“安全”一词最通俗的解释是“没有危害”或“不发生危险”，但是在工程学上没有“不发生危险”的可能，应当说安全是指“发生危险的概率尽可能小”。 第八章 医学仪器的电气安全 “安全”一词最通俗的解释是“没有危害”或“不发生危险”，但是在工程学上没有“不发生危险”的可能，应当说安全是指“发生危险的概率尽可能小”。

工程上解决电气安全的任务： 应用有关电气危害方面的知识，考虑和设计了许多保护装置，把意外电击的危险降低到尽可能小的程度

各个国家也都颁布了医疗设备的电气安全标准，如美国的UL544、法国的VDE0750、日本的医用电气设备暂定安全标准以国际电气标准委员会IEC的“IEC医用电气设备安全通则”为标准。我国采用IEC的标准作为我国的医用电气设备安全标准颁布并执行（称为GB9706.1-1995<医用电气设备 第一部分：安全通用要求）。 规范我国医用电气设备的安全。

8-2电流的生理效应 结论：引起生理效应和人体损伤的直接因素是电流而不是电压

一、电流对人体组织的基本作用 1．热效应 ：热效应又称为组织的电阻性发热，当电流通过人体组织时会产生热量，使组织温度升高，严重时就会烧伤组织，低频电与直流电的热效应主要是电阻损耗，高频电除了电阻损耗外，还有介质损耗。

2. 刺激效应：人体通入电流时，在细胞膜的两端会产生电势差，当电势差达到一定值后，会使细胞膜发生兴奋。 如为肌肉细胞，则发生与意志无关的力与运动，或使肌肉处于极度紧张状态，产生过度疲劳；如为神经细胞则产生电刺激的痛觉。

3．化学效应。 人体通电后，人体组织液中的离子将分别向异性电极移动，在电极处形成新的物质。这些新形成的物质有好多是酸、碱之类的腐蚀性物质，对皮肤有刺激和损伤作用。 直流电的化学效应除了电解作用外还有电泳和电渗现象，这些现象可能改变局部代谢过程，也可能引起渗透压的变化。

二、电击 宏电击：当电流加在体表上的两个点时，总电流中只有很小一部分流过心脏，这些加在体表上的宏大电流引起电击称为宏电击。

微电击：进入体内在心脏内部所加的电流所引起的电击叫做微电击，微电击的安全权限一般是10uA。

二、影响电流生理效应与损伤程度的因素 1．电流强度：电流越大，影响越大，反之，则越小。 （1）感觉阈：感觉阈是人所能感受到的最小电流。一般认为感觉阈在0.5～l mA范围内。 （2）脱开电流：是指人体通电后，肌肉能任意缩回的最大电流。 （3）呼吸麻痹、疼痛和疲劳：较大的电流会引起呼吸肌的不随意收缩，严重的会引起窒息，肌肉的随意强直性收缩和剧烈的神经兴奋会引起疼痛和疲劳。

（4）心室纤颤：它是电击死亡的主要原因。一般人的心室纤颤电流阈值为75～400 mA （6）烧伤和身体的损伤：过大的电流会由于皮肤的电阻性发热而烧伤组织，或强迫肌肉收缩，使肌肉附着从骨上离开。

2．通电时间：通电时间越长，人体损伤越严重。这是因为皮肤电阻随着通电时间的延长而下降，从而使流过人体的电流增大。 3.电压的影响

4．电流频率： （l）电流频率与人体阻抗的关系 人体模型可等效为电阻和电容的组合。因此，人体的阻抗与电流的频率有关，频率越高，阻抗越低，流入人体的电流就越大。

（2）电流频率与刺激效应间的关系 实验证明，当频率高于100 Hz时，刺激效应随着电流频率增加而减弱；当频率高于1 MHz时，刺激效应完全消失，只有生热作用。刺激效应最强的是50～60 Hz的交流电，比50Hz更低的频率，其刺激效应也减弱。

