醫(yī)療技術(shù)最要緊的是保護(hù)患者與醫(yī)護(hù)人員。因此，電源同樣必須遵守嚴(yán)格的安全規(guī)定。此外，現(xiàn)代化電源有助于營造安全、利于康復(fù)的環(huán)境。本文中，普爾世揭示了醫(yī)療技術(shù)能夠從機(jī)械和設(shè)備制造的經(jīng)驗(yàn)中受益的原因。
電源必須盡可能安全高效地轉(zhuǎn)換電壓，并且應(yīng)長年在極小空間內(nèi)確保順利運(yùn)行。機(jī)械和設(shè)備制造以及醫(yī)療技術(shù)行業(yè)都必須遵守這項(xiàng)基本原則。但是，滿足這些前提條件、庫品交貨的標(biāo)準(zhǔn)電源在上述前兩個工業(yè)部門中更為普遍。而醫(yī)療技術(shù)設(shè)備廠商則往往依賴客戶定制的推入式或面板安裝型電源。
這些電源采用工業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)且快速可用，尤其有利于醫(yī)院工程、建筑工程、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)及影像學(xué)診斷方面的醫(yī)療應(yīng)用。PULS普爾世推出的醫(yī)用電源稟承機(jī)械制造傳統(tǒng)，在這兩大應(yīng)用領(lǐng)域之間架起了橋梁。
提高生命維持類設(shè)備的可靠性
在機(jī)械和設(shè)備制造行業(yè)，可靠、壽命長往往對系統(tǒng)組件的選擇十分關(guān)鍵。許多機(jī)器的設(shè)計(jì)運(yùn)
行年限可達(dá)數(shù)年甚至數(shù)十年之久——這與醫(yī)療技術(shù)行業(yè)類似。但是在醫(yī)療領(lǐng)域，可靠性還具
有另一項(xiàng)重要性，因?yàn)榛颊叩慕】岛椭委熐闆r與可靠的系統(tǒng)息相關(guān)。
普爾世還從這一事實(shí)出發(fā)研發(fā)醫(yī)用電源。其中的關(guān)鍵在于最大程度增加最短使用壽命和平均故障間隔時間 (MTBF)。普爾世詳細(xì)規(guī)定了這兩個值，并在每款電源產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中公布。
其中，決定可靠性高、壽命長的關(guān)鍵是電源的轉(zhuǎn)換效率。電源轉(zhuǎn)換效率越高，功率損耗越低，因此電源內(nèi)的發(fā)熱程度越低。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)殡娫磧?nèi)即使溫度僅上升 +10°C，也會使電解電容器的壽命減半。這樣的功率損耗盡管不一定會導(dǎo)致電源立即中斷，但仍然會影響整個電源的壽命。
普爾世的醫(yī)用電源根據(jù)功率等級不同，能夠達(dá)到 94.3% 至 95.2% 的轉(zhuǎn)換效率。以下計(jì)算示例體現(xiàn)了這一數(shù)值的重要性：轉(zhuǎn)換效率為 95.2% 時(例如 CP10.241-M1，24V 10A)，功率損耗為 4.8%。因此，輸出功率為 240W 時，輸入與輸出之間的功率損耗為 12.1W。這 12.1W 功率以熱能形式散發(fā)到環(huán)境中。將其與轉(zhuǎn)換效率僅為 91% 的電源相比，就能理解轉(zhuǎn)換效率的每一個百分點(diǎn)都至關(guān)重要。兩種轉(zhuǎn)換效率的差為 4.2%，似乎并不明顯，但會導(dǎo)致功率損耗幾乎翻倍，達(dá)到 23.7W。
在試驗(yàn)裝置中，普爾世將兩臺設(shè)備放在同樣的箱子中(容積 = 3.15L)，在相同條件下(負(fù)載：8A/輸入電壓：230VAC)運(yùn)行四小時。這段時間結(jié)束后，兩者溫差已達(dá)到 7.8°C。溫度升高不僅會影響電源本身，周圍的系統(tǒng)組件也會受到波及。
