醫療電源的選擇與應用
發布時間:2010-10-29 來源:產品工程師
醫療電源的中心議題:
摘要:在醫療產品的設計中,電源的性能要求至關重要。本文基於廣州金升陽醫療電源模塊的設計理念,從產品價格、漏電流、安全與隔離、EMI-RFI輻fu射she和he防fang護hu等deng方fang麵mian逐zhu一yi闡chan述shu了le各ge類lei醫yi療liao產chan品pin所suo具ju有you的de特te性xing要yao求qiu及ji醫yi療liao電dian源yuan選xuan擇ze時shi應ying當dang注zhu意yi的de各ge項xiang特te點dian。文wen中zhong還hai介jie紹shao了le金jin升sheng陽yang公gong司si醫yi療liao電dian源yuan在zai醫yi療liao行xing業ye的de幾ji種zhong典dian型xing應ying用yong,更geng加jia突tu出chu了le醫yi療liao電dian源yuan選xuan擇ze的de重zhong要yao性xing。
關鍵詞:心電檢測、功率、安全、漏電、輻射、防護、隔離
Key words:ECG testing、Power、Safety、Creepage、Radiation、Defence、Isolation
一:引言:
dangjinshehui,suizhekexuejishudebuduanjinbu,yuelaiyueduodexiandaiyiliaoqixiededaolefeisufazhan,tebieshizhijieyurentixiangjiechudedianziyiqi,chuleduiyiqibenshenxingnengdeyaoqiuyuelaiyuegaowaizhiwai,duirentianquanfangmiandekaolvyeyuelaiyuebeishouguanzhu,liru:心髒穿刺監視器、超聲波、母嬰監護儀、嬰兒保溫儀、shengmingjianhuyidengdengyixieyurentijinmijiechudeyiqi,yejiushishuobingrenshiyongyiqishibunengyinweishiyongyiqierduirentizaochengyouchudianhuozheqitafangmianderenheweixian。
二:醫療電源的選擇:
醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi),與(yu)其(qi)他(ta)定(ding)位(wei)於(yu)大(da)眾(zhong)市(shi)場(chang)及(ji)在(zai)乎(hu)成(cheng)本(ben)的(de)消(xiao)費(fei)電(dian)子(zi)和(he)其(qi)它(ta)低(di)價(jia)產(chan)品(pin)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)電(dian)子(zi)和(he)功(gong)率(lv)電(dian)子(zi)不(bu)同(tong),醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)要(yao)遵(zun)守(shou)的(de)規(gui)則(ze)多(duo)得(de)多(duo)。如(ru)果(guo)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)負(fu)責(ze)係(xi)統(tong)功(gong)率(lv)設(she)計(ji),針(zhen)對(dui)係(xi)統(tong)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)部(bu)分(fen)首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)是(shi):購買還是製造有關的解決方案? 由(you)於(yu)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)產(chan)量(liang)一(yi)般(ban)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)購(gou)買(mai)或(huo)自(zi)製(zhi)的(de)問(wen)題(ti)。醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)很(hen)少(shao)考(kao)慮(lv)自(zi)己(ji)設(she)計(ji)離(li)線(xian)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)。因(yin)為(wei)這(zhe)類(lei)特(te)殊(shu)的(de)設(she)計(ji)和(he)測(ce)試(shi)所(suo)需(xu)的(de)投(tou)資(zi)與(yu)最(zui)終(zhong)的(de)產(chan)量(liang)規(gui)模(mo)不(bu)相(xiang)配(pei);設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)會(hui)發(fa)現(xian)產(chan)品(pin)的(de)產(chan)量(liang)難(nan)於(yu)或(huo)不(bu)可(ke)能(neng)分(fen)攤(tan)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)付(fu)出(chu)的(de)投(tou)資(zi)。所(suo)以(yi),向(xiang)已(yi)經(jing)擁(yong)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)專(zhuan)業(ye)設(she)計(ji)能(neng)力(li)和(he)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)的(de)公(gong)司(si)直(zhi)接(jie)購(gou)買(mai)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)更(geng)合(he)算(suan)。
1.價格:
在商業應用設計中,如果質量有保證時,人們很容易在貨比三家後直接選中價格最低的電源產品。這個時候,價格最低但“過得去”的de產chan品pin往wang往wang是shi贏ying家jia,而er最zui好hao的de產chan品pin卻que不bu受shou歡huan迎ying。這zhe對dui那na些xie很hen快kuai就jiu被bei廢fei棄qi或huo不bu需xu要yao維wei修xiu的de一yi次ci性xing電dian子zi產chan品pin倒dao是shi沒mei什shen麼me不bu好hao,但dan如ru果guo設she計ji人ren員yuan隨sui便bian選xuan一yi個ge這zhe樣yang電dian源yuan來lai用yong到dao醫yi療liao係xi統tong中zhong會hui有you何he風feng險xian呢ne?醫yi療liao電dian子zi的de價jia值zhi都dou很hen高gao,需xu要yao完wan成cheng一yi些xie關guan鍵jian的de任ren務wu。假jia如ru醫yi療liao係xi統tong發fa生sheng故gu障zhang,其qi後hou果guo絕jue不bu隻zhi是shi錯cuo過guo了le一yi場chang比bi賽sai或huo者zhe搭da錯cuo了le一yi趟tang車che那na麼me簡jian單dan。醫yi療liao設she備bei的de正zheng常chang運yun作zuo生sheng死si攸you關guan,特te別bie是shi醫yi療liao設she備bei的de電dian源yuan,都dou必bi須xu符fu合he安an全quan、漏電、EMI-RFIfushehefanghufangmiandexiangguanguiding。zhexiebiaozhunjixiangguandeanquanguifangouchengleyizhengtaoyangedeguifanxingyaoqiu。yongyuzheleiyaoqiuyangedeyingyongxitongzhongdedianyuanzaijueyuancuoshishangbixufuheyangeguifan,yifangzhibingrenheyiwurenyuanchudian。EMCyeshigeguanjianwenti,zhebaokuozairuhejianshaodiancifusheheruhefanghudiancifushelianggefangmian。yinci,duiyiyongdianyuandeshejieryan,shouxuandebixushichanpindezhiliangyukekaoxing。
常chang常chang,設she計ji人ren員yuan對dui商shang用yong電dian源yuan與yu醫yi療liao電dian源yuan混hun淆xiao不bu清qing,而er麵mian向xiang大da眾zhong市shi場chang製zhi造zao各ge種zhong低di價jia電dian源yuan的de廠chang家jia可ke能neng將jiang這zhe些xie商shang用yong電dian源yuan不bu作zuo改gai動dong作zuo為wei醫yi用yong電dian源yuan銷xiao售shou。對dui此ci,購gou買mai者zhe必bi須xu小xiao心xin,因yin為wei貪tan圖tu便bian宜yi而er選xuan中zhong這zhe樣yang的de電dian源yuan產chan品pin會hui釀niang成cheng可ke怕pa的de後hou果guo。所suo以yi,設she計ji人ren員yuan因yin此ci需xu要yao了le解jie相xiang關guan的de規gui定ding和he法fa規gui。那na麼me,選xuan擇ze醫yi用yong電dian源yuan會hui涉she及ji到dao哪na些xie問wen題ti呢ne?醫yi療liao設she備bei的de電dian源yuan,都dou必bi須xu符fu合he安an全quan、漏電、EMI-RFI輻射和防護方麵的相關規定。其它還有一些問題,如包括是否由獲得GMP認證的工廠生產的產品?
