中心議題：
- 電磁干擾的傳播途徑
- 醫(yī)療設(shè)備的抗擾度
- 醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性分析
解決方案
- 提高敏感設(shè)備的抗擾度是實(shí)現(xiàn)電磁兼容的有效手段
電磁干擾傳播途徑一般也分為兩種：即傳導(dǎo)耦合方式和輻射耦合方式。任何電磁干擾的發(fā)生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑（或傳輸通道）。通常認(rèn)為電磁干擾傳輸有兩種方式：一種是傳導(dǎo)傳輸方式；另一種是輻射傳輸方式。因此從被干擾的敏感器來看，干擾耦合可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩大類。傳導(dǎo)傳輸必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接，干擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器，發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸電路可包括導(dǎo)線，設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感、電容和互感元件等。
輻射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見的輻射耦合由三種：
1. 甲天線發(fā)射的電磁波被乙天線意外接受，稱為天線對(duì)天線耦合；
2. 空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合，稱為場(chǎng)對(duì)線的耦合；
3.兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)感應(yīng)，稱為線對(duì)線的感應(yīng)耦合。在實(shí)際工程中，兩個(gè)設(shè)備之間發(fā)生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。正因?yàn)槎喾N途徑的耦合同時(shí)存在，反復(fù)交叉耦合，共同產(chǎn)生干擾，才使電磁干擾變得難以控制。
醫(yī)療設(shè)備在診斷和治療方面所起的重要作用，使得電磁干擾對(duì)其的影響直接關(guān)系到患者的人身安全，目前醫(yī)療設(shè)備小型、高靈敏度和智能化的實(shí)現(xiàn)，使它們更易受電磁干擾的影響，特別是那些抗干攏能力差的（即電磁兼容性差的診斷儀器，為醫(yī)生提供了失真的數(shù)據(jù)、波形及圖像等信息，使得醫(yī)生不能做出正確診斷，當(dāng)然會(huì)影響有效的治療，甚至危及人的生命，國(guó)際有許多這方面的報(bào)道。
經(jīng)美國(guó)FDA認(rèn)定的疑為因醫(yī)療器械受電磁干攏引發(fā)的事故；植人心臟起搏器的患者在乘坐救護(hù)車急救過程中，因救護(hù)人員使用雙向無線通訊設(shè)備而導(dǎo)致起博失效。病人監(jiān)護(hù)儀受電磁干擾影響，致使病人因檢測(cè)不出心律不齊而死亡。設(shè)備的CAT顯示器上過度干擾，醫(yī)務(wù)人員難以判斷心率，致使病人無法復(fù)蘇。
移動(dòng)電話對(duì)嬰兒暖箱、輸液泵、人工透析器、心臟起博器、心臟除顫裝置產(chǎn)生的干擾，因此美國(guó)的醫(yī)院明令禁止在有這類設(shè)備的病房使用手機(jī)新生兒呼吸監(jiān)護(hù)儀（新生兒呼吸停止而專門設(shè)計(jì)的報(bào)警裝置）受調(diào)頻電臺(tái)FM發(fā)射的干擾調(diào)制波的影響，擾亂了呼吸節(jié)律導(dǎo)致報(bào)警失靈。
上面的例子僅談了外界的電磁干擾對(duì)醫(yī)用設(shè)備的影響，殊不知現(xiàn)代醫(yī)療中使用了各種高頻、射頻發(fā)射機(jī)高敏感性電氣，電子元件和部件以及使用射頻能量做為診斷或治療的設(shè)備或系統(tǒng)（MAI），其工作時(shí)可能作為一EMI干擾源通過不同的藕合途徑向周圍傳播出不同頻率范圍和電磁場(chǎng)強(qiáng)度的有用或無用的電磁波，無線電廣播通訊業(yè)務(wù)和周圍其它設(shè)備的工作，且它們?cè)诠餐碾姶怒h(huán)境中，還可能受到周圍電力、電子設(shè)備，以及醫(yī)療設(shè)備之間干擾。所以許多醫(yī)用設(shè)備既是干擾源又是敏感設(shè)備也就是說它存在干擾和被干擾兩重性，如此以來一個(gè)間題值得我們思考，在此復(fù)雜的電磁環(huán)境下，醫(yī)療設(shè)備如何達(dá)到一個(gè)既不受或盡量減少受到其它各種電磁干擾的影響，又能盡量減少對(duì)其它設(shè)備或人體的電磁干擾，從而達(dá)到一種平衡，電磁兼性就是這樣的一個(gè)概念。
