凌 靜，李雙齊，葉細(xì)鋒

電能質(zhì)量對醫(yī)療設(shè)備的影響

凌 靜，李雙齊，葉細(xì)鋒

介紹了國內(nèi)醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的供電電能質(zhì)量現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備的特點及由電能質(zhì)量引起的醫(yī)療設(shè)備故障實例，提出了電能質(zhì)量下降將直接導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備故障率高，影響醫(yī)療設(shè)備使用安全。通過合理配置電源、監(jiān)測電能質(zhì)量、應(yīng)用不間斷供電系統(tǒng)及錯峰用電等措施，可減少由電能質(zhì)量引起的醫(yī)療設(shè)備故障。最后指出應(yīng)重視電能質(zhì)量，積極開展提高電能質(zhì)量工作，確保醫(yī)療設(shè)備安全使用，促進(jìn)醫(yī)院的全面發(fā)展。

電能質(zhì)量；醫(yī)療設(shè)備；電力污染

0 引言

醫(yī)療設(shè)備在現(xiàn)代化醫(yī)院中起著越來越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國醫(yī)療設(shè)備逐年遞增的幅度越來越大，各種高精尖技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。絕大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備的運行離不開交流電，對電能質(zhì)量提出了更高的要求。在醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制工作中我們較多關(guān)注醫(yī)療設(shè)備本身，而對設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境研究相對較少。

1 我國電能質(zhì)量現(xiàn)狀

電能質(zhì)量是指供電裝置在正常工作情況下不中斷和干擾用戶使用電力的物理特性。國家技術(shù)監(jiān)督局先后頒布了6項電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)，分別是：《供電電壓允許偏差》、《公用電網(wǎng)諧波》、《三相電壓允許不平衡度》、《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》、《電壓波動和閃變》、《暫時過電壓和瞬時過電壓》[1]。

理想情況下，向醫(yī)院供給的電能是以恒定的頻率和幅值的三相平衡正弦電壓。然而，在實際運行中，存在市電停電、事故停電、波形失真、電涌、電壓偏差、瞬態(tài)過電壓和暫態(tài)過電壓、電壓下陷、尖波、三相電壓不平衡等問題，導(dǎo)致電能質(zhì)量下降，使醫(yī)療設(shè)備工作出錯，數(shù)據(jù)丟失，甚至設(shè)備系統(tǒng)崩潰。醫(yī)療設(shè)備的故障率明顯增加，嚴(yán)重影響了臨床診治工作。

2 電能質(zhì)量對醫(yī)療設(shè)備的重要性

2.1 現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備的特點

現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備是集電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、新材料技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、超聲技術(shù)及核物理技術(shù)等一系列高新科技的綜合體現(xiàn)，具有技術(shù)精度高、運轉(zhuǎn)速度快、操作程序化、數(shù)據(jù)處理自動化及穩(wěn)定性、重復(fù)性好的特點?，F(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備的廣泛使用提高了診療水平，加快了醫(yī)院的飛速發(fā)展，但同時由于其使用高度依賴交流電，因此，對高精尖醫(yī)療設(shè)備供電質(zhì)量的要求也隨之提高?，F(xiàn)代化醫(yī)療設(shè)備的中樞控制系統(tǒng)對電能質(zhì)量的下降尤為敏感。

2.2 電能質(zhì)量對于醫(yī)療設(shè)備的影響

正常的電網(wǎng)電壓波動范圍應(yīng)≤10%，但通常會超過此范圍。對大中型醫(yī)療設(shè)備危害最大的因素是電源電壓不穩(wěn)，偏高或偏低，或者突然中斷，都直接影響大型醫(yī)療設(shè)備的使用壽命，甚至造成嚴(yán)重?fù)p壞乃至報廢。電源部分受供電電能質(zhì)量的影響最大，受沖擊的程度最強(qiáng)。電源干擾可造成醫(yī)療設(shè)備的電路板損壞、計算機(jī)控制系統(tǒng)紊亂、高壓系統(tǒng)不穩(wěn)定。供電中斷對CT、MRI等大型醫(yī)療設(shè)備的損害極大，輕者導(dǎo)致計算機(jī)數(shù)據(jù)丟失、軟件損壞，重者導(dǎo)致主機(jī)、硬盤、光驅(qū)損壞，大大縮短CT球管使用壽命，影響MRI磁體線圈等部件的使用。超過60%的醫(yī)療設(shè)備出現(xiàn)故障的原因和供電質(zhì)量相關(guān)，這也是醫(yī)療設(shè)備提前老化的主要因素[2]。

2.3 由電能質(zhì)量引起的醫(yī)療設(shè)備故障實例

2.3.1 實例一

（1）故障現(xiàn)象：體檢中心一臺AMSMAT亞健康檢測分析儀，開機(jī)時，主機(jī)正常運行，顯示器無信號顯示。

（2）故障分析與排除：經(jīng)檢查，將主機(jī)信號線接單獨顯示器，顯示正常，從而判定顯示器故障。再檢測顯示器供電及信號板，一切正常，故懷疑顯示器主板有問題。更換顯示器主板后，顯示正常，但使用不久，顯示器又黑屏。后經(jīng)細(xì)致檢測，發(fā)現(xiàn)顯示器供電是由主機(jī)電源供電，有輸出但不穩(wěn)定。單獨供電給顯示器，故障排除。由于主機(jī)的正常運行，錯誤地認(rèn)為電源供電正常，浪費了時間和精力。

