電磁干擾及其對醫療儀器設備的影響/對策

1干擾的方式

干擾分為差模干擾、共模干擾和串模干擾。差模干擾又叫常模干擾、橫模干擾或對稱(chēng)干擾，它是指疊加路電壓正弦波上的干擾，是載流導體之間的干擾。如電網(wǎng)的過(guò)欠壓、瞬態(tài)突變、尖峰等。共模干擾又叫縱模干擾、不對稱(chēng)干擾和接地干擾，它是指產(chǎn)生于電網(wǎng)與零線(xiàn)之間的干擾，是載流導體與大地之間的干擾，是由輻射或干擾耦合到電路中來(lái)的。如尖峰干擾、射頻干擾、零線(xiàn)與地線(xiàn)間的穩態(tài)電壓等。串模干擾是指外界磁場(chǎng)電場(chǎng)引起的干擾。如變壓器漏磁、偏轉電場(chǎng)引起的干擾等。

2干擾的類(lèi)型

電源干擾的類(lèi)型包括電壓降落、失電、頻率偏移、電氣噪聲、浪涌、諧波失真和瞬變等。

l.3干擾對醫療儀器設備的影響

心腦電圖機、監護儀、超聲診斷儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設備等，非凡是檢測人體生物電信號的儀器設備，由于信號非常的微弱，假如受到干擾，就會(huì )在檢測結果如波形、圖形、圖像上疊加一種類(lèi)似于某些病變的畸變造成誤診，同時(shí)還會(huì )引起微電擊，嚴重時(shí)還有生命危險。假如是帶有計算機系統的醫學(xué)儀器設備，當共模干擾中的尖峰干擾幅度達到2V～50V，時(shí)間持續數微秒時(shí)，可引起計算機邏輯錯誤、信息丟失等。強磁場(chǎng)會(huì )使顯像管、X線(xiàn)影像增強管顯示圖象變形失真；加速器射線(xiàn)偏移；計算機磁盤(pán)、磁卡記錄數據破壞；呼吸機工作失靈；心臟起博器工作失效等。

2抑制干擾的常用方法

1接地

在闡述接地之前，必須弄清地線(xiàn)與零錢(qián)、保護接地和保護接零的基本概念。即：地線(xiàn)是指連接地球通向大地的金屬連接線(xiàn)，而零線(xiàn)是我國電力部門(mén)提供的工作線(xiàn)路；保護接地是將儀器設備的金屬外殼接上地線(xiàn)，在外殼由于干擾引起帶電時(shí)，電流沿地線(xiàn)流入大地，達到保護人身和儀器設備安全的目的。而保護接零是將儀器設備的金屬外殼與電源的零線(xiàn)連接起來(lái)，在短路時(shí)，立即燒斷保險，以達到切斷電源的目的。在這個(gè)問(wèn)題上，不少基層維修人員概念模糊不清，甚至混為一談，必須予以區別。

1儀器設備的信號接地

①浮地把電路的“零”電位或設備的“零”電位與公共接地系統，或可能引起環(huán)流的公共導線(xiàn)絕緣，即不接地，使此“零”電位相對于大地的零電位來(lái)說(shuō)是個(gè)懸空的“零”電位。常用的方法有變壓器隔離和光電耦合隔離。浮地的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強，缺點(diǎn)是靜電積累。當電荷積累到一定程度后，在設備地與公共地之間的電位差可能引起劇烈地靜電放電，而成為破壞性很強的騷擾源。解決的方法是在浮地與公共地間跨接泄放電阻、阻值的大小以不影響設備漏電流的要求為宜。

②單點(diǎn)接地電路和設備中凡需要接地的點(diǎn)都接到被定義的只有一個(gè)物理點(diǎn)為接地參考點(diǎn)的點(diǎn)上就稱(chēng)為單點(diǎn)接地。對一個(gè)系統假如采用單點(diǎn)接地，每個(gè)設備都要有自己的單點(diǎn)接地點(diǎn)，然后各設備的地再與系統中唯一指定的參考接地點(diǎn)相接。缺點(diǎn)是系統工作頻率很高時(shí)呈某種電抗效應，引起接地效果不佳。

③多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地是指設備中凡需接地的點(diǎn)，都直接接到離它最近的接地平面上。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，高頻駐波小。缺點(diǎn)是維護量較大。

④混合接地集單點(diǎn)和多點(diǎn)接地之長(cháng)，把需要就近接地的點(diǎn)，就近直接與接地平面相連或對需要高頻接地的點(diǎn)，通過(guò)旁路電容與接地平面相連接，其余各點(diǎn)均采用單點(diǎn)接地。流通信號波長(cháng)低于0.05λ時(shí)采用單點(diǎn)接地，接地線(xiàn)長(cháng)度達到0.05λ以上的就應采用多點(diǎn)接地。

