electrcal safety dan risk level compress

Keselamatan Listrik (Electrical Safety)

A. Pendahuluan

Semakin komplek teknologi peralatan kedokteran, semakin komplek juga prosedur penggunaannya, sehingga hal ini dapat menimbulkan beberapa kesalahan pemakaian yang pada akhirnya bisa menimbulkan kecelakaan pada pengguna alat kedokteran tersebut dan pasien. Pada kenyataannya, banyak kegagalan peralatan yang menimbulkan kecelakaan pada pengguna atat kedokteran lebih disebabkan karena kesalahan pemakaian, pemakaian yang tidak benar atau kurangnya pengalaman serta tidak adanya pelatihan untuk pengoperasiannya.

Kecelakaan yang diakibatkan oleh adanya penggunaan alat kedokteran akan jauh lebih berbahaya dibanding apabila terjadi kecelakaan sebagai akibat pelepasan energi listrik yang terjadi di rumah tangga atau di tempat kerja lainnya, hal ini dikarenakan lingkungan pada pelayanan kesehatan mengandung komponen komponen lain yang potensi menunjang terjadinya kecelakaan, antara lain: bahan kimia, micro-organisme, limbah infeksius, beban-beban mekanik, gelombang elektromagnit, frekwensi tinggi, radiasi.

Pada kesempatan ini lebih ditekankan pada pembahasan mengenai bahaya pelepasan energi listrik, khususnya mengenai tindakan pengamanannya (electrical safety). Lebih detail mengenai efek fisiologis akibat kecelakaan listrik, bahaya kejut listrik, metode pengamanannya, standar pengamanan dan prosedur test pengamanan (electrical safety tes) dengan maksud agar memahami / mengerti tentang kemungkinan terjadinya bahaya, serta bagaimana tindakan pengamanan yang harus dilakukan sehubungan dengan penggunaan teknologi peralatan kedokteran.

B. Efek Fisiologis

Ada tiga hal yang akan terjadi apabila arus listrik mengalir masuk melalui jaringan biologis, yaitu:

1. Rangsangan listrik pada jaringan atau saraf.

2. Menahan panas 3. Kerusakan jaringan

Berikut ini merupakan beberapa kondisi yang akan terjadi pada organ tubuh akibat pelepasan energi listrik

Threshold of perception

Pada keadaan ini jaringan/ kulit mulai dapat merasakan kehadiran arus listrik dalam batasan minimal (untuk arus AC adalah 0,5 mA, 60Hz dan untuk arus DC 2 sampai dengan 10 mA ), secara individual terasa ‘geli’. Perasaan ini akan dialami secara berbeda-beda, tergantung pada nilai impedansi jaringan secara individu.

Let-Go- Current

Apabila besar arus listrik yang mengalir melalui jaringan semakin meningkat, maka akan menimbulkan rangsangan pada jaringan otot dan saraf. Seringkali mulai dirasakan rasa ‘sakit/nyeri’ dan secara reflek otot akan berkontraksi.

Pada keadaan ini minimal arus listrik 6 mA dapat mulai mengakibatkan gerakan reflek otot.

Respiratory paralysis

Semakin tinggi arus listrik yang mengalir menyebabkan otot -otot pernapasan berkontraksi cukup kuat ( mencekik ) dan akhirnya akan menimbulkan

‘kelemasan’ karena kekurangan oksigen. Kejadian seperti ini dapat timbul jika arus listrik yang mengalir cukup kuat dan dalam keadaan yang cukup lama

Ventricular Fibrillation

Jantung manusia merupakan jalur ‘khusus’ aliran listrik yang membuat keadaan menjadi sangat berbahaya. Apabila terjadi aliran listrik ke tubuh manusia, maka sebagian aliran ada yang mengalir melalui dada kemudian ke jantung. Apabila arus listrik cukup kuat mempengaruhi bagian otot jantung,

maka perambatan aktivitas listrik dalam jantung akan terganggu. Dan apabila aktivitas kelistrikan dalam jantung terganggu, maka denyut jantung dapat mencapai 300 BPM ( beats per minute ) seperti ‘gelombang balik’ depolarisasi secara acak pada ventricles. Gerakan pemompaan jantung akan berhenti dan merupakan ‘kematian’ dalam hitungan menit.

Besar arus listrik untuk mengakibatkan ventricular ber-fibrasi adalah 75 mA sampai dengan 400mA.