2.3.2 實例二

（1）故障現(xiàn)象：體檢中心一臺拓普康眼底照相機(jī)在使用過程中突然斷電后，無法開機(jī)。

（2）故障分析與排除：經(jīng)檢查，儀器是由外部供電給主機(jī)電源板，經(jīng)過主機(jī)電源板穩(wěn)壓整流后對成像部分供電。用萬用表檢測電源板開關(guān)正常，有輸入電壓無輸出電壓，從而判定電源板故障。更換電源板后，故障排除。儀器正常使用2周后，又無法開機(jī)。經(jīng)檢測，同樣是電源板損壞。后檢測輸入電壓達(dá)到了238V，明顯高于普通市電，對儀器帶來損傷。給儀器配了一臺穩(wěn)壓電源后，未再出現(xiàn)同類故障。

李振華等[3]對6類100臺的A類設(shè)備進(jìn)行跟蹤調(diào)查，結(jié)果顯示，受電能質(zhì)量影響而引發(fā)的356次故障中，電源部分的故障次數(shù)為159次（占45%），控制部分的故障次數(shù)為157次（占44%），信號通道的故障次數(shù)為40次（占11%）；電力污染使電能質(zhì)量下降，導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備故障率升高。

3 降低由電能質(zhì)量引起醫(yī)療設(shè)備故障可采取的措施

3.1 合理配置電源

一些特殊的場所（如手術(shù)室、急診室、監(jiān)護(hù)室、血液凈化室、分娩室）及大型醫(yī)療設(shè)備室（如磁共振室、CT室、高壓氧艙、加速機(jī)房）等應(yīng)由2路10 kV高壓電源供電。當(dāng)一路電源發(fā)生故障時，另一路電源立即啟動，保證設(shè)備正常運行，防止醫(yī)療事故的發(fā)生。

在醫(yī)院電氣前期設(shè)計時，對醫(yī)療設(shè)備的電容量及用電的特殊要求必須加以考慮，預(yù)留最大用電空間，滿足日后發(fā)展需添置醫(yī)療設(shè)備的用電負(fù)荷。

3.2 電能質(zhì)量監(jiān)測

為確保進(jìn)入醫(yī)院的電能質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，同時設(shè)備運行期間不會對醫(yī)院供電網(wǎng)絡(luò)帶來不良影響和污染，可采用便攜式的電能質(zhì)量檢測儀進(jìn)行實時監(jiān)測。主要對電壓偏差、交流諧波、電流波動、浪涌電壓、尖波、瞬間過電壓與暫態(tài)過電壓、突發(fā)電壓下降、三相電壓平衡度及噪聲進(jìn)行檢測[4]。

實際操作中，常對大型醫(yī)療設(shè)備的供電情況進(jìn)行單獨監(jiān)測，而對小規(guī)模用電設(shè)備監(jiān)測較少，實現(xiàn)以最優(yōu)化的人力、物力投入，滿足設(shè)備正常運行，減少大型設(shè)備在啟停瞬間對供電網(wǎng)絡(luò)帶來的不良影響和污染的需求。

3.3 不間斷供電電源的應(yīng)用

不間斷供電電源（uninterruptible power supply，UPS）是一種儲能裝置，是以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的不間斷電源。當(dāng)市電正常時，UPS將市電穩(wěn)壓或穩(wěn)壓、穩(wěn)頻后供負(fù)載使用，同時向機(jī)內(nèi)蓄電池充電，保證滿足負(fù)載用電質(zhì)量的需求；當(dāng)市電中斷時（異常時），UPS立即將蓄電池的電源通過逆變轉(zhuǎn)換的方式向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)電力，使負(fù)載維持正常的工作。UPS已廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、通訊、工業(yè)、計算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等領(lǐng)域。對精密的醫(yī)療設(shè)備配置UPS，可避免出現(xiàn)電源的間斷性問題，保護(hù)醫(yī)療設(shè)備的軟硬件不受供電質(zhì)量的影響。我院超聲診斷儀及生化儀等檢驗設(shè)備，配備穩(wěn)壓電源與未配備穩(wěn)壓電源時故障率相比，有明顯下降。

