隨著醫(yī)療儀器設(shè)備現(xiàn)代化程度的進(jìn)一步提高，由于干擾致使儀器設(shè)備不能正常工作，同時(shí)有損系統(tǒng)的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。當(dāng)電場強(qiáng)度超過2.4G時(shí)，可以損壞集成電路；如果磁場強(qiáng)度達(dá)到0.03G時(shí)，可以使無屏蔽的儀器設(shè)備誤動作。為了有效地抑制干擾，提高醫(yī)療儀器設(shè)備工作的可靠性，增強(qiáng)醫(yī)療儀器設(shè)備抗電磁干擾，特別是抗電源線上的電磁干擾尤為重要。

1.1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，它是指疊加在線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。

1.2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，特別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，如果受到干擾，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)。如果是帶有計(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、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

2.1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(gè)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。

2.1.1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(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(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(gè)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(gè)系統(tǒng)如果采用單點(diǎn)接地，每個(gè)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。

2.2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)踐證明：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。

2.2.1電場屏蔽

醫(yī)療儀器設(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?？梢奨線機(jī)的高壓電纜屏蔽層的重要性。

2.2.2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，注意縫隙。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。

2.2.3電磁場屏蔽

電磁場屏蔽的作用是防止電磁場在空間傳播。它是利用屏蔽體金屬材料對電磁波的反射和吸收作用來實(shí)現(xiàn)的。其過程是：當(dāng)電磁波達(dá)到屏蔽體金屬表面時(shí)，金屬表面就起反射作用，而未被完全反射的電磁波進(jìn)入屏蔽體內(nèi)部時(shí)，繼續(xù)向前傳播的過程中會被屏蔽體金屬吸收；當(dāng)部分未被吸收掉的電磁波透過金屬到達(dá)屏蔽體的另一表層時(shí)，在金屬與空氣交界上會再次形成反射，重返屏蔽層內(nèi)部，這樣在屏蔽體內(nèi)部形成多次反射與吸收。

3抑制干擾的技術(shù)

3.1專用線路

為了抑制儀器設(shè)備間的相互干擾，最簡單的方法是采用分相供電制。即：在三線供電線路中認(rèn)定一相作為敏感設(shè)備的供電電源；一相作為外部設(shè)備的供電電源；再一相作為常用測試儀器或其它輔助設(shè)備的供電電源。這種措施常應(yīng)用在大型的醫(yī)療儀器設(shè)備供電系統(tǒng)。

值得注意的是在現(xiàn)代醫(yī)用電子儀器設(shè)備系統(tǒng)中，由于配電線路中非線性負(fù)載的使用，造成線路中諧波電流的存在，而零序分量諧波在中線里不能相互抵消，反而疊加，因此過于遷細(xì)的中線會造成線路阻抗的增加，干擾也將增加。同時(shí)過細(xì)的中線還會造成中線過熱。

3.2瞬變干擾抑制器

3.2.1氣體放電管

俗稱避雷管。優(yōu)點(diǎn)是絕緣電阻高、寄生電容小、浪涌吸收能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是對浪涌電壓的響應(yīng)速度低。

3.2.2金屬氧化物壓敏電阻

壓敏電阻的主要參數(shù)是標(biāo)稱電壓和通流容量。在使用時(shí)，壓敏電阻的電壓選擇要考慮被保護(hù)線路可能有的波動電壓，一般取1.2～1.4倍。如果是交流電路，還要注意電壓的有效值與峰值間的關(guān)系。例如220V時(shí)其壓敏電阻的標(biāo)稱電壓應(yīng)是220×1.4×1.4＝430V。通流容量應(yīng)根據(jù)所需保護(hù)的具體場合進(jìn)行合理的選擇。使用時(shí)除了安裝引線不宜過長，還不宜在高頻場合使用。前者因壓敏電阻對瞬變干擾吸收時(shí)的高速性能級，引線越長感應(yīng)電壓越大，后者因壓敏電阻的固有電容。

3.2.3硅瞬變電壓吸收二極管

TVS管又叫瞬態(tài)電壓抑制電路。當(dāng)瞬態(tài)電壓保護(hù)二極管受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，以1×10－12s的速度，將其兩極間的高阻抗變成低阻抗，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)了電子線路的敏感元件。具體又分為單向和雙向兩種。主要參數(shù)是擊穿電壓、漏電流和電容。特點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快、浪涌吸收能力高、瞬態(tài)功率大、漏電流小、箝位電壓易控制、沒有損傷極限和體積小等。廣泛應(yīng)用于醫(yī)療儀器設(shè)備的靜電，電感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓，雷擊產(chǎn)生的過電壓保護(hù)。使用時(shí)TVS管的擊穿電壓要高于被保護(hù)電路工作電壓的10％。