電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。
為實(shí)現(xiàn)在同一電磁環(huán)境中的醫(yī)療設(shè)備或系統(tǒng)在自身工作正常的情況下，又能達(dá)到不妨礙正常的無線電通訊工作，又不干擾周圍設(shè)備的正常工作，就須建立一種規(guī)則，既要對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力作出規(guī)定，即設(shè)備的抗干擾度水平不能太低，將發(fā)射電平和抗干擾度電平限制在規(guī)定的發(fā)射限值和規(guī)定的抗擾度限值內(nèi)，設(shè)備就達(dá)到了電磁兼容的目的。任何有源的醫(yī)療電子設(shè)備都會(huì)向外輻射電磁場(chǎng)，只不過輻射磁場(chǎng)強(qiáng)大小、頻率不同，場(chǎng)強(qiáng)愈強(qiáng)對(duì)外干擾愈強(qiáng)。
發(fā)射值與抗擾度限值的間隔愈大，則電磁兼容度就愈大，設(shè)備的電磁兼容性愈高。所以限制醫(yī)療設(shè)備的對(duì)外發(fā)射電平，提高其對(duì)電磁環(huán)境的抗擾度能力，兩者兼顧，才能達(dá)到設(shè)備與環(huán)境的互相協(xié)調(diào)。
隨著醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容問題日益突顯，國(guó)際上許多國(guó)家從法規(guī)上采取了措施對(duì)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品的電磁兼容性進(jìn)行控制，我國(guó)政府也非常重視這個(gè)問題，已于2005年4月1日，由國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)發(fā)了："Y Y05 05-2005醫(yī)用電氣設(shè)備電磁兼容性要求和試驗(yàn)"行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過兩年執(zhí)行過渡期，已于2007年4月1日起正式執(zhí)行，這就需要我們?cè)卺t(yī)療實(shí)踐中貫徹這個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，努力提高醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性，提升設(shè)備的抗干擾能力，將潛在的電磁干擾風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
理論和實(shí)踐的研究表明，不管復(fù)雜系統(tǒng)還是簡(jiǎn)單裝置，任何一個(gè)電磁干擾的發(fā)生必須具備三個(gè)基本條件：首先應(yīng)該具有干擾源；其次有傳播干擾能量的途徑和通道；第三還必須有被干擾對(duì)象的響應(yīng)。在電磁兼容性理論中把被干擾對(duì)象統(tǒng)稱為敏感設(shè)備（或敏感器）。因此干擾源、干擾傳播途徑（或傳輸通道）和敏感設(shè)備稱為電磁干擾三要素。
對(duì)于醫(yī)用設(shè)備和系統(tǒng)而言，既要求它具有不影響無線電廣播、電視、無線電通訊等業(yè)務(wù)或不影響其它設(shè)備和系統(tǒng)的基本性能，又要求它對(duì)電磁干擾有一定的抗擾度，它的基本性能不受電磁干擾的影響，所謂抗擾度是指裝置設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運(yùn)行性能的能力，這是表明設(shè)備或系統(tǒng)面對(duì)電磁干擾不降低性能的一種能力，抗擾度越高，表明它越能承受外界的電磁干擾。
電磁騷擾源可分為自然騷擾源和人為騷擾源，自然騷擾源包括地球上各處雷電產(chǎn)生的天電噪聲，太陽(yáng)黑子爆炸和活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲等，騷擾源由電器或其它用電裝置產(chǎn)生電磁騷擾，本篇所涉及的多為人為騷擾。
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提高敏感設(shè)備的抗擾度是實(shí)現(xiàn)電磁兼容的有效手段，醫(yī)療設(shè)備的抗擾度分為7類：
（1）靜電放電、（2）射頻輻射、（3）快速舜變脈沖群、（4）浪涌、（5）射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)、（6）工頻磁場(chǎng)、（7）電壓暫降短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度，提高這7個(gè)方面的抗擾度是提高電磁兼容性的好辦法解決電磁兼容問題只需從以上3個(gè)要求來著手，控制干擾源的電磁輻射，抑制電磁干擾的傳播途徑，增加敏感設(shè)備的抗干擾能力，3個(gè)要素中只要缺少一個(gè)要素，電磁干擾就無法實(shí)現(xiàn)。
