SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 1/1 SÄHKÖTURVALLISUUS 0. JOHDANTO Tässä tekstissä pyritään antamaan perustiedot sähkökäyttöisten lääkintälaitteiden turvallisuuteen liittyvissä asioissa. Aluksi käsitellään sähkövirran vaikutusmekanismeja elimistöön. Seuraavana on pyritty luokittelemaan erilaiset sähköiskutyypit. Lopuksi selvitellään erilaisia suojautumistapoja sähköasennusten kannalta ja lääkintälaitteiden rakenteen keinoin. Sähkötekniikan perusteita, sähkön vaikutuksen fysiologisia perusteita, standardointiorganisaatioita ja laitteiden vastaanottotarkastusmenettelyitä selvitellään erillisissä kirjoituksissa. Teksti on tarkoitettu sekä hoitohenkilökunnalle, että tekniselle henkilöstölle. 1. SÄHKÖVIRRAN VAIKUTUS Sähkövirran vaikutus ihmisruumiiseen voidaan havaita kahdella tavalla. Suurilla virta-arvoilla ilmenee sähkötehon lämmöksi muuntumisen aiheuttamia palovammoja. Tärkeämpi vaikutusmekanismi pohjautuu kuitenkin yksittäisten solujen stimuloitumiseen. Jokaisen solun solukalvo kuljettaa aktiivisesti ioneja siten, että lepotilanteessa solukalvon sisä- ja ulkopuolen välillä vallitsee jännite-ero. Mikäli kuljetusmekanismia häiritään, solu stimuloituu ja muodostuu aktiopotentiaali. Stimuloituminen saadaan aikaan esim. pakottamalla sähkövirralla ioneja kulkemaan solukalvon läpi. Yksittäisen solun stimuloitumiseen riittää jo suuruusluokkaa 10 na oleva virta (1 na = 0.000 000 001 A). Tarkasteltaessa sähkövirran vaikutusta ihmiseen, on kiinnitettävä huomio minne ja kuinka suurelle alalle virta jakautuu, ts. on tarkasteltava kuinka monet ja mitkä solut stimuloituvat. Edellisen perusteella pitäisi puhua virran tiheydestä. Seuraavassa tarkastelussa kuitenkin yksinkertaisuuden vuoksi käytetään virranvoimakkuuden arvoja. Oletuksena on ko. tapauksissa esiintyvät tyypilliset virran altistuskohtien pinta-alat ja virran jakaantuminen elimistössä. Tarkastelussa oletetaan virran kulkevan uhrin kädestä käteen tai kädestä jalkoihin. 1 ma Tuntokynnys Virran kosketuskohdissa (pinta ala neliösenttimetrin luokkaa) virran tiheys on riittävä stimuloimaan herkimmät solut, ts. tuntohermoston päätteet stimuloituvat ja virta tuntuu nipistelynä. Virran voimakkuuden kasvaessa uhri tuntee voimistuvaa kipua. 10 ma Irrottautumiskynnys Käsivarren motoriset hermot stimuloituvat, jolloin seurauksena on virran altistusajan kestävä lihaskouristus. Seurauksena yleensä on puristusote virtaa syöttävästä esineestä ja uhri ei pysty omatahtoisesti avaamaan puristusotettaan. 100 ma Kammiovärinäkynnys Virran tiheys on riittävä aiheuttamaan rintakehän alueella yksittäisten solujen (erityisesti sydänlihaksen solujen) stimuloitumisen, jolloin sydän joutuu kammiovärinään. Mikäli uhria ei riittävän nopeasti defibrilloida, on seurauksena kuolema. Muutaman sadan milliampeerin virta aiheuttaa myös hengityslihasten jatkuvan kouristustilan, jolloin hengitysliike estyy. 1 A Palovammat Lyhytaikaisessa altistuksessa vasta ampeerien luokkaa olevilla virroilla sähkövirran energiaominaisuudet ilmenevät palovammoina. Pitkillä altistusajoilla palovammatyyppiset vammat voivat ilmetä huomattavasti pienemmilläkin virroilla. Mainitut virta-arvot ovat hyvin summittaisia; eri henkilöiden virransietokyky vaihtelee suuresti. Naisilla kyseiset virta-arvot ovat keskimäärin 70 % miesten arvoista ja lapsilla noin 50 %. Aivan pienillä lapsilla (esim. keskosilla) tarvittava virta voi olla jopa kymmenesosa siitä, mitä se on aikuisilla. Virran taajuus vaikuttaa myös oleellisesti. Edellä olevat arvot pätevät pientaajuiselle virralle (taajuus alle 1 khz). Tietyn fysiologisen stimulaatiovaikutuksen aikaansaamiseksi, taajuuden noustessa, virran voimakkuuden on oltava yhtä paljon esitettyä suurempi, kuin taajuus on suurempi kuin 1 khz. ESIMERKKI: Kirurgisen diatermialaitteen taajuudella (500 khz) pientaajuista tuntokynnystä (1 ma) vastaava virranvoimakkuus on: (500 khz/1 khz)*1 ma = 500 ma. Virran suuri taajuus ei nosta palovammakynnyksen arvoa. Hyvin pienetkin tasavirrat ovat pitkäaikaisesti (pienelle alueelle) kudoksiin kohdistuessa vaarallisia. Tasavirralla ionit kulkevat samaan suuntaan, jolloin tasavirran kytkeytymiskohtiin kudoksissa muodostuu ko. ionien liian suuria pitoisuuksia - seurauksena voi olla ns. kemiallinen palovamma. Tällainen vamma paranee hyvin huonosti. Turvallisuusstandardeissa potilaaseen pitkäaikaisesti kytkeytymään pääsevien tasavirtojen arvot onkin rajoitettu hyvin alhaisiksi - sallittu raja on vain 10 µa (1 µa = 0.000 001 A). Kuva 1. EKG:n jaksot. Kammiovärinän kannalta vaarallinen vaihe on T-aallon aika. Kammiovärinän muodostumiseen vaikuttaa myös virran altistushetki. Jos virtaa kulkee kammioitten palautumisvaiheessa (T-aallon aikana), on kammiovärinävaara olemassa. Jos altistusaika on hyvin lyhyt, eikä se osu T- aallon ajalle, niin kammiovärinää ei todennäköisesti muodostu. *** Voimakas lyhytkestoinen sähköisku on siis aina hengenvaarallinen. Lyhytkestoisen iskun osumistodennäköisyys T-aallon kohdalle on luokkaa 1:5. Kammiovärinän muodostuminen johtaa uhrin menehtymiseen ellei asianmukaista elvytystä aloiteta heti. Kuva 2. Rintakehän alueelle tulevan virran keskittyminen. Virran tiheys on suurin katetrin kärjen kohdalla.
SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 2/2 Potilas on erityisen altis saamaan kammiovärinän, jos hänellä on sähköisesti johtava liityntä sydämeen tai lähelle sydäntä, sillä tämä liityntä voi keskittää sähkövirran kulkemaan sydämen alueelle. Tässä tapauksessa turvallisena virtarajana pidetään normaalisti arvoa 10 µa, mutta lyhytaikaisesti (vikatilanteessa) sallitaan 50 µa (tyypin CF potilasliityntä). Tällainen liityntä voi olla esim. kammiopainemittauskatetri, tahdistinelektrodi, varjoainekatetri jne. c) Palovammasähköisku Sähköisku, joka aiheuttaa uhrille vakavia palovammoja. Sähköiskutyypit a) ja b) ovat tyypillisiä ns. pienjännitteestä (alle 1000 V) saaduissa iskuissa. Palovammatyyppinen sähköisku - kohta c) - saadaan tavallisimmin suurjännitteestä (esim. sähkönsiirtoverkon muuntamot, sähköveturien ajojohtimet jne.). että uhri ei tunne mitään; todennäköisesti kuitenkin uhri tuntee selvää nipistelyä, etenkin jos kosketuskohta on pieni. suuremman jännitteen takia tilanne on vikatapauksessa aina hengenvaarallinen. Tämänkaltainen tilanne voi esiintyä lähinnä jos jatkojohdolla viedään sähköä huonetilasta toiseen. 2. SÄHKÖISKUT Sähköiskut voidaan edellisen perusteella jakaa kahteen ryhmään: 1. Tavallinen sähköisku - sähköisku, joka voi kohdistua sekä hoitohenkilökuntaan, että potilaaseen, ja 2. Mikroshokki - kammiovärinävaara niillä potilailla, joilla on sähköisesti johtava liityntä sydämeen tai lähelle sydäntä. Tavalliset sähköiskut puolestaan voidaan ryhmitellä kolmeen tyyppiin: a) Lyhytvaikutteinen sähköisku Sähköisku, jossa uhri ei saa kammiovärinää. Virrankulun loputtua uhrilla ei yleensä ole hengenvaaraa. Uhrin tulisi kuitenkin hakeutua tarkastukseen jos isku on ollut voimakas tai kestänyt muutamaa sekuntia kauemmin. b) Pitkävaikutteinen sähköisku Sähköisku, jossa uhri saa kammiovärinän. Virrankulun loputtuakin uhri on hengenvaarassa ja tarvitsee kiireellistä elvytystä. Tyypillisesti paikalla ei ole elvytystaitoista henkilöä, jolloin uhri kuolee. Sähköiskuissa aina uhri muodostaa osan virtapiiriä; seurausten vakavuus riippuu, kuinka suureksi virta tässä piirissä kasvaa. Virran suuruus on laskettavissa, jos tiedetään jännitteen suuruus ja liityntöjen vastukset. Käytännössä useimmiten virtapiirissä jännitteenä on verkkojännite 230 V. Muodostuvan virtapiirin vastus voi kuitenkin vaihdella hyvin suurissa rajoissa, joten virran voimakkuutta ei pystytä tarkasti etukäteen laskemaan. Karkeasti voidaan antaa seuraavat suuruusluokkaesimerkit: Kuva 3. Sähköisku viallisesta laitteesta hajaimpedanssien kautta maahan. Uhri koskee paljasta verkkojännitteistä osaa ja maadoittuminen tapahtuu hajaimpedanssien välityksellä esim. lattiarakenteiden johtavien osien välityksellä maaperään: Virran voimakkuus on tuntokynnyksen tienoilla, saattaa jopa olla, Kuva 4. Sähköisku