Grija fata de pacient este de importanta capitala in spitale. De aceea, sarcina conducerii medicale este sa se asigure ca pacientii sunt tratati si primesc efectiv cea mai buna ingrijire.

Totusi, un defect de alimentare cu energie, chiar de scurta durata, poate expune pacientii la riscuri sau compromiterea succesului unei diagnostic sau terapii. Pentru instalatiile electrice utilizate in locatii medicale IEC 60364-7-710:2002 este un standard international cu aplicabilitate la cerintele specifice.

Introducere

In spitale si locatiile medicale externe acestora, numarul echipamentelor electrice medicale alimentate din retea este in continua crestere. Astfel se acorda importanta deosebita nu numai legata de siguranta si securitatea alimentarii electrice a echipamentului ce se doreste a se utiliza pentru diagnoza si tratament, dar in special pentru siguranta alimentarii echipamentelor ce urmeaza sa fie utilizate pentru salvarea vietii si masurilor de mentinere in viata, care afecteaza sanatatea si siguranta pacientilor in caz de defect sau la scurgerea unui curent prin corpul uman.

Cerintele crescute pentru asigurarea securitatii si sigurantei sistemului de alimentare se aplica tuturor echipamentelor electrice utilizate in spitale in special in locatii cum ar fi salile de operatii sau interventii pe cord.

O incredere si siguranta ridicata in instalatiile electrice in acest domeniu inseamna:
•    asigurarea unei inalte disponibilitati a sursei de alimentare
•    alegerea masurilor de protectie corespunzatoare impotriva socurilor electrice, in special a socurilor in conditii de defect;
•    realizarea unui nivel ridicat de securitate electrica.

Necesitatea sigurantei si securitatii sistemelor de alimentare este indiscutabila. Instalatiile electrice din spatiile folosite medical trebuie sa fie conforme cu tehnologia de ultima generatie, pentru ca viata umana merita protectia maxim posibila pe care tehnologia moderna este capabila sa o realizeze.

Clasificarea locatiilor medicale conform IEC 60364-7-710:2002

Cerintele specifice ale IEC 60364-7-710:2002 se aplica spitalelor, clinicilor particulare,  cabinetelor medicale si dentare, centrelor pentru ingrijirea sanatatii si cabinetelor medicale dedicate societatilor de productie.

Este posibil sa fie necesare modificari ale instalatiei electrice existente pentru conformarea la acest standard, chiar pot interveni schimbari de utilizare a locatiilor (ex.: procedurile intracardiace).

Locatiile medicale sunt impartite in 3 grupe luand in considerare utilizarea echipamentului tehnic medical pe pacient:

710.2.5    Grupa 0:Locatii medicale unde piese neutilizate pe pacient se intentioneaza a fi folosite.

710.2.6    Group 1:Locatii medicale unde piese utilizate pe pacient se intentioneaza a fi folosite extern si
la punctie sau incizie pe orice parte a corpului, dar nu inima, cu exceptia cazului unde se aplica 710.2.7

710.2.7    Grupa 2:Locatii medicale unde piese utilizate pe pacient se intentioneaza a fi folosite in aplicatii ca proceduri intracardiace, sali de operatii si tratamente vitale unde intreruperea (defectarea) alimentarii cu energie poate pune viata in pericol.

Exemple tipice pentru locatii de grupa 2 sunt camere de anestezie, sali de operatii, camere de terapie intensiva, camere pentru copii prematuri.

Instalatiile electrice facute pentru locatiile medicale din grupa 2 au cele mai mari cerinte pentru ca o defectare a sistemului de alimentare sau curenti mai mari decat 10 microamperi care parcurg corpul uman pot conduce la amenintarea imediata pentru viata sau integritatea pacientului.