除了壽命減少外，高溫也會使平均故障間隔時間 (MTBF) 變短。平均故障間隔時間 (MTBF)是指將特定數(shù)量設(shè)備運(yùn)行特定長的時間時，經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均可能發(fā)生多少次失靈故障。只需看一個簡單的例子就能明白。例如，MTBF 值為 1000000 小時，表示當(dāng)安裝有 1000 臺設(shè)備時，經(jīng)統(tǒng)計(jì)每 1000 小時就會有一臺設(shè)備失靈。由于廠商在質(zhì)保中排除了早期失靈的情況，因此沒有納入上述計(jì)算中。磨損效應(yīng)對于平均故障間隔時間 (MTBF) 的計(jì)算同樣不重要，因?yàn)樵谑褂秒A段不會出現(xiàn)因老化導(dǎo)致的失靈。
對于醫(yī)用電源及工業(yè)電源，普爾世力求實(shí)現(xiàn)較長平均故障間隔時間 (MTBF)(例如 CP5.241-M1 在 24V，5A 及 40°C 下，根據(jù) MTBF SN 29500 標(biāo)準(zhǔn)，為 867 000 小時，合約99年)。因此，這些設(shè)備非?？煽?，故障率極低。
最大程度降低噪音干擾
醫(yī)用電源效率高，另具有一大優(yōu)點(diǎn)。它能夠使用機(jī)械和設(shè)備制造領(lǐng)域已作為常規(guī)電源冷卻方式的被動對流冷卻。由于電源內(nèi)整體產(chǎn)生的熱量較少，可通過具有降溫作用的氣流和鋁合金外殼將熱量排出設(shè)備之外。由此，設(shè)備無需風(fēng)扇即可將熱空氣排出。整個功率范圍內(nèi)皆是如此。
這一事實(shí)對醫(yī)療技術(shù)十分重要。風(fēng)扇一般會產(chǎn)生噪音，距離患者較近時，經(jīng)常會被視作一
種干擾。此外，風(fēng)扇作為機(jī)械部件，常常免不了會失靈。
相反，采用對流冷卻的電源則可以在背景中無聲工作。這有助于為患者營造利于康復(fù)的環(huán)境，此外還使運(yùn)行免維護(hù)。
醫(yī)療設(shè)計(jì)的新思路
醫(yī)院和實(shí)驗(yàn)室對衛(wèi)生方面提出了相當(dāng)高的要求。因此在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備時，將盡可能摒除邊角和邊緣。由此，可以更輕松地對設(shè)備進(jìn)行清潔和消毒。但是，圓潤的設(shè)計(jì)大大減少了電子裝置的可用空間。盡可能緊湊的電源再適合不過，并且為醫(yī)療設(shè)計(jì)帶來了新思路。
由于轉(zhuǎn)換效率高，因此普爾世醫(yī)用電源的結(jié)構(gòu)十分緊湊，并且仍然遵守患者環(huán)境要求的所有防護(hù)措施。由于需采用附加絕緣措施(如空氣間隙和爬電路徑較大)，大部分醫(yī)用電源體積要比工業(yè)領(lǐng)域的同類產(chǎn)品更大。但是普爾世研發(fā)人員卻成功將醫(yī)用電源裝入其在機(jī)械和設(shè)備制造的標(biāo)準(zhǔn)電源中安裝的相同的外殼中。
例如，僅需 39 x 124 x 117mm(寬 x 高 x 深)的外殼即可容納 240W 功率。由此，醫(yī)療技術(shù)同樣也能從機(jī)械和設(shè)備制造領(lǐng)域正在推進(jìn)的系統(tǒng)組件微型化趨勢中受益。
