医院洁净手术室的电气设计

谢进国

[摘要]本文论述了医院洁净手术室的供电设计、照明设计、人身安全及接地保护,对于怎样即能保障手术的顺利进行,又要保障医护人员和患者的人身安全等问题,提出了解决这些问题的方案。

[关键词]医院洁净手术室 电气设计

[Abstract]In this paper, the hospital operating room clean power supply design, lighting design, personal safety and grounding protection, as for how that is able to guarantee the smooth progress of surgery, but also to protect the personal safety of staff and patients and other issues and put forward programs to address these issues.

一、前言

随着科技日新月异的进步、经济的发展以及人民生活水平的提高,人们对健康越来越重视,对医疗条件的要求越来越高,对医院手术室医疗设施提出了新的要求。而以往医院普通手术室状况已不能满足人们的要求,如今一些大型综合医院已经引进和改建了许多由达到国际标准的洁净手术室组成的手术部,使医院手术的硬件环境达到一个新的水平;洁净手术室取代普通手术室,是一个必然趋势。洁净手术室设计对电气部分也增加许多新的内容,本文就洁净手术室电气设计作一些介绍和探讨。

二、洁净手术室分级

洁净手术室以空气洁净度与细菌浓度两个主要指标分为四级(见下表),并以空气洁净度级别作为必要保障条件。

适用手术提示 关节置换手术、器官移植手术及脑外科、心脏外科和眼科等手术中的无菌手术 胸外科、整形外科、泌尿外科、肝胆胰外科、骨外科和普通外科中的一类切口无菌手术 普通外科(除去一类切口手术)、妇产科等手 肛肠外科及污染。

三、洁净手术室的照明设计

手术室采用混合照明,分为一般照明、手术室重点照明、信号灯照明和观片灯照明等。

1.照度设计标准

据国外文献介绍,手术室一般照度多在500 lx以上,高者达1500 lx,也有提出从750~1500 lx的。而据后来实测,日本东海大学无菌手术室照度为465 lx,准备室为350 lx,前室为420 lx,都未说明是最低照度,是平均照度的可能性大。《医院洁净手术部建筑技术规范》结合国情规定手术室一般照明的最低照度取350 lx,则平均照度在500 lx左右,而辅助用房则按洁净室最低标准取150 lx。手术室重点照明为手术无影灯,其在工作面的照度要求随手术类别不同而差别较大,照度在20x103～100x103lx。外科为60x103～100x103lx,口腔科手术无影灯可为10x103lx。

2.照明设计

净手术室一般照明用光源可选用色温为4000~5000K之间的洁净荧光灯,其色温与无影灯光源的色温相适应,其显色性应接近自然光,要求显色指数Ra大于90。洁净手术室内照明灯具应为嵌入式密封灯带,在手术台四周布置,必须布置在送风口之外。只有全室单向流的洁净室允许在过滤器边框下设单管灯带,灯具必须有流线型灯罩。手术室内应无强烈反光,大型以上(含大型)手术室的照度均匀度(最低照度值/平均照度值)不宜低于0.7。同时为克服荧光灯的频闪效应,对荧光灯带可采用三相均匀配电。

无影灯应根据手术室尺寸和手术要求进行配置,宜采用多头型;调平板的位置应在送风面之上,距离送风面不应小于5cm。手术无影灯选择与设计涉及到照明和医学等多方面知识,一般由照明设计人员与专业医务人员研究确定,以达到满意效果。手术室内应设置观片灯,观片灯联数可按手术室大小类型配置(3联/小型每间、4联/中型每间、6联/大型每间),观片灯应设置在术者对面墙上,应嵌入墙内,不突出墙面,安装高度可定为中心距地1.5m。多联观片灯通常每联灯光单独控制,开关可设于观片灯下侧的控制面板上。在手术室大门外侧上方设置手术工作指示灯,其可在室内侧单独设置开关,也可与手术室自动感应门或无影灯等标志手术开始的设备连锁控制。