Myocardial contraction

Apabila arus listrik yang mengalir ke dalam jaringan cukup tinggi, maka seluruh bagian otot jantung akan berkontraksi dan jantung berhenti berdenyut sesaat selama ada arus listrik yang tinggal dan akan berdenyut normal kembali bila arus listrik hilang. Kejadian seperti ini disebut jantung mengalami defibrilasi.

Kecelakaan fisik dan luka bakar

Pada umumnya aliran listrik ke dalam jaringan tubuh manusia terjadi hanya dalam waktu sesaat. Karena kulit mempunyai sifat ‘menahan panas’, ketika ada arus listrik yang lewat, hal ini dapat menyebabkan luka bakar pada titik kulit yang bersentuhan langsung dengan aliran arus listrik. Besar tegangan listrik diatas 240 volt dapat melukai kulit, otak dan jaringan saraf lainnnya menjadi tidak berfungsi. Demikian juga jaringan otot akan tertarik berkontraksi melepaskan pada ikatan tulang.

C. Electrical Safety Standard

Standart Internasional yang banyak digunakan dan diadopsi oleh banyak negara di dunia untuk Electrical Safety adalah standar IEC (International Electrotechnic Commission). IEC 60601-1 merupakan standar umum untuk keselamatan listrik.

Tujuan utama keselamatan listrik adalah untuk memastikan suatu peralatan aman digunakan oleh pengguna dan pasien.

Keselamatan listrik berdasarkan IEC dikelompok ke dalam beberapa jenis, contohnya/antara lain keselamatan listrik untuk :

1. Peralatan Medis 2. Peralatan X ray

3. Peralatan Bedah dengan frekuensi tinggi

4. Sistem Peralatan Kesehatan (termasuk peralatan non medis) IEC 60601-1 Requirement :

 Protective Earth Resistance 0.2 MΩ

 Insulation Resistance Main Part 2 MΩ (minimal)

 Earth Leakage Current 500 Aμ

 Enclosure Leakage Current 100 Aμ

 Patient Leakage Current 100 Aμ (B & BF) ; 10 μA (CF)

D. Klasifikasi Type dan Kelas Peralatan Medik Sesuai IEC

1. Type-type peralatan medik Symbol

s Descripti

o Symbol Description

Type B Type B

Defib protection

Type BF Type BF

Defib protection

Type CF Type CF

Defib protection Gambar III-1 Tabel Type peralatan medik

a. Type B merupakan peralatan yang mempunyai pengamanan terhadap tegangan kejut sesuai ambang batas arus bocor yang diijinkan (normal 100 A, tanpa pembumian 500 A) tapi tidakμ μ boleh digunakan/berhubungan langsung dengan jantung.

b. Type BF merupakan peralatan yang mempunyai pengamanan terhadap tegangan kejut lebih baik dari peralatan type B yang tercapai karena adanya isolasi (normal 100 A, tanpa pembumianμ 500 μA) tapi tidak boleh digunakan/berhubungan langsung dengan jantung.

c. Type CF merupakan peralatan yang mempunyai pengamanan terhadap tegangan kejut paling baik yang tercapai dengan meningkatkan mutu isolasi (normal 10 A, tanpa pembumian 50μ A) dan boleh digunakan/berhubungan langsung dengan jantung.

μ

2. Kelas-kelas peralatan medik

a. Peralatan Kelas I merupakan peralatan yang mempunyai sistem pengamanan terhadap bahaya kejut listrik tidak hanya tergantung pada basic insulation, tetapi juga mengandalkan pengamanan

tambahan yaitu adanya protective eart conductor yang terpasang

secara permanen yang dihubungkan ke bagian-bagian lain dan alat akan yang bersifat konduktor/penghantar dan dapat disentuh/dicapai oleh tangan (accessible conductive parts ).

Perlu diketahui bahwa jika terjadi kegagalan fungsi pengaman dan basic

insulation, maka fungsi pengamanan diambil alih oleh protective earth conductor. Ciri-ciri peralatan dengan class I. Peralatan tersebut memperoleh sumber tegangan dan luar (external supply mains, seperti : external battery, external converter, genset dsb).