2. GMP資格:
美國食品藥物管理局(FDA) 要求醫療產品必須由獲得GMP資格(即具有良好作業規範) 的工廠生產。這是除傳統ISO9000認證外應當要求廠家出示的一套質量認證體係,以證明其質量控製規程符合GMP規範。同樣,中國也有醫療電源方麵的嚴格控製,例如必須符合CE、UL醫療認證等一係列要求。
GMP規(gui)範(fan)規(gui)定(ding)廠(chang)家(jia)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)部(bu)件(jian)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)規(gui)程(cheng),並(bing)且(qie)有(you)相(xiang)關(guan)的(de)文(wen)件(jian)記(ji)錄(lu)。選(xuan)擇(ze)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)時(shi),可(ke)問(wen)問(wen)廠(chang)家(jia)有(you)部(bu)件(jian)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)規(gui)程(cheng)嗎(ma)?有(you)質(zhi)量(liang)數(shu)據(ju)和(he)測(ce)試(shi)文(wen)件(jian)嗎(ma)?可(ke)問(wen)問(wen)是(shi)什(shen)麼(me)程(cheng)序(xu),要(yao)求(qiu)出(chu)示(shi)相(xiang)關(guan)文(wen)件(jian)。要(yao)求(qiu)廠(chang)家(jia)出(chu)示(shi)能(neng)夠(gou)證(zheng)明(ming)其(qi)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)文(wen)件(jian),有(you)信(xin)譽(yu)的(de)廠(chang)家(jia)會(hui)樂(le)意(yi)提(ti)供(gong)。我(wo)們(men)發(fa)現(xian)許(xu)多(duo)低(di)價(jia)廠(chang)家(jia)正(zheng)在(zai)使(shi)用(yong)無(wu)商(shang)標(biao)、無廠家的電源產品或冒牌電源產品,這給最終的醫療電子產品OEM帶來許多問題。如果廠家不能拿出有關的認證文件,而他們隻是將POS終端的電源改頭換麵後當醫用電源銷售,那麼,這樣的產品隻會令用戶得不償失。因此,對一個好的醫療電源的選擇,GMP資(zi)格(ge)可(ke)以(yi)相(xiang)應(ying)的(de)證(zheng)明(ming)其(qi)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)與(yu)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi),但(dan)這(zhe)樣(yang)的(de)產(chan)品(pin)就(jiu)是(shi)好(hao)產(chan)品(pin)了(le)嗎(ma)?不(bu),我(wo)們(men)還(hai)必(bi)須(xu)對(dui)產(chan)品(pin)的(de)性(xing)能(neng)參(can)數(shu)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)進(jin)行(xing)把(ba)握(wo),即(ji)產(chan)品(pin)是(shi)否(fou)通(tong)過(guo)了(le)一(yi)些(xie)國(guo)際(ji)通(tong)用(yong)規(gui)範(fan)。
EN60950是適用於通用電源要滿足的國際安全規範。醫用電源也需要滿足這個規範中的最低基本要求。但醫用電源的國際安全規範是更嚴格的IEC601-1 A2,並按地區不同有三個版本:歐洲的是EN60601-1、美國是UL2601-1及加拿大是CSA22.2 No 601.1。 這些規範涵蓋觸電防護、fanghuojijixiedengfangmiandejishuzhibiaoyijipadianjulihedianqijianxi,yijigaoyajueyuandengshiyanfangmiandezhibiao。yiliaodianyuanbixucaiyongshidangdeshejijishu,quebaozaishuruyichangshirengnengwendinggongzuo,bingnengzaimouxieteshu(如有氧氣和/或麻醉氣體) 的環境條件下工作。在這些應用中,防火也是個重要問題。
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3.漏電流:
漏電流是經保護接地導體流到地的電流。在不接地的情況下,如果有導電通路(如人體) 存cun在zai,該gai電dian流liu可ke從cong導dao電dian部bu件jian或huo非fei導dao電dian部bu件jian的de表biao麵mian流liu到dao地di。安an全quan接jie地di導dao體ti中zhong始shi終zhong都dou存cun在zai外wai來lai電dian流liu。通tong常chang,醫yi用yong電dian源yuan的de漏lou電dian流liu上shang限xian是shi普pu通tong電dian源yuan的de十shi分fen之zhi一yi。
IEC601標準的所有電源漏電流指標遠比非醫療用電源嚴格。其中技術指標就定義了幾種不同的也最關鍵的漏電流,如:對地漏電流(沿接地體流入地) 和外殼漏電流(通過病人從外殼流入地)。IEC601標準中針對如下三種主要類型的設備電源的最大漏電流作了不同定義:
B類:不與病人身體接觸的設備,如激光治療儀。
BF類:要與病人身體接觸的設備,如超聲波、各種監視器(包括EGC設備),以及手術台。
CF類:要與病人心髒接觸的設備,如心髒穿刺監視器。
人們通常會誤解以為這些設備類型的漏電流指標不同。事實上,這幾類設備的允許漏電流是相同的。北美的指標要求比歐洲EN60601-1規定的允許漏電流更嚴格些。例如,歐洲允許0.5mA,而美國和加拿大隻允許0.3mA。因此,醫療設備設計人員需注意其產品將會銷售到哪個地區。
而BF 或CF類設備(俗稱“接觸人體”的設備) 還要求采取額外的絕緣措施,使病人與地、信(xin)號(hao)端(duan)口(kou)和(he)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)絕(jue)緣(yuan)。這(zhe)是(shi)為(wei)了(le)在(zai)設(she)備(bei)發(fa)生(sheng)意(yi)外(wai)故(gu)障(zhang)時(shi)保(bao)護(hu)病(bing)人(ren),以(yi)及(ji)使(shi)病(bing)人(ren)身(shen)上(shang)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)保(bao)持(chi)在(zai)標(biao)準(zhun)規(gui)定(ding)的(de)限(xian)度(du)內(nei)。這(zhe)種(zhong)絕(jue)緣(yuan)也(ye)可(ke)通(tong)過(guo)最(zui)終(zhong)設(she)備(bei)的(de)其(qi)它(ta)部(bu)分(fen)實(shi)現(xian),如(ru)有(you)足(zu)夠(gou)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)的(de)塑(su)料(liao)探(tan)針(zhen)或(huo)套(tao)管(guan)。但(dan)在(zai)需(xu)要(yao)對(dui)病(bing)人(ren)通(tong)電(dian)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he),處(chu)理(li)方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)是(shi)采(cai)用(yong)符(fu)合(he)IEC601-1 標準的AC/DC 電源對一個或多個隔離DC/DC 轉換器供電,即又加第二級絕緣保護。所以必需仔細選擇DC/DC轉換器,以確保能達到絕緣要求。
由you於yu醫yi療liao設she備bei經jing常chang都dou要yao直zhi接jie與yu病bing人ren連lian接jie,而er且qie會hui通tong過guo皮pi膚fu甚shen至zhi皮pi下xia連lian接jie形xing成cheng導dao電dian通tong路lu,因yin此ci漏lou電dian流liu必bi須xu盡jin可ke能neng為wei零ling,絕jue緣yuan必bi須xu可ke靠kao,且qie不bu得de有you潛qian行xing電dian流liu。
4:安全與隔離:
