Техника безопасности при клинической эксплуатации электромедицинских изделий

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

Ю.Г. Герцик

Техника безопасности  
при клинической эксплуатации 
электромедицинских изделий 

Учебное пособие

УДК 61 (075.8)
ББК 53.5+28.071+30.607+65.495
 
Г41

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/65/book1686.html

Институт современных образовательных технологий
Кафедра «Повышение квалификации и профессиональная  
переподготовка специалистов в области фундаментальных основ 
медико-технических технологий»

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 

Герцик, Ю. Г. 
Г41  
Техника безопасности при клинической эксплуатации электромедицинских изделий : учебное пособие / Ю. Г. Герцик. — 
Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Бау мана, 2017.  — 
61, [3] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4725-1
Рассмотрены аппаратные методы диагностики, лечения и реабилитации. Исследованы подходы к обеспечению безопасности пациентов, медицинского и технического персонала при эксплуатации, 
ремонте, разработке и производстве электронной техники. Приведены правила оказания первой помощи. 
Для слушателей курсов повышения квалификации ИСОТ МГТУ 
им. Н.Э. Баумана, руководителей и специалистов предприятий по 
разработке, производству, техническому обслуживанию и ремонту 
медицинских изделий, специалистов структурных подразделений 
этих предприятий, а также специалистов учреждений здравоохранения, ответственных за эксплуатацию медицинских изделий.

УДК 61 (075.8)
ББК 53.5+28.071+30.607+65.495

 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

 
© Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4725-1 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

Предисловие

Сегодня в клинической практике активно применяют аппаратные методы диагностики, лечения и реабилитации. В основном эта 
техника электронная или включающая в себя электронные устройства, поэтому важнейшей задачей при ее клинической эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте, производстве и разработке является обеспечение безопасности пациентов, медицинского 
и технического обслуживающего персонала. Подходы к решению 
этих задач в настоящее время и возможности более эффективного 
решения их в будущем отражены в данном издании с учетом современных требований к обеспечению электробезопасности медицинской техники.
В конце пособия приведены вопросы для итогового тестирования и рекомендуемые темы выпускных работ.
Издание предназначено для слушателей курсов повышения квалификации Института современных образовательных технологий 
(ИСОТ МГТУ им. Н.Э. Баумана), руководителей и специалистов 
предприятий по разработке, производству, техническому обслуживанию и ремонту медицинских изделий, специалистов структурных 
подразделений этих предприятий, а также специалистов учреждений здравоохранения, ответственных за эксплуатацию медицинских изделий.

Глава 1. Виды поражения электрическим током.  
Факторы, обусловливающие степень поражения

Существуют два основных вида поражения организма электрическим током: электрическая травма и электрический удар [1–4].
Электрическая травма — результат местного воздействия тока 
на ткани и органы: электрические ожоги и знаки, электрометаллизация кожи.
Электрический ожог — следствие теплового действия тока, проходящего через тело человека, или результат воздействия электрической дуги при замыкании (обычно если Uраб ≥ 1000 В).
Электрические знаки — поражение кожи в виде резко очерченных округлых пятен, возникающих в местах входа и выхода тока из 
тела при соприкосновении с электродами.
Электрометаллизация — внедрение в кожу мельчайших частиц 
расплавленного под действием тока металла.
Электрический удар — возбуждение тканей организма под действием тока, сопровождаемое непроизвольным судорожным сокращением мышечных тканей.
Наиболее тяжелое последствие электрического удара — поражение внутренних органов человека (сердца, легких, ЦНС и т. д.). 
В результате поражения сердца могут происходить нарушение ритма и фибрилляции его желудочков; при поражении легких — расстройство дыхания, удушье; при поражении ЦНС — шок.
Последствия электрического удара не всегда смертельны, так 
как действие тока на организм зависит от большого количества различных факторов: силы и частоты тока, напряжения, сопротивления биотканей тела, которое различно и обычно колеблется от 1 до 
20 кОм, продолжительности воздействия и путей прохождения тока.
Кроме того, сопротивление кожи человека (даже без учета электрических аномалий в зонах акупунктурных биологически активных точек) является нелинейной величиной. На нее влияет влажность, эмоциональное состояние, значение и время приложения 
напряжения. Сопротивление кожи резко уменьшается после нарушения ее верхнего слоя, при ее нагреве, увеличении потоотделения, 