3.2.4固體放電管

固體放電管的特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，吸收電流大、動作電壓穩(wěn)定、使用壽命長。其工作原理是：當(dāng)外界干擾低于觸發(fā)電壓時(shí)，放電管處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)干擾電壓超出觸發(fā)電壓時(shí)，放電管工作在負(fù)阻區(qū)。此時(shí)電流極大，使干擾能量轉(zhuǎn)移。隨著干擾的減少，通過放電管的電流回落，當(dāng)干擾電流低于維持電流時(shí)，放電管從低阻區(qū)回到高阻區(qū)，完成～次放電過程。

3.3電源線濾波器

電源線濾波器安裝在電源與電子設(shè)備之間，主要起抑制電能傳輸中寄生的電磁干擾，提高設(shè)備工作可靠性的作用。常用的由無源集中參數(shù)構(gòu)成的單級線路。常用的差模電容，起衰減差模干擾的作用。在220V交流電源中取為幾十～幾百nF，耐壓250VAC。常用的共模電容，起衰減共模干擾的作用。一般取1nf~4.7nf，耐壓3~6KVDC。常用的共模電感，其電感量與通過電流的大小有關(guān)，對共模電流有很好的濾波效果。典型值為幾百 nH～幾mH。R起消除濾波器上可能出現(xiàn)的靜電積累。濾波器對電磁干擾的抑制作用的好壞不僅與它的設(shè)計(jì)與實(shí)際工作條件有關(guān)，還與它的安裝情況有關(guān)。因此，安裝時(shí)一定要確保濾波器外殼與設(shè)備的金屬外殼接觸良好后，再與大地可靠接觸，同時(shí)，還要考慮輸入和輸出線路之間不存在耦合，合理安排濾波器的引線安裝位置。最好的辦法是電源線不直接進(jìn)入設(shè)備機(jī)箱，而是經(jīng)過濾波之后再進(jìn)入，利用機(jī)殼的自然屏蔽，把電源線干擾排除在設(shè)備之外。

提高濾波器性能的措施：一是使用帶地線電感的濾波器。這樣可以抑制地線上的干擾。二是采用多級濾波器。三是濾波器與吸收器件組合使用。四是使用新型軟磁材料。五是加接有耗元件。

3.4隔離變壓器

隔離變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)電路的電氣隔離，解決由地線環(huán)路帶來的設(shè)備間的相互干擾。帶屏蔽層的隔離變壓器在變壓器初次級間增設(shè)屏蔽層，并將屏蔽層可靠接地，既可獲得較好的抑制共模干擾，也可利用屏蔽層抑制差模干擾。具體做法是將變壓器屏蔽層接至初級的中線端。例如對50HZ工頻來說，由于初級與屏蔽層構(gòu)成的容抗很高，仍可通過變壓器效應(yīng)傳遞到次級，而未被衰減。對頻率較高的共模干擾，由于初級與屏蔽層間容抗變小，使這部分干擾經(jīng)由分布電容及屏蔽層與初級中線端的連線直接返回電網(wǎng)，而進(jìn)入次級回路。

3.5開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源

開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源采用了先進(jìn)的高頻開關(guān)電源技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：小型、輕量、高效、響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)：復(fù)雜、價(jià)格昂貴。

.關(guān)于EMC實(shí)驗(yàn)

EMC分為EMS和EMI兩種，EMS實(shí)驗(yàn)測試該有源醫(yī)療器械能夠適應(yīng)外部的電磁環(huán)境，而EMI實(shí)驗(yàn)測試該有源醫(yī)療器械自身產(chǎn)生的電磁騷擾不能對其他設(shè)備造成干擾。

EMC=EMS+EMI

電磁發(fā)射（EMI）的檢驗(yàn)項(xiàng)目有：

①. 傳導(dǎo)（CE）（150kHz～30MHz）;

②. 斷續(xù)干擾電壓（喀嚦聲）（150kHz、500kHz、1.4 MHz和30MHz）;

③. 干擾功率（30MHz～300MHz）

④．諧波電流（2～40次諧波）

電磁抗擾度（EMS）的檢驗(yàn)項(xiàng)目有：

⑤. 靜電放電抗擾度;

⑥. 輻射電磁場（80MHz～1000 MHz）抗擾度;

⑦. 電快速瞬變/脈沖群抗擾度;

⑧. 浪涌（雷擊）抗擾度;

⑨. 注入電流（150kHz～230MHz）抗擾度;

⑩. 電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度