论文部分内容阅读
摘要：随着我国医疗设施电子化的不断普及，医疗电子设备当中的电磁干扰问题也越来越受到人们的重视。处在电磁环境当中，一些医疗电子设备因为电磁的干扰无法进行正常的运转，使得医生无法进行准确的诊断。鉴于此，该文详细阐述了电磁干扰及其产生的原因，同时详细分析了电磁干扰对于电子医疗设备造成的危害，在此基础之上提出了几点控制电磁干扰的措施与建议，旨在为推动我国医疗电子设施的发展贡献自己的绵薄之力。
关键词：医疗电子设备；电磁干扰；控制措施
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）23-5564-02
最近几年以来，随着我国医疗现代化建设步伐的持续深入，越来越多的电子医疗设备源源不断的引入到各个医院当中。通过电子医疗设施进行检查可以精确快速的获得需要的各类检查资料，其在医院中的地位也就越来越高。然而，处在当前这个高速发展的信息化时代中，医院内充斥着各式各样的电子设备，其都会生成不同强度的电磁信号，不仅包括医疗电子设施，还包括其他类型的电子设施，比如手机、计算机等。此外，WIFI近些年的快速普及，使得医院已经将WIFI引入到办公环境当中，而一些条件较好的医院甚至还在病区中为广大医护人员配置了相应的无线设施，使得医护人员能够便捷的进行相关的工作。尽管各类电子设施的普及使得医院的工作效率得到了大幅提升，并且能够为病人提供更好的服务，然而因为这些电子设施所产生的电磁波，可能会对许多医疗电子设施产生巨大的影响，从而导致不良后果。
1 电磁干扰及其产生的原因
所谓电磁干扰，指的是因为电子影响所导致设备的系统性能或者传输通道受到干扰。简单来说，只要处在相同环境当中的两个以上的元件，其在同时运转的时候就会生成电磁干扰。而随着科学技术日新月异的变化，电子、电气设施的种类及数量正在呈几何倍数的增长，其已经普及到人们生活的各个方面，生活空间当中的电磁波频段正在不断的拓展，当前的电磁环境也越来越复杂，随之而来的电磁干扰情况也就越来越严重，对各类电子设施以及生态环境都造成了巨大的危害[1]。因为电磁干扰的影响，电子系统非常容易偏离正常的运转情况，严重的甚至会导致电子系统瘫痪。
2 电磁干扰对医疗电子设备的危害
在当前医院环境各个电子设备产生的交叉电磁当中，许多医疗电子设备因为电子干扰使得运转出现偏差，导致医生的诊断发生错误，情况严重的甚至会威胁到病人的生命安全。
电磁干扰引发诊断错误。比如，当电磁干扰对脑电图机与心电图机造成影响之后，就会在本有的信号基础上叠加一些干扰信号，使得图形发生抖动的情况，甚至图形会出现偏差的情况，导致医生不能准确判断出病人的真实情况。
电磁干扰引发治疗差错。比如，当电磁干扰对人工透析机造成影响之后，则会使得人工透析机不能彻底过滤掉人体血液当中的多于药品或者过剩的新陈代谢产物，使得治疗无法达到预期的效果。此外，电磁干扰还有可能引发医疗事故，威胁到病人的生命安全。比如，电磁干扰只要对心脏起搏器或者呼吸机造成影响，将会对病人的生命安全形成巨大的威胁。
3 控制电磁干扰的措施分析
3.1 设备信号接地处理
进行接地的主要目的在于有效排除各种公共阻抗的耦和路径，从而有效避免电磁形成干扰，同时也可以有效保障设备安全域人身安全。当前主要采用的接地技术有下面几种。
1） 单点接地系统。在系统或者电子设备所有的信号接地线都共用一个相同的接地点，同时将这个公共接地点的电位当作参考电位。这种系统的优势在于简便，通常用在各类电平悬殊小、要求较低的环境，尤其适用于地线偏短的电路中。
2） 多点接地系统。在系统或者电子设备当中所有需要接地的点都将其连接到离其最近的地面中。这种系统的优势在于能够获得最低的低阻抗，高频电路是该系统使用最普遍的电路。