Masuri de protectie petru locatii medicale - grupa 2

Urmatoarele aspecte ar trebui luate in considerare cand se specifica masurile de protectie pentru locatiile medicale din grupa 2:
•    probabilitatea defectarii sursei de alimentare
•    probabilitatea defectarii aparatajului
•    probabilitatea unui contact direct sau indirect
•    posibilitatile tehnice si economice
•    schemele disponibile bazate pe experienta

Aspectele  esentiale mentionate mai sus si cerintele standardului IEC 60364-4-41, sunt, ambele, luate in considerare de standardul IEC 60364-7-710. Deci, ca si principiu fundamental – vor fi aplicate numai masurile de protectie care nu conduc la deconectare respectiv ce nu cauzeaza riscuri prin varfuri de tensiune la aparitia primului defect.  Sistemul IT cu monitorizarea si indicarea rezistentei de izolatie va fi folosit pentru circuitele din locatiile medicale grupa 2 care se intentioneaza sa alimenteze echipamente electrice medicale care actioneaza pe pacienti. Printre alte lucruri, urmatoarele tinte de protectie trebuie sa fie realizate:

•    nedeconectare  la aparitia primului defect
•    curenti mici la atingere
•    posibilitatea de detectie/indicare a defectului de izolatie
•    incredere ridicata a instalatiilor electrice care sa pastreze un bun grad de operare

Atunci cand opereaza un sistem IT trebuie luat in considerare ca la „aparitia primului defect” sistemul initial izolat (sistem IT) devine un sistem cu nulul tratat (sistem TT sau TN) si un al doilea defect conduce la declansarea unui dispozitiv de protectie si deci la deconectare. Totusi, experienta practica arata clar ca defectul pe o singura faza este tipul cel mai probabil de aparitie (?90%) si deci o situatie pentru aparitia „defectului secund”  este considerata ca foarte improbabila.

Proiectarea unui sistem de alimentare cu neutrul izolat (sistem IT)

Sursa de putere izolata(sistemul IT) cu monitorizarea izolatiei si avertizare este un factor esential pentru luarea in considerare a alimentarii locatiilor medicale de grupa 2. Principiul sistemului IT este o susra izolata fata de pamant. In plus, puterea nominala specificata in IEC 60364-7-710, sectiunea 512.1.6., pentru transformatoarele de separare monofazate, realizate in conformitate cu IEC 61558-2-15 este de la 0.5 la 10 kVA  Alte caracteristici sunt: tensiunea secundara in a.c. de max 250 V si curentul maxim de scapari de 0,5mA.

Avantajul esential al sistemului IT devine evident cand apare primul defect. Se scurge numai un curent slab a carui valoare este determinata de sistemul de capacitati de scapari. Astfel, se previne intreruperea sigurantei fuzibile, intreruperea sistemului de alimentare si deci instalatia electrica este mentinuta in functiune (fig.1.).



Fig. 1: Sistem IT pentru sali de operatie cu monitorizarea rezistentei de izolatie

Sistemul IT medical trebuie folosit in spatiile medicale grupa 2 pentru circuitele de alimentare ale echipamentelor si sistemelor destinate sustinerii vietii sau aplicatii chirurgicale si celorlalte echipamente amplasate in „mediul pacientului” mai putin urmatorul echipament:
•    circuite pentru alimentarea meselor de operatii
•    circuite pentru unitati cu raze X
•    circuite pentru echipamente complexe cu o putere nominala mai mare de 5 kVA
•    circuite pentru echipamente electrice necritice (pentru viata).
Acest echipament poate fi alimentat de la un sistem TN-S cu un RCD cu valoarea nominala de operare a curentului rezidual care sa nu depaseasca 30mA. Trebuie avut grija ca tensiunea conventionala de atingere sa nu depaseasca 25V in locatiile din grupa 2(IEC 60364-7-710, sectiunea 413.1.1.1). In plus este recomandata monitorizarea mentinerii nivelului izolatiei pentru toate conductoarele active ale sistemelor TN-S.

Monitorizarea rezistentei de izolatie

Corespunzator IEC 60364-7-710, sectiunea 413.1.5, un sistem IT trebuie  echipat cu dispozitiv de monitorizare a izolatiei avand urmatoarele cerinte suplimentare:

•    impedanta interna de c.a, trebuie sa fie cel putin 100 k?
•    tensiunea de test nu trebuie sa depaseasca 25 V c.c.
•    curentul de test trebuie , chiar in conditii de defect, sa nu depaseasca 1 mA
•    valuarea de raspuns trebuie sa fie ? 50 k?
•    trebuie indicat locul daca impamantarea sau o conexiune este intrerupta.