viallisesta laitteesta hyvin sähköä johtavan tien kautta maahan. Uhri koskee kädellä verkkojännitteistä osaa ja samanaikaisesti koskee toisella kädellä jotain maadoitettua esinettä, esim. kunnossa olevaa maadoitettua laitetta tai vesijohtoa, niin seuraukset riippuvat käsien puhtaudesta ja kosteudesta. Jos kädet ovat kuivat, on aiheutuva virta tuntokynnyksen ja irrottautumiskynnyksen tienoilla. Hiukankin kosteilla käsillä irrottautumiskynnys todennäköisesti ylittyy. Jos käsissä on hikeä tai muita elektrolyyttiliuoksia, on vaarana myös kammiovärinäkynnyksen ylittyminen. On huomattava, että vaaratilanteen muodostuminen edellyttää kahden vian olemassaoloa: 1. laitteen suojausmenetelmä (suojamaadoitus tai suojaeristys) on pettänyt ja 2. laitteen peruseristys on pettänyt. Erityisen vaarallinen tilanne voi muodostua jos huonetilassa on kaksi laitetta, joiden sähkönsyöttö tapahtuu sähköverkon eri vaiheista. Tällöin laitteiden vikatapauksessa eristeitä rasittaa tavallista verkkojännitettä suurempi jännite (400 V), jolloin eristysten vikaantumismahdollisuus kasvaa. Tässä tapauksessa Kuva 5. Sähköiskutilanne jos laitteiden sähkönsyöttö on sähköverkon eri vaiheista. Luonnollisesti yllämainitun tilanteen esiintymistodennäköisyys on pieni. Mahdollisuus on kuitenkin huomattava, koska ison jännitteen takia tapaus on aina hengenvaarallinen. *** Perussääntönä on, että verkkojohto on liitettävä saman huonetilan pistorasiaan missä huonetilassa itse laite on. 3. SUOJAUTUMISTAVAT Suojautuminen sähköiskulta tapahtuu kolmella yleisperiaatteella: 1. Käytetään turvallisia sähköasennuksia, ts. käytetään asennustapaa, joka mahdollistaa laitteiden turvallisen käytön. Näitä on esitetty kohdassa 3.1 Sähköasennukset. 2. Käytetään turvallisia laitteita, ts. laitteita, joissa on asianmukaiset turvallisuusnäkö-
SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 3/3 kohdat huomioitu. Käytännössä tämä merkitsee, että laitteilla on vaadittavat tyyppihyväksynnät ja laitteille on tehty asianmukainen vastaanottotarkastus. 3. Käyttäjät on asianmukaisesti koulutettu käyttämään laitteita. Kuva 6. Lääkintälaitteen liityntäympäristö laiteturvallisuusmielessä. Suojautuminen voi perustua myös laitteiden käyttöön "turvallisissa käyttöolosuhteissa" (kuivat tilat, joissa ei ole hyvin maahan kytkeytyviä johtavia pintoja). Lääkintätiloissa kuitenkin aina on maadoittuvia pintoja (esim. suojamaadoitettuja laitteita), joten lääkintätilat eivät voi olla sähköturvallisuusmääräysten tarkoittamia edellämainittuja "turvallisia käyttöolosuhteita". Itse laitteen turvallisuusominaisuuksia tarkasteltaessa on huomattava laitteen liittyminen sähköverkkoon, potilaaseen ja mahdollisiin oheislaitteisiin. Verkkoliitynnän ominaisuuksien perusteella laitteet jaetaan suojausluokkiin (kohta 3.2 Laitteiden suojausluokitukset) ja potilasliityntäosassa mahdollisesti kulkevien vuotovirtojen perusteella puhutaan liityntäosien tyypeistä (kohta 3.3 Liityntäosien tyypitykset). 3.1 Sähköasennukset Sairaaloiden sähköasennuksille on asetettava huomattavasti suuremmat vaatimukset tavallisten tilojen sähköasennuksiin verrattuna, jotta: - asennus ei aiheuta häiriöitä herkkiin mittauksiin, - asennus takaa riittävän turvallisuuden ja - sähkönsaannin keskeytymättömyys on taattu. Seuraavassa on lyhyt selostus perusasennustavoista. Viisijohdinjärjestelmä (TN-S-järjestelmä): Pistorasiaan tulee kolme johdinta: vaihejohdin T, nollajohdin N ja näiden lisäksi erillinen suojamaadoitusjohdin S. Tässä asennustavassa suojamaahan kytkeytyviin johtaviin pintoihin ei yleensä voi ilmestyä vaarallisen suuria jännitteitä laitteiden vikatilanteissakaan. Lyhytaikaisenkin kosketusjännitteen tulee olla alle 25 V. Sairaaloiden asennusten on oltava tämän järjestelmän mukaisia (tai vielä parempia). Viisijohdin-nimitys tulee siitä, että sähkön tuotossa ja siirrossa käytetään kolmea erillistä eri vaiheessa olevaa sähköä syöttävää johdinta (vaihejohdinta). Näiden lisäksi systeemissä on em. nollajohdin ja suojamaadoitusjohdin. Perusasennuksen