Перевод: А.Панкрашкин
Применение оптопар, наряду с соблюдением правил безопасности при проектировании, обеспечивает эффективную изоляцию медицинской техники и защиту пациентов от потенциально опасных токов утечки.
Применение медицинской диагностической, измерительной и лечебной аппаратуры с питанием от сетевого напряжения является потенциально опасным как для пациентов, так и для персонала из-за возможного риска поражения электрическим током, ожога, повреждения внутренних органов, а также сердечной аритмии. Описанные проблемы могут быть вызваны токами утечки, которые являются следствием неправильного заземления или повреждения электрической изоляции.
Электропроводность содержащихся в организме жидкостей и использование различных лекарственных проводящих растворов и гелей делает медицинскую аппаратуру еще более потенциально опасной. Применение медицинских гелей существенно снижает омическое сопротивление кожи.
Источником еще одной потенциальной опасности являются излучающие диагностические и лечебные приборы, которые могут негативно влиять на расположенную рядом медицинскую аппаратуру. Для решения этой проблемы разрабатываются различные инструкции и правила. Этим занимаются такие организации, как US FDA (орган надзора за продуктами питания и лекарствами) в США, Европейский Союз и другие регулирующие органы, следящие за соблюдением стандартов безопасности в области медицинской техники. Например, стандарт IEC (International Electrotechnical Commission) 60601-1 определяет требования к медицинской аппаратуре, обеспечивающие безопасность и электрическую защиту пациентов, персонала и окружающей среды.
Существуют и другие сопутствующие документы, например, серия стандартов IEC 60601-1-x, определяющих требования по электромагнитной совместимости (EMC) и защите от рентгеновского излучения. Требование электромагнитной совместимости для медицинских приборов действительно является очень важным, поскольку подобная аппаратура не должна быть источником электромагнитных помех (EMI), которые могут нарушить нормальную работу другого медицинского оборудования. В свою очередь любой подобный прибор должен выдерживать без сбоев воздействие EMI определенного уровня со стороны окружающей аппаратуры.
Начиная с ноября 2005 года, любая техника медицинского назначения должна удовлетворять требованиям обновленного стандарта IEC 60601-1-2:2001 EMC. При разработке аппаратуры, осуществляющей передачу цифровых данных, наиболее чувствительные цепи или компоненты, имеющие непосредственный контакт с пациентом, должны быть изолированы от высоковольтных цепей с помощью оптронов или трансформаторов.
В недавнем прошлом для развязки цепей, осуществляющих передачу цифровой информации, чаще всего использовались импульсные трансформаторы, поскольку оптопары не могли обеспечить достаточную скорость передачи данных. Недостатком трансформаторных схем является их относительная сложность, большое количество дополнительных элементов и как следствие — большая площадь, необходимая для размещения их на печатной плате. Ситуация коренным образом изменилась с появлением на рынке оптронов с высоким быстродействием, способных передавать данные с высокой скоростью.
Читать далее статью в полном обьеме (pdf)
Блок-схема входного модуля ЭКГ-аппарата с использованием оптической развязки при изолировании электродов пациента от электронной схемы прибора
Блок-схема дефибриллятора с использованием оптической развязки для изоляции высоковольтного импульсного каскада от низковольтной управляющей схемы
