醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容

所謂電源干擾是指電氣或電子裝置在運作期間，因其電磁波產(chǎn)生的電磁會干擾其本身和其它裝置的正常運作，影響它們的性能，甚至對會對人類的健康產(chǎn)生影響或造成危害，我們稱這些裝置具有電磁干擾性((EMI)o
對于電磁干擾，許多人看不見，摸不著，對它感觸不深。許多人可能有過類似的經(jīng)歷，如果您正在用固定電話進行通話，電話機附近的手機有短信或電話
打進時，您正在通話的聽筒里會聽到一陣陣雜音，引起電話通話質(zhì)量下降的原因就是平時不為許多人重視和認(rèn)識的電磁干擾。
電磁干擾EMI在我們生活中隨處可見，比如手機對收音機信號的干擾，無線電發(fā)射塔對周邊較敏感設(shè)備的影響，如造成電視機畫片不清晰、重影等，更極
端的例子還有中央電視臺曾就廣州白云機場附近尋呼臺林立，導(dǎo)致客機不敢起飛、降落·一，電磁干擾造成的影響不勝枚舉，而且它看不見，摸不著、聞不見，
分布于空中，潛伏于地下，能造成飛機、輪船、車輛和電氣、電子產(chǎn)品運行失真、失常，甚到損壞……。
這主要是電子設(shè)備的數(shù)量和種類增加，空間電磁波頻段不斷擴大，使得電磁環(huán)境日益復(fù)雜，電子系統(tǒng)受電磁干擾的影響而偏離正常的工作狀態(tài)，甚至癱瘓的情
景在各行各業(yè)時有發(fā)生，本篇文章著力討論電磁干擾對醫(yī)用設(shè)備的影響及對策。
醫(yī)療設(shè)備在診斷和治療方面所起的重要作用，使得電磁干擾對其的影響直接關(guān)系到患者的人身安全，目前醫(yī)療設(shè)備小型、高靈敏度和智能化的實現(xiàn)，使它
們更易受電磁干擾的影響，特別是那些抗干攏能力差的(即電磁兼容性差的診斷儀器，為醫(yī)生提供了失真的數(shù)據(jù)、波形及圖像等信息，使得醫(yī)生不能做出正確診斷，當(dāng)然會影響有效的治療，甚至危及人的生命，國際有許多這方面的報道。
經(jīng)美國FDA認(rèn)定的疑為因醫(yī)療器械受電磁干攏引發(fā)的事故;
植人心臟起搏器的患者在乘坐救護車急救過程中，因救護人員使用雙向無線通訊設(shè)備而導(dǎo)致起博失效。
病人監(jiān)護儀受電磁干擾影響，致使病人因檢測不出心律不齊而死亡。
設(shè)備的CAT顯示器上過度干擾，醫(yī)務(wù)人員難以判斷心率，致使病人無法復(fù)蘇。
移動電話對嬰兒暖箱、輸液泵、人工透析器、心臟起博器、心臟除顫裝置產(chǎn)生的干擾，因此美國的醫(yī)院明令禁止在有這類設(shè)備的病房使用手機
新生兒呼吸監(jiān)護儀(新生兒呼吸停止而專門設(shè)計的報警裝置)受調(diào)頻電臺FM發(fā)射的干擾調(diào)制波的影響，擾亂了呼吸節(jié)律導(dǎo)致報警失靈。
上面的例子僅談了外界的電磁干擾對醫(yī)用設(shè)備的影響，殊不知現(xiàn)代醫(yī)療中使用了各種高頻、射頻發(fā)射機高敏感性電氣，電子元件和部件以及使用射頻能量做為診斷或治療的設(shè)備或系統(tǒng)(MAI)，其工作時可能作為一EMI干擾源通過不同的藕合途徑向周圍傳播出不同頻率范圍和電磁場強度的有用或無用的電磁波，無線電廣播通訊業(yè)務(wù)和周圍其它設(shè)備的工作，且它們在共同的電磁環(huán)境中，還可能受到周圍電力、電子設(shè)備，以及醫(yī)療設(shè)備之間干擾。所以許多醫(yī)用設(shè)備既是干擾源又是敏感設(shè)備也就是說它存在干擾和被干擾兩重性，如此以來一個間題值得我們思考，在此復(fù)雜的電磁環(huán)境下，醫(yī)療設(shè)備如何達到一個既不受或盡量減少受到其它各種電磁干擾的影響，又能盡量減少對其它設(shè)備或人體的電磁干擾，從而達到一種平衡，電磁兼性就是這樣的一個概念。
所謂電磁兼容EMI就是設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事情構(gòu)成不能忍受的電磁騷擾能力，簡單地說就是高備或系統(tǒng)在電磁
環(huán)境中共存的能力，任何設(shè)備或系統(tǒng)都有應(yīng)該不受干擾或不干擾其它設(shè)備。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/260607.htm

