電源模塊在醫療器械中的應用

前言：

進(jìn)入21世紀以來(lái)以歐美國家為代表的國外市場(chǎng)醫療產(chǎn)品發(fā)展持續升高，是21世紀十分活躍的新經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。但總體而言，我國醫療器械的發(fā)展與發(fā)達國家相比差距還較大，這不僅與器械廠(chǎng)家有關(guān)，更與基礎的醫療配件跟不上需求密切相關(guān)。電源模塊作為系統的核心部件，起著(zhù)至關(guān)重要的作用，本文就電源模塊在醫療器械中的應用進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述和分享。

關(guān)鍵詞：醫療器械、高可靠性、金升陽(yáng)、開(kāi)關(guān)電源、醫療認證

1、醫療器械對電源模塊有哪些普遍的要求?

醫療設備通常用于病人治療或者常規的家庭理療，因此幾乎全部的醫療設備都是要與人接觸的，基于此條件，醫療設備相對其他設備對安全的要求最為苛刻的，簡(jiǎn)單羅列如下：

a、EMC指標的要求：

醫療設備的傳導和輻射需要滿(mǎn)足EN55011，限值和EN50552 ITE設備相同?？紤]到醫療系統既要滿(mǎn)足高安全、高隔離的要求，傳導和輻射又要求滿(mǎn)足標準要求，這對電源的設計是一個(gè)很大的考驗，設計人員在設計中既要確保高隔離又要把EMI做好，實(shí)際上一件很困難的事，因此很多的醫療設備也不得不妥協(xié)，只要求EMI性能滿(mǎn)足CLASSA等級即可。

b、安全距離和耐壓：

醫療標準不同于常規的認證，為了確保安全可靠，在標準中明確規定了系統的安全距離和耐壓指標需求，這些距離和耐壓的要求會(huì )根據應用場(chǎng)合和人群進(jìn)行區分，按照防護方式分為MOPP(病人防護方式)和MOOP(操作者防護方式)，按照設備類(lèi)型又分為B類(lèi)、BF類(lèi)、CF類(lèi)?？紤]到模塊的通用性，醫療電源工程師在設計的過(guò)程中，通常會(huì )盡可能的滿(mǎn)足最苛刻的要求，簡(jiǎn)單如下：

①L，N對PE 1500VAC隔離，電氣間隙2.5mm，爬電距離4.0mm。

②變壓器原邊對副邊4000VAC，電氣間隙5mm，爬電距離8mm。

③輸出對PE，500VDC(浮地)，電氣間隙2.5mm，爬電距離4mm。

c、超低漏電流的要求：

低漏電流是醫療電源的核心指標，IEC的要求為醫療設備正常狀態(tài)下測試264VAC，50Hz，漏電流≤500uA，但是醫療設備通常遠遠不止一路隔離電源，一些大型的CT甚至會(huì )有5路甚至以上的電源。因此對于電源廠(chǎng)家而言，一個(gè)電源模塊的漏電流最好能夠做到≤100uA。對于與人體接觸的后級DCDC電源，因為直接與人體接觸，對隔離要求更為苛刻，尤其是與心臟接觸的CF類(lèi)設備，醫療認證中明確要求≤10uA。

d、接地連續性的要求：

醫療電源之所以對這一指標有要求主要是因為接地電阻大的時(shí)候，很容易導致不同電源供電的設備的地電位差相差大，對重病患者可能存在危害，因此接地連續性也必須經(jīng)過(guò)嚴格測試，IEC要求PE對殼體任何可接觸金屬處的電阻0.1Ω。

e、其他要求：

除去以上的常規要求，醫療設備還需要滿(mǎn)足常規民用家電的所有要求，如需要滿(mǎn)足ROHS的要求，人手可觸及的溫度必須滿(mǎn)足常規標準要求等等，不詳細列出來(lái)。

2、電源模塊是如何應用于醫療器械的?

醫療電源通常指可以滿(mǎn)足上面所列要求的電源模塊，隨著(zhù)科技的發(fā)展各種類(lèi)型的醫療器械不斷涌出，小到微型的醫療穿戴設備，大到X光機、CT機都離不開(kāi)供電電源，而滿(mǎn)足以上要求的醫療電源是醫療器械安全可靠的重要保障，下面我們簡(jiǎn)單的列幾個(gè)醫療電源在醫療器械中的應用：

a、醫療電源在注射泵中的應用：

圖1注射泵

圖1為常規的醫療注射泵，與其他的微量注射泵、輸液泵等相比雖然形態(tài)結構有所差別，但是基本的電氣供電是相同的，大致如下圖2。

圖2注射泵供電框圖

醫療電源推薦：

b、醫療電源在內窺鏡清洗器中的應用：

圖3內窺鏡清洗器

圖3為常見(jiàn)的內窺鏡清洗器，顧名思義是用于清理內窺鏡的醫療器械，內窺鏡鏡頭深入患者體內，能否安全清理直接影響患者身體的健康狀況，因此要求嚴格。詳細的電源供電框圖如下圖4。

圖4內窺鏡清洗器的供電框圖

醫療電源推薦：

c、醫療電源在高電位治療儀中的應用：

圖5高電位治療儀

高電位治療儀主要通過(guò)高壓低頻交變電場(chǎng)，在空間內形成高壓電子的移動(dòng)，通過(guò)高壓電子的力量對人體血液中的蛋白質(zhì)、膽固醇、中性脂肪、甘油三脂等進(jìn)行分解和中和，同時(shí)可以通過(guò)高壓電子對人體的內臟神經(jīng)進(jìn)行刺激，具有凈化血液和調節植物神經(jīng)的作用，最終達到將體內廢物排出體外的目的。

目前市面上常見(jiàn)的高電位治療儀產(chǎn)生的交變電場(chǎng)，大部分頻率為每秒50次，屬于低頻電場(chǎng)。詳細的供電框圖如下圖6。

圖6高電位治療儀供電框圖

醫療電源推薦：

3、金升陽(yáng)電源是如何定位醫療電源的?

隨著(zhù)生命科學(xué)及機械制造技術(shù)的不斷發(fā)展，必將催生出大量先進(jìn)的醫療器械，金升陽(yáng)非?？春眠@一部分市場(chǎng) ，目前已經(jīng)陸陸續續推出了各類(lèi)醫療專(zhuān)用電源，包含10-60W的ACDC電源及6W以下的DCDC電源，這些電源模塊都能滿(mǎn)足本次文章中所探討的技術(shù)要求，它們主要用于注射泵、監控儀、分析儀、呼吸機、營(yíng)養箱等場(chǎng)合。后期隨著(zhù)各類(lèi)新型醫療器械的不斷涌現，金升陽(yáng)也會(huì )不斷根據設備的要求，開(kāi)發(fā)新的電源模塊出來(lái)，也很樂(lè )意接受各種醫療模塊的定制。