安(an)全(quan)與(yu)隔(ge)離(li)同(tong)樣(yang)是(shi)商(shang)用(yong)電(dian)源(yuan)與(yu)醫(yi)用(yong)電(dian)源(yuan)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)大(da)差(cha)別(bie),這(zhe)對(dui)接(jie)受(shou)治(zhi)療(liao)的(de)病(bing)人(ren)及(ji)使(shi)用(yong)設(she)備(bei)的(de)醫(yi)務(wu)人(ren)員(yuan)的(de)觸(chu)電(dian)等(deng)安(an)全(quan)保(bao)證(zheng)相(xiang)關(guan)。雖(sui)然(ran)人(ren)的(de)皮(pi)膚(fu)算(suan)是(shi)個(ge)較(jiao)好(hao)的(de)絕(jue)緣(yuan)體(ti),但(dan)一(yi)旦(dan)有(you)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)施(shi)加(jia)到(dao)心(xin)髒(zang)上(shang),就(jiu)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)心(xin)髒(zang)肌(ji)肉(rou)纖(xian)維(wei)性(xing)顫(chan)動(dong)和(he)神(shen)經(jing)肌(ji)肉(rou)損(sun)傷(shang)。所(suo)以(yi)涉(she)及(ji)到(dao)病(bing)人(ren)的(de)環(huan)境(jing)設(she)備(bei),任(ren)何(he)可(ke)能(neng)與(yu)病(bing)人(ren)接(jie)觸(chu)的(de)部(bu)分(fen)其(qi)電(dian)流(liu)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)限(xian)製(zhi)在(zai)40-70Hz內。
醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)的(de)保(bao)護(hu)級(ji)別(bie)與(yu)設(she)備(bei)和(he)病(bing)人(ren)的(de)接(jie)近(jin)程(cheng)度(du)相(xiang)關(guan)。對(dui)醫(yi)療(liao)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)來(lai)說(shuo),絕(jue)緣(yuan)和(he)保(bao)護(hu)指(zhi)標(biao)有(you)三(san)個(ge)安(an)全(quan)級(ji)別(bie)。首(shou)先(xian),所(suo)有(you)離(li)線(xian)電(dian)源(yuan)都(dou)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)EN60950標準中的基本安全要求。此外,要靠近病人的醫用電源還要符合IEC601-1標準。而接觸病人的設備除了滿足以上2個(ge)要(yao)求(qiu)外(wai),還(hai)需(xu)要(yao)有(you)額(e)外(wai)的(de)隔(ge)離(li)屏(ping)障(zhang)來(lai)保(bao)護(hu)。還(hai)有(you)在(zai)市(shi)電(dian)中(zhong)斷(duan)時(shi),醫(yi)院(yuan)的(de)備(bei)用(yong)發(fa)電(dian)機(ji)要(yao)幾(ji)秒(miao)或(huo)幾(ji)分(fen)鍾(zhong)後(hou)才(cai)能(neng)供(gong)電(dian)。因(yin)此(ci),許(xu)多(duo)醫(yi)用(yong)電(dian)源(yuan)和(he)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)備(bei)都(dou)通(tong)過(guo)UPSxitongjieligongdian。conger,dianyuandeshuruboxingkenenghuigaibian,buzaishilixiangdezhengxianbo。suoyi,haixuyaozaidianyuanqianduanwaijieyigeyiyongbianyaqilaijinyibutigaoanquanjibie。suoyi,zhijieyongdaobingrenshenshangdeshebeibixumanzusuoyouzhexiecanshudezuigaojueyuanjishuzhibiao。
5. EMI-RFI輻射和防護:
設備的電磁輻射和電磁輻射防護也是醫用電源的一個重要參數標準,涉及到電湧和瞬變電流強度、靜電放電(ESD) 電平,以及射頻幹擾(RFI) 防護能力。對醫用電源來說,這些電氣指標必須是同等級商用產品的三倍。許多醫療應用都涉及RF治療儀或無創電子手術器械,因此電源必須能抵禦幹擾,不受影響。合格的醫用電源應符合與EMC相關的許多技術要求相配合的EN60601-1-2標準。不僅如此,醫用電源還必須滿足IEC61000-4-2 ((靜電防護能力,要求達到3kV)、IEC61000-4-3 (射頻輻射防護能力,要求達到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT (電壓瞬變承受能力,要求達到1kV)、IEC61000-4- 5 (市電湧流承受能力,要求達到1kV和2kV)、IEC61000-3-2 (市電線路諧波要求)、IEC61000-3-3 (電力線閃變要求),以及EN55011 (A類產品或B產品輻射限製)等要求。為此,符合IEC601-1標準的電源一般都遵守EN55022/11A類設備規範,而不是更為嚴格的B類EMC規範。這些設備也可以設計得符合B類EMC規範,但必需額外采取更複雜的濾波和屏蔽措施,使得設備尺寸增大、成本增加。而廣州金升陽公司的醫療電源模塊則在產品尺寸、成本、性能、安全等方麵作了一個很好的平衡作用。
其它還有一些要求,涉及到特定的應用場合:如係統可能要在急救車車上使用,會出現電壓衝擊,對此,電源至少應符合IEC 68-2-29標準;有些設備是便攜設備,可能在直升機上使用,會出現隨機性振動,對此,電源應符合MIL-STD-810E標準。
案例:曾經有客戶采用了低成本的“醫用電源”,該電源電壓5V、電流200mA,幾百個批量的單價為5美mei元yuan。采cai用yong這zhe種zhong電dian源yuan的de設she備bei要yao賣mai數shu萬wan美mei元yuan。這zhe個ge價jia格ge低di得de驚jing人ren的de電dian源yuan好hao象xiang很hen不bu錯cuo,如ru果guo說shuo它ta好hao得de讓rang人ren懷huai疑yi,還hai真zhen是shi如ru此ci。拆chai開kai這zhe種zhong電dian源yuan後hou發fa現xian,它ta隻zhi有you一yi塊kuai單dan麵mian印yin刷shua電dian路lu板ban,且qie為wei節jie省sheng成cheng本ben,電dian路lu板ban沒mei有you金jin屬shu化hua通tong孔kong。電dian路lu板ban采cai用yong表biao麵mian安an裝zhuang結jie構gou,且qie元yuan件jian密mi度du很hen大da。元yuan件jian間jian距ju根gen本ben不bu符fu合he醫yi療liao用yong電dian源yuan和he相xiang關guan安an全quan管guan理li機ji構gou規gui定ding的de爬pa電dian距ju離li要yao求qiu和he設she計ji準zhun則ze。漏lou電dian流liu達da900mA,遠超過規範限度。爬電距離和電氣間隙電壓指標還達不到通用電源中使用的電壓。高壓區域間的間距隻有0.5 mm,並采用阻焊劑來提高點介質抗禦能力。功率MOSFET的(de)引(yin)腳(jiao)間(jian)距(ju)本(ben)應(ying)加(jia)大(da),以(yi)增(zeng)加(jia)爬(pa)電(dian)距(ju)離(li),但(dan)這(zhe)種(zhong)電(dian)源(yuan)並(bing)沒(mei)有(you)這(zhe)樣(yang)處(chu)理(li),很(hen)可(ke)能(neng)是(shi)因(yin)為(wei)考(kao)慮(lv)到(dao)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)和(he)這(zhe)樣(yang)做(zuo)會(hui)占(zhan)更(geng)多(duo)空(kong)間(jian)。鋁(lv)製(zhi)散(san)熱(re)片(pian)通(tong)過(guo)一(yi)些(xie)扣(kou)爪(zhao)插(cha)入(ru)電(dian)路(lu)板(ban)中(zhong),然(ran)後(hou)焊(han)接(jie)固(gu)定(ding)。一(yi)但(dan)處(chu)理(li)不(bu)正(zheng)確(que),散(san)熱(re)片(pian)易(yi)發(fa)生(sheng)鬆(song)動(dong)。反(fan)激(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)MOSFET是無廠家的fullpak封(feng)裝(zhuang)器(qi)件(jian),有(you)一(yi)個(ge)聚(ju)矽(gui)酮(tong)外(wai)套(tao),並(bing)有(you)絕(jue)緣(yuan)帶(dai)加(jia)在(zai)散(san)熱(re)片(pian)上(shang),因(yin)而(er)阻(zu)礙(ai)了(le)器(qi)件(jian)與(yu)散(san)熱(re)片(pian)的(de)接(jie)觸(chu),這(zhe)樣(yang)使(shi)用(yong)中(zhong)將(jiang)有(you)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti),即(ji)當(dang)MOSFET已經過熱時,散熱片還是冷的。這種電源剛好滿足商用EMI-RFI要求,但不符合醫用電源要求。