а также если площадь контакта с электродом при электрофорезе, 
гальванизации и электростимуляции достаточно большая.
Сопротивление внутренних органов практически не зависит от 
указанных факторов. Обычно в расчетах электробезопасности, выходных параметров при электростимуляции, гальванизации и электрофорезе принимают сопротивление биологических органов меньшим или равным 1 кОм. При разработке каждого аппарата, прибора 
и методики их применения эти вопросы должны решать медики 
совместно с научными и техническими работниками индивидуально, с учетом всех воздействующих факторов, параметров окружающей среды, областей применения данной медицинской техники. 
В большей части случаев при проведении воздействия через кожу 
рекомендуется принимать электрическое сопротивление человека 
равным 1000 Ом с учетом возможных травм и патологий кожи.
При воздействии тока на организм важно время его действия. 
Сила тока, вызывающая паралич или фибрилляцию сердца, определяется по формуле [1]: 

I ≈ 50/t, мА,

где t ≤ 1 c.
Постоянный и переменный токи оказывают разное воздействие 
на организм, причем необходимо учитывать, что биологические 
ткани обладают различной способностью реагировать на воздействие электрического тока. Проанализируем влияние на биоткани 
постоянного и переменного электрического тока. 
Ткани человека состоят в основном из белковых коллоидов, относительно плохо проводящих постоянный электрический ток, и 
растворов солей Na, K, Ca, Mg, являющихся хорошими проводниками и, естественно, определяющих электропроводность тех тканей, 
в которых они превалируют.
В организме наилучшая проводимость у жидкостей (кровь, лимфа и т. д.) и тканей, пропитанных тканевой жидкостью, например 
мышечных. Тканевые жидкости по составу близки к плазме крови и 
представляют собой соединение коллоидных растворов, органических и неорганических солей. Общая концентрация солей соответствует 0,85–0,90%-ному раствору поваренной соли (изотонический 
раствор). К диэлектрикам относятся сухая кожа, кость (без подкостницы), к полупроводникам — нервная и жировая ткани.
Электропроводность различных участков организма определяет путь распространения тока между электродами. Соответственно, 
ток между электродами проходит не по кратчайшему расстоянию, 

как в однородном веществе, а в основном по пути наименьшего 
сопротивления — вдоль кровеносных и лимфатических сосудов, 
потоков тканевой жидкости и, что наиболее существенно, вдоль 
оболочек нервных стволов, включающих жидкие структуры. Такой 
путь тока может оказать побочное воздействие на центральную и 
периферическую нервные системы. Кроме того, необходимо учитывать, что распространение тока в биотканях обусловливает сложное 
распределение путей тока в организме, которое может захватывать 
удаленные от мест наложения электродов области.
Также внутри тканей вследствие наличия в них различных полупроницаемых перегородок происходят явления электрохимической 
поляризации, из-за чего возникают местные скопления ионов, образующие пространственные заряды того или иного знака, которые 
создают свою собственную разность потенциалов, направленную 
противоположно внешнему прилагаемому сопротивлению. Причем продукты электролиза растворов, находящихся в тканях между электродами, в частности хлорида натрия, уменьшают активную поверхность электрода, образуя на ней пузырьки газа, которые 
создают с веществом электрода гальванические пары, напряжение 
которых направлено против приложенного напряжения. Можно 
отметить, что электропроводность биологических тканей в большей степени связана с наличием ионов и в меньшей — с наличием 
заряженных молекул. Для оценки сопротивления биологических 
тканей обычно используют произведение удельного сопротивления (r, Ом·м) мембраны на ее толщину. Необходимо учитывать, что 
сопротивление кожи прохождению постоянного тока зависит от состояния ее поверхности. Сухая и мозолистая кожа постоянный ток 
практически не проводит. Молодая, влажная, покрытая потом или 
травмированная кожа, а также с гиперемией или при наличии отека, 
является хорошим проводником тока. 
Можно сделать вывод, что суммарное сопротивление постоянному току участка тела между электродами определяется в основном сопротивлением слоя кожи, а помимо этого — сопротивлением 
слоя подкожной жировой клетчатки в месте наложения электродов. 
Сопротивление мышечных и других, более глубоко лежащих тканей, значительно меньше. В этой связи общее сопротивление между 
электродами, наложенными на поверхность кожи, в основном зависит от состояния кожи и площади соприкосновения с электродами и 
в меньшей степени — от расстояния между ними.
При рассмотрении воздействия переменного тока на биоткани 
необходимо учитывать их емкостные свойства, наиболее присущие 