3.4 錯峰用電，工業(yè)用電、醫(yī)用電、民用電分開

醫(yī)院電能質(zhì)量下降對醫(yī)療設(shè)備的影響可分為大范圍的和局部的。如果進(jìn)入醫(yī)院的電力是污染的、不符合標(biāo)準(zhǔn)的，此時，電能質(zhì)量的下降影響的醫(yī)療設(shè)備的品種和數(shù)量將較大，故障范圍較大。有時遇到醫(yī)院內(nèi)部改造、裝修施工時，由于施工管理方監(jiān)管、教育不到位，施工人員亂接電源。許多施工機(jī)械用電量大，就會造成局部用電支路電能下降，連接在該支路上的醫(yī)療設(shè)備就會受到嚴(yán)重影響[5]。這類故障其原因有時一時還難以發(fā)現(xiàn)。在具體實施中，應(yīng)要求嚴(yán)格施工管理，工業(yè)用電、醫(yī)用電、民用電分開，不得亂接亂用，錯開用電高峰；同時，在醫(yī)療設(shè)備運行的過程中，應(yīng)盡量避免大功率的工業(yè)機(jī)器同時運行，防止電能質(zhì)量下降對醫(yī)療設(shè)備造成不良影響。

4 電能質(zhì)量的前景

早在20世紀(jì)60年代末，美國就發(fā)現(xiàn)了電力污染導(dǎo)致電能質(zhì)量下降問題的嚴(yán)重性[6]，投入巨資開始了治理電力污染和制造凈化電源的研究?，F(xiàn)在，電力污染問題也越來越被設(shè)備管理部門重視。在我國，由于電能質(zhì)量問題造成的電能浪費和由此而引發(fā)的事故所造成的經(jīng)濟(jì)損失是驚人的[7]，醫(yī)療設(shè)備方面的損失只是其中一部分。電能質(zhì)量治理是一項極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要全社會共同努力。

電能質(zhì)量綜合評估是一項困難的工作。目前，對電能質(zhì)量綜合評價的方法探究較多，如何科學(xué)、客觀地將一個多指標(biāo)問題綜合成單一量化指標(biāo)依然是研

（????）（????）究的焦點[8]。

5 結(jié)語

醫(yī)療設(shè)備在診療活動中起著舉足輕重的作用。醫(yī)療設(shè)備應(yīng)具有安全可靠、工作穩(wěn)定、連續(xù)運轉(zhuǎn)、精度高、重復(fù)性好、不間斷存儲分析、不間斷數(shù)據(jù)傳輸、抗干擾、抗沖擊、無污染、無泄漏等特性。電能質(zhì)量對醫(yī)療安全及醫(yī)療設(shè)備品質(zhì)起著重要的作用，其管理已成為醫(yī)療設(shè)備管理的一項重要內(nèi)容。醫(yī)院方應(yīng)采取有效措施最大程度地降低電能質(zhì)量對醫(yī)療設(shè)備的影響，確保醫(yī)療設(shè)備安全使用，促進(jìn)醫(yī)院的全面發(fā)展。

[1]全國電壓電流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.電壓電流頻率和電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊[M].北京：中國電力出版社，1995：56-57.

[2]劉保剛，郁文匯.淺談現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備的管理模式[J].臨床醫(yī)學(xué)工程，2009，16（8）：119-120.

[3]李振華，仝青英，李崢，等.醫(yī)療設(shè)備安全指數(shù)受電能質(zhì)量影響的研究[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（3）：68-70.

[4]郭倉田.醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量管理與控制探討[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2007，10（3）：95-96.

[5]孟繁華，曹德森.醫(yī)療儀器的科學(xué)使用和質(zhì)量控制[J].中國醫(yī)療器械雜志，2004，28（1）：61-62，75.

[6]吳競昌，孫樹勤，宋文南，等.電力系統(tǒng)諧波[M].北京：水利電力出版社，1998：67.

[7]周丹.急救醫(yī)學(xué)裝備工程導(dǎo)論[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2006.

[8]孔令齊，劉晶晶，張樂，等.電能質(zhì)量綜合評價方法綜述[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011（16）：62-63.

（收稿：2013-08-26 修回：2013-12-11）

Impact of power supply quality on medical equipment

LING Jing,LIShuang-qi,YE Xi-feng
(Hangzhou Sanatorium of Nanjing Military Area Command,Hangzhou 310007,China)

The status of power supply quality of hospitalmedical equipment in China is introduced,and the features of modern medical equipment and related failures due to power supply quality are analyzed.It's pointed out that low power supply quality may increase the failure rate ofmedical equipment and thus endanger its safety.Some measures are put forward from the aspects of rational allocation of power sources,power supply monitoring,continuous power supply system and peak shifting power supply.Power supply quality should be taken serioursly,and the work to improve power supply quality should be actively carried out,so that the safe use ofmedical equipmentwill be protectd,and then the comprehensive developmentof the hospitalwillbe promoted.[Chinese MedicalEquipment Journal，2014，35（7）：119-120，126]

medical equipment;power supply quality;electric pollution

R318；R197.39

A

1003-8868（2014）07-0119-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.119

凌 靜（1971—），女，碩士，副主任藥師，主要從事醫(yī)療器械管理及醫(yī)院藥學(xué)方面的研究工作，E-mail：yfwang1@163.com。

310007杭州，南京軍區(qū)杭州療養(yǎng)院藥械科（凌 靜，李雙齊，葉細(xì)鋒）