zhezhongdianyuanhaicunzaiqitayixiewenti,ruzhenggedianyuanneidaochudoucunzaixuhan。shiyongshi,jishibeizhengquezhuangpei,yemeizhunhuizaishenmeshihouchuguzhang。zhezhongdianyuan,jinguanbeidangzuoyiliaoyongdianyuanxiaoshou,danqibenshenbenlaijiubushianzhaoyiliaoyongyaoqiushejide,chuleshurudianyaheshuchudianyajidianliu,jiumeiyouxiangguandewenjianhejishuzhibiaole。zhezhongdianyuanchulejiagedidejingrenwai,biedexingnengyaoqiuyuandabudaoyiliaodianyuandeyaoqiu。weiheyourenzhixiwangjiangdianyuanchengbenjiangdidaorucishuiping,erguyimaoruciduodefengxian?bijing,dianyuanshigaowen、高壓、噪聲、漏電流、火災等風險和危險的主要源發地。 所以在選定和購買醫療用電源時,要考慮有關的風險,必須從有信譽、能提供符合相關規範標準的證明文件,並遵守質量和可靠性標準和要求的廠家那裏購買。
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三:醫療電源的典型應用:
通過了解醫療電源的各種選擇要求,下麵我們談到的是醫療電源的幾種典型應用:
1. 心電檢測電路的應用:
以下為普通型的心電檢測電路,如圖1
如圖,此電路是由ISO122與INA115等組成的人體心電檢測電路,該電路完全可達到醫療器械使用要求,即輸入阻抗低、漏電流小、檢測精度高和人體安全等指標; 輸出信號由ISO122隔離傳輸到後置放大電路,實現人體信號與輸出及電源的隔離放大, 采用隔離型DC-DC模塊供電可有效非曲直抑製周圍環境的電磁幹擾和消除接地環路等。
2. 病人ECG監護電路
以下為病人ECG監護電路,如圖2
如圖,此電路是3652在病人ECG監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)應(ying)用(yong),此(ci)電(dian)路(lu)是(shi)一(yi)個(ge)平(ping)衡(heng)輸(shu)入(ru)的(de)接(jie)法(fa),其(qi)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)輸(shu)入(ru)的(de)阻(zu)抗(kang)都(dou)很(hen)高(gao),可(ke)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)在(zai)監(jian)護(hu)設(she)備(bei)中(zhong)經(jing)常(chang)遇(yu)到(dao)的(de)引(yin)線(xian)阻(zu)抗(kang)幹(gan)擾(rao)不(bu)平(ping)衡(heng)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)問(wen)題(ti); 由於使用了DC/DC變換器G1515S-1W,使得3652與病人相觸的地線與輸入電源線真正隔離開了,此外,3652在輸入和輸出之間允許連續隔離電壓為2000V,允許隔離非周期脈衝電壓達5000V,這樣就可以保護病人的安全。
以上2種應用電路推薦金升陽公司的6000VDC隔離係列產品(圖3),其產品完全符合醫療電源的各項規格,並通過了IEC601標準中的各項醫療認證。該其隔離電容值極小(≤10pF),漏電流小,安全且有保證。
四.結束語:
就(jiu)目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)魚(yu)龍(long)混(hun)雜(za),而(er)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)行(xing)業(ye)屬(shu)於(yu)特(te)殊(shu)行(xing)業(ye),對(dui)其(qi)電(dian)源(yuan)的(de)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao),為(wei)保(bao)證(zheng)人(ren)體(ti)及(ji)設(she)備(bei)的(de)安(an)全(quan)性(xing)能(neng),選(xuan)擇(ze)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。而(er)上(shang)文(wen)主(zhu)要(yao)介(jie)紹(shao)了(le)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)主(zhu)要(yao)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)及(ji)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)在(zai)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)行(xing)業(ye)的(de)一(yi)些(xie)典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)和(he)注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang),希(xi)望(wang)該(gai)文(wen)章(zhang)能(neng)夠(gou)給(gei)廣(guang)大(da)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)選(xuan)擇(ze)醫(yi)療(liao)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)時(shi)能(neng)夠(gou)帶(dai)來(lai)相(xiang)應(ying)的(de)幫(bang)助(zhu)。
參考文獻:
MORNSUN公司,《技術手冊》、《應用方案》;
設計創新網,《所有的醫療電源都一樣嗎》,Kevin Parmenter;
中國工控網,《金升陽DC-DC模塊電源在醫用傳感器電路中的應用》,廣州金升陽;
- 醫療產品所具的特性及醫療電源選擇特點
- 金升陽公司醫療電源在醫療行業的幾種典型應用
- 注意價格、GMP資格、漏電流、安全與隔離、EMI-RFI輻射和防護
摘要:在醫療產品的設計中,電源的性能要求至關重要。本文基於廣州金升陽醫療電源模塊的設計理念,從產品價格、漏電流、安全與隔離、EMI-RFI輻fu射she和he防fang護hu等deng方fang麵mian逐zhu一yi闡chan述shu了le各ge類lei醫yi療liao產chan品pin所suo具ju有you的de特te性xing要yao求qiu及ji醫yi療liao電dian源yuan選xuan擇ze時shi應ying當dang注zhu意yi的de各ge項xiang特te點dian。文wen中zhong還hai介jie紹shao了le金jin升sheng陽yang公gong司si醫yi療liao電dian源yuan在zai醫yi療liao行xing業ye的de幾ji種zhong典dian型xing應ying用yong,更geng加jia突tu出chu了le醫yi療liao電dian源yuan選xuan擇ze的de重zhong要yao性xing。
關鍵詞:心電檢測、功率、安全、漏電、輻射、防護、隔離
Selection and Application of Medical class power
Lei hong
(Mornsun Guangzhou Science & Technology Ltd,Product Engineer)
Abstract:During the design of medical products, the performance of power is very important. This article is based on the design concept of Mornsun in medical power supply, including price, leakage current, security and isolation, EMI-RFI radiation and prevention, etc, which detailed introduce about the characteristics and requirements of medical products, and points of attention during the selection of medical power supply. Besides, it contains several typical applications of medical power supply recommended by Mornsun, emphasizing the importance of the choosing medical power.
