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醫療設備的電磁兼容性分析

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醫療設備的電磁兼容性分析
作者:創始人 | 發布時間: 2024-10-23 20:14:46 | 1 次瀏覽 | 分享到:
電磁抗擾度傳播途徑一般也分為兩種:即傳導耦合方式和輻射耦合方式。任何電磁抗擾度的發生都必然存在抗擾度能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認為電磁抗擾度傳輸有兩種方式:一種是傳導傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式。因此從被抗擾度的敏感器來看,抗擾度耦合可分為傳導耦合和輻射耦合兩大類。傳導傳輸必須在抗擾度源和敏感器之間有完整的電路連接,抗擾度信號沿著這個連接電路傳遞到敏感器,發生抗擾度現象。這個傳輸電

電磁抗擾度傳播途徑一般也分為兩種:即傳導耦合方式和輻射耦合方式。任何電磁抗擾度的發生都必然存在抗擾度能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認為電磁抗擾度傳輸有兩種方式:一種是傳導傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式。因此從被抗擾度的敏感器來看,抗擾度耦合可分為傳導耦合和輻射耦合兩大類。傳導傳輸必須在抗擾度源和敏感器之間有完整的電路連接,抗擾度信號沿著這個連接電路傳遞到敏感器,發生抗擾度現象。這個傳輸電路可包括導線,設備的導電構件、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以電磁波的形式傳播,抗擾度能量按電磁場的規律向周圍空間發射。常見的輻射耦合由三種:  
1. 甲天線發射的電磁波被乙天線意外接受,稱為天線對天線耦合;  
2. 空間電磁場經導線感應而耦合,稱為場對線的耦合; 
3.兩根平行導線之間的高頻信號感應,稱為線對線的感應耦合。在實際工程中,兩個設備之間發生抗擾度通常包含著許多種途徑的耦合。正因為多種途徑的耦合同時存在,反復交叉耦合,共同產生干擾,才使電磁干擾變得難以控制。  
醫療設備在診斷和治療方面所起的重要作用,使得電磁抗擾度對其的影響直接關系到患者的人身安全,目前醫療設備小型、高靈敏度和智能化的實現,使它們更易受電磁抗擾度的影響,特別是那些抗擾度能力差的(即電磁兼容性差的診斷儀器,為醫生提供了失真的數據、波形及圖像等信息,使得醫生不能做出正確診斷,當然會影響有效的治療,甚至危及人的生命,國際有許多這方面的報道。  
經美國FDA認定的疑為因醫療器械受電磁抗擾度引發的事故;一位心臟起搏器的患者在乘坐救護車急救過程中,因救護人員使用雙向無線通訊設備而導致起博失效。病人監護儀受電磁抗擾度影響,致使病人因檢測不出心律不齊而死亡。設備的CAT顯示器上過度抗擾度,醫務人員難以判斷心率,致使病人無法復蘇。  
移動電話對嬰兒暖箱、輸液泵、人工透析器、心臟起博器、心臟除顫裝置產生的抗擾度,因此美國的醫院明令禁止在有這類設備的病房使用手機新生兒呼吸監護儀(新生兒呼吸停止而專門設計的報警裝置)受調頻電臺FM發射的抗擾度調制波的影響,擾亂了呼吸節律導致報警失靈。  
上面的例子僅談了外界的電磁抗擾度對醫用設備的影響,殊不知現代醫療中使用了各種高頻、射頻發射機高敏感性電氣,電子元件和部件以及使用射頻能量作為診斷或治療的設備或系統(MAI),其工作時可能作為一EMI抗擾度源通過不同的耦合途徑向周圍傳播出不同頻率范圍和電磁場強度的有用或無用的電磁波,無線電廣播通訊業務和周圍其它設備的工作,且它們在共同的電磁環境中,還可能受到周圍電力、電子設備,以及醫療設備之間抗擾度。所以許多醫用設備既是抗擾度源又是敏感設備也就是說它存在抗擾度和被抗擾度兩重性,如此以來一個問題值得我們思考,在此復雜的電磁環境下,醫療設備如何達到一個既不受或盡量減少受到其它各種電磁抗擾度的影響,又能盡量減少對其它設備或人體的電磁抗擾度,從而達到一種平衡,電磁兼性就是這樣的一個概念。  
電磁兼容性(EMC)是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁抗擾度的能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁抗擾度不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁抗擾度具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。  
為實現在同一電磁環境中的醫療設備或系統在自身工作正常的情況下,又能達到不妨礙正常的無線電通訊工作,又不抗擾度周圍設備的正常工作,就須建立一種規則,既要對設備或系統的抗擾度能力做出規定,即設備的抗擾度水平不能太低,將發射電平和抗擾度電平限制在規定的發射限值和規定的抗擾度限值內,設備就達到了電磁兼容的目的。任何有源的醫療電子設備都會向外輻射電磁場,只不過輻射磁場強大小、頻率不同,場強愈強對外界抗擾度愈強。  
發射值與抗擾度限值的間隔愈大,則電磁兼容度就愈大,設備的電磁兼容性愈高。所以限制醫療設備的對外發射電平,提高其對電磁環境的抗擾度能力,兩者兼顧,才能達到設備與環境的互相協調。  
隨著醫療設備的電磁兼容問題日益突顯,國際上許多國家從法規上采取了措施對醫療設備產品的電磁兼容性進行控制,我國政府也非常重視這個問題,已于2005年4月1日,由國家食品藥品監督管理局批準發了:"Y Y05 05-2005醫用電氣設備電磁兼容性要求和試驗"行業標準,經過兩年執行過渡期,已于2007年4月1日起正式執行,這就需要我們在醫療實踐中貫徹這個行業標準,努力提高醫療設備的電磁兼容性,提升設備的抗擾度能力,將潛在的電磁抗擾度風險降到最低。
理論和實踐的研究表明,不管復雜系統還是簡單裝置,任何一個電磁抗擾度的發生必須具備三個基本條件:首先應該具有抗擾度源;其次有傳播干擾能量的途徑和通道;第三還必須有被抗擾度對象的響應。在電磁兼容性理論中把被抗擾度對象統稱為敏感設備(或敏感器)。因此抗擾度源、抗擾度傳播途徑(或傳輸通道)和敏感設備稱為電磁抗擾度三要素。   
總之,醫院作為醫療設備的主要使用方,應重視對操作的醫護人員、采購、維修人員進行必要的電磁兼容(EMC)知識的學習培訓,按照使用現場的電磁環境選購符合EMC要求的產品并正確地按設備使用說明書或技術說明書安裝、操作,為了廣大公眾的健康和安全,應讓其能按照設計,不受抗擾度正常運行。


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