lisäksi lääkintätilassa vaaditaan johtavien pintojen yhdistämistä (asennuksessa) potentiaalintasaukseen. Tämä toisaalta pienentää mahdollisia kosketusjännitteitä ja vähentää asennusten häiriövaikutuksia. Erotusmuuntaja (IT-järjestelmä): Tässä järjestelmässä pistorasiaan tulevat molemmat sähköä syöttävät johtimet on eristetty maasta. Näiden lisäksi rasiaan tulee tietysti myös suojamaadoitusjohdin. Erotusmuuntajajärjestelmän tarkoituksena on mahdollistaa toiminnan jatkuminen, vaikka jossain laitteessa olisikin eristyksessä vika, joka oikosulkisi jännitteellisiä osia maahan (laitteen runkoon). Yhden tällaisen eristysvian jälkeen erotusmuuntajajärjestelmä muuttuu tavallista viisijohdinjärjestelmää vastaavaksi. Ensimmäinen eristysvika ei siis vielä polta sähköverkon sulaketta, joten virransyöttö ei keskeydy ja toimintaa voidaan jatkaa. Viasta järjestelmä ilmoittaa käyttäjille erityisellä maavuotohälytyksellä. Hälytyksen ääni saa poistua vian poistuessa, mutta viasta pitää jäädä merkki (valo) kunnes vika kuitataan. IT-järjestelmää tulee käyttää leikkaussaleissa, tehostetun hoidon huoneissa ja vastaavissa tiloissa. IT-järjestelmällä varustetuissa tiloissa tulee olla yksi tavalliseen verkkoon liitetty pistorasia siivouskonetta varten. Ko. rasia merkitään "Vain siivousta varten". Muualla maailmassa IT-järjestelmää ei juuri käytetä. Pääsyynä lienee tarvittavan muuntajan aiheuttamat kustannukset. Edellä esitettyjen sähköiskuilta suojaamisen lisäksi sähköasennuksissa on erilaisia lisäsuojautumistapoja ja varavoimajärjestelmiä. Vikavirtasuojakytkin: Kaikki röntgenlaitteet ja lääkintätiloissa yli 5 kva kulutuksiset kiinteät ja puolikiinteät laitteet on suojattava vikavirtasuojakytkimellä. Kytkimen nimellistoimintavirta saa olla enintään 30 ma. Vikavirtasuojakytkin tunnistaa verkkojohdossa kulkevaa menevää ja palaavaa virtaa. Mikäli nämä eroavat tietyn määrän, niin kytkin katkaisee sähkönsyötön laitteelta. Vikavirtasuojakytkimien käyttö on ilmeisesti yleistymässä myös muiden kuin ym. laitteiden yhteyteen. Lääkintäsuojaerotus: Lääkintäsuojaerotus on mahdollinen suojaustoimenpide vesihoitohuoneissa ja dialyysihuoneissa. Järjestelmässä syötetään lääkintäsuojaerotusmuuntajalla vain yhtä laitetta. Erotettua laitetta ei saa suojamaadoittaa (laitteen verkkojohdossa ei ole maajohtoa). Potentiaalintasaukseen liittäminen on sensijaan sallittua. Erotettu laite toimii normaalilla verkkojännitteellä (230 V). Lääkintäsuojajännite: Tässä järjestelmässä laitetta syötetään lääkintäsuojajännitemuuntajalla. Käytettävä lääkintäsuojajännite on enintään 25 V tasasähköä tai 60 V vaihtosähköä. Erotettua laitetta ei suojamaadoiteta. Järjestelmä edellyttää tälle jännitteelle erityisesti suunniteltujen laitteiden käyttöä. Varavoimajärjestelmä (GE): Hoitotoimenpiteiden kannalta tärkeät sähkölaitteet on kytkettävä varmennettuun verkkoon. Yleisen sähkönjakeluverkon pettäessä varavoimakoneen on pystyttävä syöttämään sähköä varavoimaverkkoon 15 s kuluessa. Varmennetun verkon pistorasiat on merkittävä sopivalla tavalla. Valitettavasti standardi ei määrittele tätä merkintätapaa. Käytännössä on näkynyt pistorasioissa tekstejä: "varmistettu verkko", "varavoima", "VV" jne. Jos huonetilan kaikki pistorasiat ovat liitetty varavoimaan, niin merkintänä voi olla jossain seinällä oleva kyltti jossa tämä asia kerrotaan. Erikoisvaravoimajärjestelmät: Potilaille elintärkeiden hoitolaitteiden sähkönsyöttö tulee olla varmistettu erikoisvaravoimalla. Mikäli tavallisen varmistetun verkon (GE) toiminta on epävarmaa, niin laitteen yhteydessä tulee olla oma akkuja käyttävä varavoimalähde. Leikkausvalaisimet ja tärkeät tutkimus- ja toimenpidevalaisimet pitää varmistaa akuilla. Varavoiman tulee syöttää valaisimia alle 0.5 s kuluttua sähköverkon pettäessä. *** Käyttäjän on syytä varmistua, että potilaan elämää ylläpitävät laitteet on liitetty varmennettuun sähköverk-
SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 4/4 koon tai että ko. laitteiden tehonsyöttö on muulla tavoin varmistettu mahdollisen sähkökatkon varalta. Suojautuminen palon syttymistä vastaan: Suojautuminen räjähdys- ja palovaaraa vastaan tapahtuu käyttämällä ns. AP- ja APGluokiteltuja laitteita ja antistaattista lattiaa. Asennusstandardin mukaan räjähdyssuojausta tarvitaan jos tilassa on vyöhykkeitä, joissa syttymistä voi tapahtua. Nykyisin kun ei käytetä palavia anestesia-aineita (ja kun ei käytetä palavia ihonpuhdistusaineita) kyseisiä vaaravyöhykkeitä ei muodostu. Kuva 7. AP- ja APG-luokiteltujen laitteiden ja laiteosien symbolit. Merkkien väri on vihreä. APG-nauhan pituus tulee olla vähintään 4 cm. Sähköasennuspuolen henkilöt kuitenkin helposti vaativat leikkaussaleihin suojauksena antistaattisen lattian vaikka asennusstandardissa ei yksikäsitteisesti tätä edellytetä. Standardin koostetaulukkoon räjähdyssuojaus on merkitty leikkaussaleihin vaatimukseksi, mutta varsinaisessa tekstipykälässä vaatimus on ehdollinen - suojaus vaaditaan vain jos käytetään palavia aineita. 3.2 Laitteiden suojausluokitukset Laitteiden verkko-osan rakenteen ja suojaustavan perusteella laitteet luokitellaan suojausluokkiin (tai lyhyemmin luokkiin). Ns. "turvallisissa käyttöolosuhteissa" voidaan käyttää suojausluokan 0 laitteita. Nämä tunnistaa pyöreästä pistotulpasta, joka ei sovi suojamaadoitettuun pistorasiaan. Lääkintälaitteet eivät voi olla luokan 0 laitteita koska lääkintätilat eivät ole sähkölaitteiden käytön kannalta "turvallisia käyttöolosuhteita". Nykyisin o-luokan laitteita ei enää valmisteta kotitalouden laitteissakaan. Lääkintälaite voi suojausluokitukseltaan olla luokan I tai luokan II laite tai sisäisellä teholähteellä varustettu laite. Suojausluokka I Laitteet, joissa jännitteelle alttiit, kosketeltavissa olevat johtavat osat on normaalin käyttöeristyksen lisäksi erotettu verkkojännitteisistä osista suojamaahan yhdistetyllä metallikuorella. Suojauksen ideana on, että peruseristyksen pettäessä kosketeltaviin osiin tyrkyllä oleva sähkö oikosulkeutuu suojamaahan ja oikosulku polttaa laitteen tai verkon suojasulakkeen ja näin keskeyttää sähkönsyötön. Suojausluokan I laitteessa peruseristyksen pettäminen johtaa siis laitteen toimimattomuuteen sulakkeen palamisen takia. Luokan I laitteissa on aina 3-napainen verkkojohto (kaksi virtaa syöttävää johtoa + suojajohdin l. maadoitusjohto) ja kaksi verkkosulaketta. Yleensä näissä laitteissa on metallikuori. Suojamaadoittuminen tapahtuu verkkojohdossa olevan suojajohtimen välityksellä pistorasian suojakoskettimiin (maaliuskoihin). Suojausluokan I laitteet edellyttävät asianmukaista turvallista sähköasennusta - riittävän pienivastuksinen suojamaadoitustie ja sopiva sulakesuojaus. *** Jatkojohdon käyttäminen luokan I laitteen yhteydessä heikentää laitteen suojamaadoittumista. Suojausluokka II Laitteet, joissa jännitteelliset osat on normaalin käyttöeristyksen lisäksi eristetty kosketeltavista osista toisella vähintään yhtä hyvällä eristyksellä, ns. suojaeristyksellä. Suojauksen ideana on, että peruseristyksen pettäessä jäljellä on vielä toinen eristys. Suojauluokan II laite on siis vielä täysin toimintakuntoinen eristysvian tapauksessa. Luokan II laitteissa on tavallisesti muovinen kotelo ja kaksinapainen verkkojohto. Laitteessa on myös kaksoiserityksen merkki. Suojausluokan II laitteessa on tyypillisesti vain yksi verkkosulake. Tämän tehtävänä on toimia laitteen ylikuormitussuojauksena. Suojausluokan II laitteiden turvallisuus ei siis nojaudu sähköasennuksen ominaisuuksiin. Tämän takia tiloissa, joissa sähköasennuksen hyvyyteen ei voida luottaa, on suositeltavaa käyttää luokan II laitteita. *** Verkkojännitteen ja kosketeltavien osien väliltä täytyy siis löytyä peruseristyksen lisäksi, joko suojamaadoitettu johtava suoja (luokka I), tai toinen eristys (luokka II). Sekä suojamaadoitusta että kaksoiseristystä voidaan käyttää samassa laitteessa. Mikäli laitteessa on yksikin suojamaadoitettavaksi tarkoitettu suoja, niin laite luokitellaan suojausluokkaan I. Sisäisellä teholähteellä varustettu laite Laite, joka ei käytä