Key words:ECG testing、Power、Safety、Creepage、Radiation、Defence、Isolation
一:引言:
dangjinshehui,suizhekexuejishudebuduanjinbu,yuelaiyueduodexiandaiyiliaoqixiededaolefeisufazhan,tebieshizhijieyurentixiangjiechudedianziyiqi,chuleduiyiqibenshenxingnengdeyaoqiuyuelaiyuegaowaizhiwai,duirentianquanfangmiandekaolvyeyuelaiyuebeishouguanzhu,liru:心髒穿刺監視器、超聲波、母嬰監護儀、嬰兒保溫儀、shengmingjianhuyidengdengyixieyurentijinmijiechudeyiqi,yejiushishuobingrenshiyongyiqishibunengyinweishiyongyiqierduirentizaochengyouchudianhuozheqitafangmianderenheweixian。
二:醫療電源的選擇:
醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi),與(yu)其(qi)他(ta)定(ding)位(wei)於(yu)大(da)眾(zhong)市(shi)場(chang)及(ji)在(zai)乎(hu)成(cheng)本(ben)的(de)消(xiao)費(fei)電(dian)子(zi)和(he)其(qi)它(ta)低(di)價(jia)產(chan)品(pin)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)電(dian)子(zi)和(he)功(gong)率(lv)電(dian)子(zi)不(bu)同(tong),醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)要(yao)遵(zun)守(shou)的(de)規(gui)則(ze)多(duo)得(de)多(duo)。如(ru)果(guo)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)負(fu)責(ze)係(xi)統(tong)功(gong)率(lv)設(she)計(ji),針(zhen)對(dui)係(xi)統(tong)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)部(bu)分(fen)首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)是(shi):購買還是製造有關的解決方案? 由(you)於(yu)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)產(chan)量(liang)一(yi)般(ban)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)購(gou)買(mai)或(huo)自(zi)製(zhi)的(de)問(wen)題(ti)。醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)很(hen)少(shao)考(kao)慮(lv)自(zi)己(ji)設(she)計(ji)離(li)線(xian)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)。因(yin)為(wei)這(zhe)類(lei)特(te)殊(shu)的(de)設(she)計(ji)和(he)測(ce)試(shi)所(suo)需(xu)的(de)投(tou)資(zi)與(yu)最(zui)終(zhong)的(de)產(chan)量(liang)規(gui)模(mo)不(bu)相(xiang)配(pei);設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)會(hui)發(fa)現(xian)產(chan)品(pin)的(de)產(chan)量(liang)難(nan)於(yu)或(huo)不(bu)可(ke)能(neng)分(fen)攤(tan)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)付(fu)出(chu)的(de)投(tou)資(zi)。所(suo)以(yi),向(xiang)已(yi)經(jing)擁(yong)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)專(zhuan)業(ye)設(she)計(ji)能(neng)力(li)和(he)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)的(de)公(gong)司(si)直(zhi)接(jie)購(gou)買(mai)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)更(geng)合(he)算(suan)。
1.價格:
在商業應用設計中,如果質量有保證時,人們很容易在貨比三家後直接選中價格最低的電源產品。這個時候,價格最低但“過得去”的de產chan品pin往wang往wang是shi贏ying家jia,而er最zui好hao的de產chan品pin卻que不bu受shou歡huan迎ying。這zhe對dui那na些xie很hen快kuai就jiu被bei廢fei棄qi或huo不bu需xu要yao維wei修xiu的de一yi次ci性xing電dian子zi產chan品pin倒dao是shi沒mei什shen麼me不bu好hao,但dan如ru果guo設she計ji人ren員yuan隨sui便bian選xuan一yi個ge這zhe樣yang電dian源yuan來lai用yong到dao醫yi療liao係xi統tong中zhong會hui有you何he風feng險xian呢ne?醫yi療liao電dian子zi的de價jia值zhi都dou很hen高gao,需xu要yao完wan成cheng一yi些xie關guan鍵jian的de任ren務wu。假jia如ru醫yi療liao係xi統tong發fa生sheng故gu障zhang,其qi後hou果guo絕jue不bu隻zhi是shi錯cuo過guo了le一yi場chang比bi賽sai或huo者zhe搭da錯cuo了le一yi趟tang車che那na麼me簡jian單dan。醫yi療liao設she備bei的de正zheng常chang運yun作zuo生sheng死si攸you關guan,特te別bie是shi醫yi療liao設she備bei的de電dian源yuan,都dou必bi須xu符fu合he安an全quan、漏電、EMI-RFIfushehefanghufangmiandexiangguanguiding。zhexiebiaozhunjixiangguandeanquanguifangouchengleyizhengtaoyangedeguifanxingyaoqiu。yongyuzheleiyaoqiuyangedeyingyongxitongzhongdedianyuanzaijueyuancuoshishangbixufuheyangeguifan,yifangzhibingrenheyiwurenyuanchudian。EMCyeshigeguanjianwenti,zhebaokuozairuhejianshaodiancifusheheruhefanghudiancifushelianggefangmian。yinci,duiyiyongdianyuandeshejieryan,shouxuandebixushichanpindezhiliangyukekaoxing。
常chang常chang,設she計ji人ren員yuan對dui商shang用yong電dian源yuan與yu醫yi療liao電dian源yuan混hun淆xiao不bu清qing,而er麵mian向xiang大da眾zhong市shi場chang製zhi造zao各ge種zhong低di價jia電dian源yuan的de廠chang家jia可ke能neng將jiang這zhe些xie商shang用yong電dian源yuan不bu作zuo改gai動dong作zuo為wei醫yi用yong電dian源yuan銷xiao售shou。對dui此ci,購gou買mai者zhe必bi須xu小xiao心xin,因yin為wei貪tan圖tu便bian宜yi而er選xuan中zhong這zhe樣yang的de電dian源yuan產chan品pin會hui釀niang成cheng可ke怕pa的de後hou果guo。所suo以yi,設she計ji人ren員yuan因yin此ci需xu要yao了le解jie相xiang關guan的de規gui定ding和he法fa規gui。那na麼me,選xuan擇ze醫yi用yong電dian源yuan會hui涉she及ji到dao哪na些xie問wen題ti呢ne?醫yi療liao設she備bei的de電dian源yuan,都dou必bi須xu符fu合he安an全quan、漏電、EMI-RFI輻射和防護方麵的相關規定。其它還有一些問題,如包括是否由獲得GMP認證的工廠生產的產品?
