电磁干扰对医疗设备的影响

2016-01-27张崇

科学中国人 2016年33期

关键词：屏蔽电磁磁场

张崇

南阳医学高等专科学校第一附属医院

电磁干扰对医疗设备的影响

张崇

南阳医学高等专科学校第一附属医院

电磁干扰对现代医疗设备危害很大，为确保患者的生命安全，要及时采取有效措施，抑制电磁波对医疗设备的影响，让医疗设备始终处于正常运行状态。本文分析了电磁干扰对医疗设备的影响，并提出了行之有效的解决对策。

电磁干扰；医疗设备；影响

当前，医疗设备发展的更加智能和精确，但也存在很多干扰仪器的因素，为医生的诊断带来不利影响，尤其是电磁感干扰。电磁干扰有很强的随机性，也不容易控制，因此在医疗设备的维护工作中，要将抗电磁干扰作为重点内容，切实提起重视，通过各种措施减少电磁干扰为医疗设备带来的影响。

一、电磁干扰对医疗设备的影响

（一）降低技术性指标

1、语音系统。在电磁干扰下，无论是无线还是有线电话信号，都将失真，大部分将被电磁干扰淹没。电磁干扰会让语音的音色、声调等出现变化，并降低语音的清晰度，阻碍语音系统的启动。以医院的输液监控系统为例，在受到电磁干扰以后，容易发生误报、不报等问题。

2、图像显示系统。主要包括CT、MRI、超声诊断设备等，受到电磁干扰以后，将不在清晰，同时易产生错误。即使电磁造成的干扰很微小，图像的清晰度也会降低，误差增加，如果情况严重，则不能观看与判读。如MRI设备在受到电磁干扰以后，会降低其磁场均匀度和稳定度，影响图像的质量，并造成误码率诊。

3、数字系统。数字系统在电磁干扰影响下，误码率会增加，从而信息变得不再可靠，甚至出现错误与信息丢失的情况[1]。如一个相干检测二进制系统，其载波干扰比、载波噪声比等为15dB时，误码率通常为10-12，但若是减少3dB，那么误码率将变成10-8。

4、指针式仪表系统和控制系统。电磁干扰会让指针指示错误、抖动、乱摆，影响系统使用功能。如透视机的电压表，管千伏表等，电磁干扰会让仪表发生偏差。控制系统在电磁干扰下，容易发生失控、误控或误动作，影响其可靠性。

（二）电磁兼容性故障

电磁兼容性故障是一种灾难性电磁干扰危害，如电子输液装置、收集干扰心脏起搏器等，容易导致心脏手术失败；手机电磁波干扰会导致输液泵突然中断，让正在医院重症抢救室的患者输液泵中断运转，抢救治疗发生险情。电磁干扰心电监护仪、血液透析机、自动注射仪、心脏起搏器等医疗仪器的正常运转，会导致患者出现生命垂危的险情。

二、抑制电磁干扰的对策

（一）接地

1、浮地。一般对通用仪器、仪表的测量等选择浮地接地方法，如电流表、电压表等，不过高频通常不选择浮地接地方法。

2、单点接地。对一些电子测量仪器，主要通过其外壳金属体为接地基准面，其导电率高于大地，将其用于电流回路容易产生各种问题。主要是直流、交流、脉冲等电流通过电子仪器中的回路以后，其及基准面将产生电位差，造成电磁干扰。对于测量和测试等系统，单点接地只设置了一个接地点，对此在低频回路的电子测量系统中单点接地使用较多，常见的有耐电压测试仪等。

3、多点接地。在高频回路中，整流回路的输出端流过的高频电流在回到基准回路以后，和其他回路返回电流一起通过电源输出阻抗，此过程将产生强力干扰，且将影响高频线圈的性能。因此一般为多点接地，每个分系统都设置独立接地连接线，将有效减少高频驻波。一般将多点接地的方法应用到高频电子仪器测量系统中，对于测量毫伏表而言，要多设置几个接地点。

（二）屏蔽

1、静电场屏蔽。能够避免因静电耦合引起的电磁干扰，如对于一个孤立导体而言，其带有电荷量+Q，在四周会产生电场。电力线从表征电场发射出来，并朝着周围辐射，为避免空间中的导体产生电场，应用密封金属球壳包围带电体，金属球壳要接地，让大地接受球壳外壁的正电荷，球壳外壁则无电位，也不产生静电场，只有金属壳里面有电场，以此进行屏蔽[2]。如为测量高阻计屏蔽电磁干扰，应隔离仪器线路电磁，提升仪器测量的准确性。

2、磁场屏蔽。磁场干扰与敏感设备之间易产生磁场耦合，而通过磁场屏蔽，可以规避其干扰。在低频之下，如果电流流经线圈，则线圈四周将有磁场，磁力线分不到整个空间中，以此干扰周围设备。磁场频率不超过100kHZ时，为获得较好屏蔽效果，常用铁、硅钢片。用磁铁制作闭合环，将线圈绕在上面。则几乎所有磁力线会经过闭合环磁路，只有极少的漏磁会发散到空气中，这样有效医疗设备受到电磁干扰的问题，主动进行屏蔽。

3、电磁屏蔽。在高频磁场环境中，通过电磁屏蔽，可以避免电磁场耦合对设备的干扰，通常用铜、铝等材料，减少电阻率。金属体表面有空间干扰电磁波入射后，将形成反射与吸收，以此减少电磁能量，提升屏蔽效果。如对于无线电测量仪器等，测量要在屏蔽室内进行，这样不会被电磁干扰。

（三）隔离

从电磁干扰来看，侵入路径先高电平路，后低电平路，电平相对关系决定着其程度。所以为抑制电磁干扰对医疗设备的影响，要对仪器进行分类，让功率电平相差不大的医疗设备在一起，而对于电平相差较大的设备，应做好隔离措施，从而减少电磁干扰，确保各医疗设备的正常运行。

（四）减小耦合

静电耦合与电磁耦合都会通过空间，隔离是有效抑制手段，将易产生耦合的部件屏蔽隔离。应靠近地面配置导线，避免双导线平行敷设，选择垂直交叉走线法。若为往返的双导线，由于往返电流方向相反，磁力线将相互抵消，要尽量减小往返距离，可获得最好的效果[3]。为减小电磁耦合，要降低配线形成的环面积，这是由于电压与截面积内磁通量为正比关系，把两条导线绞合使用，能够降低换面积，这样能够让每个绞合环中的感应电压相互抵消。为减小公共阻抗耦合，可以增加去耦电路，并降低电源的输出阻抗。要改善接地情况，降低电阻，防止接地导线出现微小的电位差。