коже и мембранным структурам клеток, которые обусловливают зависимость сопротивления биотканей от частоты, что используется, например, при электростимуляции и высокочастотной терапии. 
Диэлектрические свойства биотканей определяются наличием в их 
составе большого (до 80 %) количества воды и растворенных в ней 
макромолекул, образующих заряженные слои, которые ведут себя 
во внешнем электрическом поле как доменные структуры. При этом 
необходимо помнить, что комплексное сопротивление тканей переменному электрическому току в соответствии с законами физики 
обратно пропорционально частоте воздействия и емкости биологических тканей.

Глава 2. Меры электробезопасности, применяемые  
к различным видам электромедицинской техники

Для обеспечения электробезопасности необходимо соблюдать 
следующие условия эксплуатации электромедицинской техники: 
• все части аппаратов (кроме рабочих, т. е. воздействующих), 
особенно электроды, которые могут находиться под напряжением, необходимо изолировать от пациента и обслуживающего персонала. Эти части не должны быть доступными после снятия (без 
применения инструментов) кожухов, крышек, задвижек и т. п., за 
исключением тех элементов, которые находятся под напряжением 
≤ 25 В переменного тока или ≤ 60 В постоянного тока;
• необходимо проверить постоянную времени разряда емкостей аппарата, находящихся под напряжением после отключения от 
сети: она не должна превышать 1 с. По истечении этого времени 
напряжение на сетевой вилке не должно быть более 60 В. Если это 
требование не выполняется, нужно проверить соответствие эксплуатационной документации номиналов емкостей и разрядных резисторов, через которые обеспечивается разряд конденсаторов, а при 
необходимости — произвести замену;
• при наличии в аппарате частей, находящихся под напряжением 
1000 В переменного или 1500 В постоянного тока, на этих частях или 
рядом с ними должен быть знак высокого напряжения — красная молния. Рекомендуется на кожухе (крышке) помещать предупредительную надпись: «Перед снятием кожуха аппарат отсоединить от сети».
При анализе случаев поражения током пациента или персонала 
необходимо иметь доказательства того, что прикосновение к элек

троду осуществлялось отверткой или другим электропроводящим 
предметом, что представляет собой намеренное действие, за которое несет ответственность пострадавший, а не персонал, обслуживающий аппаратуру.
Кроме закрытия находящихся под напряжением частей аппарата 
кожухами и т. п., используется также основная или усиленная изоляция.
Основная изоляция достаточна для обеспечения работоспособности аппарата, но не всегда — для соблюдения электробезопасности, так как возможно нарушение изоляции вследствие механических повреждений, старения и т. п. При этом особо опасно нарушение изоляции сетевых цепей, так как в данном случае на корпусе 
появляется напряжение относительно земли, равное напряжению 
питающей сети.
Для дополнительной защиты от напряжения прикосновения в 
электромедицинских аппаратах и приборах применяют различные 
методы.
Исходя из степени опасности поражения электрическим током 
и степени защиты пациента от поражения все изделия медицинской 
техники, включающие электрические блоки, в соответствии с ГОСТ 
Р 50267.0–92 подразделяют на три класса.
I класс — изделия, у которых сетевая часть отделена от доступных для прикосновения металлических частей только с помощью 
основной изоляции. В приборах данного класса должно быть предусмотрено защитное заземление.
II класс — изделия, у которых отсутствие защитного заземления 
компенсируется дополнительной усиленной изоляцией доступных 
для прикосновения частей. Это требование выполняется с помощью 
следующих технических решений:
• изделия изготавливают в корпусе из прочного, практически 
сплошного изоляционного материала, закрывающего все токопроводящие части, за исключением табличек, винтов, заклепок и т. п., 
которые должны быть дополнительно изолированы от находящихся 
под напряжением частей;
• изделия изготавливают в металлическом токопроводящем корпусе, в котором для отделения всей сетевой цепи от токопроводящих 
частей, доступных для прикосновения, используется двойная изоляция или усиленная, если применение двойной нецелесообразно. 
III класс представляет собой комбинацию двух вышеназванных.
Кроме того, в эксплуатации по настоящее время находятся аппараты, относящиеся к классу 0I, отличие которого от класса I состо

ит в том, что в аппаратах и приборах класса I заземляющий провод 
находится в одном кабеле с сетевыми проводами, в то время как в 
аппаратах и приборах класса 0I заземляющий провод выполняется 
отдельно от сетевых проводов, омическое сопротивление его должно 
быть не более 4 Ом, а в качестве заземляющего необходимо использовать или одножильный провод без оплетки с сечением не менее 4 мм2, 
или многожильный в оплетке с сечением не менее 1,5 мм2.

