳仍需与等电位联结端子板联结，当电源线与外壳短路时，发生接地故障。由于电源中性点对地绝缘，故障电流不能经中性线与电源构成回路，仅为线路地有限的电容电流，当电源线路足够短时，故障电流是很微小的,在手术室内不同部位所形成的电位差也就很小,电源不必切断，手术可以继续进行。但这种局部的IT系统绝缘检测不能省，当发生第一次接地故障，在手术后应立即排除故障，进行严格整修，防止第二次异相接地故障而引起相间短路，影响手术的正常使用。

5 安科瑞医疗IT系统介绍
5.1概述
       随着电子医疗设备在医院领域的广泛应用，漏电流对病人构成的威胁也越来越大，尤其是那些生命攸关的场所，病人在手术中或麻醉状态下，各种电极、传感器直接插入人体内，微小的漏电流都有可能导致病人触电身亡。另外有些医疗设备用于维持重症病人的生命，一旦设备停电，也会对病人的生命构成威胁。因此，对于医院这一特殊场所的电气设计，应严格按照国家标准和规范要求，采用IT系统供电。
       安科瑞医用IT系统绝缘监测故障定位装置及系统适用于医院的手术室、ICU(CCU)监护病房等重要场所，能为这类场所提供安全、连续、可靠的供电解决方案。
5.2 医用隔离电源监控系统
       医用隔离电源监控系统用于集中监控医疗大楼内所有医疗2类场所医疗IT系统的运行状况。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一时间内做出判断，并根据现场情况进行处理。
5.2.1 系统拓扑图

图1产品拓扑图

5.2.2软件功能
       安科瑞医用隔离电源监控系统是基于触摸屏软件设计，软件具有远程测量、远程参数设置和远程自检等多种功能，为医院2类场所隔离电源系统的集中监控提供了强大的系统集成工具。软件的主要功能如下图2：

图2软件的主要功能

■ 一次图和现场分布显示
       系统具有一次图及现场分布图显示功能，能直观的了解并及时地发现IT供电系统的报警地点或区域，从而方便专业人员及时到达现场进行故障排查；
■ 实时数据采集与显示
       利用安装于各隔离电源系统中绝缘监测仪表和绝缘故障定位仪表，采集各隔离电源系统的参数。采集到的数据实时显示在监控系统界面，这些监测参量含IT系统对地绝缘电阻、变压器负荷电流、变压器绕组温度及绝缘故障回路等如图3；

■ 故障报警
       将各医用隔离电源系统出现的各类故障，如绝缘故障、过载故障、超温故障以及接线断线故障等信息进行统一处理和记录，并可直接在显示界面上弹出显示故障类型、监测值、故障地点以及故障发生时间等信息。同时启动监控系统的声光报警系统，及时提醒相关人员，进行故障处理。其中，声音报警信号可被手动消除。
■ 远程参数设置和查询
       通过系统，可根据要求远程调整和设置各医用隔离电源系统中绝缘监测仪的各类报警参数阈值，也可以任意查看这些报警参数值。参数包括绝缘报警值、负载电流报警值和隔离变压器温度报警值等如图4。

■ 图形显示功能：
       系统可以以曲线的形式，显示各套隔离电源系统的绝缘状况、负载状况，以及隔离变压器的温升状况，以及它们的变化趋势，以便于分管理人员了解和分析各电源系统的运行变化情况，有针对性的对某些系统进行维护和保养。
5.3 产品选型

表1医用IT系统绝缘监测及故障定位产品

     
 
6 结束语
医院手术区作为医院一个十分重要而又特殊的场所，在电气方面有其自身的特点和安全要求。由于我国地区经济发展的差别，各地区各级别的医院在建设投资和标准方面有一定差别，手术区内电气管线应根据不同要求布置到位，如果是非净化手术室并自行建造，那么电气设计应该具体到开关、灯具和插座。等电位联结线如果自行安装，应防止遗漏和断接，认真检测等电位端子板至联结金属体间的电阻值。此外，手术区的通信设施、监控、火灾报警、示教摄像、远程会诊装置等应与整个建筑的弱电部分统筹考虑，一并完善，以便于更好的服务于医务人员，确保手术的成功率。
参考文献
[1]王亚东.浅谈医院手术室电气设计[J].引文版：工程技术，2015（40）：30.
[2]王春雨.浅议医院手术室的电气设计.
[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6版.
作者简介：
简婷，女，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为IT配电，邮箱: 2885080326@qq.com，手机：18701998775（同微信），QQ:2885080326