陳永祥

【摘要】為了研究超短波治療儀對(duì)臨近設(shè)備的電磁干擾及其電磁干擾對(duì)臨床使用帶來的安全隱患，將采用自制模擬器的方法，測(cè)試超短波治療儀周圍電磁輻射以及對(duì)臨近設(shè)備的電磁干擾情況，以期為臨床電子醫(yī)療設(shè)備使用容易被電磁干擾提供新的解決思路與方法。

【關(guān)鍵詞】超短波治療儀;電磁干擾;實(shí)驗(yàn)分析

【中圖分類號(hào)】R318

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【文章編號(hào)】1005-0019（2020）15-260-01

隨著科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，促使醫(yī)療科技水平日益提升，超短波治療儀屬于精密醫(yī)用電子儀器，主要利用電子管震蕩生成的短波高頻電場，從而對(duì)其展開治療的有關(guān)儀器設(shè)備，一般將波長為1米～10米，頻率在30MHz-300MHz范圍以內(nèi)的射頻電流稱之為超短波電流，主要運(yùn)用在臨床超短波治療當(dāng)中。此種治療方式，能夠增強(qiáng)血管通透性，調(diào)節(jié)微循環(huán)，改善內(nèi)分泌，促進(jìn)組織新陳代謝，從而發(fā)揮抑菌、消炎、止痛、解痙的治療作用，臨床應(yīng)用較為廣泛。

一、實(shí)驗(yàn)背景

在我院超短波治療儀與中頻治療儀隔室使用當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，中頻治療儀偶爾會(huì)出現(xiàn)輸出頻率不受控制的現(xiàn)象，經(jīng)過多次現(xiàn)場測(cè)試，均排除中頻治療儀故障的現(xiàn)象，一次偶然發(fā)現(xiàn)，在超短波治療儀處于工作狀態(tài)時(shí)，其同室的空氣消毒機(jī)會(huì)出現(xiàn)莫名的開機(jī)關(guān)機(jī)自動(dòng)工作現(xiàn)象，經(jīng)進(jìn)一步分析得知是電磁干擾所致，關(guān)閉超短波治療儀后，空氣消毒機(jī)恢復(fù)正常，為了探究這一現(xiàn)象，特設(shè)計(jì)一款電磁干擾檢測(cè)電路。其中檢測(cè)電路如下圖一所示：

Q1～Q2組成三級(jí)直耦式小信號(hào)放大器。M為銅線圈天線，能夠拾取來自超短波治療儀的電磁干擾脈沖交流電信號(hào)，送入Q1基極進(jìn)行信號(hào)放大。信號(hào)經(jīng)過三級(jí)放大后由Q3的集電極輸出用于點(diǎn)亮發(fā)光二極管。

二、實(shí)驗(yàn)說明

當(dāng)靠近工作當(dāng)中的超短波治療儀時(shí)，二極管點(diǎn)亮，說明電磁干擾脈沖交流電信號(hào)增強(qiáng)，將檢測(cè)器移植隔室的中頻設(shè)備間，二極管仍然處于被點(diǎn)亮狀態(tài)，直至將檢測(cè)器移動(dòng)至約8米以外的位置，二極管方可熄滅，說明電磁干擾信號(hào)消失。同理將中頻治療儀、電針儀等脈沖治療設(shè)備遠(yuǎn)離超短波治療儀8米以上，前期不受控制的設(shè)備均恢復(fù)正常[1]。

隨后，經(jīng)過拆機(jī)發(fā)現(xiàn)，超短波治療儀主要由電源供給電路、高頻振蕩電路及輸出調(diào)節(jié)電路組成，電源供給電路包括燈絲變壓器、高壓變壓器、和高壓整理管等[2]。高壓變壓器輸出的高壓經(jīng)過整流管整流，形成直流電壓后供給振蕩管，通過雙刀六擲開關(guān)改變高壓變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)，調(diào)節(jié)次級(jí)高壓電壓，從而實(shí)現(xiàn)超短波輸出功率的改變，這也是干擾源的原因之一。

