의료 시설·병원에 추천의 UPS(무정전 전원 장치)란? 주의점에 대해서도 해설

의료 시설이나 병원에서는, 치료를 실시해 환자의 생명을 지키기 위해서, 많은 장치나 설비가 존재하고 있습니다. 그리고 이들이 안정적으로 가동하기 위해서는 전원의 확보가 매우 중요합니다. 예기치 않은 정전 등의 전원 트러블에 의해 정지해 버리는 것은 환자를 위험에 빠뜨리기 때문에 피해야 합니다.
이를 위해서는 UPS (무정전 전원 공급 장치)가 매우 중요한 역할을합니다.

이 기사에서는, 병원·의료 시설에 있어서의 대표적인 백업 대상 장치·설비로서, 인공 투석 치료 장치 등의 의료 전기 기기, 수술등, 데이터 관리를 수반하는 장치, 각각에 적합한 UPS나 요구되는 성능·기능에 대해서 자세히 설명합니다.

※ 인명에 직접 관련된 의료 전기 기기 등에 사용하는 경우에는 운용, 유지, 관리에 특별한 배려가 필요합니다.
당사는 일본 공업 규격의 「병원 전기 설비의 안전 기준(JIS T 1022)」과 일본 전기 공업회 자료 「무정전 전원 장치(UPS)를 의료 기관에 적용하는 경우의 기술 지침(JEM-TR 233) )」에 따라 제안을 실시하고 있으므로, 안심하고 상담해 주십시오.자세한 내용은 4항을 참조하십시오.

1. 병원·의료 시설에서의 대표적인 백업 설비 ①: 인공 투석 치료 장치 등의 의료 전기 기기

・인공 투석 치료 장치 등의 의료 전기 기기란?

의료 시설과 병원에는 환자의 진단, 치료, 생명에 관련된 의료용 전기 기기가 다수 존재합니다. 예를 들어, 집중치료실(ICU)에서 환자의 생명 유지에 필수적인 모니터링 시스템, 인공호흡기나 인공투석치료장치와 같이 환자의 생명을 직접 지원하는 장치 등이 그에 해당합니다. 또한 초음파 진단 장치도 의료 전기 기기입니다. 이러한 장비는 환자의 건강 상태를 정확하게 파악하고 신속하고 적절한 치료를 하는데 필수적입니다.

・인공투석치료장치 등의 의료전기기기에 UPS가 필요한 이유

병원과 의료 시설에서는 매일 수많은 환자들이 진단과 치료를 받고 있습니다. 특히 수술실이나 집중치료실(ICU)에 있는 환자와 같이, 긴급도가 높고 생명에 관련된 기기를 사용하고 있는 경우, 조금의 전원 트러블이 장치 정지를 일으켜, 환자를 위험에 빠뜨려 버립니다. 또 장치정지까지는 되지 않아도 의료전기기기에 손상을 주는 원인이 될 수 있습니다.

UPS는 정전 등의 전원 트러블이 발생했을 때에 전원을 공급하여 이러한 위험을 억제하는 역할을 하는 매우 중요한 장치라고 할 수 있습니다.

※인명에 직접 관련된 의료 전기 기기 등에 사용하는 경우에는 운용, 유지, 관리에 특별한 배려가 필요하므로 당사에 상담해 주십시오.

・인공 투석 치료 장치 등의 의료 전기 기기를 백업하는 UPS란?

의료용 전기 기기의 규모에 따라 적절한 크기의 UPS를 선택해야 하지만 10kVA~20kVA 전후가 되는 경우가 많습니다.
인공 투석 치료 장치의 경우 병원의 규모에 따라 다르지만 투석 치료 장치는 10대에서 15대 등 여러 대에서 사용됩니다. UPS의 출력 용량[kVA]은 투석 치료 장치의 정격 용량[kVA/대]의 대수분이 기본이 되지만, 돌입 전류도 고려할 필요가 있습니다.

