醫(yī)院潔凈手術室凈化系統(tǒng)強弱電的設計

　　　　　 一、前言
　　隨著科技日新月異的進步、經濟的發(fā)展以及人民生(基本解釋:民眾的生計)活水平的提高,人們對健康越來越重視,對醫(yī)療條件的要求越來越高,對醫(yī)院手術室醫(yī)療設施提出了新的要求。而以往醫(yī)院普通手術室狀況已不能滿足人們的要求,如今一些大型綜合醫(yī)院已經引進和改建了許多由達到國際標準的潔凈手術室組成的手術部,使醫(yī)院手術的硬件環(huán)境達到一個新的水平;潔凈手術室取代普通手術室,是一個必然趨勢。潔凈手術室設計對電氣部分也增加許多新的網站內容,本文就潔凈手術室電氣設計作一些介紹和探討。
　　 二、潔凈手術室分級
　　 潔凈手術室以空氣潔凈度與細菌（fungus)濃度兩個主要指標分為四級(見下表),并以空氣潔凈度級別作為必要保障條件。ICU病房ICU即重癥加強護理病房（Intensive Care Unit），又稱加強監(jiān)護病房綜合治療室，治療、護理、康復均可同步進行，為重癥或昏迷患者提供隔離場所和設備，提供最佳護理、綜合治療、醫(yī)養(yǎng)結合，術后早期康復、關節(jié)護理運動治療等服務。
　　適用手術提示 關節(jié)置換手術、器官移植手術及腦外科、心臟外科和眼科等手術中的無菌手術 胸外科、整形外科、泌尿外科、肝膽胰外科、骨外科和普通外科中的一類切口無菌手術 普通外科(除去一類切口手術)、婦產科等手 肛腸外科及污染。
　　三、潔凈手術室的照明設計
　　手術室采用混合照明,分為一般照明、手術室重點照明、信號燈照明和觀片燈照明等。
　　1.照度設計標準
　　據(jù)國外文獻介紹,手術室一般照度多在500 lx以上,高者達1500 lx,也有提出從750~1500 lx的。而據(jù)后來實測,日本東海大學無菌手術室照度為465 lx,準備室為350 lx,前室為420 lx,都未說明是最低照度,是平均照度的可能性大。《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》結合國情規(guī)定手術室一般照明的最低照度取350 lx,則平均照度在500 lx左右,而輔助用房則按潔凈室最低標準取150 lx。手術室重點照明為手術無影燈,其在工作面的照度要求隨手術類別不同而差別較大,照度在20x103～100x103lx。外科為60x103～100x103lx,口腔科手術無影燈可為10x103lx。
　　2.照明設計
　　凈手術室一般照明用光源可選用色溫為4000~5000K之間的潔凈熒光燈,其色溫與無影燈光源的色溫相適應,其顯色性應接近自然光,要求顯色指數(shù)Ra大于90。潔凈手術室內照明燈具應為嵌入式密封燈帶,在手術臺四周布置,必須布置在送風口之外。只有全室單向流的潔凈室允許在過濾器邊框下設單管燈帶,燈具必須有流線型燈罩。手術室內應無強烈反光,大型以上(含大型)手術室的照度均勻度(最低照度值/平均照度值)不宜低于0.7。同時為克服熒光燈的頻閃效應,對熒光燈帶可采用三相均勻配電。
　　無影燈應根據(jù)手術室尺寸和手術要求進行配置,宜采用多頭型;調平板的位置應在送風面之上,距離送風面不應小于5cm。手術室凈化由于歐美手術室潔凈標準與中國環(huán)境存在細微差別，常規(guī)的國際標準和國內區(qū)域行業(yè)標準都普遍難于確保手術室凈化的長期穩(wěn)定（一般只能3-10年重建、低檔工程1年即需要翻新），所以在工程質量方面出現(xiàn)了明顯的檔次劃分。一些知名凈化工程公司，在通行標準之外，基本都設有自身執(zhí)行的高于國際化通行標準的凈化指標。