為實現(xiàn)在同一電磁環(huán)境中的醫(yī)療設(shè)備或系統(tǒng)在自身工作正常的情況下，又能達到不妨礙正常的無線電通訊工作，又不干擾周圍設(shè)備的正常工作，就須建立
一種規(guī)則，既要對設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力作出規(guī)定，即設(shè)備的抗干擾度水平不能太低，將發(fā)射電平和抗干擾度電平限制在規(guī)定的發(fā)射限值和規(guī)定的抗擾度限值
內(nèi)，設(shè)備就達到了電磁兼容的目的。任何有源的醫(yī)療電子設(shè)備都會向外輻射電磁場，只不過輻射磁場強大小、頻率不同，場強愈強對外干擾愈強。
發(fā)射值與抗擾度限值的間隔愈大，則電磁兼容度就愈大，設(shè)備的電磁兼容性愈高。所以限制醫(yī)療設(shè)備的對外發(fā)射電平，提高其對電磁環(huán)境的抗擾度能力，
兩者兼顧，才能達到設(shè)備與環(huán)境的互相協(xié)調(diào)。
隨著醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容問題日益突顯，國際上許多國家從法規(guī)上采取了措施對醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品的電磁兼容性進行控制，我國政府也非常重視這個問題，已
于2005年4月1日，由國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)發(fā)了:Y Y05 05-2005醫(yī)用電氣設(shè)備電磁兼容性要求和試驗”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過兩年執(zhí)行過渡期，已于2007年4月1日起正式執(zhí)行，這就需要我們在醫(yī)療實踐中貫徹這個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，努力提高醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性，提升設(shè)備的抗干擾能力，將潛在的電磁干擾風(fēng)險降到最低。
從前面我們可以知道，要實現(xiàn)一個有效電磁干擾須具備三個條件，首先要有電磁干擾源，即有人發(fā)射，其次要有一個接受器，單有這兩項還不足以形成一個有效的電磁干擾，還須具備將兩者系在一起的藕合途徑即傳導(dǎo)途徑，三者缺一不可。
對于醫(yī)用設(shè)備和系統(tǒng)而言，既要求它具有不影響無線電廣播、電視、無線電通訊等業(yè)務(wù)或不影響其它設(shè)備和系統(tǒng)的基本性能，又要求它對電磁干擾有一定的抗擾度，它的基本性能不受電磁干擾的影響，所謂抗擾度是指裝置設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力，這是表明設(shè)備或系統(tǒng)面對電磁干擾不降低性能的一種能力，抗擾度越高，表明它越能承受外界的電磁干擾。
電磁騷擾源可分為自然騷擾源和人為騷擾源，自然騷擾源包括地球上各處雷電產(chǎn)生的天電噪聲，太陽黑子爆炸和活動產(chǎn)生的噪聲等，騷擾源由電器或其它