백업 시간은 자가용 발전 설비와 병용하고 있는 경우가 많아 발전기가 기동하는 40초를 보충하기 위해 10분 정도가 필요한 경우가 많습니다. 발전기를 병용할 수 없는 경우는 정전 등의 전원 트러블이 복구될 때까지 수십분에서 수시간의 백업이 필요합니다.

・인공투석치료장치 등의 의료전기기기를 백업하는 UPS에 요구되는 성능

①신뢰성

인공 투석 치료 장치 등의 의료 전기 기기는 어떠한 때에도 정지가 허용되지 않는 설비입니다. 정전 등의 막상이라고 하는 때, 의료용 전기기기에 전력 공급하는 역할을 하는 UPS가 고장난 등이 되어서는, 원래도 아이도 없습니다.
병렬 중복 타입의 UPS 라면, 만일 UPS에 고장이 발생했을 때라도 다른 UPS로부터 급전을 계속할 수 있어 안심입니다.

②무순단으로 전력을 공급한다

인공투석치료장치 등의 의료전기기기는 정전시 무순단으로 전력을 공급하는 것이 중요합니다. 예를 들어 정전 시에 한 순간에도 전력의 공급이 멈추어 버려, 의료용 전기 기기가 정지, 혹은 정상적인 동작을 유지하지 않게 되어 버렸을 경우, 환자를 위험에 처하게 됩니다.
상시 인버터 급전 방식 · 패러렐 프로세싱 급전방식 등의 무순단으로 전력 공급을 할 수 있는 UPS의 선정이 매우 중요합니다.

※인명에 직접 관련된 의료 전기 기기 등에 사용하는 경우에는 운용, 유지, 관리에 특별한 배려가 필요하므로 당사에 상담해 주십시오.

2. 의료 시설·병원에서의 대표적인 백업 설비②: 수술등

・수술등에 UPS가 필요한 이유

정전에 의해 수술등이 사라져 버렸을 경우, 당연히 수술을 계속할 수 없어, 환자를 위험에 처하게 됩니다. 따라서 수술 중에 정전 등의 전원 트러블이 발생한 경우에도 조명이 계속 켜지도록 UPS로 전력을 공급할 필요가 있습니다.

・수술등을 백업하는 UPS란?

수술등의 경우 1kVA 미만인 경우가 많습니다.
한편, 자가용 발전 설비가 없는 경우의 백업 시간은, 수술이 종료할 때까지의 30~180분 등, 장시간 백업이 필요하게 됩니다.

・수술등 백업하는 UPS에 요구되는 성능

① 장시간 백업

수술등의 경우, 일단 정전해 버려도, 수술이 안전하게 완료될 때까지 전력을 공급할 필요가 있습니다. 주위 환경에 의해 자가용 발전 설비를 설치할 수 없는 케이스에서는, 30~180분 등 장시간 백업할 수 있는 UPS를 선정할 필요가 있습니다.

②공간 절약

장시간 백업의 UPS는 큰 배터리가 필요하고 UPS의 축전지판도 부피가 커지는 경우가 많습니다. 한편 원내의 스페이스는 한정되어 있으므로, UPS의 소형·공간 절약화도 동시에 요구됩니다.
리튬 이온 전지 탑재의 UPS라면 장시간 백업하면서 공간 절약화를 동시에 실현할 수 있습니다.

▲체적·용적 비교〔납 UPS-리튬 이온 UPS〕

이쪽의 기사도 추천：UPS의 리튬 이온 전지와 납 축전지를 철저 비교!

3. 병원·의료 시설에서의 대표적인 백업 설비 ③: 검사·분석 장치, 의료 화상 관리 시스템, 전자 의료 기록 시스템

· UPS가 필요한 이유

이러한 설비에 UPS가 필요한 이유는 의료 데이터에 액세스할 수 없게 되거나 데이터를 손실하는 것이 환자의 생명과 건강에 영향을 주게 되는 것도 연결되기 때문입니다.
예를 들어, 전자 의료 기록 시스템이 정전이나 전원 트러블로 액세스할 수 없게 되는 경우, 환자의 중요한 의료 정보를 의사가 확인할 수 없어, 진단이나 치료의 지연이 발생할 가능성이 있습니다. 또한 데이터 손실은 환자의 치료 이력이나 검사 수치 등을 참조할 수 없어 적절한 지속적인 치료를 어렵게 합니다.

