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醫(yī)療電源的特性及其在母乳分析儀中的解決方案

時間:2017-09-21 09:52:45來源:廣州金升陽科技有限公司

導語:?醫(yī)療器械行業(yè)涉及到醫(yī)藥、機械、電子、塑料等多個行業(yè),是一個多學科交叉、知識密集、資金密集的高技術產(chǎn)業(yè)。隨著各國對醫(yī)療器械的投入也逐漸加大,醫(yī)療器械智能化發(fā)展趨勢遞增,在醫(yī)療器械中應用電源模塊的場合越來越多,這樣將整個產(chǎn)品的開發(fā)周期大大地縮短。繼IEC60601-1第3版發(fā)布以來,國際醫(yī)療器械市場對電源是否能夠滿足醫(yī)療認證的關注度也越來越多,因此符合醫(yī)療行業(yè)需求的電源也越來越受到歡迎。 本文依據(jù)IEC60601-1第3版標準從漏電流和防護等級兩個方面概述了醫(yī)療電源的特殊性,并介紹了幾款醫(yī)療電源在新型母乳分析儀中的供電解決方案。

1、醫(yī)療電源的特殊需求

醫(yī)療電源對于安全性有特殊考慮,有著其特殊性,下面從漏電流和防護等級這兩方面作一個敘述。

1.1漏電流

隔離式電源模塊充當了整個醫(yī)療系統(tǒng)的主要隔離部件,也在很大程度上會影響整機系統(tǒng)的漏電流。因此,對于醫(yī)療設備要求的漏電流,電源模塊必須要盡可能的滿足,同時還要考慮系統(tǒng)對地設計,漏電流留有余量是最好的。

(1)不同醫(yī)療設備對漏電流及防護等級要求不同

目前最新的第三版的醫(yī)療認證IEC60601-1-3rd,根據(jù)應用部分不同,將醫(yī)療設備分為了三類:B類、BF類和CF類,如下:

B類:所有應用部分類型中最低的患者防護等級,可以不與病人身體接觸的設備,如激光治療儀等。 

BF類:比B型應用部分更高的患者防護等級,要與病人身體接觸的設備,如超聲波、各種監(jiān)視器(包括EGC設備),以及手術臺。

CF類:最高等級的患者保護,可適用于直接心臟應用的場合,如心臟穿刺監(jiān)視器。

(2)漏電流分類及要求

對于醫(yī)療器械而言,其漏電流根據(jù)設備的應用情況,又可區(qū)分為患者漏電流、患者輔助漏電流、可接觸漏電流、對地漏電流。

患者漏電流是指外部電壓施加時經(jīng)過患者和F型應用流入地的電流,實際測試的時候會在回路里面串聯(lián)一個MD的模塊來模擬人體的阻抗。

患者輔助漏電流指的是通過A患者經(jīng)過設備流經(jīng)B患者的電流,要求不能帶來人體的生理反應。

IEC60601-1對具體的患者輔助電流與患者漏電流如下表1-1所示:

廣州金升陽科技有限公司

可接觸漏電流指的是人體與可接觸到的點之間的漏電流,通常在正常狀態(tài)下的要求是100uA,單一故障狀態(tài)下是500uA。通常測試時測量MD模塊和地,以及未被接地保護的外殼等等之間的漏電流。

對地漏電流指的是設備對地的電流,要求是5mA,單一故障狀態(tài)下是10mA。

以上漏電流的測試在醫(yī)療認證要求中測試的電壓大都是110%的額定網(wǎng)電壓下,也就是說并不是我們常規(guī)理解的漏電流的定義。通常醫(yī)療設備的網(wǎng)電壓范圍為100-250VAC,按照最惡劣的條件來測試應該是265VAC、60Hz,因此在醫(yī)療電源需求提出時也需要重點關注客戶的測試條件。

