Pienet sähköiskut esimerkiksi metalliin koskettaessa ovat meille kaikille tuttuja. Kyseessä on staattisen sähkön purkaus. Staattisella sähköllä tarkoitetaan kappaleen, kuten ihmisen, positiivista tai negatiivista sähköistä varausta. Varautumista voi tapahtua pintojen koskiessa toisiaan tai hankautuessa toisiaan vasten.

Jos toinen tai kummatkin kosketuspinnat ovat sähköä eristäviä, syntyneet varaukset eivät pääse tasaantumaan, ja irrotettaessa varautuneiden kappaleiden välille muodostuu jännite. Esimerkiksi käytävällä kävellessä ihmisen jännite voi askel askeleelta kasvaa jopa tuhansien volttien suuruiseksi (kuva 1, kuvio 1).

Varausten epätasapaino tasoittuu lopulta joko hallitusti tai staattisen sähkön purkauksessa (electrostatic discharge, ESD). ESD voi aiheuttaa laitteiden ja tietojärjestelmien vikatilanteita tai sytyttää palavia aineita. Purkaus ei silti ole fysiologisesti vaarallinen, koska se kestää tyypillisesti alle mikrosekunnin. Tämä poikkeaa pidempikestoisista sähkölaitteisiin liittyvistä sähköiskuista, jotka voivat olla hengenvaarallisia.

Staattisen sähkön kertyminen on runsaampaa ilmankosteuden ollessa matala. ESD-ilmiöt ovatkin erityisen suuri haaste Suomen kaltaisissa maissa, joissa talvet ovat kylmiä ja sisäilma lämmityksen takia kuivaa.

Staattisen sähkön kertymiseen voidaan vaikuttaa. Sairaaloissa helpoimpia keinoja ovat ilmiön huomiointi lattiavalinnoissa ja varausta hallitusti poistavien ”ESD-kenkien” käyttö. Herkkien lääkintälaitteiden käyttöympäristöissä saatetaan tarvita myös muita toimenpiteitä, kuten ilmankosteuden vakiointia.

Potilasturvallisuus

Staattisen sähkön purkauksista on aiheutunut tulipaloja liittyen muun muassa liuottimiin ja alkoholipohjaisiin desinfektioaineisiin (1). Suomalaisessa sairaalassa tapahtui talvella 2021 vaaratilanne, kun potilaan päässä olleiden mitta-antureiden irrotuksessa käytetty liimanpoistoaine syttyi tuleen ja sytytti potilaan hiukset. Tilanne johtui todennäköisesti staattisen sähkön purkauksesta.

Huoneessa jälkikäteen suoritetuissa mittauksissa koehenkilön ESD-energia ylitti yli kolminkertaisesti liima-aineen poistajan kokeellisesti mitatun syttymisenergian. Syttymisten ehkäisemiseksi huoneeseen asennettiin staattista sähköä poistava lattia ja henkilökunnalle jaettiin staattista sähköä poistavat jalkineet (Viheriäkoski, Toni, henkilökohtainen tiedonanto).

Laitteiden vikatilanteet

Suuri osa käyttämistämme laitteista perustuu nykyisin elektroniikkaan. Niin toimistotietokoneet, infuusioautomaatit kuin kalliit kuvantamislaitteetkin käyttävät komponentteja, jotka ovat herkkiä staattisen sähkön purkauksille. Lääkintälaitteet on suunniteltu kestämään tietyn suuruisia purkauksia (2,3), mutta Suomen kuivissa olosuhteissa purkausten energia usein ylittää nämä arvot (Viheriäkoski, Toni, henkilökohtainen tiedonanto).

Staattisen sähkön purkaukset voivat aiheuttaa laitteissa ohimeneviä tai pysyviä vikatilanteita (1,2). Husin Video-EEG-yksikössä otettiin 2018 käyttöön viisi uutta EEG-laitetta. Video-EEG-tutkimuksissa tallennetaan EEG:tä ja samanaikaista videota useiden päivien ajan tavoitteena saada rekisteröityä potilaan epileptisiä kohtauksia. Käyttöönoton jälkeen huomattiin, että ESD-purkaukset saattoivat aiheuttaa laitteistoon vikatilanteen, jossa osa EEG-tallenteesta vaurioitui.

Myöhemmin laitevalmistaja paransi laitetta siten, että se tunnistaa purkaukset ja käynnistää mittauksen uudestaan heti ESD:n jälkeen, jolloin vikatilanne korjaantuu. Esimerkki osoittaa, miten ESD:n laitteille aiheuttama riski voi johtaa potilasturvallisuusriskiin tiedon vaurioituessa. Toistuvat purkaukset voivat myös lyhentää laitteiden elinikää tai rikkoa niitä pysyvästi (3). 

Husin Video-EEG-yksikössä olemme viime vuosina panostaneet staattisen sähkön hallintaan. Staattista sähköä poistavien lattioiden ja kenkien lisäksi käytössä ovat muun muassa erityiset ”ESD-liinavaatteet”. Toimenpiteistä huolimatta havaitsimme yksikössä vuoden tarkkailujakson aikana noin 400 ESD-tapausta. Purkaukset olivat selvästi yleisempiä talvella sisäilman ollessa kuivaa. Niitä esiintyi erityisesti ESD-hallintakeinojen pettäessä, esimerkiksi kun potilashuoneessa käytettiin tavanomaisia kenkiä. 

Staattisen sähkön hallinta

Staattisen sähkön hallintaan on saatavilla monia ohjeita (1,4,5,6,7,8), kuten kansainvälisen sähköteknisen komission standardi tilavaatimuksista terveydenhuollossa (1). Ohjeiden tavoitteena on edistää toiminnan laatua ja potilasturvallisuutta sekä tuottaa kustannussäästöjä. Myös lääkintälaitteiden käyttöohjeissa on kuvattu käyttöympäristölle asetettuja vaatimuksia. Käyttöolosuhteisiin liittyvä vaatimus on Suomen lain mukaan velvoittava (9, 32 §). Käytännössä staattisen sähkön hallinta onkin tärkeää kaikissa terveydenhuollon tiloissa, joissa käytetään lääkintälaitteita.

Tärkeä hallintakeino ovat jo rakennusvaiheessa tiloihin asennettavat staattista sähköä poistavat lattiat. Lattioista on kuitenkin hyötyä vain, jos tiloissa liikkuvat henkilöt käyttävät staattista sähköä poistavia kenkiä. Myös työtuoleista, potilassängyistä ja vuodevaatteista on saatavilla staattista sähköä poistavia malleja. 

Staattisen sähkön hallinta aiheuttaa lisäkustannuksia, mutta sen tarkoituksena on tuottaa säästöjä pitkällä aikavälillä. Kanta-Hämeen keskussairaalassa kuvantamislaitteiden vikaantumiset vähenivät merkittävästi staattisen sähkön hallinnan avulla. Keskeisessä roolissa oli ilmankosteuden vakiointi. Kuvantamislaitteiden korjaus- ja huoltokustannukset ovat pienentyneet ja yksikössä on siten saavutettu huomattavia kustannussäästöjä (Kokkonen, Mika, henkilökohtainen tiedonanto).

Lopuksi

Staattisen sähkön purkaukset voivat aiheuttaa haittaa terveydenhuollossa ja siksi niiden hallinta tulee huomioida niin terveydenhuollon rakennushankkeissa kuin henkilökunnan koulutuksessa.

Kiinnittämällä ilmiöön huomiota voimme parantaa potilasturvallisuutta ja vähentää laitteiden vikatilanteita.