摘要：本文主要阐述了洁净手术室静电产生的原因、危害以及控制方法和防静电系统构成。

 

关键词：洁净室、防静电、系统

 

 

随着医学科技的发展，手术室对洁净度的要求越来越高。GB50333-2002《医院洁净手术部建筑技术规范》中3.0.1规定，洁净手术部用房分为四级。其中最高级按美国FS209标准划分已经达到100级的标准。

由于洁净手术室的洁净度要求，室内使用大量的高绝缘介质的装饰材料、地面、墙、门、顶棚、隔断、椅子等，这些材料摩擦容易起电带电，不易泄漏释放。一些材料的起电电压见下表。

 

表1 部分材料起电电压                                            V

静 电 产 生 的 方 法	静    电    电   压（V）
	相对湿度 10%--20%	相对湿度 65%--90%
在地毯上走动	35000	1500
在乙烯基地板上走动	12000	250
工作人员在工作台上操作	6000	100
包工作说明书的乙烯封皮	7000	600
从工作台上拾起普通聚乙烯袋	20000	1200
坐垫有聚氨酯泡沫材料的工作椅	18000	1500

 

 

在洁净手术室内工作的人必须穿戴洁净工作服和鞋，行走和工作时与不同物质设备器材摩擦会产生静电。如人穿尼龙衣、着塑料胶底鞋缓慢地在清洁的地板上走动，人身体带7000V～8000V静电压；在乙烯基地板上行走可带1200V的静电压（10～20％RH（空气湿度））；在地毯上行走可带3500V的静电压（10～20％RH）。

此外洁净手术室的空调气流必须要经过过滤器，净化出口的气流是带静电的，铝制送风口的静电压在500～1000V，ABS送风口的静电压则更高。

 

洁净手术室的洁净度要求越高，静电带电便越严重。洁净手术室的静电危害主要体现在静电库仑力和静电放电ESD两方面。

 

静电库仑力的危害主要表现为易吸上粉尘、污物，从而增加病菌等对伤口的感染几率。

 

静电放电ESD的危害主要是元器件的绝缘氧化膜被击穿，造成精密的设备永久性损伤。

 

静电放电ESD还会造成噪声、发射电磁波干扰。ESD引起EMI其电磁波的前后峰较尖，信号强，相当与电路中几伏的能量，频率跨越几MHz甚几百MHz的强大噪声，可能引起元器件损坏，设备和传感器不正常工作，甚至引起设备死机，这些都将直接危及病人的安全。

 

人的ESD或对人的ESD当超过人体电击极限电流5mA以上时，人都会有各种伤害感觉，造成工作人员的情绪不安，操作错误。严重的静电放电甚至能引起易燃气体的爆炸。

 

因此洁净手术室的静电控制非常重要。GB50333-2002《医院洁净手术部建筑技术规范》中5.3.13明确规定洁净手术室应采取防静电措施。

 

洁净手术室的静电控制原则是消除和降低静电的产生，在源头消除或减少静电荷的产生和积聚。但是没有电荷――没有放电是最美好的愿望。因为我们不可能避免所有环境中静电的发生，所以一般采用安全地去泄放或中和这些已经产生的静电荷。恰当的接地以及采用导静电或静电耗散材料是主要的方法。 

 

导静电材料和静电耗散材料由于其具有导静电性，也是很好的静电荷泄放材料，而且比金属导体泄放更具有安全性。

 

常用的防静电系统一般包括有静电耗散层材料、导静电材料层和接地系统三个部分。

 

静电耗散层材料一般是作为装饰面层材料，表面电极间电阻应为1×107～1×109Ω，其主要作用是：

 

1、多为彩色表面，提供装饰效果；

2、一般为致密表层，有一定的强度和硬度，提供一些物理理化性能，如耐磨、耐腐蚀等；

3、减少静电荷的产生；

4、保护导静电层。

 

导静电层一般是作为主要的导静电材料，体积电阻应为1×104～1×106Ω，其主要作用是：

1、降低静电耗散层材料的起电电压，减少静电的产生；

2、加快静电荷的泄放；

3、起到电阻作用，防止其它电流回流，确保安全。

 