LMAIN S N

Protective Earth Conductor Basic insulation

(*) not used in medical applications

Gambar III-2 Diagram Peralatan Kelas I

b. Peralatan Kelas II, merupakan peralatan yang mempunyai sistem pengaman terhadap bahaya kejut tidak hanya mengandalkan pada basic insulation saja, tetapi juga tergantung pada sistim pengaman

sistim double insulation. Pada peralatan ini disamping memiliki

pengaman basic insulation, juga memiliki pengaman tambahan berupa supplementary insulation dan atau reinforced insulation. Apabila terjadi kegagalan fungsi pengaman dari basic

insulation,maka fungsi pengaman akan diambil alih oleh pengaman lapis kedua yaitu suppIementary insulation dan atau oleh reinforced insulation.

Pada peralatan dengan class II ini tidak ada/tidak memiliki protective earth conductor.

Gambar III-2 Diagram Peralatan Kelas II

Basic insulation Extra insulation

L N

c. Peralatan kelas III merupakan peralatan yang mempunyai sistem pengaman terhadap bahaya kejut listrik tergantung/menggunakan supply tegangan “safety extra low voltage “(SELV).

SAFETY TRANSFORMER

Basic insulation

Gambar III-3 Diagram Peralatan kelas III

E. Electrical Safety Test

Electrical safety test meliputi pengukuran besaran kebocoran arus listrik (leakage current) dan pengukuran tahanan insulation pada beberapa titik di peralatan. Batasan nilai yang diperkenankan mengikuti aturan dan IEC standards. Di bawah ini beberapa contoh gambar/metode pengujian keselamatan listrik.

1. Protective Earth Test

Gambar III-4. Protective Earth Test

Instrument under test L (N)

N (L) Ri

Applied part

Ohm PE (*)

6V

50 Hz 25 A or 1.5 Ir

Insulating pad

(*) If equipotential connection present : measure also with yellow/green E.P. conductor connected.

Dilakukan untuk peralatan kelas I type B, BF dan CF. Pengukuran tahanan pembumian (impedance protective earth) disemua bagian alat yang terbuat dari bahan metal/besi yang terhubung ke tahananan pembumian (protective earth). Untuk peralatan yang dilengkapi dengan kabel power besarnya adalah 0,2 dan 0,1 Ω Ω untuk peralatan yang tidak dilengkapi kabel power.

2. Insulation Resistance Test

Gambar III-5. Insulation Resistance Test

Untuk peralatan kelas I type B, BF dan CF. Diukur antara masukan kabel tegangan ( phase dan netral ) yang dihubungkan/disatukan dengan terminal pentanahan pada alat/instrumen yang dites. Nilainya minimal 2 M .Ω

Instrument under test L (N)

R

500V DC

MOh

N (L)

Applied part PE

Insulating pad

3. Earth Leakage Current (normal condition)

Gambar III-6. Earth Leakage Current (normal condition)

Dilakukan pada peralatan kelas I type B, BF dan CF. Ukur arus bocor pembumian pada peralatan medis yang terhubung dengan sumber tegangan. Saklar S5 digunakan untuk posisi normal polaritas dan polaritas terbalik. Untuk peralatan type BF dan CF ukur AP (Applied Part) atau GND (Ground) dengan saklar S 12 tertutup dan terbuka.

Nilai maksimum arus bocor yang diijinkan adalah 500 A.μ

4. Enclosure Leakage Current (Touch Current)

Gambar III-7. Enclosure Leakage Current (Touch Current)

S12

Insulating pad

Applie d part M P

N S1 (L)

S5 L

Instrument under test

S12

Insulating pad

M

Applie d part S7 P

(*)

N (L)

S1

S5 L

Instrument under test

Dilakukan pada peralatan kelas I type B, BF dan CF. Ukur arus bocor selungkup peralatan medis pada normal polaritas dan polaritas terbalik dengan menggunakan saklar S5. Untuk peralatan type BF dan CF ukur AP (Applied Part) atau GND (Ground) dengan saklar S 12 tertutup dan terbuka. Nilai maksimum arus bocor yang diijinkan adalah 100 A.μ

5. Patient Leakage Current

Gambar III-8. Patient Leakage Current

Dilakukan pada peralatan kelas I type B, BF dan CF. Ukur arus bocor pasien ke pembumian dari semua bagian yang terhubung ke pasien (Applied Part) secara paralel pada normal polaritas dan polaritas terbalik dengan menggunakan saklar S5.

