電磁干擾及其對醫(yī)療儀器設(shè)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?qū)ΨQ干擾，它是指疊加路電壓正弦波上的干擾，是載流導(dǎo)體之間的干擾。如電網(wǎng)的過欠壓、瞬態(tài)突變、尖峰等。共模干擾又叫縱模干擾、不對稱干擾和接地干擾，它是指產(chǎn)生于電網(wǎng)與零線之間的干擾，是載流導(dǎo)體與大地之間的干擾，是由輻射或干擾耦合到電路中來的。如尖峰干擾、射頻干擾、零線與地線間的穩(wěn)態(tài)電壓等。串模干擾是指外界磁場電場引起的干擾。如變壓器漏磁、偏轉(zhuǎn)電場引起的干擾等。

2干擾的類型

電源干擾的類型包括電壓降落、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(yī)療儀器設(shè)備的影響

心腦電圖機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設(shè)備等，非凡是檢測人體生物電信號的儀器設(shè)備，由于信號非常的微弱，假如受到干擾，就會在檢測結(jié)果如波形、圖形、圖像上疊加一種類似于某些病變的畸變造成誤診，同時(shí)還會引起微電擊，嚴(yán)重時(shí)還有生命危險(xiǎn)。假如是帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備，當(dāng)共模干擾中的尖峰干擾幅度達(dá)到2V～50V，時(shí)間持續(xù)數(shù)微秒時(shí)，可引起計(jì)算機(jī)邏輯錯誤、信息丟失等。強(qiáng)磁場會使顯像管、X線影像增強(qiáng)管顯示圖象變形失真；加速器射線偏移；計(jì)算機(jī)磁盤、磁卡記錄數(shù)據(jù)破壞；呼吸機(jī)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，必須弄清地線與零錢、保護(hù)接地和保護(hù)接零的基本概念。即：地線是指連接地球通向大地的金屬連接線，而零線是我國電力部門提供的工作線路；保護(hù)接地是將儀器設(shè)備的金屬外殼接上地線，在外殼由于干擾引起帶電時(shí)，電流沿地線流入大地，達(dá)到保護(hù)人身和儀器設(shè)備安全的目的。而保護(hù)接零是將儀器設(shè)備的金屬外殼與電源的零線連接起來，在短路時(shí)，立即燒斷保險(xiǎn)，以達(dá)到切斷電源的目的。在這個問題上，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(qū)別。

1儀器設(shè)備的信號接地

①浮地把電路的“零”電位或設(shè)備的“零”電位與公共接地系統(tǒng)，或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線絕緣，即不接地，使此“零”電位相對于大地的零電位來說是個懸空的“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(qiáng)，缺點(diǎn)是靜電積累。當(dāng)電荷積累到一定程度后，在設(shè)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(qiáng)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(shè)備漏電流的要求為宜。

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

③多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地是指設(shè)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)是簡單，高頻駐波小。缺點(diǎn)是維護(hù)量較大。

④混合接地集單點(diǎn)和多點(diǎn)接地之長，把需要就近接地的點(diǎn)，就近直接與接地平面相連或?qū)π枰哳l接地的點(diǎn)，通過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。流通信號波長低于0.05λ時(shí)采用單點(diǎn)接地，接地線長度達(dá)到0.05λ以上的就應(yīng)采用多點(diǎn)接地。

2儀器設(shè)備的接大地

①儀器設(shè)備的接大地在實(shí)用中除儀器設(shè)備內(nèi)部的信號接地外，還要將儀器設(shè)備的信號地、機(jī)殼和大地接在一起，并以大地作為儀器設(shè)備的接地參考點(diǎn)，從而保證了人身安全和電路工作的穩(wěn)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(biāo)。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(xí)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對管道檢修人員造成傷害。有些暖氣管道架設(shè)在地下溝道中，與大地接觸不良是不宜用來接地。煤氣管道、液體燃料管，有爆炸性的氣管以及電力線的零線等，則絕對禁止用來接地，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

正確的接大地方法是自行埋設(shè)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(dǎo)線直徑為1cm～2cm，長為2M～４Ｍ的銅棒，然后理上濕土，把導(dǎo)線露出地面。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(yī)學(xué)儀器設(shè)備的接地必須根據(jù)具體儀器設(shè)備分別對待，如心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)、胃電圖機(jī)、B超等必須單機(jī)分別接入大地，千萬不要接在同一個地方。非凡是不要與X線機(jī)、CT、MRI等接地線接在同一點(diǎn)上，否則會通過地線引起極強(qiáng)的干擾，導(dǎo)致無法正常工作。

2屏蔽

為了有效地抑制設(shè)備內(nèi)、外部的輻射電磁能通過空間傳播的電磁干擾，通常采取的措施，是屏蔽。具體有電場、磁場、電磁場屏蔽三種。實(shí)踐證實(shí)：對帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的儀器設(shè)備，采用屏蔽計(jì)算機(jī)主機(jī)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(dá)40dB，單層鐵皮屏蔽，屏效可達(dá)60dB，用雙層鐵網(wǎng)屏蔽，屏效可達(dá)100dB。

1電場屏蔽

儀器設(shè)備中電位不同物體間的相互感應(yīng)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(yīng)物的干擾，通常采取的措施是：增大干擾源與被感應(yīng)物的距離，減小分布電容；盡可能讓被感應(yīng)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(dǎo)電良好的導(dǎo)體，要有足夠的強(qiáng)度，接地要好。例如心腦電圖機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離超短波治療機(jī)、高頻電刀、X射線機(jī)、CT、MRI及一切能輻射電磁波的醫(yī)療設(shè)備的輻射區(qū)內(nèi)。我市某醫(yī)院有一臺500mAX線機(jī)的高壓電纜有一處表皮因其它原因被烤焦，開機(jī)后造成其它儀器設(shè)備不能正常工作，經(jīng)過多次分析和檢查，才發(fā)現(xiàn)是由此而引起的。可見X線機(jī)的高壓電纜屏蔽層的重要性。

2磁場屏蔽

磁場屏蔽是指對直流或低頻磁場的屏蔽。其屏蔽原理是利用屏蔽體的高導(dǎo)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(nèi)部的磁場。為了減少屏蔽體的磁阻，所用材料必須是高導(dǎo)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)孔等要順著磁場方向分布。對強(qiáng)磁場的屏蔽可采用雙層屏蔽體結(jié)構(gòu)。所有材料因磁場強(qiáng)度的強(qiáng)弱而定：當(dāng)要屏蔽外部強(qiáng)磁場時(shí)，外層屏蔽體用不易滋飽和的材料；內(nèi)層則用易飽和的高導(dǎo)磁材料。反之，所用材料倒過來即可。安裝時(shí)彼此間的磁路絕緣，無接地要求時(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。