5．电流途径 同样的电流流过人体不同的部位和不同的器官，其生理效应与损伤程度大不一样，即电流的途径不同，引起的危险性也不同。比如，电流的路径接近心脏、肺、大脑等重要器宫，就可能使心跳、呼吸停止，从而致人于死地。

6．人的适应性 对电刺激的适应能力因人而异，通常，男人比女人强，大人比小孩强，强壮的人比虚弱的人强。即使是同一个人，在电流变化率较小时，适应性较强，因此危险性减小，电流变化率增加时，适应性减弱，危险性就增大。

8-3 产生电击的因素 产生电击的原因： 一是人与电源之间存在两个接触点，形成回路； 8-3 产生电击的因素 产生电击的原因： 一是人与电源之间存在两个接触点，形成回路； 二是电源电压和回路电阻产生了较大的电流，该电流流过人体发生了生理效应。

产生电击的可能情况 1．仪器故障造成漏电 在漏电中最值得注意的是仪器外壳漏电和连接到病人处的导联漏电，这些漏电都可产生电击事故。 泄漏电流主要由电容性的位移电流和电阻性的传导电流组成。

在漏电中最值得注意的是仪器外壳漏电和连接到病人处的导联漏电，这些漏电都可产生电击事故。

2．电容耦合造成的漏电 电容几乎存在于任何地方。任何导体与地之间、用绝缘体分开的两个导体之间都可等效为一个电容器而形成交流通路，从而产生由于电容耦合而造成的漏电。

3．外壳未接地或接地不良 如果这个外壳不接地或接地不良，那么在电源火线和机壳之间的绝缘故障或电容短路，都会在机壳和地之间形成电位差。当医务人员或病人同时接触到机壳和任何接地物体时，就会形成电击。

4．非等电位接地 如果有几台仪器（包括病床）同时与病人相连，那么每台仪器的外壳电位必须相等，否则也会发生电击事故。

5．皮肤电阻减小或消除 人被电击时，皮肤电阻限制了能够流过人体的电流。皮肤电阻随着皮肤水分和油脂的数量不同而变化。显然，皮肤电阻愈大，受到电击的危险性就愈小。皮肤电阻的大小还与接触面积有关，接触面积愈小，皮肤电阻愈大，因此应当尽可能地减少人体与仪器外壳直接相触的机会和面积。

8-4 电击防护措施 防止电击的基本着眼点有两个方面。 其一是将病人同所有接地物体和所有电源绝缘开来； 8-4 电击防护措施 防止电击的基本着眼点有两个方面。 其一是将病人同所有接地物体和所有电源绝缘开来； 其二是把病人所有够得着的导电表面都保持在同一电位上，但不一定是地电位。目的都是使通过病人的电流减到最小

1．仪器外壳接地 仪器外壳接地是最经常使用的安全措施，由于外壳可靠接地，即使火线与外壳发生了短路，短路电流的极大部分也会从外壳地线回流到地，流过人体的电流只是其中的很小一部分，同时又因短路电流足够大，可立即熔断线路中的保险丝，从而迅速切断仪器电源，保障人身安全。

2．等电位接地 在分析产生电击的因素时，曾提到当多台仪器同时与病人相连时，如果每台仪器的外壳电位不等．就会发生电击。因此，等电位接地系统是防止电击的又一有力措施。 所谓“等电位接地系统”是使病人环境中的所有导电表面和插座地线处于相同电位，然后接真正的“地”，以保护电气敏感病人

3. 双重绝缘 一是用绝缘材料做仪器的外壳； 二是用另外的绝缘层(保护绝缘层)将易与人体接触的带电导体与仪器的金属壳体隔离（称一次绝缘），而仪器的金属壳体照常与它的电气部分隔离（功能绝缘层，又称二次绝缘层）。 这两种方法都称为双重绝缘，它包括了防护绝缘和功能绝缘缘。