이러한 위험을 피하기 위해 UPS는 필수적이라고 말할 수 있습니다.

· 이들을 백업하는 UPS란?

장치의 종류와 규모에 따라 적절한 크기의 UPS를 선택할 필요가 있지만, 1kVA~3kVA, 크더라도 5kVA로 충분한 경우가 많습니다.

백업 시간은, 자가용 발전 설비와 병용하고 있는 경우는, 발전기가 기동하는 40초 정도를 보충하기 위해, 10분 정도. 발전기를 병용할 수 없는 경우는 정전 등의 전원 트러블이 복구될 때까지 수십분에서 수시간의 백업이 필요합니다.

· 이들을 백업하는 UPS에 필요한 성능

①공간 절약

원내의 한정된 스페이스나 검사 장치의 측에 두는 UPS는, 소형·공간이 작은 것이 요구됩니다. 리튬 이온 전지 탑재의 UPS라면, 납 축전지 UPS에 비해 공간 절약화를 실현할 수 있습니다.

②배터리 긴 수명

배터리 수명이 10년※의 리튬 이온 전지 UPS이면, 배터리 수명이 2~5년의 납 축전지에 비해, 배터리 메인터넌스의 횟수를 줄일 수 있어, UPS를 관리할 때의 부담이 경감합니다 .

이쪽의 기사도 추천：UPS의 리튬 이온 전지와 납 축전지를 철저 비교!

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※ 주위 온도가 25℃인 경우.

4. 의료에서 UPS를 안전하게 선정하기 위해

부탁
「병원 전기 설비의 안전 기준(JIS T 1022)」과 「무정전 전원 장치(UPS)를 의료 기관에 적용하는 경우의 기술 지침(JEM-TR 233)」은 개판이 있으므로, 반드시 최신판의 원전 확인하십시오.

・일본 공업 규격 「병원 전기 설비의 안전 기준(JIS T 1022)」과, 일본 전기 공업회 자료 「무정전 전원 장치(UPS)를 의료 기관에 적용하는 경우의 기술 지침(JEM-TR 233)」

아시다시피, 일본 공업 규격 「병원 전기 설비의 안전 기준 (JIS T 1022)」이 있습니다. 이 규격은 의료 전기 기기 등의 사용상의 안전 확보를 위해 병원, 진료소 등에 설치하는 전기 설비 중 의료 접지 방식, 비접지 배선 방식 및 비상 전원에 대한 안전 기준 및 시설 방식에 대해 규정하고 있습니다 합니다. 다음으로 일본전기공업회 자료 「무정전전원장치(UPS)를 의료기관에 적용하는 경우의 기술지침(JEM-TR 233)」은 의료기관에서의 정전 등에 기인하는 사고를 미연에 방지한다. 목적을 위해 UPS를 의료기관(병원 등)에 적용할 때에 관한 규격, 고려해야 할 사항, 기기의 취급 등에 대해 나타내고 있습니다. UPS를 의료기관에 적용하려면 이러한 안전 기준과 기술 지침을 이해해야 합니다.

「무정전 전원장치(UPS)를 의료기관에 적용하는 경우의 기술 지침(JEM-TR 233)」을 개설합니다.
「병원 전기 설비의 안전 기준(JIS T 1022)」은, 2018년에 개정에 의해 “순간 특별 비상 전원”이 “무정전 비상용 전원”으로 개정되어 정의도 재검토되었습니다. 기술 지침(JEM-TR 233)은 의료기관에서의 정전 등에 기인하는 사고를 미연에 방지하기 위한 목적으로 UPS를 의료기관(병원 등)에 적용할 때에 관한 규격, 고려해야 할 사항, 기기의 취급 등에 대해 나타낸 것입니다.