高頻振蕩電路主要由兩只FU811電子管、屏極線圈柵極線圈及柵極電阻構(gòu)成，通過屏柵線圈之間的感應(yīng)耦合，形成調(diào)屏振蕩電路，振蕩電路經(jīng)過輸出電路的耦合線圈耦合后送至人體，此為第二干擾源。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，超短波治療儀的電磁干擾主要為上述兩種情況，要解決這電磁干擾問題，要從宏觀角度分析，即訊號(hào)完整性（SI，SignalIntegrity）的問題與電源完整性（PI，PowerIntegrity）的問題。解決這些問題的關(guān)鍵，不外乎必要應(yīng)用的濾波（Filter）、移頻（MovingResonantFrequency）、展頻（SSC，SpreadSpectrumClock）等手法[3]。

通過對(duì)中頻治療儀的拆機(jī)發(fā)現(xiàn)，主要以多層板設(shè)計(jì)為主，但是其多處使用變壓器耦合的方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，這也是其受電磁干擾最大的弊端，而且其中電源模塊EMI設(shè)計(jì)缺陷明顯，無明顯的濾波設(shè)計(jì)。

在解決EMI/RFI問題時(shí)，一般會(huì)使用到濾波器，屬于低通濾波裝置。其中π型濾波器（π-ModelFilter）是最有效率、簡單的濾波裝置，一般常用的整合性產(chǎn)品又分為CLC及CRC兩種類型，如圖二所示。

CLC濾波裝置可以選擇對(duì)主頻率衰減影響最小的情況，其最關(guān)鍵環(huán)節(jié)是在系統(tǒng)內(nèi)部的訊號(hào)在做傳遞時(shí)，只需要對(duì)其高頻的倍頻諧波（Homonic）做濾波處理，能使主頻能量盡量保持原大小，而將高頻訊號(hào)濾除[4]。而CRC類型的濾波器，則主要會(huì)使用在系統(tǒng)的接口端，可以發(fā)揮最佳阻抗匹配（ImpedanceMatch）的特性作用，有效降低因阻抗不匹配所造成的二次干擾問題。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

因此通過分析后，在電源模塊前加裝CLC型濾波裝置，能夠?qū)⒐收辖獬?。綜上所述，超短波治療儀產(chǎn)生的電磁輻射，會(huì)對(duì)周圍的電子設(shè)備均會(huì)造成不同程度的干擾，為了消除此種干擾，可將超短波治療儀搬遷到周圍無電子設(shè)備的房間或者對(duì)放置超短波治療儀的房間做電磁屏蔽，即可消除故障。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，也使其成為醫(yī)學(xué)技術(shù)設(shè)備應(yīng)用中核心關(guān)鍵的一部分。由于這些設(shè)備易收到外電磁干擾，因此會(huì)增加被干擾的風(fēng)險(xiǎn)?；谶@個(gè)原因，各類儀器需要明確各自的電磁兼容性（electromagneticcompatibilityEMC）特征。

此類問題在舊設(shè)備應(yīng)用期間表現(xiàn)最為突出，因?yàn)樗麄冊(cè)贓MC標(biāo)準(zhǔn)被應(yīng)用之前，所制造生產(chǎn)，因此擁有EC標(biāo)記并不意味著，該設(shè)備不會(huì)將干擾屏蔽[5]。后續(xù)對(duì)多種設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)輸液泵的敏感性較高，其他設(shè)備包括電子血壓儀、監(jiān)護(hù)儀、心臟起搏器、脈搏血氧儀等，其設(shè)備在超短波、中頻、高頻治療設(shè)備中均會(huì)受到不同程度的干擾。

因此，通過此次對(duì)超短波治療儀電磁干擾的探究發(fā)現(xiàn)，電子類醫(yī)療設(shè)備在臨床使用當(dāng)中，容易被電磁干擾，而如何消除電磁干擾和減少因電磁干擾而產(chǎn)生不同程度的臨床危害，也將成為日后醫(yī)療研究工作者繼續(xù)探尋的目標(biāo)和動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]付書東.中短波廣播發(fā)射臺(tái)電磁干擾及抗干擾措施研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016（9）：26-27.

[2]袁志城.如何解決中短波發(fā)射機(jī)之間的電磁干擾[J].科技展望，2016，26（15）.

[3]林劍芳.淺談復(fù)雜電磁環(huán)境條件下超短波通信抗干擾措施[J].科技視界，2015（36）：109-109.

[4]張金亮，劉平，徐國防.超短波治療儀用于疼痛治療的安全性有效性觀察[J].中國保健營養(yǎng)，2016，26（11）.

[5]王小華.中短波發(fā)射機(jī)電磁干擾的解決措施[J].西部廣播電視，2016，2（4）：236-236.