verkkosähköä, vaan käyttöenergia saadaan esim. akuista tai paristoista. Laite ei saa olla liitettävissä sähköverkkoon. Mikäli jokin akku- tai paristokäyttöinen laite on liitettävissä sähköverkkoon esim. erillisen latauslaitteen avulla, niin yhdistelmä luokitellaan suojausluokkaan I tai II. Mikäli leikkaussalissa ei ole antistaattista lattiaa, niin tämä on merkittävä varoituskilvellä tai symbolilla räjähdysvaarallisten aineiden käytön estämiseksi. Luokan I laitteen voi tunnistaa pistotulpasta: se on ns. shukotulppa, jossa on sivuilla maadoitusliuskat. Suomessa suurin osa sairaaloiden laitteista on luokan I laitteita. Kuva 8. Suojausluokan I mukaisen laitteen periaate. Kuva 9. Suojausluokan II mukaisen laitteen periaate.
SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 5/5 Kuva 10. Suojausluokan I laitteen pistotulppa. Luokan II tuntee laitteen arvokilvessä olevasta merkinnästä - kaksi sisäkkäistä neliötä. Suojausluokan II laitteiden pistotulppa on, joko litteä pistotulppa (tapit osittain eristetty), tai maadoitetun Kuva 11. pistotulpan kaltainen Suojausluokan II tulppa, jossa ei laitteen kuvasymboli. kuitenkaan ole maadoitusliuskoja, vaan liuskojen paikalla on tyhjät kolot. Kuva 12. Suojausluokan II laitteen pistotulppa. Litteä luokan II pistotulppa kestää kuormitusta 2.5 A, joten tätä käytetään tyypillisesti pienikulutuksisissa laitteissa. Luokan II valesukopistotulpan virrankesto on 16 A, joten suurikulutuksisissa laitteissa käytetään tätä tulppaa. Joissain luokan II laitteissa eli ns. kaksoiseristetyissä laitteissa on tarkoitettu käytettäväksi erillistä maadoitusta. Tämä erillinen maadoitus ei ole turvallisuuden vaatima suojamaadoitus, vaan häiriösuojaus. Kuva 12. Suojausluokan II laitteen pistotulppa. Kuva 13. Suojausluokan II laitteen litteä pistotulppa. Huomaa, että tappien rungonpuoleinen pää on katettu eristeaineella. Suojamaadoitus pettää tavallisimmin verkkojohdon liittimestä, ts. verkkopistokkeesta. Jokaisen laitteen verkkopistoke täytyykin tarkistaa aina ennen käyttöä katsomalla, että verkkojohdin on kunnolla kiinni tulpassa ja toteamalla, että tulpan sisältä ei kuulu helinää. Löysyys tai helinä voi merkitä, että suojajohdin on irronnut liittimestään. Suojajohtimen irtoaminen tai katkeaminen saattaa ilmetä myös siten, että kyseinen laite aiheuttaa tavallista enemmän häiriöitä muihin laitteisiin. Valetulla pistotulpalla varustetussa verkkojohdossa suojamaan katkeaminen saattaa olla vaikeasti käyttäjän havaittavissa. Myös pistotulpan lämpeneminen käytön aikana on merkki tai itse pistotulpan sisällä. Jos lämpiämistä havaitaan, niin verkkojohto on tarkastettava. huonosta liitoksesta joko pistotulpan ja rasian välillä *** Pistotulpan kuntoa tulee seurata erityisesti leikkaussaleissa, koska laitteet joudutaan päivittäin liittämään sähköverkkoon ja irrottamaan verkosta useitakin kertoja. Jotta suojamaajohdin pysyisi ehjänä, laitetta ei koskaan saa irrottaa verkosta johdosta vetämällä, eikä johtojen puhdistus saa tapahtua pitämällä pistotulpasta kiinni. Jatkojohtojen käyttö lisää suojamaadoituksen katkeamisvaaraa, sillä tuohan jatkojohto piiriin kaksi lisäliitosta, joissa suojajohdin voi irrota. Suojaeristettyjen laitteiden kohdalla turvallisuuden tarkkailu tapahtuu laitteen yleistä mekaanista eheyttä seuraamalla. Mikäli laite on kokenut voimakkaita mekaanisia iskuja, saattavat suojaeristykset olla vaurioituneet. Tällaisen kolhun jälkeen käyttäjä ei saa liittää laitetta sähköverkkoon, vaan laite on toimitettava lääkintäteknisen henkilökunnan tarkastukseen. Laitteiden eheyttä tulee luonnollisesti seurata myös luokan I ja sisäisellä teholähteellä varustettujen laitteiden kohdalla. 