Maksimum arus bocor yang diperkenankan untuk peralatan type B dan BF adalah 100 A. Untuk peralatan type CF arus bocor yangμ diperkenankan adalah 10 A.μ

(*) Not present

M in

Insulating pad

Applie d part S7 P

(*) N

(L)

S1 S5 L

Instrument under test

F. Metode Pengamanan Peralatan Medik

1. Pembumian untuk Peralatan

Banyak kegagalan peralatan yang disebabkan karena pemasangan atau penggunaan yang salah pada fasilitas pembumian yang disediakan pada peralatan atau pada jalur penyedia sumber tegangan.

Pada stop kontak yang menggunakan fasilitas dua lubang (tidak ada jalur pembumian), dan pada power cord peralatan sering kali tidak dilengkapi dengan adaptor apabila antara konektor power cord berbeda model/tipe dengan stop kontak. Fasilitas pembumian adalah mutlak diperlukan baik pada penyedia sumber tegangan maupun pada peralatan.

IEC 60601-1 mensyaratkan nilai resistansi pembumian (grounding resistance) antara titik grounding pada power cord dengan titik grounding yang terpasang pada chasis adalah 0,2 Ohm. Sebagai bahan catatan bahwa ada beberapa standard yang mengijinkan sampai dengan 0,5 Ohm.

Gambar III-9. Pembumian Peralatan

2. Pengurangan Arus Bocor

Pencegahan dan pengurangan kemungkinan terjadinya arus bocor pada chasis/selubung peralatan maupun pada bagian yang terhubung langsung dengan pasien (applied part) adalah hal yang paling utama menjadi perhatian para desainer peralatan kedokteran yang menggunakan energi listrik.

Arus bocor listrik yang timbul pada selubung atau pada chasis bisa dikurangi dengan melapisi chasis dengan bahan non-conductor atau yang bersifat insulator. Pada penggunaan bagian peralatan yang bersentuhan langsung dengan pasien (seperti patient leads) , sedapat mungkin mempunyai nilai impedansi yang cukup tinggi dan terhubung dengan jalur pembumian.

3. Isolasi Ganda

Pada kebanyakan peralatan kedokteran yang menggunakan energi listrik sudah dilengkapi dengan isolasi lapis pertama (primary insulation) yang membatasi atau memisahkan antara bagian peralatan yang sifatnya konduktor dan dialiri arus listrik dengan bagian yang bersifat non-konduktor. Untuk pengamanan ganda peralatan dipasang isolasi lapis kedua ( secondary insulation ) yang terpasang terpisah dan isolasi lapis pertama. Sebagai contoh: tombol-tombol knob atau saklar/ switch yang dilapisi bahan isolator.

4. Extra Low Voltage

Peralatan diagnostik untuk keperluan medis banyak menggunakan tegangan rendah, seperti baterai atau menggunakan tegangan rendah dari trafo isolasi. Tegangan rendah dari arus AC masih memungkinkan terjadinya arus/tegangan kejut yang sangat kecil, namun masih jauh lebih baik dibanding menggunakan tegangan yang lebih tinggi.

Tegangan listrik dengan nilal 24 Volt DC dan 50 Volt AC dipandang cukup aman bagi pengguna peralatan.

G. Istilah-istilah Bagian Peralatan

1. Live Parts, merupakan bagian dari suatu peralatan yang dalam kondisi normal mengandung muatan listrik. Live parts dapat merupakan bagian dari main part, applied part/patient circuit atau bagian dari internal circuit.

2. Main Parts, merupakan bagian dan atau seluruh bagian dari peralatan

yang memiliki hubungan dengan sumber tegangan utama.

3. Applied Parts, adalah seluruh bagian dari peralatan yang mempunyai hubungan atau kontak langsung dengan pasien untuk keperluan pemeriksaan atau pengobatan.

4. Patient Circuit, adalah suatu rangkaian dimana pasien menjadi bagian dari rangkaian tersebut. Tandanya adalah bahwa peralatan tersebut memiliki applied part yang dilengkapi dengan tranducer atau electrode yang kontak langsung ke tubuh.

5. Supply Parts,adalah bagian atau peralatan yang berhubungan langsung dengan sumber daya dari luar.

6. Power Supply/Source,,adalah sumber daya bagi suatu peralatan;

dibagi menjadi 2 (dua), yaitu internal power supply/source dan external power supply/source.

7. External Power Supply/Source, adalah sumber daya (termasuk batterey) yang secara fisik tidak terintegrasi dari peralatan itu sendiri tetapi sebagai sumber tegangan agar peralatan dapat dioperasikan.

