第三节　生物电测量中的电安全性

人体是特殊的导体，不同组织具有不同的电阻和导电能力。当被试者身体的某一部分与生物电测量仪器连接后，即成为整个电路系统的一部分。因此必须注意在检查过程中的电安全性，防止电路漏电对人体造成电击伤害。

由于很多临床检测仪器与人体直接相连接，因此对电安全性有严格要求。医学检测仪器分为以下3类：①B型仪器：只能在人的体表和体腔内使用，但不能直接与心脏连接；②BF型仪器：在B型的基础上，在患者与仪器的接触部分增加浮置绝缘体；③CF型仪器：具有浮置绝缘装置并可直接连接心脏的仪器。EEG仪器属于B型仪器，即有源的（需要外来动力，如电源）、接触人体表面或侵入体内（如颅内电极置入）的、暂时（<24小时）或短期（24小时至30日内，如长程EEG监测）使用的、用于疾病检查目的的医疗仪器。国家对医疗器械的安全管理分为3类，第Ⅰ类是指通过常规管理足以保证其安全性、有效性的医疗器械；第Ⅱ类是指对其安全性、有效性应当加以控制的医疗器械；第Ⅲ类是指置入人体，用于支持、维持生命，对人体具有潜在危险，对其安全性、有效性必须严格控制的医疗器械。头皮记录EEG仪和闪光刺激器、体外电刺激器（如诱发电位）、经颅磁刺激器等属于Ⅱ类设备，而置入脑内的颅内记录EEG仪和颅内电刺激器则属于要求更高的Ⅲ类设备，在使用过程中应高度重视电安全性问题。

人体组织中多数含水量较高，是一个良导体，当人体成为电路的一部分时，就可能有电流通过人体组织，从而产生电击，引起人体组织不同程度的损伤。而电击主要是由仪器泄漏电流或由于仪器接地不良，外壳带电所致。电流通过人体时，主要以3种方式影响人体组织：①组织的电阻性发热，如神经外科术中电凝止血就是利用电阻性发热，但这种热损伤必须控制在一定范围而不能损伤正常脑组织；②引起易兴奋组织的电兴奋，如触发心脏传导系统引起心律失常，或皮质电刺激时引起后放电甚至癫痫发作；③电击引起电化学烧伤。因此在EEG和其他相关神经电生理检测过程中，用电的安全性是始终需要注意的问题。

电源

电源用于为EEG仪器系统供电。出于对人体和仪器安全的角度考虑，EEG仪器应连接医院专用的安全供电系统，其线路及插座的质量及安全标准均高于普通市电的电路。应使用三相插头和插座，并确保其中的地线接地良好。使用三相插头和插座时，插座的地线端（电源地线）必须保证有良好的接地，这样在发生短路等故障时，电流会即刻通过地线流入低电阻的大地，从而保证人体和仪器的安全。因为即使仪器本身带有保险丝或断路器，在发生短路时可以保证仪器安全，但瞬间的巨大电流仍有可能部分从患者身体流过，对患者具有潜在危害。对仪器和电源插头应定期进行预防性的维护检查。

EEG仪器安装时应合理布线，因为电缆虽然绝缘，但电线之间或电线与仪器之间仍可能存在小的电容，当有电流通过时会产生放电，而这种漏电电流在接地不良时会对患者造成潜在危险，并对EEG记录产生干扰。应尽量不使用电源转接延长线以减少电容性泄漏电流。

使用隔离电路可使与人体直接连接的引线部分与电路部分分隔开来，能有效防止人体受到电击，并可屏蔽电源的50Hz交流电可能对EEG记录产生的干扰。电源系统应尽量远离EEG的前置放大器和患者，以减少电源干扰进入放大器。

在供电不稳定的环境内，可配置不间断电源，以保证在意外断电时仪器和数据的安全。

地线

许多电器设备都有一个金属外壳，若仪器的外壳接地不良，电源的火线与机壳之间的绝缘产生故障或有电容短路时，都会在机壳和地之间产生一定的电位差，即泄漏电流。所有电子仪器都存在一定的泄漏电流。此时如有人同时接触仪器外壳和地，就会受到电击。而地线的作用就是将泄漏电流引入大地，保障人员和设备安全，并可起到消除交流电干扰的作用。