Pe dispozitivul de monitorizare si panoul de test si alarmare trebuie montat un buton de test pentru testarea functionarii corecte a monitorizarii. O alta cerinta importanta care trebuie indeplinita este monitorizarea conexiunilor. In acest sens,  intreruperea conexiunlor sistemului si a impamantarii este imediat recunoscuta si indicata.

Dispozitivele de monitorizare a izolatiei ce utilizeaza suprapunerea unei tensiuni ce c.c. ca principiu de masura pot initia alarme false din cauza componentelor curentului continuu. Cauza pentru aceata este ca, tensiunile externe concura suplimentar, in caz de defect, cu  tensiunea de masura, si deci conduc la un curent de masura crescut, si de aici, cresterea sensibilitatii raspunsului sau raspuns pentru curent de masura mai mic care inseamna ca declansarea este prevenita.
 
Pentru evitarea acestora, in conformitate cu IEC 61557-8:2007-02, dispozitivele de  monitorizare trebuie sa foloseasca tensiuni de masura in impulsuri.

Protectia transformtorului izolat impotriva suprasarcinii si supratemperaturii

Standardul,  sectiunea 713.413.1.3, recomanda, monitorizarea curentului de sarcina si a temperaturii transformatorului, in scopul protectiei acestuia, a conexiunilor primarului si secundarelor cat si pentru calea de distributie impotriva suprasarcinii si supratemperaturii. Astfel, cand curentul de sarcina sau temperatura depasesc valorile permise, se activeaza o alarma acustica si vizuala. O combinatie formata din termistori PTC-montati in infasurarile transformatorului- pentru monitorizarea temperaturii si detectarea cresterii incalzirii, si transformatoare de curent pentru aparitia unor sarcini tranzitorii prin conectarea de echipamente electrice de capacitate ridicata.

Informatii pentru personalul medical/tehnic

Personalul medical este informat preventiv, inainte ca o stare critica sa apara in sistemul de alimentare, datorita monitorizarii izolatiei, curentului de sarcina si a temperaturii; astfel, urmatoarele conditii sunt monitorizate si raportate catre utilizatori prin indicatorul combinat de alarma si test:
1.    daca o piesa a echipamentului este defecta, sistemul va detecta defectul de izolatie si va declansa alarma ce va alerta utilizatorul pentru deconectarea echipamentului si repararea lui.
2.    daca o sarcina escesiva este plasata in sistem va fi afisata cresterea sarcinii si o alarma va avertiza ca sarcina atinge 100%.
3.    daca o suprasarcina sau un defect produce cresterea temperaturii transformatorului peste limitele normale o alarma va indica acest lucru.

Fig. 2: MK2007 Panou alarma si test cu display	Fig. 3: A-ISOMETER 107TD47 Dispozitiv de monitorizare izolatie

Indicatorul combinat pentru alarma si test, plasat intr-un loc convenabil (sectiunea 710.413.1.5) in locatia medicala astfel incat sa poata fi monitorizat permanent de personalul medical arata informatia – semnale audio si vizuale – operare normala LED verde, alarma: LED –uri galbene. Azi, sunt deja folosite echipamente cu display LC pentru transmiterea de mesaje text in clar, pentru a atentiona personalul.

Sisteme de localizare a defectului de izolatie in unitati de terapie intensiva
Utilizarea sistemelor de localizare a defectului de izolatie este benefica in unitati de terapie intensiva.


Cerintele acestor sisteme rezulta din IEC 60364-4-41:2005-12:
„ 411.6.3.1- In cazul in care un sistem IT este utilizat din motive de continuitate a alimentarii trebuie utilizat un dispozitiv de monitorizare a izolatiei care sa anunte aparitia primului defect de la parti ale conductoarelor active catre pamant. Panoul trebuie sa initieze un semnal vizual si/sau audio care se mentine continuu atat timp cat defectul persista. Nota1 Se recomanda eliminarea primului defect cu cea mai mica intarziere practica.”ation monitoring e shall be provided to indicate the occurrence of a first fault from a D.