H. Tingkat Resiko Penggunaan Peralatan Medik

Setiap penggunaan peralatan medik memiliki tingkat “resiko” yang beda.

Pengertian dari resiko adalah bahwa setiap kegagalan fungsi atau kesalahan dalam pemakaian akan menimbulkan akibat kepada pasien.

Tingkat resiko digolongkan menjadi 3 (tiga) antara lain : tingkat resiko rendah (low risk), tingkat resiko sedang (medium risk) dan tingkat resiko tinggi (high risk).

1. Tingkat Resiko Rendah (Low Risk)

Yang termasuk tingkat resiko rendah adalah jika karena kegagalan/kesalahan pemakaian peralatan tidak dapat menimbulkan akibat yang serius terhadap pasien. Contoh peralatan medik dengan tingkat resiko rendah antara lain :

 Alternating pressure pads.

 Aspirators (low volume).

 Circulating fluid pumps.

 Diathermy units ( physical therapy).

 Electric beds.

 Electronic scales (for general patient patient care).

 Electronic Thermometers.

 Examination lights.

 Fiberoptic light sources.

 lsolated power systems.

 Oto/ophthalmoscopes.

 Paraffin baths.

 Physical Therapy Ultrasound units

 Pumps (breast).

 Regulators (low volume suction).

 Smoke evacuators.

 Sphygmomanometers.

 Stimulators (low and high voltage physical therapy units).

 Surgical lights.

 Surgical microscopes.

 Surgical tables.

 Temperature monitors.

 Ultrasonic nebulizers.

 Whirlpool baths.

2. Tingkat Resiko Sedang (Medium Risk)

Yang termasuk resiko medium adalah jika karena kegagalan, kesalahan pemakaian dan ketidakberadaan peralatan dapat menimbulkan dampak yang significan/ cukup berarti terhadap pasien, tetapi tidak

secara langsung mengakibatkan kecelakaan yang serius terhadap pasien. Contoh peralatan medik yang memiliki tingkat resiko sedang antara lain :

 Ambulatory ECG recorder and scanners.

 Aspirators (surgical, thoracic, and uterine).

 Blood bank refrigerators.

 Blood gas! PH analyzers.

 Blood pressure units (non-invasive electronic (use in critical care).

 Blood warmers.

 Cardiac output units.

 Centrifuges.

 Clinical laboratory equipment.

 Cryosurgical units.

 Electrocardiographs.

 Electroconvulsive therapy units.

 Electroencephalographs.

 Endoscopes.

 Enternal pumps.

 Evoked potential units.

 Laparoscopic insufflators

 Ultrasound scanners.

 Lithotripters.

 Oxygen-air proportioners.

 Phonocardiographs.

 Phototherapy units.

 Pressure transducers (all types).

 Pulmonary function analyzers.

 Radiant warmers (adult).

 Regulators (air, 02, suction (except tracheal)).

 Special care beds.

 Surgical drills and saws (powered).

 Traction units.

 Treadmills.

3. Tingkat Resiko Tinggi

Yang termasuk resiko tinggi adalah apabila kegagalan atau kesalahan pemakaian peralatan dapat mengakibatkan kecelakaan (injury) yang serius terhadap pasien maupun operator. Contoh peralatan medik yang memiliki tingkat resiko tinggi antara lain :

 Anaesthesia units and vaporizers.

 Anaesthesia ventilators

 Apnea monitors (neonatal)

 Aspirators ( emergency and tracheal)

 Autotransfusions units.

 Blood pressure units (invasive).

 Capnometers.

 Defibrillators (including defibrillator/monitors and pacemakers)

 Diagnostic radiologic imaging systems.

 Electrosurgical units.

 Fetal monitors.

 Heart-lung bypass units.

 Hemodialysis units.

 Ventilators.

 Humidifiers (heated).

 Hypo/hyperthermia units.

 Incubators (infant, including transport units).

 Infusion controllers/pumps.

 Intra-aortic balloon pumps.

 Lasers (surgical)

 Medical Gas/Vacuum systems.

 Nuclear medicine systems.

 Oximeters (pulse).

 Oxygen monitors and analys

 Pacemakers (internal).

 Peritoneal dialysis units.

 Physiologic monitors and monitoring systems.

 Radiographic dye injectors.

 Regulators ( for tracheal suction).

 Resuscitators (pulmonary).

 Sterilzers.

 Tourniquets (pneumatic).

 Transcutaneous oxygen and carbon dioxide monitors.