· 흔한 오해

UPS는 컴퓨터 백업 전원을 비롯하여 모든 분야에서 적용됩니다. 그러나, UPS의 의료기관에의 사용에 대해서는, 안전을 중시하고, 카탈로그, 취급설명서 등에는, 특별한 고려를 하는 일 없이 인명에 직접 관련되는 의료기관에 사용하는 것을 금지하고 있어 사용한다 경우는, 제조업자(메이커)에 상담하도록(듯이) 기재하고 있습니다. 당사의 카탈로그, 취급 설명서도 이 지침에 따라 작성되고 있습니다.
그러나 의미하는 것은 「의료기기 등에의 사용이 금지」가 아닙니다. 당사에 상담해 주시면, 충분히 제품 설명과 사양 협의를 실시해 제품 선정하겠습니다.

· 용어 및 정의

JIS T 1022에 따르면,

(1) 비상전원이란, 상용전원이 정지했을 때, 자동적으로 전력을 공급하기 위한 전원의 총칭. (주 소방법에서 말하는 "비상용 전원"과 다릅니다) 비상용 전원은 "일반 비상 전원", "특별 비상 전원", "무정전 비상 전원"이 있으며 정의는 다음과 같습니다 .

• ・일반 비상 전원이란, 상용 전원의 정지로부터, 40초 이내로 부하에 전력을 공급할 수 있는 비상 전원.
• ・특별 비상용 전원이란, 상용 전원의 정지로부터, 10초 이내로 부하에 전력을 공급할 수 있는 비상 전원.
• ・무정전 비상 전원이란, 상용 전원의 정지로부터, 무정전(교류 전력의 연속성이 확실한 전원)으로 전력을 공급할 수 있는 비상 전원.

보충 설명：비상전원을 구성하는 자가용 발전 설비에는, 일반 사단법인 일본 내 연력 발전 설비 협회가 인정하는 10초 시동 또는 40초 시동의 것이 있습니다.

(2) 의료용 전기 기기란, 장착부를 가지거나, 환자와의 사이에서 에너지를 수수하거나, 환자에게 에너지를 주는지, 또는 환자로부터의 에너지를 검출하는 전기 기계 기구.

(3) 의료용 전기기기의 분류, 기기명칭 분류는 생명유지장치, 수술용 기기, 진단 감시용 기기, 치료용 기기, 그 외가 되고 있습니다.

• ・생명 유지 장치의 기기로서는, 인공 심폐 장치, 원심 펌프, IABP, 제세동기, 인공 호흡기, 보육기, 마취기, 인공 투석 치료 장치를 들 수 있습니다. 이들 기기는 모두 연속적인 전원 공급이 요구되는 기기입니다. 즉, 무정전 비상 전원을 요구하고 있습니다.
• ・수술용 기기로는, 전기 수술기(전기 암컷), 아르곤 빔 코어 귤레이터, 초음파 흡인 수술 장치, 레이저 수술 장치를 들 수 있습니다. 이들 기기는 모두 10초 또는 40초 이내의 전원 회복이 요구되는 기기입니다. 즉, 일반 비상 전원 또는 특별 비상 전원을 요구하고 있습니다.
• ・진단 감시용 기기로서는, 압·심전도 모니터, 심전도 모니터(호흡 모니터 부착), 심전계, 자동 혈압계, 심박출량계, 초음파 진단 장치, 펄스 옥시미터, 흡기 가스 모니터, 분만 감시 장치 , 침대 측 모니터를 들 수 있습니다. 이 중 침대 측 모니터는 무정전 비상 전원을 요구하고 있으며, 그 외는 일반 비상 전원 또는 특별 비상 전원을 요구하고 있습니다.
• ・치료용 기기로는 초음파 네플라이저, 전동식 흡인기, 주입 펌프, 혈액 가온기, 저주파 치료기, 초음파 치료기, 극초단파 치료기, 견인기를 들 수 있습니다. 이 모든 장비는 일반 비상 전원 또는 특별 비상 전원을 요구합니다.
• ・그 외로는, 내시경 광원 장치, 수술등, 수술대, 전동 침대, 가온 냉각 침대, 가온 매트, 냉장고(혈액 보존용)를 들 수 있습니다. 이 중 수술등은 무정전 비상전원을 요구하고 있으며, 그 외는 일반 비상전원 또는 특별 비상전원을 요구하고 있습니다. (이상 “해설표 1-각종 의료용 전기 기기(ME 기기)의 전기 용량”에서 발췌)

