大型X線數(shù)字減影設備的接地系統(tǒng)

伍子英

廣州醫(yī)學院第三附屬醫(yī)院 設備科，廣東 廣州 510150

大型X線數(shù)字減影設備的接地系統(tǒng)

伍子英

廣州醫(yī)學院第三附屬醫(yī)院 設備科，廣東 廣州 510150

本文探討數(shù)字減影X線機接地系統(tǒng)的重要性，及接地系統(tǒng)的制作及安裝。穩(wěn)定可靠的接地系統(tǒng)是醫(yī)療設備安全、正常、高效運行的保障。

接地系統(tǒng)；數(shù)字減影X線機；電磁干擾；漏電流

1 大型X線數(shù)字減影機接地系統(tǒng)的重要性

大型數(shù)字減影X線機等醫(yī)療設備接地系統(tǒng)的重要性往往被人們忽視，因而導致很多由于接地不正確而引發(fā)的一些本來可以避免的故障發(fā)生。接地的目的不單是安全接地，也是為了抑制干擾，但接地不當時，不但起不到抑制干擾的作用，反而會產生新的干擾?，F(xiàn)代醫(yī)用數(shù)字減影X線機及其輔助設備越來越多地采用計算機和大規(guī)模集成電路，中央處理器運算速度的加快使計算機達到無線電波頻率范圍內，電路較易受電磁波的干擾，其本身也產生電磁干擾。為了追求體積小和增加功能，相鄰線路間隔也越來越小，過電壓的擊穿危險隨之增大，也增加了信號通道的干擾。而上述變化使得某些很小的瞬間過電壓就可能導致運算錯誤，只有正確的接地才能有效防止電磁干擾。

大型數(shù)字減影X線機不僅具有醫(yī)療檢查的功能，同時具有治療的功能。當手術進行過程中象麻醉機、除顫器、高頻電刀、射頻消融、等離子刀、心電監(jiān)護、高壓注射器等，尤其是當多臺醫(yī)療設備并用于一個被檢者時，如果每臺設備都各自接有地線、電源線，設備和大地構成了一個閉合環(huán)路，該閉合環(huán)路可能會引入磁場干擾。另外，使用屏蔽線時，如果幾條屏蔽線多處接地也會造成環(huán)路，形成磁場干擾。

漏電流是設備的電源線到金屬機殼之間流過的電流。它主要產生于電源變壓器的初級繞組、導線之間、與金屬外殼之間存在的分布電容。由于電容有隔直通交的作用，這些分布電容就會將一部分交流電耦合至外殼，使設備外殼與大地產生電位差。如果被檢者接觸設備外殼，漏電流會通過被檢者流向大地，造成被檢者被電擊，故漏電流是引起電擊的主要原因。若外殼的漏電流沒有接入大地的回路或機殼與大地相接的連線接觸不良或斷開，當被檢者或操作人員接觸到儀器的外殼時，漏電流會通過被檢者流向大地。當所用醫(yī)療設備外殼漏電流大于300μA時，被檢者就會有感覺。若這一電流超過人體所能承受的最大值時，人就會受到電擊。另一種漏電流是通過連接到被檢者身上的電極線或導聯(lián)線進入被檢者的，這種漏電流引起的電擊更危險，因為被檢者是處于束縛或電線直接與被檢者身體接觸的狀態(tài)。

在數(shù)字減影X線機使用過程中經常會出現(xiàn)被檢者同時使用幾種手術器械。如果一臺器械設備的接地斷路或者電源插板的地線斷開，被檢者身上就有可能帶電，會使操作者和被檢者同時受到電擊。還有一種現(xiàn)象就是被檢者使用的某一種儀器漏電，使得被檢者身上帶電，而被檢者的手或者其他部位接觸到床或金屬治療車時，漏電流就會通過被檢者身體再經過金屬物品接地，被檢者也有被電擊的危險。

接地電阻的形成：① 接地引線電阻，是接地體至電源裝置接地母線間引線本身的電阻，其阻值與引線的直徑、長度和材質有關。② 接地體表面與土壤的接觸電阻，其阻值與土壤的性質、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面和接觸的緊密程度有關。從接地體開始向遠處擴散電流所經過的路徑土壤電阻，即散流電阻，而決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。

2 大型X線數(shù)字減影機接地系統(tǒng)的制作與安裝

由于實際應用中數(shù)字減影X線機并不是單獨使用，在通常的分支回路中，其他檢查所用設備接地線是經與墻上金屬接地盒的接地螺栓連接而與接線盒和分支回路接地線相連通的。再經分支回路接地線連接到配電箱的金屬外殼上，從而實現(xiàn)設備的接地。這種做法使設備接地線形成了同一配電箱供電的其他回路的噪音。

當多臺醫(yī)用設備共同使用時，對低頻信號的設備，應采取公共接地，即將各個設備的地線接在一起，使每臺設備的外殼電位相等，再與大地相接。而且地線要盡量短，確保與大地接觸良好，避免采用各個設備單獨接地。對有高頻信號設備，應采取多點接地，減少閉合環(huán)路，防止磁場干擾。為了防止數(shù)字減影X線機高壓發(fā)生器50kV以上高壓感應電場的電擊，高壓發(fā)生器外殼應采用多點接地而不能用單點接地。對心電監(jiān)護等一些通過導聯(lián)或連線接觸人體的設備，為了防止微電擊，采用浮地的方式防止漏電流。浮地就是使設備的公共地線不和大地相接通，它的優(yōu)點是不受大地電流的影響。采用這種浮地電路的設備有心臟起搏器、心電圖機的電源部分及前置放大部分、高頻電刀等，它們的公共地線和機殼也是不相通的，即公共地線與大地電位是無關的。屏蔽線的接地要采用一點接地，不可采用多點接地，減少環(huán)路，防止磁場干擾。