4．低电压供电 当人体电阻一定时，加在人体上的电压越高，通过人体的电流也就越大，产生电击的可能性也越大。为了减少电击危险，在医疗设备中采用低电压供电是一个较佳的方案。如果选用特别低的电源电压，即使人体接触到电路时，也没有损伤危险，就是基础绝缘老化、损坏，也不会发生电击事故。

把人体接触而无致命危险的电压值称为容许接触电压，这个电压值一般认为在25～50 V之间。 低压供电的方法有两种，一是采用低压电池供电，二是采用低压隔离变压器供电。

5．采用非接地配电系统 一般的低压配电系统都是采用接地方式，即交流电源中的中线是接地的，这是引起电击的一个重要潜在因素。采用隔离变压器可将接地方式变为非接地方式。隔离变压器与普通变压器的不同之处在于它的次级绕组没有任何一端接地。

6．取消人体接地 人体接地是造成触电事故的一个重要原因，因此取消人体接地是最根本的安全用电措施。

2）安全接地与安全保护 为安全起见，一般电子仪器设备的机壳都应接地。在生物医学测量中，为保证医患人员的安全性，这一点更加重要。 机壳接地的目的： 在任何情况下，使人经常接触的机壳保持零电位，以防止电击发生。 机壳的电位来源： 杂散阻抗形成漏电通路，甚至产生绝缘击穿的偶然情况形成的。 图1.52推述发生宏电击和微电击的两种情况。 接地绝缘损坏 机壳不接地

1、电源接地 由于负载接地方式不同，电源分为三种供电方式。 接触电位 ：接地电阻值形成的负载仪器外壳电位。应限制在12V以下，接地电阻在1.5欧以下。工程上允许达100欧。

安全接地之电源接地方式 中线接地，另外再配备一条接地线，负载接地与其相连，更加安全，是医疗设施和测量的合理的接地方法 中线和负载的地线合用。 （一点接地） 中线和负载的地线合用。 多数情况下中线里存在电流，负载仪器的外壳电位将被升高（为流经中线电流与中线电阻的乘积） 中线(零线)或一条配电线接地 负载分别另行接地 （多点接地）

2、保护接地 保护接地可以把漏电流和绝缘失效时的事故电流安全地流入大地。 方法：并联小电阻，串联大电阻，加双重绝缘，采用过流保护和漏电切断电路。

安全接地之保护接地 保护接地是为了把漏电流和绝缘失效时的事故电流，安全地流入大地而附加的接地保护。 人体等效电阻为Rb-并联小电阻R 过流保护与漏电切断

3、等电位接地 把仪器周围的所有导电部分和仪器外壳连接在一起形成等电位。 要求在患者环境（离患者2.5m以内）要保持等电位。

安全接地之等电位接地 等电位接地的基本思想：针对某种具体接地方式，虽然有接地电流流过，但如果把仪器周围的所有导电部分（如水管、暖气等各种金属管、金属窗框以及水泥地面）和仪器外壳连结在一起，形成等电位。产生的接地电位和人体的电位相等，人体无电流流过。 在此条件下，即使人体触及仪器外壳，由于不存在电位差，仍然能够防止电击事故。这种为了得到等电位的附加接地称为等电位地线。 安全标准中，规定要求离患者2 .5m 以内的范围要取得等电位化，规定的2 .5m 距离意味着在患者伸手或借助其他人所能接触的范围，把这一范围称为患者环境。 生物医学测量中，大多数情况是数台电子设备用于人体，同时工作，这时应特别注意各设备的接地安全，防止发生微电击，数台设备并用，其接地方式可能有以下三种；分别单独进行接地；共用一条接地线；上述两种方法并用。 基本原则：在同一室内，不允许存在不同系统的接地线；室内的接地线采用一点接地：在同一室内设置接地母线，实现等电位接地；同室多位患者，也只能设置一个接地母线。