作為一個(gè)醫(yī)用設(shè)備的用戶，我們更多的是考慮系統(tǒng)間的電磁兼容性的問題，系統(tǒng)間的兼容性技術(shù)也是通過屏蔽，接地和濾波等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，只不過實(shí)施方法不同。
屏蔽的愿意是指遮蔽、阻擋的意思。在不同的地方，有不同的意義。屏蔽還指隔離。如：屏蔽服，屏蔽保護(hù)膜等等。其作用是防止靜電和其他輻射。
系統(tǒng)間的屏蔽是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域進(jìn)行金屬隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粎^(qū)域感應(yīng)和輻射，其目的是隔斷電磁場(chǎng)的r合途徑。它有兩個(gè)方面：一是將敏感設(shè)備或系統(tǒng)用屏蔽體包圍起來，防止受外界磁場(chǎng)的干擾。另一方面是將干擾源屏蔽起來，防止干擾磁場(chǎng)向外擴(kuò)散，影響其它的無線設(shè)備或人體。對(duì)干擾源和敏感電器進(jìn)行屏蔽，是利用屏蔽體 阻止高頻電磁場(chǎng)在空間傳播的原理，減少系統(tǒng)間電磁 感應(yīng)的影響，有效提高電磁兼容性能。
屏蔽體對(duì)來自外部或內(nèi)部的電磁波場(chǎng)有著吸收能量（渦流損耗），反射能量（電磁波在屏蔽體上的反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)，抵消部分干擾電磁波）的作用，達(dá)到減弱干擾的功能。當(dāng)電磁場(chǎng)頻率較低時(shí)，吸收損耗較小，屏蔽作用以反射損耗為主，采用高導(dǎo)磁材料做屏蔽層，使磁力線限制 在屏蔽體內(nèi)，防止向外擴(kuò)散。當(dāng)干擾電磁場(chǎng)頻率較高時(shí)，吸收損耗隨頻率上升而增加，反射損耗隨頻率上升而下降宜采用導(dǎo)電良好的金屬材料做屏蔽層，利用高頻干擾電磁場(chǎng)，在屏蔽金屬內(nèi)產(chǎn)生的渦流，形成對(duì)外來電磁波的抵消作用。
屏蔽體較厚或相對(duì)磁導(dǎo)率較大，則屏蔽效能較強(qiáng)，但屏蔽體也不可能無限加厚，為了增強(qiáng)屏蔽效果，可采用雙層屏蔽法。影響屏蔽效果的主要因素為縫隙通風(fēng)空洞、電源線、信號(hào)線等，為達(dá)到良好的屏蔽效果，要求每條縫隙都應(yīng)該是電磁密封的，實(shí)踐上我們采用增加縫隙深度，減小縫隙長(zhǎng)度，在縫隙中輥人導(dǎo)電襯墊或涂上導(dǎo)電涂料等都是十分有效的方法。通風(fēng)洞孔也是屏蔽效果好壞的關(guān)鍵點(diǎn)，為提高通風(fēng)孔洞的屏蔽效能，我們?cè)跈C(jī)械結(jié)構(gòu)上采取措施，比如采用圓形孔洞、減小孔洞面積，孔洞上覆蓋金屬絲網(wǎng)，采用屏蔽電纜做信號(hào)線和電源線，或在輸入輸出端口上增加濾波器等方式，達(dá)到提高屏蔽效果目的。
接地技術(shù)接地技術(shù)的引入最初是為了防止電力或電子等設(shè)備遭雷擊而采取的保護(hù)性措施，目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過避雷針引入到大地，從而起到保護(hù)建筑物的作用。同時(shí)，接地也是保護(hù)人身安全的一種有效手段，當(dāng)某種原因引起的相線（如電線絕緣不良，線路老化等）和設(shè)備外殼碰觸時(shí)，設(shè)備的外殼就會(huì)有危險(xiǎn)電壓產(chǎn)生，由此生成的故障電流就會(huì)流經(jīng)PE線到大地，從而起到保護(hù)作用。
隨著電子通信和其它數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展，在接地系統(tǒng)中只考慮防雷和安全已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求了。比如在通信系統(tǒng)中，大量設(shè)備之間信號(hào)的互連要求各設(shè)備都要有一個(gè)基準(zhǔn)''''''''地''''''''作為信號(hào)的參考地。而且隨著電子設(shè)備的復(fù)雜化，信號(hào)頻率越來越高，因此，在接地設(shè)計(jì)中，信號(hào)之間的互擾等電磁兼容問題必須給予特別關(guān)注，否則，接地不當(dāng)就會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。最近，高速信號(hào)的信號(hào)回流技術(shù)中也引入了"地"的概念。