降低接地電阻主要是降低接觸電阻和散流電阻，故應從接地體的最佳埋設深度、不等長接地體技術等方面來降低接地電阻。

垂直接地體的最佳埋設深度，是能使散流電阻盡可能小，而又方便做到的埋設深度。決定垂直接地體最佳深度，應考慮到三維地網(wǎng)的因素。三維地網(wǎng)是接地體的埋設深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級的接地網(wǎng)（即埋設深度與等值半徑之比大于1/10）。在可能的范圍內埋設深度應盡可能取最大值，但并不等于深度越深越好，如果把垂直接地體近似為半球接地體，其電阻為：

R=ρ/2πr=ρ/2πL

式中：ρ土壤電阻率；L垂直接地體的埋設深度。

由此可見，R與L成反比，為使R減小，L越大越好。但對上式偏微分，可見隨著L的增大，降阻率成反比下降，當增大L到一定程度后，基本上呈飽和狀態(tài)，降阻率已趨近于零。垂直接地體的最佳埋設深度不是固定的，在設計中應按接地網(wǎng)的等值半徑和區(qū)域內的地質情況來考慮，實際應用中一般取1.5~2 m為宜。

在實際接地網(wǎng)的接地體的布置上，很難做到兩個單一接地體相距達到理論分析中的最佳距離，經過反復實踐，采取不等長接地體技術，取得良好的效果。不等長接地體技術，即各垂直接地體的長度各不相等，在接地體的布置上，采取垂直接地體布置為兩長一短或一長兩短，以使接地體組間的屏蔽作用減小到最小。從理論上到實踐中應用，都較好地解決了多個單一接地體間的屏蔽作用問題，提高了各單一接地體的利用系數(shù)，降低接地體組的散流電阻。

大型數(shù)字減影X線機及其它醫(yī)用X線設備的接地要求主要是保證良好接地。包繞導線的金屬物體或在發(fā)生接地短路或靜電放電時有可能帶電的金屬物體，都應接地以保證人身安全。所有金屬外護物、管槽及設備接地線與接地極之間，應由一個連續(xù)的電氣連接系統(tǒng)以牢固的方式連接在一起。絕對不能將其接在自來水管、金屬門窗等物體上面。很多X線醫(yī)療設備廠家要求接地電阻為4Ω或更小。將大型數(shù)字減影X線機機組所有部件的金屬外殼用導電體與接地極可靠地連接起來，當人體接觸到帶電體時，由于人體電阻（一般按800Ω計算）比接地電阻（小于4Ω）大得多，幾乎沒有電流流過人體，從而保證人身安全。接地系統(tǒng)在安裝后應用接地電阻表檢查接地電阻，而且要根據(jù)實際情況定期地進行檢測。若檢測的結果與原值有較大出入，必須增加一些材料和加大導線的截面積，使接地電阻達到設計要求，確保設備的安全運行。對設備來講接地電阻要小于4Ω，而且接地電阻越小漏電流越小。一般醫(yī)療設備外殼漏電流必須小于300μA，心導管電極或起搏器電極等體內儀器的漏電流應小于10μA，病人導聯(lián)線的漏電流必須小于50μA。為了減小接地電阻，地線的線徑要粗，且不要過長，地線的安裝要符合技術規(guī)范。

使用其他醫(yī)療設備時要嚴格按操作規(guī)程進行，體外除顫或使用高頻電刀時，操作人員不要接觸病人的身體，以免除顫電流或高頻電流通過操作人員的身體流向大地，使被檢者和操作人員同時受到電擊。

3 小結

由于醫(yī)用數(shù)字減影X線設備的檢查對象是人體，在實際工作中并不是單獨使用，而且部分被檢者甚至往往處于麻醉、昏迷等失去知覺的狀態(tài)，稍有不慎就會危及生命。大型數(shù)字減影及其他手術器械設備的使用安全問題成為需要特別重視的問題。接地是減少設備漏電流，防止電擊和防止電磁干擾的最有效措施。將設備的外殼與大地通過導線接通，使設備外殼與大地保持同電位。良好的接地可以保護人身及設備安全，抑制干擾，提高設備信噪比。接地的設計，要根據(jù)設備的技術要求和所處地區(qū)的地理、地質條件，采取適當?shù)拇胧?，以最高的性價比來完成。接地工程涉及到鉆探技術、電氣測量、施工技術等多門學科，故需在實踐中不斷探索總結，以確保設備安全可靠運行。

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Grounding System of the Large X-Ray Digital Subtractive Angiography Equipment

WU Zi-ying
Equipment Department,the Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical College,Guangzhou Guangdong 510150,China

TM92；TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.12.034

1674-1633(2010)12-0083-02

2010-06-11

2010-09-25

作者郵箱：xraywzy@tom.com

Abstract: This paper discusses the importance of X-ray digital subtraction angiography system and the implementation of grounding system, also puts forward that stable grouding system is the assurance of medical equipment.

Key words: grounding system; digital subtractive angiography; electromagnetic interference; electricity leakage