3.3 Liityntäosien tyypitykset Potilasliitynnän ja potilasliitynnässä mahdollisesti kulkevien vuotovirtojen perusteella liityntäosat jaetaan tyyppeihin. Laitteessa voi olla useampia eri tarkoitukseen käytettäviä potilasliityntäosia, joiden tyypitys voi olla eriasteinen. Yleisturvallisuusstandardi määrittelee laitteiden liityntäosien kautta potilaaseen pääseville vuotovirroille rajat normaalikäytössä erilaisissa vikatilanteissa. Toistaiseksi kuitenkin saman laitteen eri liityntäosien välille vaadittavien eristysten suuruudelle asetettavat vaatimukset ovat hyvin puutteelliset. Tämän takia on oleellista, että yksittäisen laitteen eri liityntäosat liitetään vain yhteen potilaaseen - ei muihin potilaisiin tai muihin laitteisiin. Määritellyt liityntäosien tyypit ovat: Tyyppi B Tyyppi BF Tyyppi CF perussuojaus potilasliityntäosa on eristetty (kelluva) potilasliityntäosa on eristetty (kelluva), vuotovirrat ovat tyyppiä BF alhaisemmat. Tyypitystä ei periaatteessa voi soveltaa laitteisiin, jotka eivät tule liitetyiksi potilaaseen (tarkoituksella tai tahattomasti). Kuitenkin jotkut tällaiset laitteet on tyypitetty tyyppiin B. Tyypeissä B ja BF sallitaan itse laitteessa esiintyvissä vikatilanteissa potilasliitynnästä vuotovirtaa korkeintaan 0.5 ma. Tilanteessa, jossa laitteen signaaliliityntään (piirturiliitäntä, tietokoneliitäntä yms.) kytkeytyy verkkojännite voi tyypin B laitteesta kytkeytyä potilaaseen 5 ma. BF-tyypin liityntäosan kautta voi kulkea 5 ma jos potilasliityntäosassa (potilaassa) on verkkojännite. Tyypin CF liitynnässä sallitaan kaikissa edellämainituissa tilanteissa vuotovirtaa korkeintaan 0.05 ma (50 µa). *** B-tyypin liityntäosalle ei ole määritelty sallittua vuotovirtarajaa tilanteeseen, jossa potilaassa olisi verkkojännite!
SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 6/6 *** Olettamuksena on siis, että B-tyypin liityntäosalla varustettua laitetta käytetään vain olosuhteissa, joissa verkkojännitteen kytkeytymistä potilaaseen (toisessa laitteessa oleva vika) ei voi tapahtua. Monissa IEC:n laitekohtaisissa standardeissa ei sallita B-tyypin liityntäosaa. Tyypillisesti tätä kieltoa perustellaan sillä, että jos potilaaseen on liitetty useita laitteita, niin niiden kaikkien liityntäosien tulee olla eristettyä tyyppiä (BF tai CF). Periaatteessa potilaaseen voi olla liitetty yksi B-tyypin liityntäosa ja tilanne on vielä turvallinen. Jos B-tyypin liityntäosalla varustettuja laitteita on liitetty potilaaseen useampia kuin yksi, niin tilanne on kontrolloimaton. Tavallisesti tyypin CF kirjaimien sanotaan tulevan sanoista Cardiac Floating ja tällöin saatetaan väittää, että CF-tyypin liityntää tarvitaan vain, jos laite kytketään suoraan potilaan sydämeen. Tämä on kuitenkin väärä ajattelutapa. Oikea kysymyksenasettelu onkin: Sallitaanko potilaaseen vikatilanteessa virtaa 5 ma? Jos vastaus on kielteinen, niin silloin ainoa mahdollinen liityntäosan tyyppi on CF. Kuva 14. Liityntäosien tyyppien symbolit. Tyypit B, BF ja CF. HUOM: kirjaimet eivät kuulu symboliin. Tyypitys ilmenee potilasliitynnän (liittimen) läheisyyteen sijoitetusta symbolista. Symbolit näkyvät oheisista kuvista. Kuva 15. Tyypin CF defibrillaattorisuojattu potilasliittymä. hämärtyy. Valitettavasti standardit eivät selkeästi määritä liityntäosan tyyppisymbolien sijoituspaikkaa. Monissa laitteissa ne on sijoitettu loitolle liityntäosasta, jolloin ko. symbolien merkitys Mikäli potilasliityntä on suojattu defibrillaattorin iskun vaikutuksilta, niin suojaus ilmoitetaan tyyppisymbolin sivuille lisätyillä elektrodien kuvilla. Ohessa esimerkkinä symboli tyypin CF tapauksessa. Vastaavat elektrodikuvat voivat olla tyyppien B- ja BF-symbolien rinnalla. *** On oivallettava, että liityntäosan tyyppisymbolin sivulta puuttuvat elektrodit on defibrilloinnin yhteydessä toimenpiteitä aiheuttava asia. *** Laitestandardeissa ei ole käsitettä "diatermiasuojattu laite". Tämän takia laitteen mahdollinen soveltuvuus käytettäväksi leikkaussalissa kirurgisen diatermialaitteen yhteydessä on käyttäjän selvitettävä laitteen käyttöohjeesta. On huomattava, että mikäli potilasliitynnän oheen ei ole merkitty laitteen liityntäosan tyyppin symbolia, niin: * liityntäosan tyyppi on B, tai * laite ei ole turvallisuusstandardien mukainen. Kummassakaan tapauksessa laitetta ei pitäisi liittää potilaaseen. Luonnollisesti ennen näiden tyyppisymbolien käyttöönoton vakiintumista (80-luvun puoliväli) suunnitelluissa ja tehdyissä laitteissa ei ko. symboleja ole ja laite silti voi olla aivan turvallinen käyttää. 