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        醫(yī)療電子儀器使用中的干擾及抑制方法

        2020-12-29 12:08:05謝永生
        中國電氣工程學報 2020年6期
        關鍵詞:電磁干擾應用價值

        謝永生

        摘要:近年來醫(yī)療衛(wèi)生技術較之過去得到了較大的進步,隨著科學技術的發(fā)展,醫(yī)療衛(wèi)生領域中不斷涌現(xiàn)出了許多的新型醫(yī)療設備,為診療效效率、質量的提升做出了重要貢獻。由于所有醫(yī)療設備幾乎均為精密程度較高的電子儀器,因此在正常應用過程中會產(chǎn)生其獨有的電磁波,并形成一個磁場,同時可能會因周圍其他電子設備、物體或操作人員生理活動而出現(xiàn)電磁干擾情況,進而可能會對儀器設備的正常工作造成影響,甚至是影響診療工作的正常開展。目前,能夠影響醫(yī)療電子儀器的干擾因素較多且復雜,因此對干擾抑制方法的要求也非常高,據(jù)實際情況來看,當下多使用遠離法、屏蔽保護法、元件保護法等進行干擾抑制,進而提升醫(yī)療電子儀器的應用質量。本篇文章中筆者詳細分析了醫(yī)療電子儀器在應用過程中的干擾及抑制方法,具體如下:

        關鍵詞:醫(yī)療電子儀器;電磁干擾;抑制方法;應用價值

        醫(yī)療電子儀器在醫(yī)院診療工作中起到了至關重要的作用,如今醫(yī)療電子儀器的類型較多,比較常見的有超聲診斷儀、心電監(jiān)護儀、心腦電圖機等,一般情況下多被應用于診斷工作中。在診斷的過程中,通過以上醫(yī)療電子儀器能夠準確檢驗出患者的具體病癥情況,并能夠將圖像顯示于屏幕中,但據(jù)實際情況來看,一旦應用醫(yī)療電子儀器便會因多種因素影響而產(chǎn)生電磁干擾,進而可能會影響診斷準確率。在超聲診斷儀、心電監(jiān)護儀等設備的應用過程中,為保障降低對患者身體的影響,其電流信號非常微弱,而在因多種干擾的影響下,便可能會出現(xiàn)誤診。此外,若電磁干擾的強度較大,甚至會導致設備失靈、失效等,因此當下醫(yī)院相關管理部門應提高重視度,針對可能會引發(fā)電磁干擾的具體原因進行防范。

        一、醫(yī)療電子儀器使用中的干擾

        (一)交流電源本身引起的干擾

        醫(yī)療電子儀器正常工作的前提便是穩(wěn)定的電壓、電流等,我國額定電壓為220V,且多為交流電,在安全性方面較高,但在能夠對醫(yī)療電子儀器產(chǎn)生干擾的主要因素中,電源便是其中之一,尤其是交流電源。據(jù)分析來看,交流電源在供電過程中可能會導致醫(yī)療電子儀器出現(xiàn)失電、浪涌、電氣噪聲等,因此干擾性較強[1]。同時,電源頻率也會引起一定的干擾情況,如若使用50Hz的交流電,那么便會使得交流電輸出受到影響,并出現(xiàn)更為嚴重的電磁干擾現(xiàn)象,進而在設備診斷過程中可能會影響數(shù)據(jù)的準確性。

        (二)電源線引進儀器內(nèi)部的干擾

        電源在為醫(yī)療電子儀器供電的過程中,需通過電源線將電流輸入至設備內(nèi),而在該過程中,也可能會受到較強的電磁干擾,以至于將處于受干擾的電流涌入設備內(nèi),對設備內(nèi)部造成內(nèi)部干擾。通過分析來看,導致儀器內(nèi)部出現(xiàn)干擾的原因較多,首先,醫(yī)院內(nèi)儀器設備較多,其他設備在應用過程中也會產(chǎn)生電磁干擾,同時,還有可能會因雷電、大功率無線電設備等進一步加大對儀器的干擾,而通過電流的傳輸,并經(jīng)過變壓器、扼流圈等,便可能會強化干擾;其次,若設備在運行過程中,會因周圍其他電子設備的啟停而出現(xiàn)干擾,電子設備啟停時,會產(chǎn)生一定的脈沖信號,該信號一般無規(guī)律高頻信號,極有可能會被引入至儀器內(nèi)部,雖然當前技術較為發(fā)達,能夠通過電容耦合、降低電壓或采用大容量濾波,也無法完全消除干擾;再次,除以上因素外,還有可能會因設備與患者身體相連接的導線產(chǎn)生電場耦合出現(xiàn)干擾[2]。

