醫院醫療設備供電保障的重要性

　　先進的醫療設備能夠有效的提高醫院的醫療質量，幫助患者快速準確地診療，因此人們總是對更先進的技術孜孜以求。大型醫療設備，比如 計算機斷層掃描 CT、 磁共振 MRI、數字減影血管造影 DSA、醫用直線加速器 LA、單光子發射計算機斷層掃描 SPECT-CT 等，越來越成為醫院的標準配置。

　　電能質量劣化的嚴重后果

　　首先，DR、B 超、CT、MRI、造影儀、LA、PET、生物分析儀等醫療設備都有電腦控制單元，系統的突然斷電，容易導致工作站硬盤產生壞道，甚至造成重要醫療數據丟失。嚴重時，會瞬間產生巨大電流使得 CPU 主板、顯示器等被燒毀。其次，對于部分醫療設備而言，即使很短暫的停電，復位后仍然需要長時間的預熱，嚴重耽誤診療時間，而一些高精密度的部件則可能因此損壞，造成巨大的損失。

　　再者，電能質量劣化會導致設備結果出現帶狀偽影，而產生偽影輕則需要安排醫患重新掃描，降低醫院工作效率，重則可能導致醫生的誤判，因此電能質量的重要性不言而喻。

　　醫療設備供電保障的重要性

　　自 2000 年以來，大型醫療設備的精密度越來越高，對供電質量，特別是 EMC(電磁兼容)的要求也越來越高，同時，UPS 的價格也逐漸被醫院所接受，越來越多的醫院開始在醫療設備前端對整機配備高品質的 UPS。這對醫療設備的保護、成像品質的提高起到了關鍵作用。

　　大型醫療設備的供電特性

　　1.MRI設備

　　MRI 利用磁共振原理，重建出人體信息。其特點是對人體沒有輻射損傷，影像信息豐富，但是更易受到偽影干擾。產生偽影的主要原因包括電源質量、EMI、溫濕度控制不佳等，這些因素都會導致射頻信號或磁場受到干擾。

　　MRI 除了必須對掃描間做磁屏蔽之外，還對周邊以及室內環境有嚴格要求，通常離磁體中心點 7.5 m 以內不得有電梯等大型運動金屬體，離磁體中心點 1.1 m 以內不得有任何鐵磁質物質，因此，MRI 的主機(射頻控制器及功放單元)、穩壓電源或 UPS、恒溫恒濕空調等均放在設備間內。

　　MRI 掃描時所需瞬時功率較大，會產生較大的瞬時沖擊電流，瞬時壓降大。所以 MRI 系統的供電電源要求直接從醫院主變電站獨立饋線至磁共振專用配電機柜，線徑選擇應預留一定的功率裕量;線長、內阻、距離、三相不平衡度需滿足設備廠家要求。推薦使用專用變壓器，容量為 200 KVA 以上。

　　另需提供一路小功率輔助電源專供主機溫控器 TCU、設備空調，以保證 MRI 磁體在停電期間的正?？刂茰囟?。停電后，核磁冷頭如果不能正確復位，會導致磁體溫度上升，磁體內液氦揮發。嚴重時會引起失超，設備要整機返廠維修，造成重大損失。

　　MRI 操作臺的電腦也需要連續穩定不間斷供電，以確保存儲設備中的影像數據不會因為意外停電而丟失。

　　2.DR 和CT設備

　　一個典型的 DR 的供電要求：電壓波動幅度：≤ 10%，供電功率：≥ 50 KW，電源內阻：≤ 0.3 Ω,接地電阻：≤ 4.0 Ω。DR 的球管輸入電路一般由整流器、高頻逆變器、升壓器和高壓整流器構成，以確保得到純凈的高壓直流電。因為該電路用了很多功率電子器件，對 EMI 比較敏感，其前端的供電設備(穩壓電源或 UPS )必須通過 EMC 檢驗。