地线包括电源地线、EEG仪器地线和EEG信号地线（不是指电源的地线）。前两者是为了保证人体和设备安全，后者是为了保证放大器电路的正常工作。其中仪器地线又称底盘接地（chassis ground）或安全接地，是将EEG仪器的金属外壳通过导线与大地连接。在仪器出现漏电时，地线可将电流引入大地。为使EEG仪器有良好的接地，EEG室的电源应埋设专用地线，地线连接仪器的一端可插入仪器的专用地线插口，或固定在仪器外壳的金属螺丝等导电部位；接地一端连接直径1米的铜板并深埋于地下3米，周围用木炭填充，对地阻抗值≤3Ω。如果同一患者身体连接有其他电子仪器如心电图机或监护仪，各台仪器应连接到同一地线，即单点接地。若采用多点接地法，各仪器的漏电流和接地阻抗均不一致，易在人体产生电压差，影响仪器的正常工作，严重时能对人体造成伤害。

现在的EEG仪多数具有较强的抗干扰能力，不需要放置在特殊的屏蔽室内。但如果EEG室周围有功率较强的电源或电器设备，如磁共振仪器、理疗科仪器等，会对记录造成很大干扰。此时可安装金属网（一般是铜网）的屏蔽室，屏蔽室要有良好的接地，使外界电磁波通过金属屏蔽网进入地下。

漏电流

相比电压而言，电流对人体的危险性更大。例如衣物摩擦产生的静电瞬间电压可高达数千甚至上万伏，但由于产生静电时没有流动的电荷即没有电流通过，所以即使电压很高，一般也不会对人体造成危害。但流经人体的很小的电流就有可能对人体造成伤害（表1-2）。很多医学检测仪器与人体相连接，如果仪器存在漏电流，有可能对人体造成电击的危险，因此漏电流是生物医学测量仪器的主要电学安全性指标。漏电流主要来源于连接仪器的电源线所产生的电容和电感。在电源接地良好的情况下，漏电流可直接导向地线。但如果地线连接不好，则电流可流向仪器。仪器所携带的漏电流主要发生在3个部位（图1-10）：①接地漏电流，指从电源地线上通过的流入大地的电流。在电源接地良好的条件下，即地线的电阻<0.1Ω时，接地漏电流反映了仪器电源漏电流的大小。②机壳漏电流，指漏电流流入仪器使机壳带电，当人体接触机壳上裸露的导体部分时，漏电流会通过人体流入大地，或流向仪器系统的其他部分，造成对人体和仪器的潜在危害。③患者漏电流，指漏电流通过连接人体的导线和被测人体本身流入大地，这种电流对人体产生电击的危险最大，是生物医学检测仪器所特有的电学安全性指标。

接触EEG仪器的人群可分为3类：①仅靠近并可能接触到仪器，但没有特意与仪器相连，例如EEG操作人员，其所允许接触到的最大漏电流为500μA；②皮肤与电极连接，但不接触其他的医疗设备，如接受EEG检测的患者，其所能允许的最大漏电流为100μA；③高危人群，如有血管内导管、心脏起搏器或身体连接其他医疗设备的患者，其所能允许的最大漏电流为10μA。

电击

流过人体的电流造成对人体的伤害称为电击。电器设备的电击危险主要来自仪器系统的漏电流。根据电击的强度可分为2种类型：①宏电击，指在高压大电流条件下，经皮肤流过人体的电流所产生的电伤害。仪器的漏电流，包括上述的机壳漏电流和患者漏电流，是引起宏电击的最主要原因，因此在仪器系统的设计和使用中，要采取措施将漏电流限制在允许值以下。②微电击，指不经皮肤而直接流过体内脏器的微弱电流所产生的伤害，例如将某些电极、传感器或导线直接插入或置入体内，此时如仪器系统有漏电现象，漏电流将不经皮肤电阻的衰减而直接到达体内重要器官，例如心脏在微电流的电击下即可能产生心室颤动等严重后果（见表1-2）。根据医疗电子仪器在人体的应用范围，将设备防电击程度分为3类：①B型是对电击有基本防护的设备，如彩超、电子血压计等；②BF型是具有F型隔离要求的B型设备，如理疗科低频电子脉冲治疗设备；③CF型是直接应用于心脏的设备，如心电图机、心电监护仪等，对漏电保护的要求最高。EEG仪属于BF型仪器。根据国际标准，各型仪器漏电流的最大允许值见表1-3。