Medizinisch genutzte Bereiche

Einleitung

Sicherer Betrieb in der Medizintechnik :
In der Medizintechnik werden erhöhte Anforderungen an Elektrisch betriebenen Mitteln und deren Versorgung vorausgesetzt. Zu Grunde gelegt für die Sicherheit, der Anwender Patienten und Dritte hierfür sind die anerkannten Regelnder Technik. Deren Ausführung sind beschrieben in dem Regelwerk der DIN VDE, speziell hier wird auf die DIN VDE 0100 teil 710 eingegangen, die nach Euröpäischem Standard im November 2002 Harmonisiert wurde. Des weiteren gelten die Bestimmungen der KhBauVO (Krankenhausbauverordnung), auf die an dieser stelle nicht weiter eingegangen wird. Eine zuverlässige und sichere Versorgung für elektrische Anlagen und Betriebsmittel, ist unabdingbar für einen sicheren Workflow in Medizinisch genutzten Räumen. Die Räume die zur Behandlung, Therapie und Überwachung von Patienten bestimmt sind, sind in die Raumgruppen 0, 1 und 2 eingeteilt, an die verschiedene Anforderungen, zur Aufrechterhaltung des Betriebes und zum Schutz der Personen, gestellt wird.

Anwendungsgruppen gemäß VDE 0100 Teil 710

Die Regelungen zum Errichten von Niederspannungsanlagen in Medizinisch genutzten Bereichen werden wie folgt definiert.

Gruppe 0 (DIN VDE 710.2.5)*

Medizinisch genutzter Bereich, in dem die elektrische Anlage bei Auftreten eines ersten Körper- oder Erdschlusses oder Ausfall des allgemeinen Netzes abgeschaltet werden kann.
Untersuchungen und Behandlungen von Patienten können abgebrochen und wiederholt werden. In diesem medizinisch genutzten Bereich werden keine Anwendungsteile angewendet.
In diesem Bereich sind Bemessungsstromstärken, nach bestimmter Selektivität[[#sdfootnote1sym|1]] mit Leitungsschutzschaltern und Fehlerstromschutzeinrichtungen zu versehen. Die Fehlerstromschutzeinrichtung muss einen Auslösewert von <30mA haben. Die Leitungen der festen Installation bedürfen keiner weiteren Abschirmung zur Elektromagnetischen Verträglichkeit.

Gruppe 1 (DIN VDE 710.2.6)*

Medizinisch genutzter Bereich, in dem die elektrische Anlage bei Auftreten eines ersten Körper- oder Erdschlusses oder Ausfall des allgemeinen Netzes abgeschaltet werden kann.
Untersuchungen und Behandlungen von Patienten können abgebrochen und wiederholt werden. Die Untersuchungs- Behandlungsmethoden erfordern zusätzliche Maßnahmen. In diesem medizinisch genutzten Bereich sollen die Anwendungsteile wie folgt eingesetzt werden:

  • äußerlich,
  • invasiv zu jedem beliebigen Teil des Körpers, ausgenommen bei Anwendungen nach 710.2.7.



In Bereichen die der Raumgruppe ,1' zuzuordnen sind, müssen wie in Räumen der Gruppe ,0' die Stromkreise im ersten Fehlerfall abschalten, durch die Verwendung von LS-Schaltern sowie Fehlerstromschutzeinrichtungen. Darüber hinaus gelten hier besondere Anforderungen an die OP Beleuchtung und Lebenserhaltenden Geräte, dass bei einem Ausfall der Hauptnetzversorgung eine Notstromversorgung selbsttätig einschaltet und mindestens eine OP Leuchte, sowie alle Geräte die zur Aufrechterhaltung der Lebensnotwendigen Funktionen dienen. Diese Notstromversorgung (NSV) kann mittels Zentralisierter NSV (Akkupacks, Zweite Spannungsversorgung durch Hauptversorgung etc.)gewährleistet werden oder durch Stationäre Akkupacks die in den Gehäusen der Medizinischen Geräte untergebracht sind. Diese Geräte sind außerdem mit einer Isolationsüberwachung auszustatten, sie dürfen im ersten Fehlerfall (Körperschluss o.ä.)nicht ausfallen. Der wert der Isolation darf >50kΩ nicht unterschreiten.
Eine sehr große Bedeutung findet in der Installation von Medizinisch genutzten Bereichen,der Gruppe ,1' , der zusätzliche Potentialausgleich nach DIN VDE 0100 teil 710, welcher an die, in der gewöhnlichen Installation nach teil 410 und 540 der DIN VDE 0100, bestehenden Hauptpotentialausgleichsschiene anzuschließen ist. Darunter Zählen sämtliche Geräte die in der Patientenumgebung, in einem Umkreis von 1,25m, zur Anwendung kommen.