3.不必设置紫外线杀菌灯

普通手术室在手术台上方一般都设有紫外线杀菌灯,对室内空气灭菌消毒,但是洁净手术室可不尽然。洁净手术室不同于一般的经消毒的普通手术室,它在于不仅仍然实行常规的有效的消毒灭菌措施,还要采取空气洁净技术措施。前者主要针对表面灭菌,后者主要针对空气中的微粒(含有生命微粒)清除。在同时采取这两种措施时,有些常规消毒灭菌方法就不成为有效的了,因此洁净手术室不必设置紫外灯进行消毒灭菌。世界卫生组织对紫外灯照射法的不适用性就有明确说明。

四、洁净手术室的供配电设计

1.洁净手术部必须保证用电可靠性,当采用双路供电源有困难时,应设置备用电源,并能在1min内自动切换,其用电应从本建筑物配电中心专线供给。根据使用场所的要求,主要选用TN—S系统和IT系统两种形式,不能采用TN-C系统。为了减少外来尘、菌的侵入而带来交叉感染,洁净手术部的总配电柜,应设于非洁净区内。

2. 洁净手术室内用电应与辅助用房用电分开,每个手术室的干线必须单独敷设。每个洁净手术室应设有一个独立专用配电箱,为了检修时工作人员不进手术室,减少外来感染,配电箱不得设在手术室内,应设在该手术室的外廊侧墙内。洁净手术室的配电总负荷应按设计要求计算,并不应小于8kV?A。洁净手术室内的电源宜设置漏电检测报警装置。

3. 洁净手术室内医疗设备用电插座,在每侧墙面上至少应安装3个插座箱,插座箱上应设接地端子,其接地电阻不应大于1Ω。如在地面安装插座,插座应有防水措施。

4. 洁净手术部配电管线应采用金属管敷设,穿过墙和楼板的电线管应加套管,套管内用不燃材料密封。进入手术室内的电线管穿线后,管口应采用无腐蚀和不燃材料封闭,为在火灾发生时也不会因烧坏电线绝缘而短路,宜采用矿物绝缘电缆;同时洁净手术室内不应有明露管线。

五、洁净手术室净化空调配电与控制设计

1.空气净化处理是手术室洁净目标的关键,洁净手术室强调空气洁净度是必要保障条件,若没有空气净化措施,则不能算是洁净手术室,因此洁净手术室净化空调电源的可靠性至关重要,对于手术室净化空调的供电电源应是一级负荷,以双电源供电(切换时间可以超过15s)或以独立回路引自低压柜的事故母线段。 2.各洁净手术室的空调设备应能在室内自动或手动控制。控制装备显示面板应与手术室内墙面齐平严密,其检修口必须设在手术室之外;通常空调设备控制按钮全部设置在手术室综合控制面板上,方便医护人员的使用,该综合控制面板还包括时钟显示、医护对讲分机、医疗气体压力的检测等其他功能。

六、洁净手术室供电安全与接地设计

随着现代科技的日益发展,手术室内医疗电气设备越来越多,其供电安全问题更显得重要。医疗电气设备不仅与人体表面接触,有的也与人的内脏(包括心脏)接触,其难免有医疗电气设备和电子仪器绝缘损坏、电流泄漏的现象,这就不可避免地导致医疗电击事故的发生,为此应更加高度重视,我们应根据不同手术室的要求,进行合理设计、选用安全供电设备。

1.漏电断路器的应用:

当流过人体电流小于30mA时,人体就不致发生心室纤颤而电击致死,因此国际上规定低压移动设备和插座等未端回路剩余漏电动作保护器(简称RCD)的额定动作电流为30mA。据IEC标准规定,在TN-S系统中对于由医护人员操作、不直接接触病人身体的正常医疗设备电源插座回路,选择动作电流不大于30mA的RCD作附加保护;在进行诸如心脏内部手术和中断供电将招致生命危险治疗的场所,RCD只能在手术台、x光机、额定功率大于5kVA的大型电气设备、不重要的的电气设备回路上。《民用建筑电气设计规范》规定医疗电气设备的RCD动作电流宜按6mA选择。IEC标准规定:进行心脏手术的医疗设备泄漏电流正常状态为10uA以下,单一故障状态为50uA以下(通过心脏电流超过50uA就有心室纤颤而死亡,被称微电击致死),相应地手术室内电位正常时为10mV,单一故障状态为50mV。所以对于进行心脏手术的医疗设备不宜采用漏电电流动作保护,应采取防止微电击的保护措施。