2. GMP資格:
美國食品藥物管理局(FDA) 要求醫療產品必須由獲得GMP資格(即具有良好作業規範) 的工廠生產。這是除傳統ISO9000認證外應當要求廠家出示的一套質量認證體係,以證明其質量控製規程符合GMP規範。同樣,中國也有醫療電源方麵的嚴格控製,例如必須符合CE、UL醫療認證等一係列要求。
GMP規(gui)範(fan)規(gui)定(ding)廠(chang)家(jia)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)部(bu)件(jian)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)規(gui)程(cheng),並(bing)且(qie)有(you)相(xiang)關(guan)的(de)文(wen)件(jian)記(ji)錄(lu)。選(xuan)擇(ze)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)時(shi),可(ke)問(wen)問(wen)廠(chang)家(jia)有(you)部(bu)件(jian)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)規(gui)程(cheng)嗎(ma)?有(you)質(zhi)量(liang)數(shu)據(ju)和(he)測(ce)試(shi)文(wen)件(jian)嗎(ma)?可(ke)問(wen)問(wen)是(shi)什(shen)麼(me)程(cheng)序(xu),要(yao)求(qiu)出(chu)示(shi)相(xiang)關(guan)文(wen)件(jian)。要(yao)求(qiu)廠(chang)家(jia)出(chu)示(shi)能(neng)夠(gou)證(zheng)明(ming)其(qi)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)文(wen)件(jian),有(you)信(xin)譽(yu)的(de)廠(chang)家(jia)會(hui)樂(le)意(yi)提(ti)供(gong)。我(wo)們(men)發(fa)現(xian)許(xu)多(duo)低(di)價(jia)廠(chang)家(jia)正(zheng)在(zai)使(shi)用(yong)無(wu)商(shang)標(biao)、無廠家的電源產品或冒牌電源產品,這給最終的醫療電子產品OEM帶來許多問題。如果廠家不能拿出有關的認證文件,而他們隻是將POS終端的電源改頭換麵後當醫用電源銷售,那麼,這樣的產品隻會令用戶得不償失。因此,對一個好的醫療電源的選擇,GMP資(zi)格(ge)可(ke)以(yi)相(xiang)應(ying)的(de)證(zheng)明(ming)其(qi)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)與(yu)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi),但(dan)這(zhe)樣(yang)的(de)產(chan)品(pin)就(jiu)是(shi)好(hao)產(chan)品(pin)了(le)嗎(ma)?不(bu),我(wo)們(men)還(hai)必(bi)須(xu)對(dui)產(chan)品(pin)的(de)性(xing)能(neng)參(can)數(shu)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)進(jin)行(xing)把(ba)握(wo),即(ji)產(chan)品(pin)是(shi)否(fou)通(tong)過(guo)了(le)一(yi)些(xie)國(guo)際(ji)通(tong)用(yong)規(gui)範(fan)。
EN60950是適用於通用電源要滿足的國際安全規範。醫用電源也需要滿足這個規範中的最低基本要求。但醫用電源的國際安全規範是更嚴格的IEC601-1 A2,並按地區不同有三個版本:歐洲的是EN60601-1、美國是UL2601-1及加拿大是CSA22.2 No 601.1。 這些規範涵蓋觸電防護、fanghuojijixiedengfangmiandejishuzhibiaoyijipadianjulihedianqijianxi,yijigaoyajueyuandengshiyanfangmiandezhibiao。yiliaodianyuanbixucaiyongshidangdeshejijishu,quebaozaishuruyichangshirengnengwendinggongzuo,bingnengzaimouxieteshu(如有氧氣和/或麻醉氣體) 的環境條件下工作。在這些應用中,防火也是個重要問題。
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3.漏電流:
漏電流是經保護接地導體流到地的電流。在不接地的情況下,如果有導電通路(如人體) 存cun在zai,該gai電dian流liu可ke從cong導dao電dian部bu件jian或huo非fei導dao電dian部bu件jian的de表biao麵mian流liu到dao地di。安an全quan接jie地di導dao體ti中zhong始shi終zhong都dou存cun在zai外wai來lai電dian流liu。通tong常chang,醫yi用yong電dian源yuan的de漏lou電dian流liu上shang限xian是shi普pu通tong電dian源yuan的de十shi分fen之zhi一yi。
IEC601標準的所有電源漏電流指標遠比非醫療用電源嚴格。其中技術指標就定義了幾種不同的也最關鍵的漏電流,如:對地漏電流(沿接地體流入地) 和外殼漏電流(通過病人從外殼流入地)。IEC601標準中針對如下三種主要類型的設備電源的最大漏電流作了不同定義:
B類:不與病人身體接觸的設備,如激光治療儀。
BF類:要與病人身體接觸的設備,如超聲波、各種監視器(包括EGC設備),以及手術台。
CF類:要與病人心髒接觸的設備,如心髒穿刺監視器。
人們通常會誤解以為這些設備類型的漏電流指標不同。事實上,這幾類設備的允許漏電流是相同的。北美的指標要求比歐洲EN60601-1規定的允許漏電流更嚴格些。例如,歐洲允許0.5mA,而美國和加拿大隻允許0.3mA。因此,醫療設備設計人員需注意其產品將會銷售到哪個地區。
而BF 或CF類設備(俗稱“接觸人體”的設備) 還要求采取額外的絕緣措施,使病人與地、信(xin)號(hao)端(duan)口(kou)和(he)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)絕(jue)緣(yuan)。這(zhe)是(shi)為(wei)了(le)在(zai)設(she)備(bei)發(fa)生(sheng)意(yi)外(wai)故(gu)障(zhang)時(shi)保(bao)護(hu)病(bing)人(ren),以(yi)及(ji)使(shi)病(bing)人(ren)身(shen)上(shang)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)保(bao)持(chi)在(zai)標(biao)準(zhun)規(gui)定(ding)的(de)限(xian)度(du)內(nei)。這(zhe)種(zhong)絕(jue)緣(yuan)也(ye)可(ke)通(tong)過(guo)最(zui)終(zhong)設(she)備(bei)的(de)其(qi)它(ta)部(bu)分(fen)實(shi)現(xian),如(ru)有(you)足(zu)夠(gou)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)的(de)塑(su)料(liao)探(tan)針(zhen)或(huo)套(tao)管(guan)。但(dan)在(zai)需(xu)要(yao)對(dui)病(bing)人(ren)通(tong)電(dian)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he),處(chu)理(li)方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)是(shi)采(cai)用(yong)符(fu)合(he)IEC601-1 標準的AC/DC 電源對一個或多個隔離DC/DC 轉換器供電,即又加第二級絕緣保護。所以必需仔細選擇DC/DC轉換器,以確保能達到絕緣要求。
由you於yu醫yi療liao設she備bei經jing常chang都dou要yao直zhi接jie與yu病bing人ren連lian接jie,而er且qie會hui通tong過guo皮pi膚fu甚shen至zhi皮pi下xia連lian接jie形xing成cheng導dao電dian通tong路lu,因yin此ci漏lou電dian流liu必bi須xu盡jin可ke能neng為wei零ling,絕jue緣yuan必bi須xu可ke靠kao,且qie不bu得de有you潛qian行xing電dian流liu。