3） 混合接地系统。该系统主要介于多点接地系统与单点接地系统之间。依照系统或者电子设备的复杂程度来进行接地点的选择。这种系统的优势是接地简单，可以根据要求来选择多点与单点的混合接地方式。
4） 浮地接地系统。把系统或者电子设备的信号接地与大地及机壳进行隔离。这种模式主要适用于便携系统、小型设备。
3.2 系统部件优化
现阶段，医疗电子设备正在朝着移动化、小型化以及多功能化的方向发展。在这种发展趋势下，医疗电子设备在组装模式上转变转变为表面贴装模式，而高速数字电路则成为当前主流的线路，所以，在进行医疗电子设备设计的时候必须要充分考虑到电磁兼容性[2]。必须要针对系统部件进行优化，尽可能采用压电陶瓷滤波器、片式压敏电阻、片式电磁兼容滤波器等新兴部件。选择电路板的时候，要尽可能将连接热敏电阻、导线以及携带噪声的元件进行有效的隔离，充分隔离敏感电阻与存在噪声的元件回线，并且要尽量降低导线的长度，从而有效减少耦和通道的长度，同时采用电源信号滤波器来降低导线之间的电容耦合[3]。
3.3 优化整体机箱设计
整个医疗电子设备都选择屏蔽机箱，必须要针对箱体接触面进行抛光处理，在其上下基础面分别敷上指状铜片进行咬合处理，通过相互咬合来提升吻合程度，提升整体机箱的屏蔽成效。偏转线圈、检测电路均进行分层屏蔽，将小屏蔽体放入屏蔽机箱当中。当中，CRT控制的垂直、水平偏转结构应当选择坡莫合金来进行包裹处理。
3.4 优化电源电路设计
医疗电子设备因为其性质特点，其对于交流电源电压浪涌、起伏以及瞬态的抗扰度非常关键。倘若抗扰度过低，会导致设备受损，甚至会威胁到病人的生命安全。因此，医院必须要高度重视医疗电子设备的电源。针对每一个电源电路都必须要加装过热、过压、过流的保护电路，与此同时，还必须要添加辅助电源，通过自动化检测电源电压，当其不符合相关标准的时候能够进行自动替换，以此来提升医疗电子设备的安全性与可靠性[4]。
3.5 优化电子电路设计
由于医疗电子设备当中模拟信号处理系统属于一种具有高输入阻抗与高增益的放大系统，通过这个放大系统非常容易让这个环境当中的电磁信号窜入到电路当中，在这当中产生极大的测量误差。这种干扰通常包含电磁场干扰、磁场干扰以及电场干扰，这就可以考虑选择高频滤波器与高频路电容、将交流电源滤波器加入到电源变压器中、采用屏蔽层把位移电流导入到接地线中、针对电极引线实施电场屏蔽、针对敏感电路结构实施屏蔽以及降低导联线所涵盖的环路面积等相关措施来彻底消除干扰问题。
3.6 运用屏蔽技术
进行屏蔽的主要目的在于抑制或消除干扰源与被干扰系统或者设施当中的耦合路径。屏蔽则主要具有抵消、吸收以及反射各种能量的作用。屏蔽体通常安装在两个部分，其一输出部分，以此来屏蔽系统或者设备自身生成的电磁干扰；其二是信号输入敏感部分，从而有效降低外界产生的电磁干扰。当前屏蔽包括电磁屏蔽、电场屏蔽、磁场屏蔽，而医疗电子设备应当利用电磁屏蔽来有效隔离各种电磁干扰。
4 结束语
今年已经开始正是实施医用电气设备电磁兼容标准YY 0505-2012，由此可知，国家对于电磁干扰问题的重视程度也越来越高，而针对电磁干扰方面的防控措施自然也会被源源不断的开发出来。笔者相信，随着科学技术日新月异的变化，各种电磁屏蔽材料自然也就越来越趋于稳定，所获得的电磁屏蔽的效果自然也会越来越好，医疗电子设备中的电磁敏感度自然也能够不断降低。
参考文献：
[1] 张楠，李景格.现代医疗环境中电磁干扰（EMI）对电子医疗设备的危害[J].现代电生理学杂志，2009（1）：354-355.
[2] 朱长发，蔡宏伟，刘雯.复杂电磁环境下医疗设备存在的问题及其对策[J].医疗卫生装备，2009（2）：239-240.
