疫情下病毒迅速變種,如何提高醫(yī)療器械系統(tǒng)安全?
一、多方需求變化,醫(yī)療器械行業(yè)步入快速發(fā)展期
醫(yī)療技術(shù)的更新發(fā)展,推動醫(yī)療消費的豐富和提升;醫(yī)療衛(wèi)生體制的深化改革,疫情的影響,帶動相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展;老齡化加劇、全民健康意識的加強,促使家庭對醫(yī)療消費的增加。以上種種市場動向表明:醫(yī)療行業(yè)未來將會持續(xù)快速發(fā)展。
醫(yī)療器械的分類有很多種,根據(jù)法規(guī)管理的嚴苛程度劃分,可分為一類、二類、三類,其中三類為管理中最嚴格的,對安全性、有效性等要求最高;根據(jù)設(shè)備應(yīng)用場所劃分,可分為診斷類、治療類、輔助類,典型設(shè)備分別是核酸檢測儀、消毒滅菌儀等;根據(jù)設(shè)備與患者的接觸類型劃分,來自于醫(yī)療安規(guī)標準:B類、BF類、CF類,這些類別對漏電流等安規(guī)參數(shù)要求不同,為了保證使用醫(yī)療器械時患者的安全。
隨著醫(yī)療行業(yè)的不斷發(fā)展,醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)和質(zhì)量也在不斷提升,這促使其上游產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新發(fā)展,作為設(shè)備的“心臟”醫(yī)療電源來說,需求與要求也在不斷提升。而如何從產(chǎn)品性能、交期、品質(zhì)、安規(guī)、認證等各個方面匹配醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展,是醫(yī)療電源供應(yīng)商需要考慮和做到的。
二、“安全”與“合規(guī)性”,醫(yī)療器械電源立足之本
醫(yī)療器械電源最為看重的指標即是安全與合規(guī)性:安全與否,取決于電源是否能夠滿足醫(yī)療行業(yè)認證標準EN60601的要求,包含的參數(shù)有漏電流、安規(guī)距離等;合規(guī)性則體現(xiàn)在生產(chǎn)、物料能否保證足夠的一致性;過程管控是否合理、有效,并嚴禁流出不合規(guī)品。
安全標準包含:IEC 60601-1基本安全和基本性能的通用要求;
IEC 60601-1-2電磁干擾要求和測試。
合規(guī)性標準包含了安全與EMC。安規(guī)是硬性指標,產(chǎn)品自身就能決定是否滿足標準要求。而EMC是匹配性指標,電源自身必須滿足要求,同時還要求整機在設(shè)計時考慮布局、連接線、屏蔽等綜合設(shè)計。特別是體外診斷設(shè)備,包含了電路、水路、結(jié)構(gòu)、連接線、顯示、電動、加熱、制冷等眾多部件,在設(shè)計之初就要重點考慮EMC問題,避免后期花費昂貴的測試和整改成本。
三、如何設(shè)計優(yōu)質(zhì)醫(yī)療器械電源--設(shè)計要點簡析
滿足EN60601醫(yī)療行業(yè)認證標準
以金升陽的LOF系列為例,產(chǎn)品滿足5年質(zhì)保,產(chǎn)品安全性高,安全規(guī)范滿足IEC/EN/ES60601標準,漏電流低于0.1mA,適用于醫(yī)療設(shè)備BF類應(yīng)用,隔離耐壓與安規(guī)距離滿足醫(yī)療標準。
優(yōu)異EMC設(shè)計
從電源設(shè)計人員的角度來講,醫(yī)療電源要求的超低漏電流、高安全距離和耐壓等指標和小型化,高功率密度設(shè)計是相互掣肘的,市面上大部分產(chǎn)品會在EMI方面做出讓步,只滿足CLASS A標準,這大大增加了電源產(chǎn)品對醫(yī)療設(shè)備內(nèi)部其它功能電路模塊產(chǎn)生干擾的可能性。
LOF系列EMC裸機,傳導(dǎo)、輻射滿足CLASS B:
A.輸入EMI濾波模塊,PFC模塊和主功率模塊分別集中布局并采用散熱器(接地)巧妙隔離。將EMI干擾降到最低,同時減少EMC部分元器件,優(yōu)化空間。滿功率輸出,輸入整流橋前端,可僅用1級Y電容。
B.輸入采用扁平線共模電感設(shè)計,全自動化繞線,無交叉重疊,匝間電容小,阻抗平衡
好,EMI效果遠超傳統(tǒng)磁環(huán)共模電感,且體積小,外觀精美。
C.自帶PFC功能,易滿足IEC/EN61000-3-2 CLASS A and CLASS D;靜電可滿足最新標準的8KV/15KV。
傳導(dǎo)輻射波形如下,余量非常充足:
好的產(chǎn)品在設(shè)計時便要提前考慮生產(chǎn)的效率,降低工序的復(fù)雜度,不僅可以降低工時成本,更能極大提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性,繼而減少醫(yī)療器械后期的調(diào)試。LOF系列創(chuàng)新工藝設(shè)計,從細節(jié)上精準把控產(chǎn)品質(zhì)量:
醫(yī)療器械設(shè)備的特殊應(yīng)用環(huán)境決定了它的嚴謹性,在選取醫(yī)療電源時更是如此,既要考慮安規(guī)參數(shù)和EMC性能,在設(shè)計階段還要考慮結(jié)構(gòu)與EMC兼容程度,同時也要考慮產(chǎn)品可靠性、供貨穩(wěn)定性、成本、技術(shù)服務(wù)等等因素。
四、基于市場需求的方案開發(fā)--醫(yī)療器械電源的典型應(yīng)用案例
典型方案一:排痰機
排痰機主要是繼電器、電機、泵等感性負載,很容易出現(xiàn)尖峰干擾。需求電源擁有足夠的抗干擾能力,才能保證電源能夠長期穩(wěn)定可靠工作。
金升陽的LOF系列高端電源的前端都有兩級以上的差模和共模濾波,能夠有效抑制尖峰干擾。從LOF輸出取電給感性負載供電,也能有效過濾,避免干擾泄放到供電網(wǎng)絡(luò)中,導(dǎo)致傳導(dǎo)和輻射不通過。
值得注意的是,市電直接供電的負載和連接線較長的負載,需要進一步增加濾波和合理布線,避免干擾從連接線上發(fā)射出去。
典型方案二:呼吸機
呼吸機是與患者密切接觸的產(chǎn)品,安全防護等級要求滿足2個MOPP的隔離要求。金升陽LO-MU系列滿足IEC60601-1,EN60601-1等醫(yī)療標準,滿足2個MOPP防護,患者漏電流小于75uA,并且噪音極低,小于25dB,保證環(huán)境安靜、舒適。
同時,金升陽LOF系列為大功率的AC/DC電源,自帶PFC功能,滿足IEC 61000-3-2的諧波要求,方便客戶整機出口歐洲。
五、洞察行業(yè)趨勢、滿足市場需求
醫(yī)療器械對電源的要求,安全可靠是首要關(guān)注的,其次需要考慮EMC,貨期,成本等因素。金升陽基于完善的電源研發(fā)平臺快速響應(yīng),匹配醫(yī)療器械的應(yīng)用需求,緊跟行業(yè)的發(fā)展,精細化產(chǎn)品,致力于給行業(yè)、客戶提供更高可靠性、穩(wěn)定性的方案,推動醫(yī)療行業(yè)發(fā)展更進一步。
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