Diese Forderung betrifft auch Nichtmedizinprodukte wie Video-Monitore, Videoprinter und - recorder, die in medizinischen Räumen der Gruppen 1 und 2 eingesetzt werden.[[#sdfootnote2sym|2]]
Des weiteren findet die Abschirmung gegenüber Elektromagnetischen Einflüssen einen immer höheren Stellenwert, da die Geräte zur Überwachung und Behandlung immer empfindlicher werden. Diese Abschirmung wird realisiert durch s.g. Abschirmplatten oder bereits mit abgeschirmten Leitungen in deren Mantel sich ein Drahtgeflecht befindet.

Gruppe 2(DIN VDE 710.2.7)*

Medizinisch genutzter Bereich, in dem die elektrische Anlage bei Auftreten eines ersten Körper- oder Erdschlusses oder Ausfall des allgemeinen Netzes nicht abgeschaltet werden darf.
Die Untersuchung und Behandlung ist für den Patienten gefährlich, eine Wiederholung unzumutbar oder die Beschaffung von Untersuchungsergebnissen nicht erneut möglich.
In diesem medizinisch genutzten Bereich werden die Anwendungsteile für Anwendungen wie intrakardiale Verfahren in Operationssälen und lebenswichtige Behandlungen eingesetzt, wo eine Unregelmäßigkeit (ein Fehler) in der Stromversorgung Lebensgefahr verursachen kann.
Eine medizinisch genutzte Einrichtung, die gelegentlich für Anwendungen entsprechend 710.2.7 genutzt wird, ist der Gruppe 2 zuzuordnen.
Die Räume der Gruppe ,2' bedürfen einer besonderen Aufmerksamkeit, da diese Raumgruppe nicht direkt geerdet werden darf, es gilt eine Abschaltung im ersten Fehlerfall zu vermeiden.
Die Realisierung durch ein IT – Versorgungsnetz (Isolèe Terrè) ist somit für diese Räume vorgeschrieben. Das Netz selber hat einen Isolierten Potentialausgleich, der durch eine Schutztrennung mit einer galvanisch trennenden Trenntransformator zu errichten ist, die Nennleistung der Trenntrafos liegt zwischen 3,15kVA und 8kVA. In jedem Stromkreis aus der Hauptverteilung muss eine Isolationsüberwachung installiert sein die bei einem Unterschreiten des Isolationswertes von >50kΩ ein Audio- und Akustisches Signal zu geben hat.
Bei Ausfall der HSV (Hauptstromversorgung) der eine SSV[[#sdfootnote3sym|3]] nachgeschaltet sein muss, die sich auch bei bedarf manuell vom Medizinischem Personal umschalten lassen muss. Diese SSV hat eine Umschaltzeit von <15s und bedient sämtliche zur Betriebsaufrechterhaltung notwendigen Geräte und wird durch ein gesondertes Verteilungsnetz gespeist.
Bei Ausfall der allgemeinen Stromversorgung muss zur Aufrechterhaltung des Krankenhausbetriebs eine sich selbsttätig einschaltende Ersatzstromversorgung innerhalb von mindestens 15 Sekunden die Versorgung der aufgeführten Verbraucher übernehmen. Diese Einrichtungen müssen für eine Dauer von bis zu mindestens 24 Stunden weiter betrieben werden können.[[#sdfootnote4sym|4]]
Der Ausfall der HSV muss mit die Einrichtung diese mind.24 Std. überbrücken.
Zur Überbrückung der Anlaufzeiten wird auch gefordert eine ZSV (zusätzliche Sicherheitsstromversorgung) mit einer Schaltzeit von nicht länger 0,5s und einer Betriebsdauer von mindestens 3 Std. Diese Einrichtung wird durch Akkupacks in zentralisierter Form ausgeführt.
Zu Beachten gilt es des weiteren, das die Versorgungseinheiten (HSV /SSV) in getrennten Räumen oder von einander Isolierten Gehäusen auf zu stellen sind und die Leitungen der jeweiligen Versorgungseinheiten in getrennten Trassen zu verlegen sind.
Neu ist die getrennte Aufstellung der Hauptverteiler für die Allgemeine Stromversorgung und den Versorgungseinrichtungen für Sicherheitszwecke (Sicherheitsstromversorgung) in jeweils eigene abgeschlossene elektrische Betriebsstätten. Damit ist das Normengremium den Anforderungen der MLAR[[#sdfootnote5sym|5]] gefolgt, die allerdings lediglich die Unterbringung des SV-HV in eigene Räume fordert. Zu beachten ist, dass die neue VDE-Norm die alternativen Möglichkeiten der MLAR, nämlich die Verwendung von Verteilern entsprechend DIN 4102 Teil 12 und die weniger gebräuchliche Ummantelung der Verteiler mit geeigneten Baustoffen nicht erwähnt. Die nach der DIN VDE 0100 Teil 710 geforderte Lösung wird sich in der Praxis durchsetzen.
Die zwei Zuleitungen sollen getrennt voneinander, mindestens aber auf getrennten Kabeltragsystemen verlegt werden. In der Norm ist die Empfehlung als Anmerkung 5 dem Abschnitt 710.512.1.6.1 zugeordnet. Die getrennte Verlegung wird auch in behördlichen Vorschriften verlangt. Die VDE-Gremien, die das "Wie" zu präzisieren haben, haben bis heute keine, für den Praktiker eindeutig verständliche Anforderungen festgelegt. Es bleibt abzuwarten, ob der modifizierte Teil 560 der Basisnorm weitergehende Aussagen enthält.[[#sdfootnote6sym|6]]