工業(yè)領(lǐng)域還有一項(xiàng)特殊特性正在越來越多的行業(yè)立足，那就是 DIN 導(dǎo)軌——也叫頂帽式導(dǎo)軌。將系統(tǒng)組件安裝在 DIN 導(dǎo)軌上的最重要的理由包括：安裝迅速，靈活性極高，可實(shí)現(xiàn)模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由此，可將不同廠商的單個組件組合為一個在效率、性能和價格方面與應(yīng)用相匹配的特制系統(tǒng)。DIN 導(dǎo)軌安裝的另一個優(yōu)點(diǎn)是：用戶可將各個功率等級的電源固定在一個統(tǒng)一的安裝系統(tǒng)上。此外，這樣做還便于改裝或更換組件。
防止觸電
EN 60601-1 標(biāo)準(zhǔn)除了規(guī)定基本安全外，還著重涉及醫(yī)療設(shè)備的功能安全。對于電源而言這意味著：在醫(yī)院日常工作中，無論是正常模式下還是發(fā)生故障時，都必須防止患者與操作人員觸電。
其最高防護(hù)等級為 2 MOPP(患者防護(hù)方法)，旨在保障身體可能孱弱的患者的安全。在電源中，這是通過將空氣間隙和爬電距離相應(yīng)設(shè)計(jì)得較大，在初級和次級電路之間設(shè)置較強(qiáng)絕緣層，并遵守規(guī)定的漏電流實(shí)現(xiàn)的。
普爾世對其 CP 系列工業(yè)電源進(jìn)行了修改，使其同樣滿足 2 MOPP 的醫(yī)療技術(shù)規(guī)定。這為廠商提供了更大的余地，使其確信能夠在患者附近使用電源，并且無后顧之憂。
無需濾波器也能確保電磁兼容
對于醫(yī)療設(shè)備，在對移動通信信號等外部輻射的電磁抗擾度方面提出了很高的要求。而醫(yī)療產(chǎn)品本身也不得對周圍裝置產(chǎn)生干擾影響。因此，同時還必須遵守對電磁輻射的明確規(guī)定?？箶_度與輻射加起來就是電磁兼容，簡稱 EMC。IEC 60601-1-2(第 4 版)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了醫(yī)療技術(shù)的極限值。
這些規(guī)定不斷對醫(yī)療電源廠商提出了技術(shù)挑戰(zhàn)。在高頻噪聲及輸出紋波和噪音電壓作用下，許多開關(guān)電源都會在導(dǎo)線上及通過輻射導(dǎo)致電磁干擾。
普爾世已經(jīng)盡可能在電路設(shè)計(jì)內(nèi)減輕干擾。由此，工業(yè)電源取得了非常優(yōu)秀的電磁兼容值。
不僅如此，普爾世對其醫(yī)用電源進(jìn)行了進(jìn)一步修改，確保無需采用附加措施(如外部濾波器)即可完全滿足 IEC 60601-1-2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的醫(yī)療技術(shù)電磁兼容測試(如針對發(fā)出干擾輻射的 EN 55011 B 類)。
結(jié)論
醫(yī)療技術(shù)設(shè)備廠商大多采用開架式電源。市場上提供的大部分獲得醫(yī)用許可的電源都是以這種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。而普爾世推出的 CP 系列 M1型設(shè)備則采用了另一種方式。PULS普爾世在其久經(jīng)市場檢驗(yàn)的工業(yè)電源基礎(chǔ)上，建立了一個不斷擴(kuò)大的醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品系列。目前提供了適合三種不同功率等級 120W (24V, 5A)、240W (24V, 10A) 和 480W (24V, 20A) 的解決方案。普爾世慕尼黑總部的研發(fā)人員在工作中的初衷是：將機(jī)械和設(shè)備制造的效率和可靠性與醫(yī)療領(lǐng)域必要的安全要求結(jié)合起來。結(jié)果是推出了不間斷、壽命長的緊湊型醫(yī)用電源，不僅使系統(tǒng)研發(fā)人員受益，還造福了用戶和患者。
普爾世醫(yī)用電源：CP5.241-M1, CP20.241-M1, CP10.241-M1