手術無影燈選擇與設計涉及到照明和醫(yī)學等多方面知識,一般由照明設計人員與專業(yè)醫(yī)務人員研究（research)確定,以達到滿意效果。手術室內應設置觀片燈,觀片燈聯(lián)數(shù)可按手術室大小類型配置(3聯(lián)/小型每間、4聯(lián)/中型每間、6聯(lián)/大型每間),觀片燈應設置在術者對面墻上,應嵌入墻內,不突出墻面,安裝高度可定為中心距地1.5m。多聯(lián)觀片燈通常每聯(lián)燈光單獨控制（control),開關可設于觀片燈下側的控制面板上。在手術室大門外側上方設置手術工作指示燈,其可在室內側單獨設置開關,也可與手術室自動感應門或無影燈等標志手術開始的設備連鎖控制。
　　3.不必設置紫外線殺菌燈
　　普通手術室在手術臺上方一般都設有紫外線殺菌（fungus)燈,對室內空氣滅菌消毒,但是潔凈手術室可不盡然。潔凈手術室不同于一般的經消毒的普通手術室,它在于不僅仍然實行常規(guī)的有效的消毒滅菌措施（指針對問題的解決辦法),還要采取空氣潔凈技術措施。前者主要針對表面滅菌,后者主要針對空氣中的微粒(含有生命微粒)清除。在同時采取這兩種措施時,有些常規(guī)消毒滅菌方法就不成為有效的了,因此潔凈手術室不必設置紫外燈進行消毒滅菌。世界衛(wèi)生組織對紫外燈照射法的不適用性就有明確說明。
　　四、潔凈手術室的供配電設計
　　1.潔凈手術部必須保證用電可靠性,當采用雙路供電源有困難時,應設置備用電源,并能在1min內自動切換,其用電應從本建筑物配電中心專線供給。根據(jù)使用場所的要求,主要選用TN―S系統(tǒng)和IT系統(tǒng)兩種形式,不能采用TN-C系統(tǒng)。為了減少外來塵、菌的侵入而帶來交叉感染,潔凈手術部的總配電柜,應設于非潔凈區(qū)內。
　　2. 潔凈手術室內用電應與輔助用房用電分開,每個手術室的干線必須單獨敷設。每個潔凈手術室應設有一個獨立專用配電箱,為了檢修時工作人員不進手術室,減少外來感染,配電箱不得設在手術室內,應設在該手術室的外廊側墻內。潔凈手術室的配電總負荷應按設計要求計算,并不應小于8kV?A。潔凈手術室內的電源宜設置漏電檢測報警裝置。
　　3. 潔凈手術室內醫(yī)療設備用電插座,在每側墻面上至少應安裝3個插座箱,插座箱上應設接地端子,其接地電阻不應大于1Ω。如在地面安裝插座,插座應有防水措施（指針對問題的解決辦法)。
　　4. 潔凈手術部配電管線應采用金屬管敷設,穿過墻和樓板的電線管應加套管,套管內用不燃材料密封。進入手術室內的電線管穿線后,管口應采用無腐蝕和不燃材料封閉,為在火災發(fā)生時也不會因燒壞電線絕緣而短路,宜采用礦物絕緣電纜;同時潔凈手術室內不應有明露管線。
　　五、潔凈手術室凈化空調配電與控制設計
　　1.空氣凈化處理是手術室潔凈目標(cause)的關鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分),潔凈手術室強調空氣潔凈度是必要保障條件,若沒有空氣凈化措施,則不能算是潔凈手術室,因此潔凈手術室凈化空調電源的可靠性至關重要,對于手術室凈化空調的供電電源應是一級負荷,以雙電源供電(切換時間可以超過15s)或以獨立回路引自低壓柜的事故母線段。 2.各潔凈手術室的空調設備應能在室內自動或手動控制。控制裝備顯示面板應與手術室內墻面齊平嚴密,其檢修口必須設在手術室之外;通?？照{設備控制按鈕全部設置在手術室綜合控制面板上,方便醫(yī)護人員的使用,該綜合控制面板還包括時鐘顯示、醫(yī)護對講分機、醫(yī)療氣體壓力的檢測等其他功能。
　　六、潔凈手術室供電安全與接地設計