Schutzmaßnahmen in medizinisch genutzten Räumen

Leitungsschutzschalter schützen Leitungen und Anlagen gegen Überlastung und Kurzschlüssen in allen Stromversorgungsnetzen, also auch in medizinisch genutzten Bereichen. Diese sind das TN-S und das IT – Netz.

Normalfall: IKurzschluss

U0 / ZS ; IKörper

UB / RKörper


Schutz durch Kleinspannung mittels SELV oder PELV

Die Schutzmaßnahmen SELV und PELV schützen vor direkten- und indirekten Berühren.
In medizinisch genutzten Bereichen der Gruppe 0 darf die Nennspannung AC 50 V oder
DC 120 V nicht überschreiten. In medizinisch genutzten Bereichen der Gruppe 1 und der Gruppe 2 sind nur die Hälfte, also AC 25 V und DC 60 V, zulässig.


Schutz durch RCDs (Fehlerstromschutzschalter)*

In medizinisch genutzten Bereichen der Gruppe 1 sind in Endstromkreisen bis 32 A RCDs mit einem Bemessungsdifferenzstrom von 30 mA als zusätzlicher Schutz einzusetzen. Das betrifft alle Steckdosenstromkreise.

In medizinisch genutzten Bereichen der Gruppe 2 sind für die Steckdosenstromkreise als Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen Medizinische IT-Systeme zu wählen. Schutz durch automatische Abschaltung mit RCDs darf in folgenden Stromkreisen angewendet werden:
RCDs mit einem Bemessungsdifferenzstrom von 30 mA für


- die elektrische Versorgung von Operationstischen,
- Verbrauchsmittel, deren Ausfall keine unmittelbare Gefahr für den Patienten bedeuten,
wie fahrbare oder fest montierte Röntgeneinrichtungen;
- die Beleuchtung innerhalb der Patientenumgebung.

RCDs mit einem Bemessungsdifferenzstrom von 300 mA für

- Verbrauchsmittel mit einer Nennleistung über 5 kVA (Großverbraucher),
- Beleuchtung außerhalb der Patientenumgebung

Der Einsatz von RCDs mit einem Bemessungsdifferenzstrom von 300 mA ist für den Personenschutz ungeeignet. Vorzusehen ist er für den Sach- und Brandschutz. Zusätzlich wird die kontinuierliche Erdschlussüberwachungseinrichtung empfohlen.

Operationsleuchten dürfen nicht über RCDs versorgt werden.

Schutztrennung

Bei der Schutztrennung wird zwischen dem Netz und dem Verbraucher ein Trenntransformator zur Potentialtrennung geschaltet. Der Transformator verhindert, dass am Verbraucher Spannungen aus dem geerdeten, speisenden Netz auftreten. Auf der Ausgangsseite des Transformators besteht keine Spannung gegen Erde. Bei dem Schutz durch Schutztrennung darf nur ein elektrisches Verbrauchsmittel hinter dem Trenntrafo geschaltet werden. Schutz durch Schutztrennung darf in allen medizinisch genutzten Bereichen verwendet werden.