用電裝置產(chǎn)生電磁騷擾，本篇所涉及的多為人為騷擾

提高敏感設(shè)備的抗擾度是實現(xiàn)電磁兼容的有效手段，醫(yī)療設(shè)備的抗擾度分為7類:
(1)靜電放電、{2)射頻輻射、{3)快速舜變脈沖群、}4)浪涌、{5)射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)、{6)工頻磁場、(7)電壓暫降短時中斷和電壓變化抗擾度，提高這7個方面的抗擾度是提高電磁兼容性的好辦法
解決電磁兼容問題只需從以上3個要求來著手，控制干擾源的電磁輻射，抑制電磁干擾的傳播途徑，增加敏感設(shè)備的抗干擾能力，3個要素中只要缺少一個
要素，電磁干擾就無法實現(xiàn)。
作為一個醫(yī)用設(shè)備的用戶，我們更多的是考慮系統(tǒng)間的電磁兼容性的問題，系統(tǒng)間的兼容性技術(shù)也是通過屏蔽，接地和濾波等技術(shù)實現(xiàn)，只不過實施方法不同。
屏蔽技術(shù):
系統(tǒng)間的屏蔽是對兩個空間區(qū)域進行金屬隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粎^(qū)域感應(yīng)和輻射，其目的是隔斷電磁場的r合途徑。它有兩
個方面:一是將敏感設(shè)備或系統(tǒng)用屏蔽體包圍起來，防止受外界磁場的干擾。另一方面是將干擾源屏蔽起 來，防止干擾磁場向外擴散，影響其它的無線設(shè)備或
人體。對干擾源和敏感電器進行屏蔽，是利用屏蔽體 阻止高頻電磁場在空間傳播的原理，減少系統(tǒng)間電磁 感應(yīng)的影響，有效提高電磁兼容性能。
屏蔽體對來自外部或內(nèi)部的電磁波場有著吸收能量(渦流損耗)，反射能量(電磁波在屏蔽體上的反射)和抵消能量(電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場，抵消部分干擾電磁波)的作用，達到減弱干擾的功能。當(dāng)電磁場頻率較低時，吸收損耗較小，屏蔽作用以反射 損耗為主，采用高導(dǎo)磁材料做屏蔽層，使磁力線限制 在屏蔽體內(nèi)，防止向外擴散。當(dāng)干擾電磁場頻率較高時， 吸收損耗隨頻率上升而增加，反射損耗隨頻率上升而下降宜采用導(dǎo)電良好的金屬材料做屏蔽層，利用高頻干擾電磁場，在屏蔽金屬內(nèi)產(chǎn)生的渦流，形成對外來電磁波的抵消作用。
屏蔽體較厚或相對磁導(dǎo)率較大，則屏蔽效能較 強，但屏蔽體也不可能無限加厚，為了增強屏蔽效果，可采用雙層屏蔽法。影響屏蔽效果的主要因素為縫隙 通風(fēng)空洞、電源線、信號線等，為達到良好的屏蔽效果，要求每條縫隙都應(yīng)該是電磁密封的，實踐上我們采

用增加縫隙深度，減小縫隙長度，在縫隙中輥人導(dǎo)電襯墊或涂上導(dǎo)電涂料等都是十分有效的方法。通風(fēng)洞孔也是屏蔽效果好壞的關(guān)鍵點，為提高通風(fēng)孔洞的屏
蔽效能，我們在機械結(jié)構(gòu)上采取措施，比如采用圓形孔洞、減小孔洞面積，孔洞上覆蓋金屬絲網(wǎng)，采用屏蔽電纜做信號線和電源線，或在輸入輸出端口上增加
濾波器等方式，達到提高屏蔽效果目的。
接地技術(shù)
電路和用電設(shè)備的接地按功能分為安全接地或信號接地兩方面。安全接地就是采用低阻抗的導(dǎo)體將用電設(shè)備的外殼連接到大地上，使操作使用人員不致因
設(shè)備外殼漏電或故障放電而發(fā)生觸電危險，另一種安全接地為防雷接地。信號接地是在系統(tǒng)和設(shè)備中采用低阻抗的導(dǎo)線或地平面為各種電路提供具有共同參考
電位的信號返回通路，使流經(jīng)該地線的各電路信號電流互不影響，信號接地的主要目的是為了抑制電磁干擾，是以電磁兼容性為目標(biāo)的接地方式，包括:n)屏
.蔽接地為了防止電路由于寄生電容存在產(chǎn)生干擾、電路輻射電場或?qū)ν饨珉妶雒舾校仨氝M行必要的隔離和屏蔽，這些屏蔽的金屬必須接地，(2)濾波器接地，濾波器中一般包含信號線和電源線接地的旁路電容，當(dāng)濾波器不接地時，這些電容就處于懸浮狀態(tài)，起不到旁路作用，(3)噪聲干擾抑制，對內(nèi)部噪聲和外部干擾的控制需要設(shè)備或系統(tǒng)上許多點與地相連，從而為干擾信號提供“最低阻抗”通道(4)電位參考地，電路之間信號要正確傳輸須有一個公共電位參考點，這個公共電位參考點就是地，所以互相連接的電路必須接地。信號接地方式有四類，它們是將所有電路按信號特性分類分別接地，形成四個獨立接地系統(tǒng)，每個“地”子系統(tǒng)采用不同接地方式。
第一類，敏感信號和小信號地線系統(tǒng)，這些電路工作電平低，信號幅度弱，容易受干擾失效或降級，其地線應(yīng)避免混雜于其他電路中。
第二類，不敏感信號和大信號地線系統(tǒng)，這些電路中工作電流大，地線系統(tǒng)電流也大，須與小信號電路的地線分開，否則將通過地線的r合作用對小信號
電路造成干擾。
第三類，干擾源源設(shè)備的地系統(tǒng)，這類設(shè)備工作時產(chǎn)生火花或沖擊電流等，往往對電子電路產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，除要采用屏蔽隔離技術(shù)外，地線須與電子電路
分開設(shè)置。
第四類，金屬構(gòu)件為防止發(fā)生人身觸電事故，外界電磁場的干擾及摩擦產(chǎn)生靜電等須將機殼接地。
同類電路中，根據(jù)接地點連接方式不同，又分為單點接地，適用于低頻(((1MHz》和公共接地面尺寸小的情況，可有限避免點之間的地阻干擾);多點接地，對于高頻{>lOMHz)和公共接地面尺寸大的情況，單點和多點混合接地:適用于頻率在1MHz-lOMHzo 懸浮接地，可以防止機箱上的干擾電流直接r合
到信號電路，但是容易出現(xiàn)靜電累積，當(dāng)電荷達到一定程度后，會產(chǎn)生靜電放電，變壓器和光電藕器就是典型的浮地。
所以醫(yī)院內(nèi)必須有規(guī)范完善的接地網(wǎng)，各類接地應(yīng)自成體系，不可共同一個接地極，建筑中應(yīng)有獨立的交流接地網(wǎng)，每個病房不允許多點接地，更不能采
用自來水管用接地線。

