Elektromedizinischer Apparat. Die beim Betriebe keine elektrisehe Spannung führenden metallenen Teile von elektromedizinischen Apparaten werden, zur Vermeidung von Schädigungen des solche Teile Berührenden, in vielen Fällen in einem geerdeten Metallgehäuse untergebracht.
Diese Erdung soll alle Personen, die mit dem Ap parat zu tun haben und' dabei mit den er wähnten Metallteilen in Berührung kommen können oder müssen,, gegen die Gefahr schüt zen, die dann entstehen würde, wenn diese Metallteile durch Induktion oder durch irgend eine unvorhergesehene Beschädigung des elektrischen Apparates eine Potential- differenz gegen Erde annehmen.
Voraus setzung ist dabei, da:ss die berührende Per son, wie das häufig der Fall sein kann, in einer einigermassen gut elektrisch leitender. Verbindung mit der Erde steht, etwa durch einen feuchten Steinfussboden oder derglei chen. Bei einwandfreier Erdung aller berühr baren Metallteile ist cla.nn jede Gefahr be- seitigt, weil eine gefährliche Potential differenz zwischen verschiedenen Körper- stellen der berührenden. Person nicht entstehen kann.
Anders liegen die Verhältnisse bei edel.. tromedizinischen Apparaten, bei denen der Patient betriebsmässig mit Spannung führen den Teilen in Verbindung steht, die isoliert aus dem metallenen Gehäuse herausgeführt sind.
-Wird bei solchen Apparaten lediglich die erwähnte Schutzerdung des metallenen Gehäuses vorgenommen, so bedeutet das nicht immer eine Beseitigung, sondern in manchen Fällen sogar eine Erhöhung der Gefahr für den Patienten, wenn nicht besondere weitere Hassnahmen getroffen werden.
Nenn nur solche Apparatbeschädigungen -#..-ürden auftreten können, die zur Folge ha ben, dass das: Metallgehäuse mit einem Netz spannung führenden Teil (elektromedizini sche Netzans.chluss.apparate) oder mit einem ie- Hochspannung führenden Teil (Diatherm apparate) des Apparates in Berührung kom men kann, so würde die Erdung des Metall gehäuses einen ausreichenden ,Schutz dar stellen.
Wenn jedoch, wie es vorkommen kann, durch eine Beschädigung im Apparat der isoliert angeordnete Patientenstromkreis, in den ausserhalb des Apparates der Patient eingeschaltet ist, mit einem Netzspannung (oder Hochspannung) führenden Teil des Ap parates in Verbindung kommt,, so kann die Erdung des Meta@flgehäusesi die dann ent stehende Gefahr für den Patienten nicht beseitigen; gegebenenfalls erhöht sie sogar die Gefahr.
Eine Nichtbeseitigung der Gefahr liebt dann vor, wenn der Patient mit irgend einem Teil seines Körpers, beispielsweise mit den Füssen, in leitender Verbindung] mit der Erde steht. Eine Erhöhung der Gefahr aber tritt durch die Erdung des Metallgehäuses dann ein, wenn, wie es me"ystens der Fäll # ist, der Patient von Erde ,durch einen Holz oder Linoleumfussboden, Teppich oder der gleichen ausreichend isoliert ist.
In diesenx Falle wird durch die genannte Beschädigung der ganze Patientenstromkreis (einschliess- lich des Patienten) auf ein bestimmtes elek trisches Potential gebracht.
Es tritt jedoch keine gefährliche Potentialdifferenz an ver schiedenen Körperstellen auf, das heisst keine Potentialdifferenz, die einen Strom von ge fährlicher Stärke (durch den Körper hin durch) würde verursachen können. Berührt in diesem Falle der Patient das metallene Gehäuse des Apparates, was leicht möglich, beziehungsweise beim Selbstregulieren erfor derlich ist,, so entsteht keine Gefahr; wenn dieses Gehäuse gleichfalls moh Erde aus reichend isoliert ist.
Dann hat die Verbin dung des Metallgehäuses mit dem Patienten stromkreis über den Patienten lediglich zur Folge, d'ass auch das Gehäuse auf das Potential des Patientenstromkreises gebracht wird.
Ist aber das. metallene Gehäuse geerdet, so wird im Falle der genannten Beschädi gung die Potentialdifferenz zwischen dein Patientenstromkreis und dem Gehäuse zwangsläufig aufrechterhalten, :.o dass bei gleichzeitiger Berührung beider Teile durch den. Patienten ein Strom von gefährlicher Stärke durch den Körper fliessen kann.
