Elektrostatische Gefahren im Gesundheitswesen

Frage:

Elektrostatische Entladungen (ESD) verursachen Fehlfunktionen und Schäden an Industrieanlagen und Unterhaltungselektronik. Dementsprechend kann ESD die Funktionalität und Zuverlässigkeit medizinischer Geräte beeinträchtigen. Aufgrund der rasanten Technologieentwicklung könnten Störungen empfindlicher Instrumente für die Patientensicherheit in Krankenhäusern von entscheidender Bedeutung sein. Haben Organisationen im Gesundheitswesen die volle Kontrolle und gibt es Gründe, besorgt zu sein?

Antwort:

Ohne die Steuerung können statische Elektrizität und ESD ernsthafte Gefahren für die menschliche Sicherheit im Gesundheitswesen verursachen. Medizinische Instrumente und Datenverarbeitungsgeräte können anfällig für ESD sein, insbesondere wenn die elektromagnetische Verträglichkeit nicht das gesamte Instrumentensystem abdeckt. ESD-Störfestigkeitsprüfungen basierend auf einer menschlichen Metallverbindung gewährleisten die Sicherheit, aber nicht alle möglichen Kombinationen von Instrumenten mit Datenverarbeitung und audiovisuellen Systemen werden unbedingt getestet. In den letzten Jahren wurden Störungen und Schäden gemeldet, aber in den meisten Fällen können die Ursachen für die ESD-Ausfälle nicht ermittelt werden. ESD-Störungen und -schäden werden im Allgemeinen als unbekannte elektrische Ausfälle eingestuft.

Ungeschützte elektronische Geräte sind anfällig für elektrostatische Entladungen. Erstens ist die ESD-Kontrolle bei der Herstellung medizinischer Geräte von wesentlicher Bedeutung. Auch bei Wartung und Service sind Vorkehrungen zu treffen, beispielsweise beim Austausch von ESD-empfindlichen Geräten wie diskreten Bauteilen oder Leiterplattenbaugruppen. Service- und Wartungsorganisationen im Gesundheitswesen müssen ein ESD-Kontrollprogramm gemäß ANSI/ESD S20.20 oder IEC 61340-5-1 entwickeln.

Zweitens ist eine Fehlfunktion oder Störung von medizinischen Geräten nicht der einzige Grund, statische Elektrizität zu kontrollieren. Die Vermeidung elektrostatischer Anziehung (ESA) verringert die Kontamination durch Mikroben in der Luft und verbessert die allgemeine Sauberkeit im Gesundheitswesen. Ohne die Kontrolle kann eine erhöhte Ablagerung von Mikroorganismen auf geladenen Oberflächen zur Inzidenz von Krankenhausinfektionen beitragen.

Der dritte Grund, statische Elektrizität zu kontrollieren, ist die Verhinderung der Zündung brennbarer Gase, Flüssigkeiten und anderer Materialien. Der Einsatz von brennbaren Stoffen in Gesundheitseinrichtungen hat abgenommen, aber ohne die Kontrolle kann das Risiko von Bränden und Explosionen insbesondere in Labors, Intensivstationen und Operationssälen immer noch auftreten.

Vierte Sorge ist ein elektrostatischer Schock für Menschen. ESD-Energie kann hoch genug sein, um Patienten und Gesundheitspersonal schmerzhafte Empfindungen zu verursachen, was zu unwillkürlichen Bewegungen führt, die zu Unfällen führen können. Abbildung 1 zeigt eine elektrostatische Entladung, die vom Patientenbett erfasst wird. In diesem Beispiel betrug das elektrische Potential des Bettes 14000 V und die Entladungsenergie, die über 1500 Ω menschlichen Körperwiderstand integriert wurde, betrug ungefähr 20 mJ.