　　隨著現(xiàn)代科技的日益發(fā)展,手術室內醫(yī)療電氣設備越來越多,其供電安全問題更顯得重要。醫(yī)療電氣設備不僅與人體表面接觸,有的也與人的內臟(包括心臟)接觸,其難免有醫(yī)療電氣設備和電子儀器（appliance）絕緣損壞、電流(Electron flow)泄漏的現(xiàn)象,這就不可避免地導致醫(yī)療電擊事故的發(fā)生,為此應更加高度重視,我們應根據(jù)不同手術室的要求,進行合理設計、選用安全供電設備。
　　1.漏電斷路器(circuit-breaker)的應用:
　　當流過人體電流小于30mA時,人體就不致發(fā)生心室纖顫而電擊致死,因此國際上規(guī)定低壓移動設備和插座等未端回路剩余漏電動作保護器(簡稱RCD)的額定動作電流為30mA。手術室凈化采用空氣潔凈技術對微生物污染采取程度不同的控制，達到控制空間環(huán)境中空氣潔凈度適于各類手術之要求；并提供適宜的溫、濕度，創(chuàng)造一個潔凈舒適的手術空間環(huán)境。由于手術室要嚴格控制低細菌數(shù)及低麻醉氣體濃度，所以層流超凈裝置的穩(wěn)定性是層流凈化手術室的重要驗收指標。據(jù)IEC標準規(guī)定,在TN-S系統(tǒng)中對于由醫(yī)護人員操作、不直接接觸病人身體的正常醫(yī)療設備電源插座回路,選擇動作電流不大于30mA的RCD作附加保護;在進行諸如心臟內部手術和中斷供電將招致生命危險治療的場所,RCD只能在手術臺、x光機、額定功率大于5kVA的大型電氣設備、不重要的的電氣設備回路上?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》規(guī)定醫(yī)療電氣設備的RCD動作電流宜按6mA選擇。IEC標準規(guī)定:進行心臟手術的醫(yī)療設備泄漏電流正常狀態(tài)為10uA以下,單一故障狀態(tài)為50uA以下(通過心臟電流超過50uA就有心室纖顫而死亡,被稱微電擊致死),相應地手術室內電位正常時為10mV,單一故障狀態(tài)為50mV。所以對于進行心臟手術的醫(yī)療設備不宜采用漏電電流動作保護,應采取防止微電擊的保護措施。
　　2.作局部等電位聯(lián)結:
　　為了有效防范手術室這特殊場所因醫(yī)療設備發(fā)生泄漏電流而產生嚴重后果,減少手術室內的電位差,應采取等電位聯(lián)結,目前,國際上防微電擊(electricinjury)措施常采取等電位聯(lián)結。美國、德國等都在本國的電氣法規(guī)中制定了采取等電位聯(lián)結,防止電擊發(fā)生的有關規(guī)定。我國《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術標準》規(guī)定所有潔凈手術室均應設置安全保護接地系統(tǒng)和等電位接地系統(tǒng)?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》第14.7.6.2條規(guī)定:“使用插入體內接近心臟或直接插入心臟內的醫(yī)療電氣設備的器械,應采取防微電擊保護措施”,“ 防微電擊等電位聯(lián)結,應包括室內給水管、金屬窗框、病床的金屬框架及患者有可能在2.5m范圍以內直接或間接觸及到的各部分金屬部件。用于上述部件進行等電位聯(lián)結的保護線(中接地線)的電阻值,應使上述金屬導體相互間的電位差限制在10mV以下”。手術室內等電位聯(lián)結的做法為在房間墻上設置等電位聯(lián)結箱,手術室內的照明燈、手術無影燈、金屬器械柜、呼吸麻醉機、手術床、金屬門窗、空調進出風口的金屬格柵框、各種醫(yī)用氣體管道、防電磁干擾的屏蔽層、隔離變壓（氣壓變量)器一、二次繞組間的金屬屏蔽層、地板下可能的金屬網格等,為安全起見均應作等電位聯(lián)結,由等電位聯(lián)結端子板連成一體,可參見國標圖集02D501-2《等電位聯(lián)結安裝》。