濾波技術(shù):
濾波就是利用感性和容性器件的頻率響應(yīng)原理，使工作頻率信號通過，同時對其他頻率的非工作信號起衰減作用，提高信噪比，采用濾波網(wǎng)絡(luò)，無論是抑制干擾源和消除干擾藕合，或是增強接收設(shè)備的抗干擾能力，都是得力方式，濾波可分低通濾波，高通濾波，帶道濾波和帶阻濾波等種類，在電磁干擾抑制中，常用低通濾波。
在2007年4月1日正式實施YY5050-2005醫(yī)用電設(shè)備電磁兼容要求和試驗的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中明確要求設(shè)備或系統(tǒng)制造商須向用戶提供外部標(biāo)識和設(shè)備隨機文件
使用，達到電磁兼容要求，所以用戶在設(shè)備到貨驗收安裝時，首先要查看是否帶有射頻發(fā)射，試驗連接器處的ESD屬性符號和專用于屏蔽場的標(biāo)志。
根據(jù)使用說明書上有電磁兼容(EMC)的特殊措施要求和對設(shè)備安裝、放置的使用環(huán)境要求來正確實施。
比如據(jù)醫(yī)用設(shè)備EMC標(biāo)準(zhǔn)，針對典型的醫(yī)療環(huán)境中對醫(yī)用設(shè)備的抗擾度從理論上應(yīng)該是搞得越高越好，但實際情況并非如此，一些高靈敏度的醫(yī)用設(shè)備，比

如腦電圖儀等，其生理換能器檢測的生理信號只有微伏級信號，目前技術(shù)無法解決這個矛盾，因此設(shè)備制造商在其技術(shù)說明就會明確向用戶告知該產(chǎn)品的抗擾
度指標(biāo)及如何降低醫(yī)療電磁環(huán)境的具體措施，我們用戶通過選擇安置放設(shè)備房間地板、提高環(huán)境的相對濕度，選用優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)電源，加置屏蔽室等方式，從而
使設(shè)備達到最佳使用狀態(tài)。
再比如通過技術(shù)說明書，醫(yī)療用戶可以得知，諸如便攜式移動式通信設(shè)備是否會影響或在多少距離內(nèi)會影響該設(shè)備，該設(shè)備是否會在與其它設(shè)備接近或疊
放使用時抗擾度降低等信息，以便在使用中加緊注意和或盡量避免電磁兼容性的要求。
總之，醫(yī)院作為醫(yī)療設(shè)備的主要使用方，應(yīng)重視對操作的醫(yī)護人員、采購、維修人員進行必要的電磁兼容(EMC)知識的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，按照使用現(xiàn)場的電磁環(huán)
境選購符合EMC要求的產(chǎn)品并正確地按設(shè)備使用說明書或技術(shù)說明書安裝、操作，為了廣大公眾的健康和安全，應(yīng)讓其能按照設(shè)計，不受干擾正常運行。

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