[3] 陈雨羲，汤中旭，魏来，等.复杂医疗环境下的电磁隐患检测仪设计[J].数字技术与应用，2012（8）：141-142.
[4] 鲍明信.浅谈医疗仪器电磁干扰故障的消除方法[J].医疗装备，2009（2）：215-216.
关键词：医疗电子设备；电磁干扰；控制措施
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）23-5564-02
最近几年以来，随着我国医疗现代化建设步伐的持续深入，越来越多的电子医疗设备源源不断的引入到各个医院当中。通过电子医疗设施进行检查可以精确快速的获得需要的各类检查资料，其在医院中的地位也就越来越高。然而，处在当前这个高速发展的信息化时代中，医院内充斥着各式各样的电子设备，其都会生成不同强度的电磁信号，不仅包括医疗电子设施，还包括其他类型的电子设施，比如手机、计算机等。此外，WIFI近些年的快速普及，使得医院已经将WIFI引入到办公环境当中，而一些条件较好的医院甚至还在病区中为广大医护人员配置了相应的无线设施，使得医护人员能够便捷的进行相关的工作。尽管各类电子设施的普及使得医院的工作效率得到了大幅提升，并且能够为病人提供更好的服务，然而因为这些电子设施所产生的电磁波，可能会对许多医疗电子设施产生巨大的影响，从而导致不良后果。
1 电磁干扰及其产生的原因
所谓电磁干扰，指的是因为电子影响所导致设备的系统性能或者传输通道受到干扰。简单来说，只要处在相同环境当中的两个以上的元件，其在同时运转的时候就会生成电磁干扰。而随着科学技术日新月异的变化，电子、电气设施的种类及数量正在呈几何倍数的增长，其已经普及到人们生活的各个方面，生活空间当中的电磁波频段正在不断的拓展，当前的电磁环境也越来越复杂，随之而来的电磁干扰情况也就越来越严重，对各类电子设施以及生态环境都造成了巨大的危害[1]。因为电磁干扰的影响，电子系统非常容易偏离正常的运转情况，严重的甚至会导致电子系统瘫痪。
2 电磁干扰对医疗电子设备的危害
在当前医院环境各个电子设备产生的交叉电磁当中，许多医疗电子设备因为电子干扰使得运转出现偏差，导致医生的诊断发生错误，情况严重的甚至会威胁到病人的生命安全。
电磁干扰引发诊断错误。比如，当电磁干扰对脑电图机与心电图机造成影响之后，就会在本有的信号基础上叠加一些干扰信号，使得图形发生抖动的情况，甚至图形会出现偏差的情况，导致医生不能准确判断出病人的真实情况。
电磁干扰引发治疗差错。比如，当电磁干扰对人工透析机造成影响之后，则会使得人工透析机不能彻底过滤掉人体血液当中的多于药品或者过剩的新陈代谢产物，使得治疗无法达到预期的效果。此外，电磁干扰还有可能引发医疗事故，威胁到病人的生命安全。比如，电磁干扰只要对心脏起搏器或者呼吸机造成影响，将会对病人的生命安全形成巨大的威胁。
3 控制电磁干扰的措施分析
3.1 设备信号接地处理
进行接地的主要目的在于有效排除各种公共阻抗的耦和路径，从而有效避免电磁形成干扰，同时也可以有效保障设备安全域人身安全。当前主要采用的接地技术有下面几种。
1） 单点接地系统。在系统或者电子设备所有的信号接地线都共用一个相同的接地点，同时将这个公共接地点的电位当作参考电位。这种系统的优势在于简便，通常用在各类电平悬殊小、要求较低的环境，尤其适用于地线偏短的电路中。
2） 多点接地系统。在系统或者电子设备当中所有需要接地的点都将其连接到离其最近的地面中。这种系统的优势在于能够获得最低的低阻抗，高频电路是该系统使用最普遍的电路。
3） 混合接地系统。该系统主要介于多点接地系统与单点接地系统之间。依照系统或者电子设备的复杂程度来进行接地点的选择。这种系统的优势是接地简单，可以根据要求来选择多点与单点的混合接地方式。
