7. Безопасность и экологичность проекта

7.1. Системный анализ надежности и безопасности ультразвукового эхотомоскопа

В медицинской практике предъявляются высокие требования по обеспечению безопасности. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации, медицинская техника непосредственным образом имеет связь не только с пациентом, но и с обслуживающим ее медицинским персоналом. Поэтому одним из важнейших вопросов при проектировании медицинской техники является ее безопасность, как для пациента, так и для медицинского персонала, обслуживающего эту технику. Таким образом, становится понятным внимание, уделяемое обеспечению надежности эксплуатации медицинской техники. Для решения этих проблем, медицинская техника еще на стадии проектирования проходит жесткую аттестацию на предмет обеспечения безопасности. Внедряются новейшие научные разработки. В медицинских учреждениях проводится постоянный инструктаж по технике безопасности при работе с конкретными приборами. Все это должно отразиться на снижении числа несчастных случаев, обеспечении безопасности пациентов, находящихся в медицинских учреждениях.

УЗ диагностический аппарат эксплуатируется сегодня практически во всех клиниках, больницах, поликлиниках и амбулаториях. Ультразвуковые методы широко используются при массовых обследованиях населения с целью профилактики различных заболеваний, поэтому анализ условий труда в данных помещениях имеет свои специфические особенности.

Микроклимат в помещении должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-76.ССБТ [13].

В холодный период года, для категории работ 1А, в частности работа с проектируемым прибором, оптимальной считается температура окружающего воздуха 22 - 24 °С. В теплый период года - 23 - 25 °С. Средствами поддержания оптимальной температуры является нагрев воздуха нагревательными устройствами в холодный период года, и охлаждение воздуха в помещении путем проветривания помещения или кондиционирования воздуха в помещении при помощи соответствующих устройств. Оптимальной для всех сезонов года, для легких видов работ принята скорость воздуха около 0,1 м/с.

При эксплуатации аппарата не выделяются токсические вещества и промышленная пыль. Отсутствуют промышленный шум, вибрации, электромагнитное, ионизирующее, лазерное и тепловое излучения.

Психофизиологические производственные факторы при эксплуатации прибора в операционной должны быть на самом высоком уровне, что в целом достигается по всем факторам. Особое значение при эксплуатации УЗ диагностических аппаратов имеет воздействие ультразвуковых колебаний на организм человека и опасность поражения электрическим током.

7.2 Системный анализ надежности и безопасности конструкции

В последнее время самое широкое применение находят новые мето­ды безопасности, риска и надёжности систем. Многообразие причин ава­рийности систем и травматизма в производственных условиях позволяет утверждать, что самыми подходящими для оценки опасностей являются модели, представляющие собой процесс появления и развития цепи соот­ветствующих предпосылок в виде диаграмм. Под диаграммами причинно-следственных связей понимают некоторое формализованное представле­ние моделируемых категорий с помощью графических символов.

Основные достоинства таких методов это высокая информативность представления и описания исследуемых факторов, хорошая наглядность изучаемого процесса, однозначность понимания модели исследователем и потребителем, удобство интерпретации и обработки результатов. Самое широкое распространение получила диаграмма ветвящейся структуры, не имеющая циклов и называемая "Дерево отказов". Основные достоинства такого представления информации это простота, наглядность и лёгкость математической алгоритмизации.

Изучение причин конкретного несчастного случая или аварии проводится с привлечением системного анализа. Любая опасность реализуется, принося ущерб, по какой-то причине или нескольким причинам. Без причин нет реальных опасностей. Следовательно, предотвращение опасностей и защита от них базируются на знании причин. Между опасностями и причинами существует причинно-следственная связь. Таким образом, при­чины и опасности образуют иерархические, цепные структуры или системы. Построение "деревьев" является эффективной процедурой выявления причин различных нежелательных событий. Многоэтапный процесс ветвления "дерева" требует введения ограничений с целью определения его пределов. Эти ограничения зависят от целей исследования и определяются логической целесообразностью.

Разработка "Дерева отказов" делится на несколько уровней:

1. Определяется наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы системы;

2. Событие разделяется на несовместимые группы, причём группы фор­- мируются по некоторым одинаковым признакам;

3. Используя общие признаки, выделяется одно событие, к которому приводят все события каждой группы. Это событие является головным, и будет рассматриваться с помощью отдельного дерева причин.

Предположим, что рассматриваемой системой является виброизмеритель. В случае отказа прибора возможны два варианта: неисправна акустическая или электрическая часть. Причиной неисправности акустической части, может быть, разгерметизация датчика или отсутствие в антенне контакта между вводным контактом и соедини­тельными лепестками, между соединительными проводами и металлизацией пьезоэлемента или между соединительными проводами. Отсутствие контакта обуславливается некачественной пайкой, старением пайки ("чума припоя") или обрывом провода. Провод может оборваться вследствие пло­хого его качества или нарушения условий эксплуатации. Разгерметизация может произойти при плохой герметизации активной части антенны, проколе кабеля (при механическом нарушении изоляции или нека­чественном кабеле) или обломе кабеля на входе в преобразователь (некачественный кабель или нарушение условий эксплуатации).

Причинами отсутствия сигнала на входе электрической части могут быть повреждение разъёма, его окисление или загрязнение, повреждение подводящего кабеля. Отсутствие сигнала на выходе может быть из-за отсутствия напряжения питания при неисправности блока питания или из-за того, что пробиты микросхема или конденсатор. В этих случаях отказ может произойти при некачественном приборе или плохом теплоотводе.

Следуя из выше сказанного, составим. "Дерево отказов" для ультразвукового эхотомоскопа. "Дерево отказов" приведено на рисунке 7.1. [20]

Рисунок 7.1 Дерево Отказов