1.2防護等級

防護等級指的是不同醫(yī)療設備的防護強度的規(guī)范要求。醫(yī)療設備操作者為醫(yī)生,而作用的對象是病人。在IEC60601-1第三版中將防護等級分為MOOP(Means of Operator Protection,操作者防護)和MOPP(Means of Patient Protection,患者防護)。不同的防護等級對應著不同的耐壓測試要求,通常以1*MOOP,2*MOOP,1*MOPP,2*MOPP為要求,耐壓測試等級要求如下表1-2所示:

廣州金升陽科技有限公司

從中可以看出,MOPP防護的耐壓要求是要高于MOOP的。通常醫(yī)療設備的工作電壓為250VAC,若要滿足2個MOPP的防護要求,耐壓4000VAC是基本要求。

不同等級的防護方式對應不同的爬電距離和電氣間隙的要求,若不考慮海拔等因素,MOPP和MOOP的電氣間隙與爬電距離要求如下表1-3和1-4所示:

廣州金升陽科技有限公司

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2、母乳分析儀

母乳含有嬰兒成長所需的營養(yǎng)與抗體,又可以有效預防及保護嬰兒免于感染和慢性疾病的產(chǎn)生。隨著三鹿、美素麗兒等問題奶粉事件的不斷曝光,越來越多的人們開始關注對嬰兒如何科學地喂養(yǎng)。所以合理進行母乳質量控制,成為喂養(yǎng)指導的重要環(huán)節(jié)。

母乳分析儀,只需要少量母乳,便能準確分析出母乳中的營養(yǎng)成分,如脂肪、蛋白質、乳糖、礦物質、微量元素等。母乳分析儀對科學指導乳母合理調整飲食結構,確保嬰兒期攝入均衡營養(yǎng),具有重要意義。例如:當母乳中鈣、鋅微量元素含量較低時,嬰兒獲得鈣、鋅元素就對應偏低,那么通過采取母體增加微量元素或者嬰兒補充的方式即可及時調整,滿足嬰兒生長所需。

3、母乳分析儀的供電解決方案

一種全自動母乳分析儀的供電系統(tǒng)推薦如下圖3-1所示:

廣州金升陽科技有限公司

全自動母乳分析儀供電說明:

市電經(jīng)過FC-LX1D的EMC濾波器給LH25-20B12MU電源模塊供電,醫(yī)療電源模塊提供+12V電壓給整個設備供電;

一部分經(jīng)過URH2405P-6WR3模塊給控制單元、取樣單元和分析單元供電;取樣單元能夠采集奶品或者試管中的母乳進入分析單元,將母乳中的脂肪、蛋白質、乳糖、礦物質、微量元素等成分及含量給分析出來,最終的分析報告可以通過微型打印機打印出來。

另一部分給廢液回收電機進行供電,將整個分析過程處理遺留下來的廢棄奶樣進行回收,同時也可以對整個設備進行清洗。

上述母乳分析儀的供電解決方案使用的電源如下表所示:

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4、小結

“十三五”規(guī)劃中,醫(yī)療器械被確定為重點突破領域之一,利好的政策刺激了國內醫(yī)療器械設備的發(fā)展。同時隨著IEC60601-1第3版要求的強制性實施,國內外醫(yī)療器械廠家對設備準備門檻的關注度越來越高,醫(yī)療電源因其具有行業(yè)典型的特殊性,必然會大范圍使用到醫(yī)療器械設備中去,市場前景廣闊。金升陽非已經(jīng)陸續(xù)推出各類醫(yī)療行業(yè)專用電源,包含10-60W的AC/DC電源及6W及以下的DC/DC電源,可廣泛適用于注射泵、監(jiān)控儀、分析儀、呼吸機、營養(yǎng)箱等醫(yī)療設備。后期隨著各類新型醫(yī)療器械的不斷涌現(xiàn),金升陽也會不斷根據(jù)設備的要求,開發(fā)新的電源模塊出來,也很樂意接受各種醫(yī)療模塊的定制。

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