Электробезопасность Риск электротравмы

Применение медицинского электрооборудования влечет за собой риск электротравмы как для боль­ного, так и для медицинского персонала. Следова­тельно, анестезиолог должен владеть основными понятиями в области электробезопасности.

Контакт тела человека с двумя токопроводящи-ми предметами (проводниками), между которыми существует разница потенциалов, приводит к за­мыканию электрической цепи (контура) и, как след­ствие, к поражению электрическим током. Обычно воздействию тока в НО или 240 В подвергается лишь зона контакта с проводником, а электричес­кий контур замыкается через заземленный контакт. Например, человеку, имеющему непосредственный контакт с заземлением, необходим лишь дополни­тельный контакт с проводником под током, чтобы контур замкнулся и была получена электротравма. Находящимся под напряжением проводником мо­жет служить, например, кожух монитора при по­вреждении изоляции. Замкнутый электрический контур будет состоять из силовой линии (которая заземлена через силовой трансформатор), тела больного и земли (рис. 2-6). Физиологические эф­фекты электротравмы зависят от места прохожде­ния разряда в теле человека, продолжительности воздействия, частоты и амплитуды (точнее — от плотности тока) электрического разряда.

Ток утечки (рассеяния) присутствует во всех электроприборах как результат емкостных контак­тов, индукции или дефектов изоляции. Ток может возникнуть в результате емкостного контакта между двумя проводниками (например, электри­ческая цепь между прибором и его кожухом) без непосредственного физического контакта. Неко­торые мониторы имеют дублированную изоляцию для уменьшения емкостного контакта. Техничес­кое решение в других моделях мониторов состоит в подключении к заземлению с низким импедан­сом (безопасно заземленный контур), так что при случайном контакте человека с кожухом ток "отво­дится". Величина тока утечки в норме незначи­тельна и не превышает 1 мА (миллиампер), что существенно ниже порогового значения для фибрил-ляции — 100 мА. Тем не менее, если ток каким-либо образом шунтирует кожу, обладающую высоким электрическим сопротивлением, и проходит непос­редственно в области сердца (микрошок), то он может вызвать летальный исход даже при силе 100 мкА (микроампер). Значение максимально до­пустимого тока утечки в электроприборах опера­ционной не должно превышать 10 мкА.

Катетеры при инвазивном мониторинге и элект-рокардиостимуляторы обеспечивают контакт про­водника с эндокардом. Известно, что кровь и элект­ролитные растворы являются проводниками тока. Точные характеристики тока, необходимые для воз­никновения фибрилляции, зависят от совпадения по времени между воздействием электричества и уязвимым периодом реполяризации сердца (зубец T на электрокардиограмме). Даже небольшой раз­ницы потенциалов между двумя заземленными электророзетками в операционной достаточно для возникновения микроэлектротравмы.

Защита от электротравмы

В подавляющем большинстве случаев причиной электротравм является замыкание контура "зем­ля-тело-земля" (см. рис. 2-6). Подобной ситуации можно избежать, если все приборы в операцион­ной будут заземлены, а больной — нет. В то время как можно избежать прямого, непосредственного заземления больного, его полная электроизоляция в ходе операции неосуществима. Вместо этого че­рез специальный изолирующий трансформатор изолируют от заземления силовое обеспечение операционной (рис. 2-7).

В отличие от силового трансформатора вторич­ная обмотка изолирующего трансформатора не имеет заземления и обеспечивает напряжение в двух незаземленных силовых контурах для подключения электрооборудования операционной. Кожухи при­боров — но не электрические контуры внутри них — заземляются через длинный штекер трехфазной штепсельной вилки (так называемое безопасное за­земление). Случайный контакт находящегося под напряжением проводника с заземленным больным не приводит к замыканию контура через тело. Это обусловлено тем, что при использовании изолирую­щего трансформатора контур не может замыкаться через вторичную обмотку (рис. 2-8).

Конечно же, если произойдет контакт между обеими силовыми линиями, то контур замкнется и электротравма станет возможной. Более того, если одна из двух линий при повреждении будет иметь контакт с землей, контакт заземленного больного с другой линией приведет к замыканию цепи через его тело. Чтобы снизить риск такого сочетанного повреждения электрооборудования, применяют монитор изоляции электролинии, который изме­ряет силу тока между изолированным источником тока и заземлением (рис. 2-9). По существу, мони­тор изоляции электролинии сигнализирует о степе­ни изоляции между двумя силовыми линиями и заземлением и предсказывает силу тока, который может возникнуть при коротком замыкании. Тре­вога срабатывает, если сила тока возрастает выше пороговой (обычно 2 или 5 мА), но линия не преры­вается до тех пор, пока не сработает прерыватель контура, сопряженный с утечкой тока через за­земление. Последний обычно помещается за преде­лами операционной, поскольку прерывание работы систем жизнеобеспечения гораздо опаснее риска электротравмы. Тревога на мониторе изоляции электролинии означает, что происходит частичная утечка напряжения через заземление. Другими сло­вами, монитор изоляции линии сигнализирует о су­ществовании одного повреждения (между силовой линией и землей), в то время как для электротрав­мы необходимо два повреждения. Если сработала тревога, последний по времени аппарат, включен­ный в сеть, нужно выключить и пользоваться им только после проверки и ремонта.