Die Gefahr lässt :sich bei dem Apparat gemäss der Erfindung, der in der Abbildung, der Schaltungsanordnung nach, in einem Ausfüh rungsbeispiel einer Einrichtung zur Durch- wärmun.g lebender Gewebe mittelst hoch- frequenter elektrischer Ströme (Diathermie) schematisch dargestellt ist, dadurch beseiti gen, da.ss der P:ati!entenstro,:rnkreis selbst ge erdet'. beziehungsweise mit dem bei f' ge erdeten bfetallgehäuse f leitend verbunden wird.
Dann ist es unmöglich, d:ass der Pa tientenstromkreis durch irgend eine Beschä digung im Apparat auf eine Potentialdiffe renz ,gegen Erde gebracht wird.
Wenn der Patientenstromkreis aus meh reren voneinander isolierten Teilen besteht, wie es bei Hochfrequenzap.pa.raten mit Kon densatoren, die niederfrequente Ströme nicht oder fast nicht hinrlurehlassen, der Fall sein kann, so, muss jeder dieser Teile .des Patienteii- stromkreises für sich geerdet,
beziehungs weise mit dem geerdeten Gehäuse leitend ver bunden werden. Zur Vermeidung eines Kurz schlusses für den hochfrequenten Patienten strom kann dabei als Verbindung ziwrischen diesen Teilen und dem Gehäuse eine Dros selspule jn, veiwendlet werden, die für den niederfrequenten Strom gut durchlässig, für den hochfrequenten Strom ganz oder fast un durchlässig ist.
An Stelle der Drosselspule kann auch eine Schutzfunkenstrecke verwen det werden., die der normalen hochfrequeti- len Niederspannung standhält, beim Auf treten eurer niederfrequenten höheren Span nung oder Hochspannung am Patientenstrom- kreis (infolge einer Beschädigung im Appa rat) jedoch durchschlagen wird und dadurch die Schutzerdung herstellt.
Die leitende Verbindung des Patienten- stromkreises mit dem metallenen Gehäuse f des Apparates ist aber auch dann von Vor teil, wenn das Gehäuse nicht geerdet ist; denn es kann vorkommen:, dass durch Beschä digungen im Apparat sowohl der Patienten- stromkreis, als auch. das Gehäuse mit Netz spannung (oder Hochspannung) führenden Teilen in Verbindung kommen, die jedoch nicht das gleiche,: sondern verschiedenes Po tential führen.
Es ist beispielsweise möglich, dass bei einem h.ochfrequenzappa.ra.t der eine Pol d des Hochspannungstransformators infolge eines Funkenüberganges (Durchschlagen zwi schen der Sekundärwicklung er und der Primärwicklung b des I3ochfrecluenztrans- formators) mit dem Patientenstromkreis, ver bunden wird,
während der andere Pol e des Hochspannungstransformators infolge einer Isola.tionsbeschädigu.n.'- mit Metallteilen des Apparates und dem metallenen Gehäuse f in leitende Verbindung kommt.
Wenn in diesem halle der Patient ff mit einer Hand, statt die -in die Iilemm@en i angeschlossenen Elektro den 7r, ztz halten, das Gehäuse f berührt (während er mit der andern Hand mit cleni Patientenstromkreis in leitender Verbindung 1)leibi:), ist die Potentialidifferenz zwischen Pa.tientenstroml,:
reis und Gehäuse f, also die gelle Spannung des IHochspannungstra-ns- forma.tor,. von Hand zu Hand wirksam.
Durch eine unmittelbare: (bei k) oder eine mittelbare (Drosselspule in., Schutz- funkonstreake) leitende Verbindung (in der Abbildung sind diese beiden Verbindungen dargestellt, obwohl für den Schutz des Pa tienten nur eine dieser Verbindungen erfor- derlieli ist) zwiccben Patientenstromkreis und Gehäuse lässt sieh diese Gefahr beseitigen.
Treten dann die erwähnten Beschädigungen auf, so ist die Sekundärwicklung des Iloch- spannungstransformators kurzgeschlossen und eine gefährliche Potentialdifferenz am Pa tienten kann nicht auftreten.
Electromedical apparatus. The metal parts of electromedical apparatus that do not carry any electrical voltage during operation are in many cases housed in a grounded metal housing in order to avoid damage to those in contact with such parts.
This grounding is intended to protect all persons who have to do with the device and who can or must come into contact with the metal parts mentioned, against the danger that would arise if these metal parts were induced by induction or by any unforeseen damage to the electrical apparatus assume a potential difference to earth.
