一句话总结:IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2) 对"除颤保护应用部分"给出了一条可量化的判定链——201.8.5.5.102 规定凡不是除颤电极的应用部分都必须做成抗除颤型,除非制造商采取措施禁止其与除颤同时使用;201.8.3 aa) 要求独立心电监护电极必须达到 TYPE CF;201.8.5.5.101 用放电时 Y1–Y2 峰值不超过 1 V(对应 100 µC 电荷)作为隔离有效性的判定,201.8.7.3 aa) 则把除颤电极的患者漏电流允许值定为 0,1 mA。本文把这三层判据与测试布置一次讲清,并给出除颤保护测试中最容易漏做的两步。
1. 三层判据:先分清手上是哪一种应用部分
"除颤保护"在标准里不是单一要求,而是一组互相咬合的条款。判定前必须先回答一个问题:这个应用部分是不是除颤电极本身?
- 是除颤电极 → 走 201.8.5.5.101(与设备其他部分隔离)+ 201.8.7.3 aa)(漏电流 0,1 mA)
- 不是除颤电极 → 走 201.8.5.5.102(必须抗除颤,除非禁止同时使用)+ 201.8.5.5.1(差模试验)
- 是心电监护电极(无论是否独立)→ 还要满足 201.8.3 aa) 的 TYPE CF
为什么 TYPE B 被整类删除
201.6.2 用 Amendment 直接删掉了 TYPE B 应用部分。Annex AA 给出的理由是:除颤器输出回路必须与地隔离,否则当患者还有另一处接地连接时会形成不希望的电流通路;隔离的输出回路对操作者安全同样必要。所以除颤器上不存在"只做 TYPE B 就行"的应用部分。
201.8.5.5.102 的例外条件怎么用
201.8.5.5.102 的原文逻辑是一个"两步判断":任何不是除颤电极的应用部分都应当是抗除颤型,除非制造商已采取措施,使该应用部分无法与同一台除颤器实施除颤的动作同时使用。
Annex AA 对这条的解释很直白:如果制造商做到了"同时使用不可能",该应用部分就不必是抗除颤型。这里的举证责任在制造商——必须能证明这种"同时使用不可能"在结构上或功能上成立,而不是仅写在说明书里。
2. 201.8.5.5.1 差模试验的两处硬性修改
通用标准 8.5.5 的除颤防护试验有差模与共模两种布置。本标准 201.8.5.5.1 对差模试验的第三段做了 Replacement,改成了下面这段要求:
开关 S 动作后,测量 Y₁ 与 Y₂ 之间的峰值电压。每次试验分别在 ME 设备通电与不通电两种状态下各做一次,并且每种情况下都要把 V_T 反接重做一次。
这里有三个容易漏做的动作:
- 通电测一次:这是本标准相对通用标准的关键加强。Annex AA 说明,通用标准原有的试验只做断电状态,而本标准要求补做通电状态——因为通电才是正常工作条件
- 断电测一次:原通用标准要求,仍然保留
- V_T 反接再来一遍:极性反向,两个方向都要覆盖
漏掉任何一次,试验记录都不完整。
3. 201.8.5.5.101:1 V 判据与测试电路
这条针对的是除颤电极与设备其他部分之间的隔离。要求是:在储能器件放电期间,下列部位不得出现危险电能——
| 部位 | 说明 |
|---|---|
| a) 外壳 | ENCLOSURE |
| b) 其他患者电路的所有患者连接 | 属于其他患者电路 |
| c) 任何信号输入/输出部分 | SIGNAL INPUT/OUTPUT PART |
| d) 设备底部的金属箔 | 面积不小于设备底面(CLASS II 或内部电源设备) |
判定方法是:按 Figure 201.101 布置,放电后 Y₁ 与 Y₂ 之间峰值电压不超过 1 V。标准明确这个电压对应被测部分的 100 µC 电荷量。放电期间的瞬态要排除在测量之外。
测试电路的关键参数(Figure 201.101):
| 元件 | 数值 |
|---|---|
| R₁ | 1 kΩ ± 2%(耐压 ≥ 2 kV) |
| R₂ | 100 kΩ ± 2%(耐压 ≥ 2 kV) |
| C | 1 µF ± 5% |
| D | 小信号硅二极管 |
| 示波器 | 精度 5% |
这条条款的测试细节比数字更容易出错,逐条列在下面:
- 必须做到最大能量档:测量在设备的最大能量水平下进行
- 需要阻抗的除颤器接 50 Ω:如果除颤器要求在放电回路输出端存在一定范围的阻抗才工作,要接 50 Ω 电阻负载测试
- 需要识别可电击心律才放电的除颤器:用带 50 Ω 电阻负载的心电模拟器
- CLASS I 设备接保护地测一次,如果设备能脱离市电工作(例如带内部电池),还要断开保护地再测一次
- 任何功能接地端子的连接都要断开
- 测量结束后把接地换到另一个除颤电极,重做一次
- 豁免与其边界:如果某个有源信号输出端口会影响 Y₁–Y₂ 的测量电压,该端口可排除在测量之外,但其接地参考必须测;如果接入 Figure 201.101 的测量电路会导致设备功能失效,该输入/输出端口可排除,同样其接地参考必须测
Annex AA 解释了 1 V 这个数的来历:它的目标是让接触可触及部件的人在除颤期间受到的电流"能被感觉到、可能不舒服,但不危险"。把信号输入/输出部分纳进来,是因为这些信号线连到远处的记录设备或其他设备后,浪涌可能通过那台设备造成危险电击。
4. 漏电流:0,1 mA 与四个工况
201.8.7.3 aa) 是一条容易被"通用限值"覆盖的条款,原文很明确:对于作为 TYPE CF 应用部分的除颤电极,在通用标准 8.7.4.7 特殊试验条件下(除颤电极上施加最大市电电压)的患者漏电流允许值为 0,1 mA。
Annex AA 给了两个理由:通用标准的低限值是为与心肌接触的小面积电极定的,而体内除颤电极面积相对大;此外这个特殊试验条件(患者身上出现市电电压)在开胸手术中不太可能发生。
201.8.7.1 还规定了漏电流测量时必须依次运行的四个工况:
| 工况 | 设备状态 |
|---|---|
| 1 | 待机(STAND-BY) |
| 2 | 储能器件正在充到最大能量 |
| 3 | 储能器件保持在最大能量,直到内部自动放电完成,或持续 1 min |
| 4 | 向 50 Ω 负载输出脉冲开始后 1 s 起持续 1 min(放电期间不计入) |