3.4 Ohjeita käyttäjille Sähköisen vaaratilanteen muodostumiseksi tarvitaan siis suljettu virtapiiri, jossa virran voimakkuus kasvaa vaarallisen suureksi. Vaaratilanteiden estämiseksi tulee (1) välttää suljettujen virtapiirien muodostumista ja jos näitä muodostuu, niin tulee (2) pyrkiä pitämään mahdolliset jännite-erot pieninä ja (3) kytkeytymisimpedanssit niin suurina kuin mahdollista. Tärkein ohje vaarojen välttämiseksi on oppia itse näkemään niiden syntymismekanismi. Lisäohjeita voitaisiin antaa vaikka kuinka paljon, mutta mitkään niistä eivät päde jokaiseen mahdolliseen esille tulevaan tapaukseen. Seuraavassa kuitenkin on ohjeita, jotka auttavat orientoitumista sähkölaitteiden turvalliseen käyttöön: Kuva 16. Jännite-erot ovat vaarallisia. Pidä toinen käsi taskussa Kosketa vain yhtä henkilöä tai esinettä kerrallaan. Tällöin et voi muodostaa sulkeutuvan virtapiirin osaa. Käsittele laitteita kuivin ja puhtain käsin. Varmistu kunnollisista maadoituksista Sähkölaitteet maadoittuvat oikein ja luotettavasti vain maadoitetun kunnossa olevan verkkojohdon välityksellä. Tarkista liittimien ja kaapelien kunto ennen jokaista käyttöä. Liitä kaikki laitteet samaan pistorasiapaneliin Tällä menettelyllä varmistut, että maadoittuminen tapahtuu yhteiseen maapisteeseen. Vältä jatkojohtojen käyttöä Jatkojohdot heikentävät maadoittumisen tehokkuutta ja lisäävät maadoitusvian syntymisvaaraa. Jos jatkojohtoja käytetään, ne on liitettävä saman huonetilan pistorasioihin, jossa tilassa laitteita käytetään. Laitteen vikaantuessa oikosulkuvirta voi aiheuttaa sähköverkon sulakkeen palamisen. Tällöin sähkönsyöttö katkeaa kaikista samaan jatkojohtoon liitetyistä laitteista. Älä koske katetreihin johtavasti Katetrit voivat johtaa virtaa sydämen alueelle, joten vikatilanteessa kammiovärinävaara lisääntyy, jos katetreihin kosketaan johtavasti. Käytä muovisia tai lasisia (myös mäntä lasia) ruiskuja ja kriittisimmissä tapauksissa kumikäsineitä. Älä käytä tuntematonta laitetta Tutustu laitteen käyttöohjeeseen ja opettele laitteen käyttöön liittyvät asiat ennen kuin käytät laitetta ensimmäisen kerran potilaaseen liitettynä.
SÄHKÖTURVALLISUUS sivu 7/7 * Laitteen nupit/napit/salvat ym. nippelit eivät tunnu liikkuvan täsmällisesti Kuva 17. Esimerkki mahdollisesta virran kulkutiestä. Lisäksi voidaan todeta, että laite on aina toimitettava asiantuntevan lääkintäteknisen henkilökunnan tarkistettavaksi/korjattavaksi, mikäli: * Laite lämpenee normaalia enemmän * Laitteesta nousee savua tai laite haisee epätavallisesti * Laite pitää epätavallista ääntä Laite tuntuu aiheuttavan sähköiskuja (lieviäkin) Jos vähänkään epäilet laitteen turvallisuutta niin kysy neuvoa lääkintälaitehuollosta tai toimita laite lääkintätekniselle henkilöstölle tarkastukseen. 3.5 Ohjeita lääkintätekniselle henkilökunnalle Lääkintäteknisen henkilöstön on hyvä huomata, että tavalliselle laitteen käyttäjälle laitteen eri osien mekaanisen toiminnan jouheus ja täsmällisyys toimii ilmaisimena kyseisen osan yleisestä kunnosta. Mekaaniset epämääräisyydet usein viittaavat myös häiriöihin sähköisessä toiminnassa. Tämän takia on tärkeää, että huollossa ja korjauksessa olevassa laitteessa kaikki mekaanisesti epämääräisesti toimivat osat korjataan täsmällisesti toimiviksi vaikka ko. osan sähköisessä toiminnassa ei olisikaan huomauttamista. Vastaavasti laitteen kotelon eheys toimii mekaanisen väkivallan (esimerkiksi pudotus) indikaattorina. Huoltoon tulleesta kolhiintuneesta laitteesta tulee tarkistaa sisäiset eristykset hyvin huolellisesti. Huollosta lähtiessä laitteen kotelon kahvoineen pitää olla ehjän ja kolhiutumattoman näköinen. Kuva 18. Nesteen kaatuminen laitteen päälle. * * * * Laitteen päälle on kaatunut tai roiskunut nesteitä * Laitteeseen on kohdistunut mekaanista väkivaltaa * Laitteen verkkojohdossa tai liittimessä havaitaan vikaa