電路和用電設(shè)備的接地按功能分為安全接地或信號(hào)接地兩方面。安全接地就是采用低阻抗的導(dǎo)體將用電設(shè)備的外殼連接到大地上，使操作使用人員不致因設(shè)備外殼漏電或故障放電而發(fā)生觸電危險(xiǎn)，另一種安全接地為防雷接地。信號(hào)接地是在系統(tǒng)和設(shè)備中采用低阻抗的導(dǎo)線或地平面為各種電路提供具有共同參考電位的信號(hào)返回通路，使流經(jīng)該地線的各電路信號(hào)電流互不影響，信號(hào)接地的主要目的是為了抑制電磁干擾，是以電磁兼容性為目標(biāo)的接地方式，包括：（1）屏蔽接地為了防止電路由于寄生電容存在產(chǎn)生干擾、電路輻射電場(chǎng)或?qū)ν饨珉妶?chǎng)敏感，必須進(jìn)行必要的隔離和屏蔽，這些屏蔽的金屬必須接地，（2）濾波器接地，濾波器中一般包含信號(hào)線和電源線接地的旁路電容，當(dāng)濾波器不接地時(shí)，這些電容就處于懸浮狀態(tài)，起不到旁路作用，（3）噪聲干擾抑制，對(duì)內(nèi)部噪聲和外部干擾的控制需要設(shè)備或系統(tǒng)上許多點(diǎn)與地相連，從而為干擾信號(hào)提供"最低阻抗"通道（4）電位參考地，電路之間信號(hào)要正確傳輸須有一個(gè)公共電位參考點(diǎn)，這個(gè)公共電位參考點(diǎn)就是地，所以互相連接的電路必須接地。信號(hào)接地方式有四類，它們是將所有電路按信號(hào)特性分類分別接地，形成四個(gè)獨(dú)立接地系統(tǒng)，每個(gè)"地"子系統(tǒng)采用不同接地方式。
第一類，敏感信號(hào)和小信號(hào)地線系統(tǒng)，這些電路工作電平低，信號(hào)幅度弱，容易受干擾失效或降級(jí)，其地線應(yīng)避免混雜于其他電路中。
第二類，不敏感信號(hào)和大信號(hào)地線系統(tǒng)，這些電路中工作電流大，地線系統(tǒng)電流也大，須與小信號(hào)電路的地線分開，否則將通過地線的r合作用對(duì)小信號(hào)電路造成干擾。
第三類，干擾源源設(shè)備的地系統(tǒng)，這類設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生火花或沖擊電流等，往往對(duì)電子電路產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，除要采用屏蔽隔離技術(shù)外，地線須與電子電路分開設(shè)置。
第四類，金屬構(gòu)件為防止發(fā)生人身觸電事故，外界電磁場(chǎng)的干擾及摩擦產(chǎn)生靜電等須將機(jī)殼接地。
同類電路中，根據(jù)接地點(diǎn)連接方式不同，又分為單點(diǎn)接地，適用于低頻（（（1MHz》和公共接地面尺寸小的情況，可有限避免點(diǎn)之間的地阻干擾）；多點(diǎn)接地，對(duì)于高頻{>lOMHz）和公共接地面尺寸大的情況，單點(diǎn)和多點(diǎn)混合接地：適用于頻率在1MHz-lOMHzo 懸浮接地，可以防止機(jī)箱上的干擾電流直接r合到信號(hào)電路，但是容易出現(xiàn)靜電累積，當(dāng)電荷達(dá)到一定程度后，會(huì)產(chǎn)生靜電放電，變壓器和光電藕器就是典型的浮地。
濾波技術(shù)：
濾波是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。根據(jù)觀察某一隨機(jī)過程的結(jié)果，對(duì)另一與之有關(guān)的隨機(jī)過程進(jìn)行估計(jì)的概率理論與方法。濾波一詞起源于通信理論，它是從含有干擾的接收信號(hào)中提取有用信號(hào)的一種技術(shù)。"接收信號(hào)"相當(dāng)于被觀測(cè)的隨機(jī)過程，"有用信號(hào)"相當(dāng)于被估計(jì)的隨機(jī)過程。例如用雷達(dá)跟蹤飛機(jī)，測(cè)得的飛機(jī)位置的數(shù)據(jù)中，含有測(cè)量誤差及其他隨機(jī)干擾，如何利用這些數(shù)據(jù)盡可能準(zhǔn)確地估計(jì)出飛機(jī)在每一時(shí)刻的位置、速度、加速度等，并預(yù)測(cè)飛機(jī)未來的位置，就是一個(gè)濾波與預(yù)測(cè)問題。這類問題在電子技術(shù)、航天科學(xué)、控制工程及其他科學(xué)技術(shù)部門中都是大量存在的。歷史上最早考慮的是維納濾波，后來R.E.卡爾曼和R.S.布西于20世紀(jì)60年代提出了卡爾曼濾波。現(xiàn)對(duì)一般的非線性濾波問題的研究相當(dāng)活躍。
總之，醫(yī)院作為醫(yī)療設(shè)備的主要使用方，應(yīng)重視對(duì)操作的醫(yī)護(hù)人員、采購(gòu)、維修人員進(jìn)行必要的電磁兼容（EMC）知識(shí)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，按照使用現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境選購(gòu)符合EMC要求的產(chǎn)品并正確地按設(shè)備使用說明書或技術(shù)說明書安裝、操作，為了廣大公眾的健康和安全，應(yīng)讓其能按照設(shè)計(jì)，不受干擾正常運(yùn)行。