Abbildung 1: ESD zwischen Patientenbett und menschlichem Körper

Das Risiko elektrostatischer Gefahren kann durch Erdung von Personal und anderen Leitern sowie durch richtige Materialauswahl auf ein erträgliches Maß reduziert werden. Mehrere Mitglieder der ESD Association schlossen sich 2015 dem Projektteam des Technischen Komitees der Internationalen Elektrotechnischen Kommission TC 101 „Elektrostatik“ an, um Krankenhäuser sicher und frei von elektrostatischen Gefahren zu machen. Das Projektteam bestand aus 27 Experten aus zehn verschiedenen Ländern. Im September 2018 veröffentlichte IEC die neue internationale Norm: IEC 61340-6-1: 2018, Elektrostatische Kontrolle für das Gesundheitswesen – Allgemeine Anforderungen an Einrichtungen.

Die Anforderungen an die elektrostatische Kontrolle im Gesundheitswesen hängen von den medizinischen Verfahren, Standorten und Aktivitäten ab. Die Erdung von Personal und anderen Leitern ist an Orten erforderlich, an denen vorübergehende Funktionsverluste medizinischer Geräte ein erhebliches Risiko für das Leben von Patienten darstellen. Eine elektrostatische Kontrolle kann auch an anderen medizinischen Orten erforderlich sein, abhängig von der medizinischen Behandlung oder den Herstellerspezifikationen für medizinische Geräte. Eine Auswahl der Materialien zur Reduzierung der Restladestände wird an allen Standorten empfohlen.

Endnote: Wenn die elektrostatische Kontrolle ordnungsgemäß berücksichtigt und implementiert wird, müssen Sie sich keine Sorgen über elektrostatische Gefahren im Gesundheitswesen machen. Um die Sicherheit zu gewährleisten, ist es wichtig, die Standards während des Service und der Wartung sowie beim Bau neuer Krankenhäuser oder bei geplanten Bauarbeiten einzuhalten.

1. M. Kohani und M. Pecht, Fehlfunktionen von Medizinprodukten aufgrund elektrostatischer Ereignisse, Big Data-Analyse von 10 Jahren FDA-Berichten, IEEE Access, 9. März 2018
2. ANSI / ESD S20.20-2014 Für die Entwicklung eines elektrostatischen Entladungssteuerprogramms für –Schutz von elektrischen und elektronischen Teilen, Baugruppen und Geräten (ohne elektrisch initiierte Sprengkörper)
3. IEC 61340-5-1:2016, Schutz elektronischer Geräte vor elektrostatischen Phänomenen – Allgemeine Anforderungen
4. Viheriäkoski T., Kokkonen M., Tamminen P., Kärjä E., Hillberg J., Smallwood J., Elektrostatische Bedrohungen im Krankenhausumfeld, ESD Association, EOS/ESD symposium 2014
5. IEC 61340-6-1:2018, Elektrostatische Kontrolle für das Gesundheitswesen – Allgemeine Anforderungen an Einrichtungen

Toni Viheriäkoski schloss 1994 sein Studium zum technischen Supervisor in Informationstechnologie bei Nokia Networks ab. Nach dem Aufbau eines Kalibrier- und Elektrostatik-Laborservices für Nokia wechselte er im April 2007 zu Nokia Siemens Networks, wo er seine Arbeit als Elektrostatik-Spezialist und Senior Sourcing Engineer fortsetzte, bis er zu seinem eigenen Unternehmen, Cascade Metrology Oy, wechselte, das zuvor in 2005 gegründet wurde. Toni erhielt 2004 die InArte ESD Engineer Zertifizierung. Derzeit arbeitet er auf dem Gebiet der Elektrostatik und ESD-Risikoanalyse für die Gesundheits-, Medizin-, Elektronik-, Automobil- und Prozessindustrie.

Toni hat mehr als 30 Publikationen zum Thema Elektrostatik oder ESD verfasst. Seit 2006 ist er Vorsitzender der finnischen STAHA Association. 2016 wurde er zum Vorsitzenden des finnischen Normungsausschusses SK101 ernannt. Er ist Mitglied der WG17 und WG25 der EOS/ESD Association, WG5 der IEC TC101 und Projektleiter der IEC PT 61340-6-1.

Toni ist erreichbar unter +358 44 5688 599 oder [email protected] .