The prerequisite for this is that: the person touching, as can often be the case, is in a reasonably good electrical conductor. There is a connection with the earth, for example through a damp stone floor or the like. If all touchable metal parts are properly earthed, cla.nn eliminates any danger, because there is a dangerous potential difference between different parts of the body of the touching. Person cannot arise.
The situation is different with noble .. tromedical apparatus, in which the patient is operationally connected to live with the parts that are isolated from the metal housing.
-If only the mentioned protective earthing of the metal housing is carried out in such devices, this does not always mean elimination, but in some cases even an increase in the risk for the patient, if no particular further hatreds are taken.
Only mention such damage to the apparatus - # ..- would occur that would result in the: Metal housing with a part carrying mains voltage (electrical medical mains connection apparatus) or with a part carrying high voltage (diatherm apparatus) of the apparatus can come into contact, the grounding of the metal housing would provide adequate protection.
However, if, as can happen, the isolated patient circuit, in which the patient is connected outside the device, comes into contact with a part of the device carrying mains voltage (or high voltage) due to damage in the device, the earthing of the Meta @ flgehäusesi do not eliminate the resulting danger for the patient; it may even increase the risk.
A failure to remove the danger prefers when the patient has any part of his body, for example with his feet, in conductive connection with the earth. An increase in risk, however, occurs through the grounding of the metal housing when, as is usually the case, the patient is sufficiently isolated from the ground, by a wood or linoleum floor, carpet or the like.
In this case, the aforementioned damage brings the entire patient circuit (including the patient) to a specific electrical potential.
However, there is no dangerous potential difference at different parts of the body, i.e. no potential difference that could cause a current of dangerous strength (through the body). In this case, if the patient touches the metal housing of the device, which is easily possible or necessary for self-regulation, there is no danger; if this housing is also sufficiently insulated from moh earth.
Then the connec tion of the metal housing with the patient circuit via the patient only has the consequence that the housing is also brought to the potential of the patient circuit.
If, however, the metal housing is grounded, the potential difference between the patient circuit and the housing is inevitably maintained in the event of the aforementioned damage: .o that when both parts come into contact with the. A current of dangerous strength can flow through the patient's body.
The danger can be: with the apparatus according to the invention, which is shown schematically in the figure, according to the circuit arrangement, in an exemplary embodiment of a device for warming up living tissue by means of high-frequency electrical currents (diathermy), thereby eliminating that the P: ati! entenstro,: rnkreis itself is grounded. or is conductively connected to the metal housing f which is earthed at f '.
Then it is impossible for the patient circuit to be brought to a potential difference to earth due to any damage in the apparatus.
If the patient circuit consists of several parts isolated from one another, as can be the case with high-frequency capacitors with capacitors that do not or hardly allow low-frequency currents to pass through, each of these parts of the patient circuit must be separate grounded,
or be conductively connected to the earthed housing. To avoid a short circuit for the high-frequency patient current, a choke coil can be used as a connection between these parts and the housing, which is well permeable to the low-frequency current and completely or almost impermeable to the high-frequency current.
Instead of the choke coil, a protective spark gap can also be used, which can withstand the normal high-frequency low voltage, but if your low-frequency higher voltage or high voltage occurs on the patient circuit (due to damage to the apparatus) it will break down and thereby the Establishes protective earth.
The conductive connection of the patient circuit with the metal housing f of the device is also advantageous if the housing is not earthed; because it can happen: that due to damage in the device, both the patient circuit and. the housing come into contact with parts carrying mains voltage (or high voltage) which, however, do not have the same but different potential.
It is possible, for example, in a high-frequency apparatus that one pole d of the high-voltage transformer is connected to the patient's circuit as a result of a spark transition (breakdown between the secondary winding er and the primary winding b of the high-frequency transformer).
while the other pole e of the high-voltage transformer comes into conductive contact with metal parts of the apparatus and the metal housing f as a result of insulation damage.
If in this hall the patient ff with one hand, instead of the -in the Iilemm @ en i, hold the 7r, touches the housing f (while with the other hand he is in a conductive connection with the patient circuit 1) body :) , is the potential difference between patient currents:
rice and housing f, so the same tension of the IHigh-voltage tra-ns- forma.tor ,. effective from hand to hand.
Through a direct: (at k) or an indirect (choke coil in., Protective radio constituent) conductive connection (these two connections are shown in the figure, although only one of these connections is required for the protection of the patient) between the patient circuit and housing lets you eliminate this risk.
If the aforementioned damage then occurs, the secondary winding of the Iloch voltage transformer is short-circuited and a dangerous potential difference on the patient cannot occur.