4） 浮地接地系统。把系统或者电子设备的信号接地与大地及机壳进行隔离。这种模式主要适用于便携系统、小型设备。
3.2 系统部件优化
现阶段，医疗电子设备正在朝着移动化、小型化以及多功能化的方向发展。在这种发展趋势下，医疗电子设备在组装模式上转变转变为表面贴装模式，而高速数字电路则成为当前主流的线路，所以，在进行医疗电子设备设计的时候必须要充分考虑到电磁兼容性[2]。必须要针对系统部件进行优化，尽可能采用压电陶瓷滤波器、片式压敏电阻、片式电磁兼容滤波器等新兴部件。选择电路板的时候，要尽可能将连接热敏电阻、导线以及携带噪声的元件进行有效的隔离，充分隔离敏感电阻与存在噪声的元件回线，并且要尽量降低导线的长度，从而有效减少耦和通道的长度，同时采用电源信号滤波器来降低导线之间的电容耦合[3]。
3.3 优化整体机箱设计
整个医疗电子设备都选择屏蔽机箱，必须要针对箱体接触面进行抛光处理，在其上下基础面分别敷上指状铜片进行咬合处理，通过相互咬合来提升吻合程度，提升整体机箱的屏蔽成效。偏转线圈、检测电路均进行分层屏蔽，将小屏蔽体放入屏蔽机箱当中。当中，CRT控制的垂直、水平偏转结构应当选择坡莫合金来进行包裹处理。
3.4 优化电源电路设计
医疗电子设备因为其性质特点，其对于交流电源电压浪涌、起伏以及瞬态的抗扰度非常关键。倘若抗扰度过低，会导致设备受损，甚至会威胁到病人的生命安全。因此，医院必须要高度重视医疗电子设备的电源。针对每一个电源电路都必须要加装过热、过压、过流的保护电路，与此同时，还必须要添加辅助电源，通过自动化检测电源电压，当其不符合相关标准的时候能够进行自动替换，以此来提升医疗电子设备的安全性与可靠性[4]。
3.5 优化电子电路设计
由于医疗电子设备当中模拟信号处理系统属于一种具有高输入阻抗与高增益的放大系统，通过这个放大系统非常容易让这个环境当中的电磁信号窜入到电路当中，在这当中产生极大的测量误差。这种干扰通常包含电磁场干扰、磁场干扰以及电场干扰，这就可以考虑选择高频滤波器与高频路电容、将交流电源滤波器加入到电源变压器中、采用屏蔽层把位移电流导入到接地线中、针对电极引线实施电场屏蔽、针对敏感电路结构实施屏蔽以及降低导联线所涵盖的环路面积等相关措施来彻底消除干扰问题。
3.6 运用屏蔽技术
进行屏蔽的主要目的在于抑制或消除干扰源与被干扰系统或者设施当中的耦合路径。屏蔽则主要具有抵消、吸收以及反射各种能量的作用。屏蔽体通常安装在两个部分，其一输出部分，以此来屏蔽系统或者设备自身生成的电磁干扰；其二是信号输入敏感部分，从而有效降低外界产生的电磁干扰。当前屏蔽包括电磁屏蔽、电场屏蔽、磁场屏蔽，而医疗电子设备应当利用电磁屏蔽来有效隔离各种电磁干扰。
4 结束语
今年已经开始正是实施医用电气设备电磁兼容标准YY 0505-2012，由此可知，国家对于电磁干扰问题的重视程度也越来越高，而针对电磁干扰方面的防控措施自然也会被源源不断的开发出来。笔者相信，随着科学技术日新月异的变化，各种电磁屏蔽材料自然也就越来越趋于稳定，所获得的电磁屏蔽的效果自然也会越来越好，医疗电子设备中的电磁敏感度自然也能够不断降低。
参考文献：
[1] 张楠，李景格.现代医疗环境中电磁干扰（EMI）对电子医疗设备的危害[J].现代电生理学杂志，2009（1）：354-355.
[2] 朱长发，蔡宏伟，刘雯.复杂电磁环境下医疗设备存在的问题及其对策[J].医疗卫生装备，2009（2）：239-240.
[3] 陈雨羲，汤中旭，魏来，等.复杂医疗环境下的电磁隐患检测仪设计[J].数字技术与应用，2012（8）：141-142.
[4] 鲍明信.浅谈医疗仪器电磁干扰故障的消除方法[J].医疗装备，2009（2）：215-216.