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提高有源醫療器械電磁兼容性的有效方法
發(fā)布時(shí)間:2020-05-19 10:39:00


文章來(lái)源:中國醫藥報

醫療器械在現代醫學(xué)診斷、治療中具有舉足輕重的地位,隨著(zhù)醫療水平的提高以及電子技術(shù)的發(fā)展,大功率、高精密度有源醫療器械設備的臨床應用越來(lái)越廣泛,現代有源醫療器械的密集使用,給醫院臨床電磁環(huán)境帶來(lái)巨大考驗。

YY 0505-2012《醫用電氣設備 第1-2部分:安全通用要求 并列標準:電磁兼容 要求和試驗》是我國醫療器械電磁兼容方面的強制性標準。雖有標準,但對有源醫療器械檢測發(fā)現,該類(lèi)產(chǎn)品在電磁兼容方面仍存在多種問(wèn)題,測試一次性通過(guò)率不高。然而,國內大部分有源醫療器械生產(chǎn)企業(yè)工程師電磁兼容整改經(jīng)驗不足,采取的整改措施效果有限。實(shí)際測試中,很多產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)多次整改才能合格。

從產(chǎn)品研發(fā)階段入手是解決醫療器械電磁兼容性問(wèn)題的有效方法,因此,有源醫療器械應該在產(chǎn)品早期研發(fā)階段考慮電磁兼容性設計問(wèn)題,且電磁兼容的標準植入應當貫穿于整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)周期。本文主要介紹常用的有源醫療器械電磁兼容設計方法,并結合實(shí)際情況分析電磁兼容整改方案。
 
電磁兼容設計三個(gè)關(guān)鍵要素

常規情況下,產(chǎn)生電磁干擾要同時(shí)具備三個(gè)要素,即干擾源、耦合通道、敏感器件(本文所指的敏感器件為有源醫療器械)。電磁兼容性設計要以這三個(gè)基本要素為出發(fā)點(diǎn)——抑制電磁干擾源,從源頭降低發(fā)射干擾;切斷電磁干擾耦合路徑;降低敏感設備電磁敏感性,即提高設備自身抗干擾性??偟膩?lái)說(shuō)就是降低設備電磁發(fā)射值的同時(shí),提高設備抗干擾性。

有源醫療器械電磁兼容性設計及整改同樣圍繞電磁干擾三要素展開(kāi)。

干擾源

電磁干擾源主要指人為干擾源,包括無(wú)線(xiàn)電通訊、輸電線(xiàn)、電氣設備、高低壓開(kāi)關(guān)、電源、導航、靜電放電、雷達、工業(yè)設備、醫療設備、家用電器、照明燈具、電動(dòng)工具等。


耦合通道

電磁干擾耦合包括輻射耦合與傳導耦合兩個(gè)路徑。

輻射耦合是指干擾信號以電磁波形式傳播,能量遵照電磁波規律向空間發(fā)射。輻射耦合包括三種情況,即場(chǎng)對線(xiàn)的耦合、天線(xiàn)對天線(xiàn)的耦合、線(xiàn)對線(xiàn)的感應耦合。場(chǎng)對線(xiàn)的耦合是指空間電磁場(chǎng)通過(guò)設備的線(xiàn)纜感應耦合。天線(xiàn)對天線(xiàn)的耦合是指干擾源的天線(xiàn)向空間發(fā)射電磁波,電磁波被同一空間設備的天線(xiàn)接收。線(xiàn)對線(xiàn)的感應耦合是指兩個(gè)距離相近的設備,其線(xiàn)纜間輻射信號的感應。

傳導耦合是指在干擾源與被干擾設備間有電路連接,干擾信號沿電路傳遞到被干擾設備,從而對被干擾設備的正常工作產(chǎn)生影響??梢詡鲗Ц蓴_的電路包括電源線(xiàn)、互連線(xiàn)纜、導電部分、公共阻抗等。



敏感器件(有源醫療器械)

電磁干擾容易對低壓弱電信號產(chǎn)生干擾,而有源醫療器械通常含有弱電部分,因此,有源醫療器械較易受到電磁干擾。電磁干擾信號以傳導或輻射的方式干擾有源醫療器械,輻射干擾方式即空間干擾,傳導干擾是指干擾通過(guò)有源醫療器械的電源線(xiàn)或信號線(xiàn)進(jìn)入設備內部,干擾的性質(zhì)、程度與電源線(xiàn)和信號線(xiàn)的制作工藝有一定關(guān)系。抑制電磁干擾的方法同樣也適用于提高有源醫療器械的抗擾度性能,例如采用內部電路屏蔽、隔離器件、濾波器件及合理布線(xiàn)等。

在臨床環(huán)境中,被干擾的醫療器械同時(shí)也是干擾發(fā)射源,干擾與被干擾同時(shí)存在。有源醫療器械間的相互干擾包括輻射耦合、傳導耦合。一個(gè)設備的電磁發(fā)射是否會(huì )對其自身內部電路產(chǎn)生干擾很好判斷,只要設備在出廠(chǎng)前可正常使用即表示不會(huì )產(chǎn)生干擾;而對其他設備的干擾程度,則要通過(guò)電磁兼容實(shí)驗判斷。

由此可以看出,抑制干擾源、阻斷耦合通道、提高抗擾度性能是有源醫療器械進(jìn)行電磁兼容設計的關(guān)鍵。



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