4:安全與隔離:
安(an)全(quan)與(yu)隔(ge)離(li)同(tong)樣(yang)是(shi)商(shang)用(yong)電(dian)源(yuan)與(yu)醫(yi)用(yong)電(dian)源(yuan)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)大(da)差(cha)別(bie),這(zhe)對(dui)接(jie)受(shou)治(zhi)療(liao)的(de)病(bing)人(ren)及(ji)使(shi)用(yong)設(she)備(bei)的(de)醫(yi)務(wu)人(ren)員(yuan)的(de)觸(chu)電(dian)等(deng)安(an)全(quan)保(bao)證(zheng)相(xiang)關(guan)。雖(sui)然(ran)人(ren)的(de)皮(pi)膚(fu)算(suan)是(shi)個(ge)較(jiao)好(hao)的(de)絕(jue)緣(yuan)體(ti),但(dan)一(yi)旦(dan)有(you)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)施(shi)加(jia)到(dao)心(xin)髒(zang)上(shang),就(jiu)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)心(xin)髒(zang)肌(ji)肉(rou)纖(xian)維(wei)性(xing)顫(chan)動(dong)和(he)神(shen)經(jing)肌(ji)肉(rou)損(sun)傷(shang)。所(suo)以(yi)涉(she)及(ji)到(dao)病(bing)人(ren)的(de)環(huan)境(jing)設(she)備(bei),任(ren)何(he)可(ke)能(neng)與(yu)病(bing)人(ren)接(jie)觸(chu)的(de)部(bu)分(fen)其(qi)電(dian)流(liu)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)限(xian)製(zhi)在(zai)40-70Hz內。
醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)的(de)保(bao)護(hu)級(ji)別(bie)與(yu)設(she)備(bei)和(he)病(bing)人(ren)的(de)接(jie)近(jin)程(cheng)度(du)相(xiang)關(guan)。對(dui)醫(yi)療(liao)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)來(lai)說(shuo),絕(jue)緣(yuan)和(he)保(bao)護(hu)指(zhi)標(biao)有(you)三(san)個(ge)安(an)全(quan)級(ji)別(bie)。首(shou)先(xian),所(suo)有(you)離(li)線(xian)電(dian)源(yuan)都(dou)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)EN60950標準中的基本安全要求。此外,要靠近病人的醫用電源還要符合IEC601-1標準。而接觸病人的設備除了滿足以上2個(ge)要(yao)求(qiu)外(wai),還(hai)需(xu)要(yao)有(you)額(e)外(wai)的(de)隔(ge)離(li)屏(ping)障(zhang)來(lai)保(bao)護(hu)。還(hai)有(you)在(zai)市(shi)電(dian)中(zhong)斷(duan)時(shi),醫(yi)院(yuan)的(de)備(bei)用(yong)發(fa)電(dian)機(ji)要(yao)幾(ji)秒(miao)或(huo)幾(ji)分(fen)鍾(zhong)後(hou)才(cai)能(neng)供(gong)電(dian)。因(yin)此(ci),許(xu)多(duo)醫(yi)用(yong)電(dian)源(yuan)和(he)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)備(bei)都(dou)通(tong)過(guo)UPSxitongjieligongdian。conger,dianyuandeshuruboxingkenenghuigaibian,buzaishilixiangdezhengxianbo。suoyi,haixuyaozaidianyuanqianduanwaijieyigeyiyongbianyaqilaijinyibutigaoanquanjibie。suoyi,zhijieyongdaobingrenshenshangdeshebeibixumanzusuoyouzhexiecanshudezuigaojueyuanjishuzhibiao。
5. EMI-RFI輻射和防護:
設備的電磁輻射和電磁輻射防護也是醫用電源的一個重要參數標準,涉及到電湧和瞬變電流強度、靜電放電(ESD) 電平,以及射頻幹擾(RFI) 防護能力。對醫用電源來說,這些電氣指標必須是同等級商用產品的三倍。許多醫療應用都涉及RF治療儀或無創電子手術器械,因此電源必須能抵禦幹擾,不受影響。合格的醫用電源應符合與EMC相關的許多技術要求相配合的EN60601-1-2標準。不僅如此,醫用電源還必須滿足IEC61000-4-2 ((靜電防護能力,要求達到3kV)、IEC61000-4-3 (射頻輻射防護能力,要求達到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT (電壓瞬變承受能力,要求達到1kV)、IEC61000-4- 5 (市電湧流承受能力,要求達到1kV和2kV)、IEC61000-3-2 (市電線路諧波要求)、IEC61000-3-3 (電力線閃變要求),以及EN55011 (A類產品或B產品輻射限製)等要求。為此,符合IEC601-1標準的電源一般都遵守EN55022/11A類設備規範,而不是更為嚴格的B類EMC規範。這些設備也可以設計得符合B類EMC規範,但必需額外采取更複雜的濾波和屏蔽措施,使得設備尺寸增大、成本增加。而廣州金升陽公司的醫療電源模塊則在產品尺寸、成本、性能、安全等方麵作了一個很好的平衡作用。
其它還有一些要求,涉及到特定的應用場合:如係統可能要在急救車車上使用,會出現電壓衝擊,對此,電源至少應符合IEC 68-2-29標準;有些設備是便攜設備,可能在直升機上使用,會出現隨機性振動,對此,電源應符合MIL-STD-810E標準。
案例:曾經有客戶采用了低成本的“醫用電源”,該電源電壓5V、電流200mA,幾百個批量的單價為5美mei元yuan。采cai用yong這zhe種zhong電dian源yuan的de設she備bei要yao賣mai數shu萬wan美mei元yuan。這zhe個ge價jia格ge低di得de驚jing人ren的de電dian源yuan好hao象xiang很hen不bu錯cuo,如ru果guo說shuo它ta好hao得de讓rang人ren懷huai疑yi,還hai真zhen是shi如ru此ci。拆chai開kai這zhe種zhong電dian源yuan後hou發fa現xian,它ta隻zhi有you一yi塊kuai單dan麵mian印yin刷shua電dian路lu板ban,且qie為wei節jie省sheng成cheng本ben,電dian路lu板ban沒mei有you金jin屬shu化hua通tong孔kong。電dian路lu板ban采cai用yong表biao麵mian安an裝zhuang結jie構gou,且qie元yuan件jian密mi度du很hen大da。元yuan件jian間jian距ju根gen本ben不bu符fu合he醫yi療liao用yong電dian源yuan和he相xiang關guan安an全quan管guan理li機ji構gou規gui定ding的de爬pa電dian距ju離li要yao求qiu和he設she計ji準zhun則ze。漏lou電dian流liu達da900mA,遠超過規範限度。爬電距離和電氣間隙電壓指標還達不到通用電源中使用的電壓。高壓區域間的間距隻有0.5 mm,並采用阻焊劑來提高點介質抗禦能力。功率MOSFET的(de)引(yin)腳(jiao)間(jian)距(ju)本(ben)應(ying)加(jia)大(da),以(yi)增(zeng)加(jia)爬(pa)電(dian)距(ju)離(li),但(dan)這(zhe)種(zhong)電(dian)源(yuan)並(bing)沒(mei)有(you)這(zhe)樣(yang)處(chu)理(li),很(hen)可(ke)能(neng)是(shi)因(yin)為(wei)考(kao)慮(lv)到(dao)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)和(he)這(zhe)樣(yang)做(zuo)會(hui)占(zhan)更(geng)多(duo)空(kong)間(jian)。