        (三)接地不當引起的干擾

        醫(yī)療電子儀器安全性較高,在正常應用前,其電源內(nèi)會有接地線路,便于在出現(xiàn)突發(fā)性故障后將溢出的電流導入地下,但在接地的過程中,應確保其合理性、科學性,否則也會產(chǎn)生電磁干擾情況。雖然區(qū)域相同,但不同的接地點間極有可能存在著電勢不相等情況,若依然進行接地,那么便會出現(xiàn)大地環(huán)流,從而產(chǎn)生干擾,因此在應用的過程中,應重視該方面問題,盡可能降低因接地不當而導致的電磁干擾情況[3]。

        (四)設備連接不正確引起的干擾

        醫(yī)療電子儀器精密程度高,功能齊全,其機殼后面插孔較多,能夠通過線路連接,進而實現(xiàn)多種功能,但在應用過程中,也有可能會因設備連接不正確而出現(xiàn)干擾情況,不利于醫(yī)療電子儀器正常工作的開展,因此在實際應用過程中,應確保設備連接的正確性。

        (五)醫(yī)用電子設備導連線開路引起的干擾

        醫(yī)療電子儀器的實際應用過程中,若設備處于診斷過程中,其導連線將會處于開路狀態(tài),進而實現(xiàn)設備與人體感應相連接,但在實際應用過程中,也可能會出現(xiàn)較強的干擾現(xiàn)象,主要是因導連線開路引起,同時設備與患者間的接觸不良,以至于設備與患者間的電磁信號可能會受到較強的干擾,在使得正常的電磁波形式變?yōu)榧獠?、棘波[4]。如今對于該電磁干擾的處理方法一般需使用差分放大器,但據(jù)實際應用情況來看,抗干擾效果相對較差。

        (六)人體生理活動引起的干擾

        醫(yī)療電子儀器應用過程中也會引人體生理活動而出現(xiàn)干擾情況,在使用醫(yī)療電子儀器進行診斷的過程中,人體的正常運轉會產(chǎn)生微弱的電信號,檢查過程中有可能會出現(xiàn)干擾情況;同時,患者的衣服也或多或少會帶有些許靜電荷,在實施診斷時會不可避免的接觸到其衣物,引發(fā)電磁干擾[5]。此外,除以上人員因素而引起的干擾外,還會因肌肉顫動、精神緊張、呼吸等產(chǎn)生干擾。

        (七)溫度漂移產(chǎn)生的干擾

        醫(yī)療電子儀器是由非常多的零部件組成,而在應用過程中,溫度的變化會對零部件造成微弱的影響,雖然微弱的影響幾乎可以忽略不計,但在精密的醫(yī)療電子儀器中也會導致干擾情況出現(xiàn)。一般情況下,在溫度因素的影響下,其設備會被干擾,并發(fā)出極為微弱的噪聲,而此類噪聲經(jīng)過設備的信號放大,也會給檢查過程帶來影響。

        二、醫(yī)療電子儀器抑制干擾的方法

        (一)儀器合理接地抑制干擾

        當前時代背景下,醫(yī)院病患流量大,幾乎每一例患者均需要接受醫(yī)療電子儀器設備的檢查診斷,然而在設備的實際應用過程中,會因多種因素的影響而出現(xiàn)干擾信號。因此,在醫(yī)療電子儀器的實際應用過程中,應重視抑制干擾,確保醫(yī)療電子儀器應用的嚴謹性[6]。首先,前文中提到,不合理的接地會產(chǎn)生一定的電磁感染情況,而在實際接地工作中,存在著電勢不同的情況,對此,相關工作人員應盡量避免與金屬物體的基礎。其次,在接地時,應重視土壤的濕度以及其他指標,進而能夠降低電阻的影響,在接地體的選擇方面,可根據(jù)接地位置的實際情況適當選擇接地體,如常見鋼管、角鋼、圓鋼、扁鋼等。再次,還可使用單點接地法、多點接地法、混合接地法等接地方法。