2.作局部等电位联结:

为了有效防范手术室这特殊场所因医疗设备发生泄漏电流而产生严重后果,减少手术室内的电位差,应采取等电位联结,目前,国际上防微电击措施常采取等电位联结。美国、德国等都在本国的电气法规中制定了采取等电位联结,防止电击发生的有关规定。我国《医院洁净手术部建筑技术规范》规定所有洁净手术室均应设置安全保护接地系统和等电位接地系统。《民用建筑电气设计规范》第14.7.6.2条规定:“使用插入体内接近心脏或直接插入心脏内的医疗电气设备的器械,应采取防微电击保护措施”,“ 防微电击等电位联结,应包括室内给水管、金属窗框、病床的金属框架及患者有可能在2.5m范围以内直接或间接触及到的各部分金属部件。用于上述部件进行等电位联结的保护线(中接地线)的电阻值,应使上述金属导体相互间的电位差限制在10mV以下”。手术室内等电位联结的做法为在房间墙上设置等电位联结箱,手术室内的照明灯、手术无影灯、金属器械柜、呼吸麻醉机、手术床、金属门窗、空调进出风口的金属格栅框、各种医用气体管道、防电磁干扰的屏蔽层、隔离变压器一、二次绕组间的金属屏蔽层、地板下可能的金属网格等,为安全起见均应作等电位联结,由等电位联结端子板连成一体,可参见国标图集02D501-2《等电位联结安装》。

3.设置局部IT系统

《医院洁净手术部建筑技术规范》规定心脏外科手术室的配电盘必须加隔离变压器,即采用IT系统供电。该供电方式设一台1:1专用隔离变压器,其二次侧不接地,箱内设一套漏电检测报警装置(绝缘监视装置)以防止产生接地故障电流。当发生第一次单相接地故障,一般当系统绝缘水平低于50K欧时,并不自动切断电源,而由绝缘监视装置发出故障报警。这时故障电流仅为医疗场所内的一小段线路的微量对地电容电流,引起该场所内的不同部分的电位差很小(不大于50uV)。这时医生可根据病人病情的严重程度,可在确保病人安全的前提下,决定是否切断电源,或继续进行手术,并采取相应措施。当发生第一次接地故障,在手术后,应立即排除故障,防止第二次异相接地故障而引起相间短路。

手术室IT系统设计应注意以下几点:(1)应设置漏电检测报警装置;(2)隔离变压器需设置过载和温度监测器;(3)手术室内常规照明灯电源不必通过隔离变压器;(4)上述采用不大于30mA的RCD保护的设备不必通过隔离变压器;(5)手术室内IT系统的PE线仍是医院内TN-S系统的PE线延伸,也即IT系统和TN-S系统共用同一个保护接地的接地装置,切勿另打单独的接地极,引入另一PE线给手术室内电气设备进行接地,以防止两个接地装置间可能存在的电位差对人身安全造成威胁。 为防止无线电通讯设备对医疗电器设备产生干扰,洁净手术室内禁止设置无线通讯设备。同时为防雷击电磁脉冲,保护医疗电子设备,以免造成人身安全威胁,手术室电源应加装电涌保护器。

据上所述,我们应根据不同手术室的要求,应用不同安全与接地措施(见下表)

七、洁净手术室弱电系统设计

洁净手术室弱电系统可包括医护对讲、闭路电视监控、火灾报警、电视教学,净化空调自动控制系统等。其中医护对讲是洁净手术室的的基本装备,必须设置;其它装置应视需要设置或预留接口,并应与整个建筑的弱电部分一齐考虑。

以上是笔者在医院电气设计及学习中对洁净手术室电气设计方面的一些体会,不足之处敬请指教。

参考文献

[1]王厚余低压电气装置的设计安装和检验 中国电力出版社 2003

[2] EC60364-7-710:2002-11(第一版)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 蒋麦占译 建筑电气设计通讯 2004,1

[3] 《医院洁净手术部建筑技术规范》GB 50333-2002

[4] 《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92

[5] 《综合医院建筑设计规范》 JGJ49-88