议医疗设备接地不当的危害及正确的接地做法

何 静 / 丁宗臣 （中国建筑设计研究院机电院，北京 100044）

前言

近年来，我国医院建设飞速发展，在建筑外观和功能布局上已达到国际先进水平。但医院的内部结构、运营管理以及机电设施方面，却落后于发达国家，在医疗设备的接地问题上尤为突出。而且在已经安装好医疗设备的场所，如机房或病房等处，常出现使用者擅自将设备的三线插座、插头改为二线插座、插头，将专用接地端子闲置、或不连接地线等违规的现象。

医疗设备的接地做法混乱，并非偶然现象，它的出现存在一定的客观原因。首先，医疗设备的种类繁多，并不断更新换代，建筑电气设计人员对各种设备的接地要求的了解主要依赖于设备产品说明或供应商技术人员的介绍。而设备的供货往往滞后于建筑设计，在建筑设计阶段医疗设备的技术资料往往比较缺乏或不准确，建设期间仍未得到相对准确的设计及安装要求，因此接地问题也常常被忽视。其次，医疗设备安装过程中，施工人员对医疗设备的接地问题有时重视不够，没有预留预埋足够的接地条件，使工程建设先天不足，导致接地做法不标准、不正确，甚至应接地的设备未接地等问题。

设计中，如果接地做法不当，会导致以下的不良后果：

1) 患者受到医疗设备的电击

医疗设备对人体的电击分为“宏电击”和“微电击”。宏电击：当电源与人体接触时，人体相当于一个等效电阻，形成回路，将有一定量的电流流经人体。此时人体受到的电击称为“宏电击”。

当电源相线（俗称火线）包覆的绝缘物被破坏或被击穿而使相线碰触设备的机壳，使机壳带电。若机壳未与地线相连，人体接触该外壳时会遭到宏电击，见图1。

图1 人体遭受宏电击示意图

宏电击造成危险的电流强度大于10mA或远大于10mA，大多是由设备或供电线路的绝缘损坏等原因造成的。避免宏电击发生的措施之一，是通过剩余电流保护断路器来及时切断故障电路，以保障人身安全。

微电击则是由于插入人体内部的电子医疗器械产生的泄露电流及病人所处的非等电位环境。微电击的安全极限一般是10μA。因此，凡是直接用于有可能通过心脏电流的医用电子仪器，其漏电流不能超过10μA，否则可能造成危险。微电击电压很低，电流可能很微小，但是由于患者在治疗过程中身体状态虚弱或者治疗的部位特殊，造成危险的电流强度只是强电击的千分之几或更小，因此微电击很容易导致医疗事故的发生。为免遭微电击的发生，首先是将病人与所有接地物体和所有电源绝缘；二是将病人所能接触到的包含各种医疗器械在内的导电部分表面都保持同一电位（即等电位联结），等电位联结能有效地避免微电击的伤害。总之，良好的接地系统是免遭微电击的最行之有效的措施之一。

2） 医用电子仪器不能正常工作甚至因漏电而损毁

医用电子仪器系统中的接地主要有两类：一类是安全接地，也称为保护接地；另一类是工作接地，即为信号电压设立基准电位。当这两类的接地电阻不符合要求时，会导致人身受伤害或仪器无法正常使用，还可能使电子元器件被击穿而损毁。

如CT机：由于CT的所有附属设备都是采用网络连接，不同设备的网口之间如果出现电位差，就会造成网络接口的损坏，并且威胁到主机的电路板。同理，B超、X线机的情况也如此。

在工程设计期间，为避免出现医疗设备接地不当的问题，设计者可按不同的医疗场所、不同医疗器械对接地的不同要求，为其预留好相应的接地条件，这样能为医疗器械安装阶段实施正确的接地做法提供一个良好的基础。

1) 不同的医疗场所

医疗场所按使用接触部件的部位及场所，分为0、1、2 三类。

(1) 2类场所：接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及断电将危及生命的重要治疗的医疗场所。

二类场所对接地的要求最为严格。以手术室为例，根据《洁净手术部建筑技术规范》的要求，洁净手术室内均应设置安全保护接地系统和等电位联结系统，所有医疗仪器均应采用专用接地线。其中，心脏外科手术室必须设置有隔离功能的接地系统，即设置隔离变压器，并采用局部医用 IT 系统供电。手术室内设计等电位端子箱，将手术室电源箱的PE线、建筑物钢筋以及手术台、水管、氧气管、其他医疗机械等的外露金属部分与等电位端子箱可靠连接，连接示意见图2。

图2 洁净手术室等电位联结示意图

(2) 1类场所：接触部件接触躯体外部的场所（如门诊治疗室、婴儿室）以及接触部件侵入躯体的任何部分的场所（如血液透析室、内窥镜室），但不含2类场所。

此类场所内宜预留专用接地端子箱，将房间内所有插座的PE线以及外露金属部件做等电位连接。并在端子箱内预留出足够的接地端子以备房间内多种医疗器械接地使用。

(3) 0类场所：为不使用接触部件的医疗场所，如按摩室、诊室、护士站等。

此类场所内不设置固定大型的电子医疗设备，常用移动式医疗器械，配电系统采用TN-S接地型式，设备外壳接配电系统的PE线，无需设专用的接地端子。

2) 不同的医疗器械

根据使用过程中对人体产生损伤的可能性、对医疗效果的影响，医疗器械使用状况可分为接触或进入人体器械和非接触人体器械，具体可分为：

(1) 接触或进入人体的器械

(a) 使用时限分为：暂时使用；短期使用；长期使用。

(b) 接触人体的部位分为：皮肤或腔道；创伤或体内组织；血液循环系统或中枢神经系统。

器械部位接触血液循环系统或中枢神经系统的治疗过程，一般在手术室内完成，器械接地可直接采用手术室专用的接地端子。其他短期使用的接触皮肤和腔道的器械，可根据使用场所类别，采用相应的接地保护措施。

(2) 非接触人体器械

非接触人体的带有金属外壳的医疗器械，一般不需要在房间内预留专用接地端子箱，采用TN-S系统保护即可。但大型设备如CT、B超、X线机等贵重机器，在其控制室内设置专门的接地端子箱以满足设备的工作接地要求及保护设备和人身的安全。

(3) 多台仪器接地

多台设备并用时，不当的接地方式有三种，见图3、图4。

(a)分别单独接地：如果各台仪器接地电阻不同及泄漏电流不同，在患者身上会通过电流，见图3（a）、图4；

(b)共用一条接地线：如果有大电流接地，且接地公共线太长，将会产生微电击，见图3（b）；

(c)两种方法并用：将会产生上述两种危害，见图3（c）；

图3 多台设备的不恰当的接地方式

图4 多台设备分别接地示意图及等效电路图

正确接地方式是：采用一点接地，见图5：

图5 多台设备一点接地示意及等效电路图

只有这种方式的接地做法，才能够保证患者在同时使用多台仪器设备治疗时，不会因仪器间的电位差而被电击，保证治疗或手术过程中的安全。

结束语

综上所述，医疗场所内的接地问题关系到医患人员及精密医疗设备的安全，是医院建筑设计中不可忽视的一个方面。有了完备的接地条件，医疗设备才能够在保证安全的前提下为患者提供高质量的服务。本文为笔者一些浅见，希望能为设计领域的同行们提供几点参考，如有错误之处，敬请批评指正。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[2] 中华人民共和国卫生部. GB 50333-2002医院洁净手术部建筑技术规范[S]. 北京: 中国计划出版社,2002.