关于超短波治疗仪电磁干扰的探究

陈永祥

【摘要】为了研究超短波治疗仪对临近设备的电磁干扰及其电磁干扰对临床使用带来的安全隐患，将采用自制模拟器的方法，测试超短波治疗仪周围电磁辐射以及对临近设备的电磁干扰情况，以期为临床电子医疗设备使用容易被电磁干扰提供新的解决思路与方法。

【关键词】超短波治疗仪;电磁干扰;实验分析

【中图分类号】R318

【文献标志码】A

【文章编号】1005-0019（2020）15-260-01

随着科学技术不断创新发展，促使医疗科技水平日益提升，超短波治疗仪属于精密医用电子仪器，主要利用电子管震荡生成的短波高频电场，从而对其展开治疗的有关仪器设备，一般将波长为1米～10米，频率在30MHz-300MHz范围以内的射频电流称之为超短波电流，主要运用在临床超短波治疗当中。此种治疗方式，能够增强血管通透性，调节微循环，改善内分泌，促进组织新陈代谢，从而发挥抑菌、消炎、止痛、解痉的治疗作用，临床应用较为广泛。

一、实验背景

在我院超短波治疗仪与中频治疗仪隔室使用当中发现，中频治疗仪偶尔会出现输出频率不受控制的现象，经过多次现场测试，均排除中频治疗仪故障的现象，一次偶然发现，在超短波治疗仪处于工作状态时，其同室的空气消毒机会出现莫名的开机关机自动工作现象，经进一步分析得知是电磁干扰所致，关闭超短波治疗仪后，空气消毒机恢复正常，为了探究这一现象，特设计一款电磁干扰检测电路。其中检测电路如下图一所示：

Q1～Q2组成三级直耦式小信号放大器。M为铜线圈天线，能够拾取来自超短波治疗仪的电磁干扰脉冲交流电信号，送入Q1基极进行信号放大。信号经过三级放大后由Q3的集电极输出用于点亮发光二极管。

二、实验说明

当靠近工作当中的超短波治疗仪时，二极管点亮，说明电磁干扰脉冲交流电信号增强，将检测器移植隔室的中频设备间，二极管仍然处于被点亮状态，直至将检测器移动至约8米以外的位置，二极管方可熄灭，说明电磁干扰信号消失。同理将中频治疗仪、电针仪等脉冲治疗设备远离超短波治疗仪8米以上，前期不受控制的设备均恢复正常[1]。

随后，经过拆机发现，超短波治疗仪主要由电源供给电路、高频振荡电路及输出调节电路组成，电源供给电路包括灯丝变压器、高压变压器、和高压整理管等[2]。高压变压器输出的高压经过整流管整流，形成直流电压后供给振荡管，通过双刀六掷开关改变高压变压器初级线圈匝数，调节次级高压电压，从而实现超短波输出功率的改变，这也是干扰源的原因之一。

高频振荡电路主要由两只FU811电子管、屏极线圈栅极线圈及栅极电阻构成，通过屏栅线圈之间的感应耦合，形成调屏振荡电路，振荡电路经过输出电路的耦合线圈耦合后送至人体，此为第二干扰源。

经实验分析，超短波治疗仪的电磁干扰主要为上述两种情况，要解决这电磁干扰问题，要从宏观角度分析，即讯号完整性（SI，SignalIntegrity）的问题与电源完整性（PI，PowerIntegrity）的问题。解决这些问题的关键，不外乎必要应用的滤波（Filter）、移频（MovingResonantFrequency）、展频（SSC，SpreadSpectrumClock）等手法[3]。

通过对中频治疗仪的拆机发现，主要以多层板设计为主，但是其多处使用变压器耦合的方式进行信号传输，这也是其受电磁干扰最大的弊端，而且其中电源模块EMI设计缺陷明显，无明显的滤波设计。

在解决EMI/RFI问题时，一般会使用到滤波器，属于低通滤波装置。其中π型滤波器（π-ModelFilter）是最有效率、简单的滤波装置，一般常用的整合性产品又分为CLC及CRC两种类型，如图二所示。

CLC滤波装置可以选择对主频率衰减影响最小的情况，其最关键环节是在系统内部的讯号在做传递时，只需要对其高频的倍频谐波（Homonic）做滤波处理，能使主频能量尽量保持原大小，而将高频讯号滤除[4]。而CRC类型的滤波器，则主要会使用在系统的接口端，可以发挥最佳阻抗匹配（ImpedanceMatch）的特性作用，有效降低因阻抗不匹配所造成的二次干扰问题。

三、实验结论

因此通过分析后，在电源模块前加装CLC型滤波装置，能够将故障解除。综上所述，超短波治疗仪产生的电磁辐射，会对周围的电子设备均会造成不同程度的干扰，为了消除此种干扰，可将超短波治疗仪搬迁到周围无电子设备的房间或者对放置超短波治疗仪的房间做电磁屏蔽，即可消除故障。

随着电子技术的发展，也使其成为医学技术设备应用中核心关键的一部分。由于这些设备易收到外电磁干扰，因此會增加被干扰的风险。基于这个原因，各类仪器需要明确各自的电磁兼容性（electromagneticcompatibilityEMC）特征。

此类问题在旧设备应用期间表现最为突出，因为他们在EMC标准被应用之前，所制造生产，因此拥有EC标记并不意味着，该设备不会将干扰屏蔽[5]。后续对多种设备进行测试，发现输液泵的敏感性较高，其他设备包括电子血压仪、监护仪、心脏起搏器、脉搏血氧仪等，其设备在超短波、中频、高频治疗设备中均会受到不同程度的干扰。

因此，通过此次对超短波治疗仪电磁干扰的探究发现，电子类医疗设备在临床使用当中，容易被电磁干扰，而如何消除电磁干扰和减少因电磁干扰而产生不同程度的临床危害，也将成为日后医疗研究工作者继续探寻的目标和动力。

参考文献

[1]付书东.中短波广播发射台电磁干扰及抗干扰措施研究[J].现代工业经济和信息化，2016（9）：26-27.

[2]袁志城.如何解决中短波发射机之间的电磁干扰[J].科技展望，2016，26（15）.

[3]林剑芳.浅谈复杂电磁环境条件下超短波通信抗干扰措施[J].科技视界，2015（36）：109-109.

[4]张金亮，刘平，徐国防.超短波治疗仪用于疼痛治疗的安全性有效性观察[J].中国保健营养，2016，26（11）.

[5]王小华.中短波发射机电磁干扰的解决措施[J].西部广播电视，2016，2（4）：236-236.