Рис. 2-6. Типичные условия возникновения электротравмы. Человек, случайно имеющий контакт с заземлением, од­новременно контактирует и с находящимся под напряжением проводником тока: обычно это происходит при неис­правности электроприбора. Тело человека превращается в проводник электрического тока. Образуется замкнутый элект­рический контур, который начинается со вторичной обмотки силового трансформатора (источник напряжения), затем следуют проводник тока, тело человека и контакт его с заземлением, земля, нейтральный заземляющий стержень и воз­врат в трансформатор через нейтральный полюс (заземление). (Из: Bruner J., Leonard P. F. Electricity, Safety, and the Patient. Mosby Year Book, 1989. Воспроизведено с изменениями, с разрешения.)

Рис. 2-8. Защита от электротравмы с помощью изолирующего трансформатора. Даже если человек находится в кон­такте с заземлением, случайный контакт с проводником изолирующего контура не будет сопровождаться замыканием цепи через его тело. Это обусловлено тем, что при одновременном контакте с двумя независимыми источниками на­пряжения контур не замыкается. (Из: Вruner J., Leonard P. F. Electricity, Safety, and the Patient. Mosby Year Book, 1989. Воспроизведено с изменениями, с разрешения.)

Даже изоляция силового контура не обеспечи­вает полной защиты от слабых токов, способных вызвать микрошок и фибрилляцию желудочков. Более того, монитор изоляции электролинии не в состоянии сигнализировать о всех возможных по­вреждениях, например о повреждении безопасного провода заземления внутри какого-либо аппарата. Требования по изоляции силовых систем в опера­ционных, несмотря на их несомненную пользу, были исключены из Национального электрическо­го кодекса (National Electrical Code) в 1984 г., и при оборудовании новых или реконструкции старых операционных этим правилам безопасности следо­вать не обязательно.

В современной аппаратуре используются техни­ческие решения, которые снижают риск микрошока. К ним относят двойную изоляцию кожухов и рам, незаземленные батарейные источники питания, изо­ляцию больного от заземленной аппаратуры с по­мощью трансформаторов или оптических контактов.

Хирургическая диатермия

Электрохирургические инструменты работают от сверхвысокочастотного генератора, ток проходит через маленький активный электрод (каутер), больного и широкий плоский электрод (заземляю­щая прокладка, возвратный электрод). Прикосно­вение каутера к тканям вызывает, в зависимости от формы импульса, коагуляцию или, наоборот, рас­сечение тканей. Фибрилляции желудочков не воз­никает, потому что в электрохирургических прибо­рах используют ток сверхвысокой частоты — 0,1-3 млн Гц, в то время как частота тока в элект­росети составляет, например, 50-60 Гц. Большая поверхность соприкосновения низкоимпедансного возвратного электрода с тканями позволяет избе­жать ожогов в области контакта вследствие низкой плотности тока (понятие "выход тока" технически некорректно, так как ток скорее переменный, чем постоянный, поэтому правильнее использовать термин "область контакта"). Высокая мощность хирургического каутера (до 400 Вт) может приво­дить к индукции зарядов на кабелях мониторов, что вызывает электрическую интерференцию.

Нарушение функции возвратного электрода может быть вызвано его отсоединением от прибора, плохим контактом с телом или недостаточным ко­личеством геля. В подобных ситуациях ток будет искать другие места выхода (например, прокладки электрокардиографа, металлические части опера­ционного стола), что может привести к электроожогу (рис. 2-10). Профилактика диатермических ожогов заключается в правильном наложении воз­вратного электрода (вне костных выступов) и из­бежании заземления больного. Если ток проходит через область сердца, то могут возникнуть перебои в работе электрокардиостимулятора. Чтобы не до­пустить подобного осложнения, возвратный элект­род располагают как можно ближе к операционно­му полю и как можно дальше от сердца.

Рис. 2-9. Панель монитора изоляции электролинии. (С разрешения Ohio Medical Products.)

Современные электрохирургические приборы не имеют изоляции, такой как у силового обеспе­чения операционной. Поскольку этот уровень за­щиты распространяется не только на сами прибо­ры, но pi на их собственные изолированные силовые линии, нарушения в сети могут и не от­ражаться на мониторе изоляции электролинии. Хотя в некоторых электрохирургических прибо­рах путем измерения импеданса удается выявить недостаточную степень контакта между возврат­ным электродом и телом, в большинстве старых моделей сигнал тревоги срабатывает только при отсоединении электрода от аппарата. При исполь­зовании биполярных электродов ток распростра­няется только на несколько миллиметров, что делает ненужным использование возвратного элект­рода. Электрохирургические приборы могут нару­шать функционирование электрокардиостимуля­тора и регистрацию ЭКГ. Следовательно, во время работы хирургической электроаппаратуры необ­ходимо тщательно наблюдать за пульсом и регу­лярно проводить аускультацию сердца.