2儀器設備的接大地

①儀器設備的接大地在實(shí)用中除儀器設備內部的信號接地外，還要將儀器設備的信號地、機殼和大地接在一起，并以大地作為儀器設備的接地參考點(diǎn)，從而保證了人身安全和電路工作的穩定。

②接大地的方法接地電阻的大小是衡量接大地的有效性的重要指標。它取決于接地電極的制作方式和大地自身的性質(zhì)。通常由于地下金屬管道與大地有較大的接觸面積，其接地電阻較小，人們習慣把它作為接地電極。值得注重的是流入管道的故障電流和雜散電流會(huì )對管道檢修人員造成傷害。有些暖氣管道架設在地下溝道中，與大地接觸不良是不宜用來(lái)接地。煤氣管道、液體燃料管，有爆炸性的氣管以及電力線(xiàn)的零線(xiàn)等，則絕對禁止用來(lái)接地，以免發(fā)生危險。

正確的接大地方法是自行埋設接地電極。先在地面潮濕處，挖一深度為兩米以上的坑，放入一根焊有導線(xiàn)直徑為1cm～2cm，長(cháng)為2M～４Ｍ的銅棒，然后理上濕土，把導線(xiàn)露出地面。假如土質(zhì)干燥?？稍阢~棒四周填以適量的食鹽和水以降低接地電阻，其接地電阻一般可小于4Ω。

醫學(xué)儀器設備的接地必須根據具體儀器設備分別對待，如心電圖機、腦電圖機、胃電圖機、B超等必須單機分別接入大地，千萬(wàn)不要接在同一個(gè)地方。非凡是不要與X線(xiàn)機、CT、MRI等接地線(xiàn)接在同一點(diǎn)上，否則會(huì )通過(guò)地線(xiàn)引起極強的干擾，導致無(wú)法正常工作。

2屏蔽

為了有效地抑制設備內、外部的輻射電磁能通過(guò)空間傳播的電磁干擾，通常采取的措施，是屏蔽。具體有電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)屏蔽三種。實(shí)踐證實(shí)：對帶有計算機系統的儀器設備，采用屏蔽計算機主機的方法對電磁干擾和靜電產(chǎn)生的干擾有很好的抑制作用。用不同的屏蔽方式和材料其效果也各不相同。例如：對1MHz的干擾，若用金屬網(wǎng)屏蔽，屏效可達40dB，單層鐵皮屏蔽，屏效可達60dB，用雙層鐵網(wǎng)屏蔽，屏效可達100dB。

1電場(chǎng)屏蔽

儀器設備中電位不同物體間的相互感應可看成是分布電容間的電壓分配。為了減少干擾源對被感應物的干擾，通常采取的措施是：增大干擾源與被感應物的距離，減小分布電容；盡可能讓被感應物貼近接地板，增大其對地的電容；在兩者間加入金屬屏蔽層。屏蔽層必須是導電良好的導體，要有足夠的強度，接地要好。例如心腦電圖機、監護儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設備應遠離超短波治療機、高頻電刀、X射線(xiàn)機、CT、MRI及一切能輻射電磁波的醫療設備的輻射區內。我市某醫院有一臺500mAX線(xiàn)機的高壓電纜有一處表皮因其它原因被烤焦，開(kāi)機后造成其它儀器設備不能正常工作，經(jīng)過(guò)多次分析和檢查，才發(fā)現是由此而引起的?？梢?jiàn)X線(xiàn)機的高壓電纜屏蔽層的重要性。

2磁場(chǎng)屏蔽

磁場(chǎng)屏蔽是指對直流或低頻磁場(chǎng)的屏蔽。其屏蔽原理是利用屏蔽體的高導磁率、低磁阻特性對磁通所起的磁分路作用，從而削弱屏蔽體內部的磁場(chǎng)。為了減少屏蔽體的磁阻，所用材料必須是高導磁率的，有一定的厚度的材料。被屏蔽物要盡量放在屏蔽體的中心位置，注重縫隙。通風(fēng)孔等要順著(zhù)磁場(chǎng)方向分布。對強磁場(chǎng)的屏蔽可采用雙層屏蔽體結構。所有材料因磁場(chǎng)強度的強弱而定：當要屏蔽外部強磁場(chǎng)時(shí)，外層屏蔽體用不易滋飽和的材料；內層則用易飽和的高導磁材料。反之，所用材料倒過(guò)來(lái)即可。安裝時(shí)彼此間的磁路絕緣，無(wú)接地要求時(shí)用絕緣材料作支撐。有接地要求的可用非鐵磁材料的金屬作支撐。因屏蔽體兼有電、磁屏蔽功能，通常是要求接地的。