　　3.設置局部（part)IT系統(tǒng)
　　《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》規(guī)定心臟外科手術室的配電盤必須加隔離變壓器,即采用IT系統(tǒng)供電。該供電方式設一臺1:1專用隔離變壓器,其二次側不接地,箱內設一套漏電檢測報警裝置(絕緣監(jiān)視裝置)以防止產生接地故障電流。當發(fā)生第一次單相接地故障,一般當系統(tǒng)絕緣水平低于50K歐時,并不自動切斷電源,而由絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出故障報警。這時故障電流僅為醫(yī)療場所內的一小段線路的微量對地電容電流,引起該場所內的不同部分的電位差很小(不大于50uV)。這時醫(yī)生可根據(jù)病人病情的嚴重程度,可在確保病人安全的前提下,決定是否切斷電源,或繼續(xù)進行手術,并采取相應措施。當發(fā)生第一次接地故障,在手術后,應立即排除故障,防止第二次異相接地故障而引起相間短路(電流不經用電器、直接連電源兩極)。
　　手術室IT系統(tǒng)設計應注意以下幾點:(1)應設置漏電檢測報警裝置;(2)隔離變壓器需設置過載和溫度監(jiān)測器;(3)手術室內常規(guī)照明燈電源不必通過隔離變壓器;(4)上述采用不大于30mA的RCD保護的設備不必通過隔離變壓器;(5)手術室內IT系統(tǒng)的PE線仍是醫(yī)院內TN-S系統(tǒng)的PE線延伸,也即IT系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)共用同一個保護接地的接地裝置,切勿另打單獨的接地極,引入另一PE線給手術室內電氣設備進行接地,以防止兩個接地裝置間可能存在的電位差對人身安全造成威脅。 為防止無線電通訊設備對醫(yī)療電器設備產生干擾,潔凈手術室內禁止設置無線通訊設備。同時為防雷擊電磁脈沖,保護醫(yī)療電子設備,以免造成人身安全威脅,手術室電源應加裝電涌保護器。
　　據(jù)上所述,我們應根據(jù)不同手術室的要求,應用不同安全與接地措施(見下表)
　　七、潔凈手術室弱電系統(tǒng)設計
　　潔凈手術室弱電系統(tǒng)可包括醫(yī)護對講、閉路電視監(jiān)控、火災報警、電視教學,凈化空調自動控制系統(tǒng)等。其中醫(yī)護對講是潔凈手術室的的基本裝備(Equipment),必須設置;其它裝置應視需要設置或預留接口(interface),并應與整個建筑的弱電部分一齊考慮。
　　以上是筆者在醫(yī)院電氣設計及學習中對潔凈手術室電氣設計方面的一些體會,不足之處敬請指教。
　　參考文獻
　　[1]王厚余低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗 中國電力出版社 2003
　　[2] EC60364-7-710:2002-11(第一版)建筑物電氣裝置第7-710部分:特殊裝置或場所的要求―醫(yī)療場所 蔣麥占譯 建筑電氣設計通訊 2004,1
　　[3] 《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB 50333-2002
　　[4] 《民用建筑電氣設計規(guī)范》 JGJ/T16-92
　　[5] 《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》 JGJ49-88