鋁(lv)製(zhi)散(san)熱(re)片(pian)通(tong)過(guo)一(yi)些(xie)扣(kou)爪(zhao)插(cha)入(ru)電(dian)路(lu)板(ban)中(zhong),然(ran)後(hou)焊(han)接(jie)固(gu)定(ding)。一(yi)但(dan)處(chu)理(li)不(bu)正(zheng)確(que),散(san)熱(re)片(pian)易(yi)發(fa)生(sheng)鬆(song)動(dong)。反(fan)激(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)MOSFET是無廠家的fullpak封(feng)裝(zhuang)器(qi)件(jian),有(you)一(yi)個(ge)聚(ju)矽(gui)酮(tong)外(wai)套(tao),並(bing)有(you)絕(jue)緣(yuan)帶(dai)加(jia)在(zai)散(san)熱(re)片(pian)上(shang),因(yin)而(er)阻(zu)礙(ai)了(le)器(qi)件(jian)與(yu)散(san)熱(re)片(pian)的(de)接(jie)觸(chu),這(zhe)樣(yang)使(shi)用(yong)中(zhong)將(jiang)有(you)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti),即(ji)當(dang)MOSFET已經過熱時,散熱片還是冷的。這種電源剛好滿足商用EMI-RFI要求,但不符合醫用電源要求。
zhezhongdianyuanhaicunzaiqitayixiewenti,ruzhenggedianyuanneidaochudoucunzaixuhan。shiyongshi,jishibeizhengquezhuangpei,yemeizhunhuizaishenmeshihouchuguzhang。zhezhongdianyuan,jinguanbeidangzuoyiliaoyongdianyuanxiaoshou,danqibenshenbenlaijiubushianzhaoyiliaoyongyaoqiushejide,chuleshurudianyaheshuchudianyajidianliu,jiumeiyouxiangguandewenjianhejishuzhibiaole。zhezhongdianyuanchulejiagedidejingrenwai,biedexingnengyaoqiuyuandabudaoyiliaodianyuandeyaoqiu。weiheyourenzhixiwangjiangdianyuanchengbenjiangdidaorucishuiping,erguyimaoruciduodefengxian?bijing,dianyuanshigaowen、高壓、噪聲、漏電流、火災等風險和危險的主要源發地。 所以在選定和購買醫療用電源時,要考慮有關的風險,必須從有信譽、能提供符合相關規範標準的證明文件,並遵守質量和可靠性標準和要求的廠家那裏購買。
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三:醫療電源的典型應用:
通過了解醫療電源的各種選擇要求,下麵我們談到的是醫療電源的幾種典型應用:
1. 心電檢測電路的應用:
以下為普通型的心電檢測電路,如圖1

如圖,此電路是由ISO122與INA115等組成的人體心電檢測電路,該電路完全可達到醫療器械使用要求,即輸入阻抗低、漏電流小、檢測精度高和人體安全等指標; 輸出信號由ISO122隔離傳輸到後置放大電路,實現人體信號與輸出及電源的隔離放大, 采用隔離型DC-DC模塊供電可有效非曲直抑製周圍環境的電磁幹擾和消除接地環路等。
2. 病人ECG監護電路
以下為病人ECG監護電路,如圖2

如圖,此電路是3652在病人ECG監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)應(ying)用(yong),此(ci)電(dian)路(lu)是(shi)一(yi)個(ge)平(ping)衡(heng)輸(shu)入(ru)的(de)接(jie)法(fa),其(qi)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)輸(shu)入(ru)的(de)阻(zu)抗(kang)都(dou)很(hen)高(gao),可(ke)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)在(zai)監(jian)護(hu)設(she)備(bei)中(zhong)經(jing)常(chang)遇(yu)到(dao)的(de)引(yin)線(xian)阻(zu)抗(kang)幹(gan)擾(rao)不(bu)平(ping)衡(heng)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)問(wen)題(ti); 由於使用了DC/DC變換器G1515S-1W,使得3652與病人相觸的地線與輸入電源線真正隔離開了,此外,3652在輸入和輸出之間允許連續隔離電壓為2000V,允許隔離非周期脈衝電壓達5000V,這樣就可以保護病人的安全。
以上2種應用電路推薦金升陽公司的6000VDC隔離係列產品(圖3),其產品完全符合醫療電源的各項規格,並通過了IEC601標準中的各項醫療認證。該其隔離電容值極小(≤10pF),漏電流小,安全且有保證。

四.結束語:
就(jiu)目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)魚(yu)龍(long)混(hun)雜(za),而(er)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)行(xing)業(ye)屬(shu)於(yu)特(te)殊(shu)行(xing)業(ye),對(dui)其(qi)電(dian)源(yuan)的(de)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao),為(wei)保(bao)證(zheng)人(ren)體(ti)及(ji)設(she)備(bei)的(de)安(an)全(quan)性(xing)能(neng),選(xuan)擇(ze)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。而(er)上(shang)文(wen)主(zhu)要(yao)介(jie)紹(shao)了(le)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)主(zhu)要(yao)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)及(ji)醫(yi)療(liao)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)在(zai)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)行(xing)業(ye)的(de)一(yi)些(xie)典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)和(he)注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang),希(xi)望(wang)該(gai)文(wen)章(zhang)能(neng)夠(gou)給(gei)廣(guang)大(da)醫(yi)療(liao)電(dian)子(zi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)選(xuan)擇(ze)醫(yi)療(liao)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)時(shi)能(neng)夠(gou)帶(dai)來(lai)相(xiang)應(ying)的(de)幫(bang)助(zhu)。
參考文獻:
MORNSUN公司,《技術手冊》、《應用方案》;
設計創新網,《所有的醫療電源都一樣嗎》,Kevin Parmenter;
中國工控網,《金升陽DC-DC模塊電源在醫用傳感器電路中的應用》,廣州金升陽;
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