生物测量中的医用仪器的接地 在生物测量中，大多数情况要数台仪器并用，此时应注意设备的接地安全，防止发生微电击。 数台设备并用，其接地方式有单独进行接地，共用一条接地线，两种方法并用。

在同一室内设置接地母线，实现等电位接地， 生物测量中的医用仪器的接地 同一室内，不允许存在不同系统的接地线，室内的接地线采用一点接地。 在同一室内设置接地母线，实现等电位接地， 同室多位患者也只能设置一个接地母线

8-5 一些电气安全参数的测试和检验 1．漏电电流的测试 8-5 一些电气安全参数的测试和检验 1．漏电电流的测试 (1)接地漏电流：在保护接地线断开的单一故障条件下，如果接地的人体接触到与保护接地导线相连的可触及导体（如外壳），则这个对地漏电流将通过人体流到地（流过保护接地导线的电流）。

(2)机壳漏电流：在人体能够接触的仪器外壳的金属部分和墙壁接地端钮（大地）之间的电流（从外壳流向大地的电流）。

（3）患者漏电流 (3)患者漏电流（患者漏电流I）：从应用部分（心电图机或脑电图机的导联线）经患者流入地的电流。

2．绝缘电阻的测试 漏电流是从市用交流电源的火线通过电阻和电容耦合向接地端钮与患者接融部位流过的电流。测量这个电阻耦合值就是绝缘电阻测试。 通常，采用直流绝缘电阻表（高阻表）来测量绝缘电阻值。测量方法是在两个被测点之间加500V直流电压，将此时流过的直流电流折算为直流电阻在仪表上显示出来

一般测量电源线和接地端钮间以及电源线和患者引线间的绝缘电阻来表示绝缘电阻。

生物医学仪器漏电流允许值(mA) 漏电流类型 B型仪器 BF型仪器 CF型仪器 正常 单一 故障 单一故障 接地 漏电流 0.5 1 机壳 0.1 0.01 患者 0.05

3．接地线电阻和接地端钮的测试 自学

医学仪器安全分类 一、按防电击类型分为：外部电源供电设备（又分为I类设备、II类设备）和内部电源设备 I 类设备(class I equipment) 对电击的防护不仅依靠基本绝缘，而且还有附加安全保护措施，把设备和供电装置中固定布线的保护接地导线连接起来，使可触及的金属部件即使在基本绝缘失效时也不会带电的设备。

II类设备(class II equipment) 对电击的防护不仅依靠基本绝缘，而且还有如双重绝缘或加强绝缘那样的附加安全保护措施， 但没有保护接地措施， 也不依赖于安装条件的设备。II类设备一般采用全部绝缘的外壳， 也可以采用有金属的外壳。

具有和电网电源相连的内部电源设备，这种设备必须为双重分类，如I类内部电源、II类内部电源设备。 内部电源设备：能以内部电源进行运行 的设备。 具有和电网电源相连的内部电源设备，这种设备必须为双重分类，如I类内部电源、II类内部电源设备。

二、按防电击的程度分为： B型设备、BF型设备和CF型设备 BF型设备：有F型应用部分的B型设备。在允许漏电流规定值方面增加了对应用部分加电压的电流测量。 CF型设备：对电击的防护程度特别是在允许漏电流规定值的方面高于BF型设备，并具有F型应用部分的设备。

B型设备可以是无应用部分的设备，也可以是有应用部分的设备，一般该应用部分与患者无导电连接。B型设备不能直接用于心脏。 应用：B型、BF型设备适宜应用于患者体外或体内，不包括直接用于心脏。 B型设备可以是无应用部分的设备，也可以是有应用部分的设备，一般该应用部分与患者无导电连接。B型设备不能直接用于心脏。 BF型设备上有应用部分的设备，一般该应用部分与患者有导电连接。BF型设备不能直接用于心脏。 CF型设备主要是直接用于心脏。 例如，普通心电诊断仪可定义为II类、BF型设备。