Conformitatea cu standardul nu este singurul motiv pentru care este recomandata utilizarea sistemelor de localizare a defectelor in unitatile de terapie intensiva:
•    detectarea aparatajului sau circuitului defect necesita o multime de timp si costuri intrucat un numar mare de prize de iesire sunt montate in camerele de terapie intensiva.
•    adesea patul de terapie intensiva nu poate fi utilizat pe perioada localizarii defectului, atat timp ce echipamente care sustin functiile vitale ale corpului pot sa fie deconectate.
•    resursele de personal disponibile nu permit localizarea imediataa defectului.



Fig. 5:  Sistem IT medical pentru terapie intensiva ce include sistemul de localizare a defectelor de izolatie

Siguranta in cazul defectarii sursei de alimentare

In conformitate cu 710.556.5.2.2.1 la aparitia unui defect de tensiune pe unul sau mai multe circuite ale tabloului de distributie o sursa speciala pentru alimentare de siguranta trebuie sa mentina:
•    iluminarea meselor salilor de operatie;
•    alte surse de iluminat esentiale, ex. endoscoape;
•    echipamente electrice medicale critice pentru mentinerea vietii pe o perioada minima de 3h.

Alimentarea trebuie restabilita intr-o perioada ce nu depaseste 0,5s. Perioada de 3h poate fi redusa la 1h daca o sursa este instalata conform cu 710.556.5.2.2.2 si luminile esentiale pentru operare pot fi alimentate din aceasta sursa.

Echipamente conform cu 710.556.7.5 si 710.556.8 trebuie conectat in 15s la o sursa de siguranta capabila sa mentina pentru o perioada minima de 24h, fara ca tensiunea unuia sau mai multor circuite ale tabloului de distributie principal pentru servicii de securitate sa descreasca mai mult de 10% din valoarea nominala si pentru o durata mai mare de 3s:
•    cai de evacuare;
•    lumini de semnalizare a iesirilor;
•    locatii pentru controlul si comutarea generatorului de urgenta si a tablourilor de distributie principale a alimentarii normale si a alimentarii de siguranta;
•    camere in care se realizeaza servicii esentiale. In fiecare camera cel putin o lampa trebuie alimentata de sursa de siguranta;
•    camerele locatiilor medicale de grupa 1. In fiecare camera cel putin o lampa trebuie alimentata de sursa de siguranta;
•    camerele locatiilor medicale de grupa 2. Minimum 50% din lampi trebuie alimentate de sursa de siguranta.

Perioada de 24h poate fi redusa pana la un minimum de 3h daca cerintele medicale si utilitatile locatiei, inclusiv orice tratament pot fi finalizate si daca poate fi evacuata cladirea intr-o perioada de timp mai mica de 24h.



Figure 4: Exemplu de alimentare electrica in locatii medicale, in conformitate cu IEC 60364-7-710

Rezumat

Cerintele pentru siguranta electrica in locatii medicale sunt specificate in  standardul utilizat international IEC 60364-7-710. Utilizarea solutiilor adecvate de echipamente asigura  o protectie cuprinzatoare pentru pacienti si personalul medical.

Bibliografie:

[1]    IEC 60364-7-710:2002-11 “Electrical installations of buildings – Part 7-710: Requirements for special installations or locations – Medical locations”

[2]    IEC 60364-4-41: 2005-12 “Electrical installations of buildings – Part 4: Protection for safety – Chapter 41: Protection against electric shock”

[3]    www.bender.ro

[4]    IEC 61557-8: 2007-01 “Electrical safety in low voltage distribution systems up to AC 1000 V and DC 1500 V –Equipment for testing, measuring or monitoring of protective measures – Part 8: Insulation monitoring for IT systems”

[5]    IEC 61557-9:1999-09 Electrical safety in low voltage distribution systems up to 1 000 V a.c. and 1 500 V d.c. - Equipment for testing, measuring or monitoring of protective measures - Part 9: Equipment for insulation fault location in IT systems

Solutiile prezentate mai sus au fost adoptate de spitale din intreaga lume, echipamentele fiind produse de compania germana BENDER GMBH reprezentata exclusiv in Romania prin S.C. POP SERVICE ELECTRONIC HQ S.R.L..

Informatii suplimentare se pot gasi pe www.bender.ro sau la adresa de e-mail bender@popservice.ro


Articol intocmit de Ing. Florentin DUMITRU