201.8.7.4.7 对除颤电极的测量方法也做了专门追加:电极接 50 Ω 负载,测量从任一除颤电极到地,同时把下列部分连在一起接地——可触及导电部分、设备底部面积不小于底面的金属箔、正常使用时可能接地的信号输入/输出部分。对于除颤电极,变压器 T₂ 的电压施加在地与外部除颤电极(连在一起)、内部除颤电极(连在一起)之间,金属箔紧密包裹电极手柄并接地。
5. 201.8.5.5.103:试验期间不许误充电
这条很短但很关键:与 201.13.1.3 保持一致,试验期间不得发生储能器件的非预期充电。在 201.8.8.3 的介电强度试验、201.8.5.5.101 的隔离试验过程中,如果设备被测试信号误触发开始充电,试验结果就不成立,同时也构成一个真实的危险状态。
6. 三个最常见的误判
误判一:把除颤防护试验归到 EMC。 除颤防护试验在 IEC 60601-1:2005+AMD1:2012+AMD2:2020 的 Clause 8.5.5,是电气危险防护的一部分;本标准 201.8.5.5 只做修改与增补。IEC 60601-1-2 是电磁兼容并列标准,与除颤耐受试验无关。这两件事在报告里必须分开归档。
误判二:用"满足 MOPP"替代 0,1 mA。 本标准对除颤电极给出的是明确的数值限值 0,1 mA,而不是引用患者防护措施(MOPP)的抽象概念。测试报告应直接引用 201.8.7.3 aa) 与 0,1 mA。
误判三:只做断电一次的差模试验。 201.8.5.5.1 要求通电、断电各一次,且每种情况 V_T 反接重做。四个数据点缺一不可。
关键事实
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 Clause 201.8.3 aa) 规定由独立监护电极构成的应用部分必须是 TYPE CF 应用部分
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 Clause 201.8.5.5.102 规定非除颤电极的应用部分应为抗除颤型,除非制造商已采取措施使其无法与除颤同时使用
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 Clause 201.8.5.5.101 规定放电后 Y1 与 Y2 之间峰值电压不超过 1 V,该电压对应被测部分 100 µC 电荷
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 Clause 201.8.7.3 aa) 规定 TYPE CF 除颤电极在 8.7.4.7 特殊试验条件下的患者漏电流允许值为 0,1 mA
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 Clause 201.8.5.5.1 规定差模试验须在通电与断电两种状态下各做一次,且每种状态下 V_T 反接重做
参考文献
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2), Clause 201.6.2 — Protection against electric shock, TYPE B deleted
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2), Clause 201.8.3 aa) — Classification of APPLIED PARTS
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2), Clause 201.8.5.5.1 — Defibrillation protection, differential-mode test
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2), Clause 201.8.5.5.101 — Isolation of DEFIBRILLATOR ELECTRODES, Figure 201.101
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2), Clause 201.8.5.5.102 — APPLIED PARTS not being DEFIBRILLATOR ELECTRODES
- IEC 60601-2-4:2010+AMD1:2018+AMD2:2026 (Ed 3.2), Clause 201.8.7.1 / 201.8.7.3 aa) / 201.8.7.4.7 — Leakage currents
- IEC 60601-1:2005+AMD1:2012+AMD2:2020, Clause 8.5.5 — Defibrillation-proof applied parts
常见问题
Q: IEC 60601-2-4 除颤保护试验在哪个标准里? A: 在 IEC 60601-1:2005+AMD1:2012+AMD2:2020 的 Clause 8.5.5,属于电气危险防护。IEC 60601-2-4 的 201.8.5.5 系列只对差模试验与隔离判定做修改和增补,与 IEC 60601-1-2 的 EMC 要求无关。
Q: IEC 60601-2-4 除颤电极隔离的合格判据是 1 V 还是 100 µC? A: 两者是同一判据的两种表述。201.8.5.5.101 规定放电后 Y1 与 Y2 之间峰值电压不超过 1 V,标准明确该电压对应被测部分的 100 µC 电荷。测量时须排除放电瞬态。
Q: IEC 60601-2-4 里除颤电极的漏电流限值是多少? A: 0,1 mA。201.8.7.3 aa) 针对作为 TYPE CF 应用部分的除颤电极,在 8.7.4.7 特殊试验条件下(电极上施加最大市电电压)规定允许值为 0,1 mA。
Q: IEC 60601-2-4 里不是除颤电极的应用部分也要抗除颤吗? A: 原则上要。201.8.5.5.102 规定非除颤电极的应用部分应为抗除颤型,除非制造商已采取措施使其无法与除颤同时使用。举证责任在制造商,须证明这种互斥在结构或功能上成立。
Q: IEC 60601-2-4 除颤保护的差模试验要做几次? A: 四次。201.8.5.5.1 要求分别在设备通电与断电状态下各做一次,且每种状态下都要把试验电压 V_T 反接重做一次。相比通用标准,通电状态是新增的必做项。
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