보충 설명：MRI, CT등 고도의 의료전기기기는 컴퓨터 시스템을 탑재하고 있어 일단 정전이 있으면 시스템을 재시작하는데 오랜 시간이 걸리기 때문에 무정전 비상전원을 요구하고 있는 경우 많다.

・병원용 전기 설비의 기본적인 사고방식

지진 재해, 태풍 등의 자연 재해에 대해서, 전력 공급의 확보가 기본이 됩니다. 이를 위해서는 우선 전력 사업자의 상용 전원이 장시간의 정전에서도 전력을 발생시킬 수 있는 발전 설비가 필요하고, 또한 특별 비상 전원용 부하 및 무정전 비상용 부하에 대한 전력의 품질(전압 변동, 순간 단 등)이 중요하고 부하의 중요성에 따라 자가용 발전설비 및 UPS의 적용을 고려할 필요가 있습니다.
JIS T 1022에서는, “상용 전원이 정지했을 때, 무정전(교류 전력의 연속성이 확실한 전원)으로 전력 공급을 실시해야 하는 다음의 의료 전기 기기 등의 회로에는, 무정전 비상 전원을 마련한다”고 규정하고 “다음의 의료 전기 기기”로서 “의료 전기 기기 중 무정전(교류 전력의 연속성이 확실한 전원)으로 전력 공급이 필요한 것” 및 “수술등”을 규정 하고 있으며, UPS는 이러한 경우에 자가용 발전설비와 조합하여 적용된다고 합니다. 또한 무정전 전원장치(UPS)의 축전지는 충전을 하지 않고 10분 이상 계속해서 부하에 전력을 공급할 수 있는 것으로 한다. 자가용 발전 설비에는, 40초 또는 10초 이하로 전압이 확립하는 자가용 발전 설비를 사용해, 10시간 이상 연속 운전 가능한 것으로 한다.

· 당사의 제품 라인업

(1) 단상 2선 출력 타입 출력 용량(0.35kVA~20kVA)
전압(100V, 200V), 유지 시간(최대 180분간), 축전지의 종류는 납 축전지 외에 리튬 이온 축전지를 선택할 수 있습니다.

(2) 3상 3선 출력 타입 출력 용량(5kVA~300kVA)
전압(200V, 400V), 유지 시간(최대 180분간)

(3) 단상 출력 타입, 삼상 출력 타입 모두 보다 고신뢰도의 병렬 리던던시 방식의 UPS도 있습니다.

(4) UPS와 자가용 발전 설비를 조합한 세트품 출력 용량(3kVA~200kVA)
원 스톱으로 고객의 설비나 장치에 최적의 조합을 제안합니다.

●다음과 같은 장치에 사용하는 경우에는 운용, 유지, 관리에 특별한 배려가 필요하므로 당사에 상담해 주십시오.

• (a) 인명에 직접 관련되는 의료 전기 기기 등.
• (b) 인체 손상의 가능성이 있는 기차, 엘리베이터 등.
• (c) 사회적, 공공적으로 중요한 컴퓨터 시스템 등.
• (d) 그 외, 사람의 안전에의 관여나, 공공의 기능 유지에 중대한 영향을 미치는 장치 등.

감수：산요전기 주식회사 영업 본부 시니어 테크니컬 어드바이저 박사 이즈미야 키요타카

게시일: 2024-05-29 00:00