接地系统的主要作用有三，其一是将静电安全的泄漏至大地，防止物体积蓄静电电荷；其二是抑制带电物体静电电位上升，并使这个系统保持相同的静电位，因为静电放电不会发生在具有相同的电位或零电位下的材料之间。其三是屏蔽带电体，防止静电感应的危害。

 

这三个系统的紧密结合就构成了一个完备的防静电系统。

 

洁净手术室应设一个独立静电接地系统，包括地面接地金属网支系统、墙面接地支系统、吊顶接地支系统等，以便静电荷的泄放和消除，并使手术室保持相同的静电位。

 

现有的洁净手术室墙面系统基本上没有采取防静电措施，少数采用了防静电的彩钢板系统，但都没有采用三层结构体系，防静电效能并不好，而且很多情况下还适得其反，加重了静电放电现象。这是由于防静电彩钢板仅仅靠表层厚度仅为10～30μm左右的涂层起防静电效果，底下就是电阻仅为10Ω左右的金属体，整个系统的实际电阻太低，同样极易引起放电现象，而且瞬间的放电电流会远大于5mA以上，对人体造成明显的电击感觉，并会对一些精密的电子设备造成永久性的损坏。此时人若佩戴着心脏起博器，会因电流过大而造成心脏起博器停止工作，造成严重后果。而且，绝大多数的所谓防静电系统都没有接地，这会加剧和放大静电危害的效果。

 

 

图1   防静电墙体结构图

 

 

图中的静电耗散层是防静电的三聚氰胺高压装饰层压板，采用这种板材的目的不仅是要满足防静电的要求，还考虑到手术室特殊环境的要求，能够同时满足洁净、耐腐蚀、耐磨、装饰等多种要求。导静电层是一种新型的无机材料，其体积电阻仅为104Ω，而且是A级不燃材料，在保证静电荷安全泄放的同时还满足了防火要求。接地系统则巧妙的利用了金属龙骨系统，（龙骨接地方式详见图4）不仅解决了接地通路，而且降低了成本，简化了安装工艺。但必须注意的是，作为接地的金属龙骨在安装时必须与墙体或地面完全绝缘，可以采用在膨胀螺丝外加装绝缘套来实现。静电耗散层与导静电层是采用特殊工艺复合成一体，除保证了体积电阻满足需求外，也简化了安装步骤，保证了可靠性。导静电层与接地系统则采用物理连接的方法实现，简单而可靠。由此构成了一个完备洁净手术室的防静电墙面系统。

 

洁净手术室的地面一般都选用防静电PVC或防静电环氧自流平，这里需要注意的是，由于防静电PVC材料的特性，主要是其添加的碳黑容易在使用中溢出，所以在超过1000级的净化室内不能使用。

 

无论防静电PVC或防静电环氧自流平也必须包括接地系统、导静电层和静电耗散层。以下图2给出了防静电环氧自流平的结构图。图3给出了接地铜箔分布示意图。

 

 

图2防静电环氧自流平的结构图

  

    

                       图3接地铜箔分布示意图

 

  图4 龙骨接地示意图

吊顶和门系统也可以看作墙体结构，这里不再重复。

墙体接地系统应形成环状结构，并与楼面接地干线连接。接地铜箔每50～100平方米需与墙体接地系统连接，吊顶和门也应单独与环状接地系统有效连接。静电接地电阻应小于4Ω。常用的接地干线和接地支线材料见表2。

 

表2 接地干线和支线材料

材料	干     线		支     线
	室内	室外
紫铜排（带）	25×3mm	25×3mm
镀锌扁钢	25×4mm	40×4mm
铜芯软线	——	——	≮4mm2
多股铜芯屏蔽电缆线		≮10mm2
铜箔带	——	——	宽10－20mm，厚0.1－0.03mm
铜裸线			>4mm2

 

结束语

防静电是个系统的工程，不仅与材料的选用有关，而且与工程设计、施工有关，还要受到周围环境的制约和影响。所以，防静电系统是一项综合的、复杂的系统工程。

除采用规范的防静电设计和材料外，手术室人员穿上防静电工作服、防静电袜、防静电鞋也可有效的防止静电的产生。

 

参考文献

《洁净室的静电控制》   罗宏昌

《静电原理》           美国 罗马 纽约

 

 

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