        (二)屏蔽保護

        屏蔽保護是當前應用范圍、應用頻率較高的一種抑制干擾方法,據(jù)悉,屏蔽保護的常用類型為電磁場屏蔽、磁場屏蔽以及分電場屏蔽[7]。醫(yī)療電子儀器在運轉過程中會出現(xiàn)干擾,會因人員產(chǎn)生干擾,也會因其他等多種因素產(chǎn)生干擾,而通過屏蔽干擾,能夠較大程度的抑制干擾情況的出現(xiàn),進而提高診斷準確率。屏蔽設備由銅或鋁等低電阻率的金屬制成,在應用屏蔽保護后,可有效降低電磁波的傳輸,進而降低干擾強度。

        (三)利用元件抑制干擾

        在醫(yī)療電子儀器干擾抑制方面,可使用元件抑制,如今在該方面多使用滅火花電路、濾波器抑制、電源濾波等。首先,滅火花電路主要是通過二極管于直流電路的并聯(lián)實現(xiàn);其次,濾波器是抑制干擾的主要元件,在其應用中,能夠對過往電信號進行實時監(jiān)測,一旦出現(xiàn)干擾情況,便能夠通過高通、低通或帶通濾波器實現(xiàn)干擾抑制;最后,前文中提到,交流電源也會產(chǎn)生不同程度的干擾信號,對此,可使用電源濾波抑制的方法來進行抑制,一般需使用專門的電源濾波抑制器,應用過程中可將電流頻率降低。

        (四)溫度漂移干擾的抑制

        溫度因素也是導致干擾情況出現(xiàn)的影響因素之一,雖然因溫度因素而導致的干擾信號較為微弱,但由于設備的逐級方法,便會將微弱的信號放大為較大的噪音,從而會較為嚴重的影響診斷準確率。對此應降低溫度因素的影響,如在室內(nèi)安裝空調(diào),將溫度、濕度保持在恒定水平;同時也可在設備內(nèi)安裝內(nèi)置風扇,保障設備的降溫性能。

        結語:當前時代背景下,在科學技術的不斷推進下,醫(yī)療衛(wèi)生領域中正在逐步應用各種新技術、新設備,此類醫(yī)療電子儀器在精密性方面較之傳統(tǒng)儀器更佳,且診斷準確率極高,但是由于多種因素影響,在醫(yī)療電子儀器的應用過程中會出現(xiàn)電磁干擾情況,可能會影響儀器的正常應用,本篇文章中筆者詳細分析了產(chǎn)生干擾的主要影響因素,并針對以上問題提出合理接地、屏蔽保護、利用元件抑制以及進行溫度漂移抑制等措施,希望能夠對提升醫(yī)療電子儀器的應用效率及質量提供幫助。

        參考文獻:

        [1]張淋. 原子干涉陀螺慣性測量與監(jiān)控導航技術研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2019.

        [2]劉正明,李斌山. 醫(yī)療電子儀器使用中的干擾及抑制方法[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2017,38(12):135-137.

        [3]田玲. 眼科高頻超聲成像中斑點噪聲抑制算法的研究[D].北京協(xié)和醫(yī)學院,2016.

        [4]張松林. 基于層層組裝聚吡咯/氧化石墨烯多層膜的吸波織物[D].東華大學,2015.

        [5]孫曉磊. 礦用電機驅動變頻器電磁兼容及其安全性關鍵技術研究[D].華北科技學院,2015.

        [6]徐娟. 電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法分析[J]. 自動化與儀器儀表,2014(06):177-179.

        [7]張穎. 長圓結構繞組變壓器電磁振動計算模型及抑制方法研究[D].南京航空航天大學,2018.

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