Глава 3. Обеспечение электробезопасности  
при клинической эксплуатации  
электромедицинской техники

В данной главе рассмотрены вопросы электробезопасности, свя
занные с конструктивными особенностями и спецификой эксплуатации электромедицинских приборов и аппаратов, а также возможные опасности для обслуживающего персонала и пациентов, необходимые меры защиты от низкочастотных токов и высоко частотных 
полей, создаваемых при работе ряда физиотерапевтических аппаратов. Проанализированы параметры опасного действия на организм 
электрического тока и основные предохранительные средства, такие как защитное заземление и зануление.
Действие электрического тока на организм, как указывалось ранее, зависит от большого количества факторов.
Сила тока является одним из основных параметров, определяющих сте пень поражения человека током. Физиологи установили, 
что при сжимании электродов руками ощущение тока с частотой 
50...60 Гц появляется при силе тока около 1 мА, при увеличе нии 
тока до 5...10 мА начинаются судороги в руках, при токе 12...15 мА 
уже трудно оторваться от электродов, при 50...80 мА наступает 
пара лич дыхания, а при 90...100 мА и длительности воздействия 3 с 
и бо лее — паралич сердца. При действии постоянного тока соответствующие реакции имеют место в момент замыкания и размыкания 
цепи и насту пают при значительно большем его значении. Так, ощущение физиологического воздействия постоян ного тока появляется 
только при 5...10 мА, затруднение дыхания — при 50...80 мА, паралич дыхания — при 90...100 мА.
Рассмотренные выше различные виды действия электрического 
тока на организм характеризовались силой тока, а не значениями 
приложенного к телу напряжения. Это объясняется главной ролью 

тока в раз витии реакции организма. Однако во многих случаях 
представляет ин терес значение напряжения, которое может вызвать 
в биотканях человека пороговые токи. Для этого необходимо знать 
сопротивление тела чело века.
Как показано выше, электрическое сопротивление тела не является постоянной величи ной. При постоянном токе и на низких 
частотах оно определяется в основном сопротивлением рогового 
слоя кожи. Сопротивление неповрежденной сухой кожи составляет 
около 104 Ом. Сопротивление влажной кожи может снижаться в десятки и сотни раз.
Сопротивление кожи является нелинейной величиной, оно зависит от значения и времени приложения напряжения, существенно 
умень шаясь после повреждения верхнего слоя кожи. Ее сопротивление уменьшает ся также с нагревом и увеличением потоотделения, что имеет место при большой площади контакта и значительном контактном давлении электродов. Сопротивление внутренних 
органов практически не зависит от выше указанных факторов и 
принимается равным 1000 Ом. Так как прихо дится учитывать возможность наличия минимального значения электросопротивления 
кожи, то при рас четах на электробезопасность приборов общее 
электрическое сопротивление человека также принято счи тать 
равным 1000 Ом.
Важнейшее значение для исхода несчастного случая имеет время дей ствия тока на организм. С уменьшением времени действия 
увеличи вается допустимая сила тока Ih, не вызывающая паралич 
или фибрилляцию сердца. Эта зависимость для переменного тока 
промышленной частоты вычисляется по эмпирической формуле

50 ,
hI
t
=

где t — продолжительность прохождения тока через биологические 
ткани, с. Формула действительна при t ≤ 1 с.
Кроме того, как показано в главе 2, весьма существенным является путь тока в теле человека. Особенно опасны случаи поражения, 
при которых ток проходит через сердце и легкие, т. е. от руки к руке 
или от руки к ноге. 
Наиболее часто встречающиеся случаи поражения электрическим током связаны с касанием металлических частей, находящихся 
под напряжением питающей сети. Это могут быть непосредственно 
сетевые провода либо корпуса изделий, имеющих поврежденную 
изоляцию и замыкание сети на корпус.