　　DR 的核心技術體現在平板探測器上，它是一種精密設備，對 DR 的成像質量起著決定性的作用?，F在很多 DR 內部都有專門的溫度檢測控制單元，正常情況下即使關機，探測器也必須一直供電，以保證恒定的溫度和濕度(20- 24;30%~70% RH)。如果斷電，溫度模塊就停止工作。而探測器升溫是很緩慢的過程，要求通電至少 4 個小時后才能達到穩定的校準狀態。如果夜里斷電第二天再開機做檢查，很難在一開始的時候就使探測器處于穩定的狀態，存在造成圖像質量問題的隱患。

　　CT 也是使用 X 光成像，但是要復雜得多，所以其對電源和環境的要求比 DR 高得多。

　　UPS 的選擇

　　穩定的高品質的正弦波電源對于醫療設備的清晰成像、精確定位有直接的影響。有些醫療設備對電能的動態需求波動較大。

　　比如：某典型 CT 連續工作時需要的電功率約 20 KW, 但是瞬時功率要求 90 KW 以上，每分鐘出現多次峰值，每次持續時間幾十微秒或更多，同時要求在此峰值功率輸出期間，電壓波動范圍不得超過額定電壓的 6%;某些心血管成像設備的動態特性要求更高，連續工作時需要的功率約 5 KW，瞬態功率需求可以達到 170 KW，持續時間 10-40 us，然后又回到 5 KW，每分鐘重復 12 次。很多 UPS 不能適應這種負載特點，這要求輸入 UPS 具有很好的動態響應特性。

　　有些醫療設備則在不同的工作模式下也有不同的電功率需求。以 MRI 為例，掃描人體不同部位時，設定不同，所需的電源功率也不同。

　　另外，MRI 在掃描過程中會產生大量的諧波，對 UPS 輸出提出更高的要求。通過實測發現，某主流品牌 3.0 TMRI 的諧波總量 THDi 約30%～40%。

　　因此，給這些大型醫療設備配備的 UPS 必須滿足瞬時功率和連續功率的需求，且在任何狀態下，UPS 的輸出電壓都必須保持穩定。這也就要求 UPS 逆變器的動態響應特性必須要能夠滿足大型醫療設備的動態負荷要求。簡單地把醫療設備額定功率翻倍，并據此選

　　擇 UPS 的容量，并非可靠的做法。如果 UPS 的容量(輸出功率，包括輸出有功功率和無功功率)不夠或者動態響應能力不足，醫療設備在功率到達峰值的時候，其輸入電壓會超出額定電壓范圍，從而導致偽影、鎖死、甚至系統故障。但是，并非所有的醫療設備都是動態負載，核醫學、PET、超聲波具有基本穩定的負載特性，所以選擇UPS 相對容易一些。

　　此外，還有幾點需要注意：

　　1. 如果 UPS 的 EMC 設計、制造工藝不佳，UPS 里的逆變器就可能成為干擾源。

　　2. 某些大型醫療設備包含較大功率電動機，電機啟動時可能需要較大的啟動電流，并且電動機是感性負載，這類設備通常需要配備比設備標稱功率大得多的 UPS。

　　綜上所述，醫院大型醫療設備對于電能質量和供電連續性要求較高，采用穩定可靠的 UPS 是一個有效的解決辦法，但是各類

　　設備的性能和參數不同，因此配置時，要和 UPS 廠家確認詳細實驗方法。

　　廠家配置前端 UPS 時，需要了解醫療設備的電氣和機械參數。包括：

　　1. 連續功率需求

　　2. 瞬態功率需求(含峰值功率，每次持續時間，需求頻率)

　　3. 電壓調整要求(波動范圍等)

　　4. 其他要求(占地、承重等)

　　近年來, 越來越多的醫院已經意識到給 MRI 整機配備大功率 UPS 的價值，但是仍有很多設計沿襲舊的習慣，僅僅給 MRI的控制單元配備小 UPS，主機用穩壓電源。