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【摘 要】电磁波对现代医疗设备存在极大的危害，为了保证患者的人生安全，一些对电磁干扰敏感的设备必须通过一些手段对电磁波进行抑制。
【关键词】电磁干扰 危害 抑制
一、引言
电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。空间中充斥各种形式的电磁波，这些电磁波会对一些在工作状态下的精细电子设备产生一定电磁能量干扰，即电磁干扰。随着电子技术的飞速发展，电子技术广范应用于医疗器械和设备上，有些电子医疗器械和设备对电磁波反应敏感，在电磁波的影响下可能使某些电子医疗设备出现勿动作，造成医疗事故。所于如何抑制电磁干扰也是我们在电子医疗产品研发，精准自动控制必需要考虑的问题。
二、电磁波对电子医疗设备造成的危害
任何无线发射设备的操作都可能会对保护不当的医疗设备的功能造成干扰，电磁干扰造成的各种损失是通过电子装置有效性能或技术指标下降来体现的。处以工作状态下的电子设备在电磁波的影响下，可能出现以下表现：
1、 降低技术性能指标
（1）、语音系统
无线和有线电话，受到电磁干扰会使信号发生畸变失真，严重时可完全被电磁干扰淹没。电磁干扰使语音的声调，音色发生改变，同时也使语音清晰度下降或者是语音系统不启动等。如医院的输液监控系统，在电磁干扰的情况下可能出现误报或不报等情况。
（2）、图像显示系统
CT、MRI、超声诊断设备等图像显示系统，在电磁干扰作用下会变得模糊并出现差错。轻微干扰也会使图像质量变差、清晰度变低和误差变大。而出现严重干扰时则根本无法判读和观看。如在电磁干扰的情况下，可能使MRI设备的磁场均匀度或稳定度下降，导到图像质量下降，可导致误码率诊。
（3）数字系统
电磁干扰使数字系统误码率增大，降低了信息的可靠性，严重时会发生错误和信息丢失。由于电磁干扰的存在，无线电通信误码率只能维持在10-5水平（一般数据传输误码率在10-7水平，电子计算机内总数据传输误码率在10-12水平）。例如，一个典型的相干检测二进制系统，载波噪声比和载波干扰比都是15dB时，误码率约为10-12。若载波噪声比下降3dB，误码率将会下降到10-8。
（4）、指针式仪表系统
传统电子设备和电子医疗设备仪器仪表中有许多是指针式的。电磁干扰会使指针指示错误、抖动和乱摆，降低系统使用功能。例如，如透视机的电压表，管千伏表等，由于电磁干扰可使仪表不稳定或出现偏差，将影像预示电压值。使得暴光不准确。
（5）、控制系统
自动控制系统受到电磁干扰时，可能出现失控、误控或误动作，使控制系统的可靠性和有效性降低，并危及安全。控制系统中除灵敏电子设备、装置和电路对电磁干扰敏感外，灵敏电机、电器（如低压电磁开关、继电器、微型电机等）也对电磁干扰十分敏感而成为电磁干扰接受器。
2、电磁兼容性故障
电磁干扰降低系统（设备）技术性能指标的现象极为普遍。日常生活中最容易受到干扰的就是电视机和收音机，但当干扰源关机或者远离时干扰症状随之消失，一切又都恢复正常，后果不是灾难性的。灾难性的电磁干扰危害，被称为“电磁兼容性故障”。如手机干扰心脏起搏器和电子输液装置，可能造成心脏手术失败；手机电磁波干扰造成输液泵突然中断，可使正在医院重症抢救室的病人输液泵中断运转，抢救治疗出现险情。电磁干扰心电监护仪、血液透析机、自动注射仪、心脏起搏器等医疗仪器的正常运转而造成病人生命垂危的险情。
三、抑制电磁波的方法
1、接地
任何电子测量仪器电路均有接“地”点。常见的几种接地方式有浮地、单点接地、多点接地。
（1）、浮地：电路或电子仪器与公共地以及可能引起回路环流的共用连接线完全隔离开而采用的一种接地方式，如：电流表、电压表等许多通用仪器、仪表的测量均采用浮地的接地方式。但对高频而言，—般不采用该接地方式。
（2）、单点接地：对于一些电子测量仪器，多数是利用它的外壳金属体作接地基准面的，这种导体的电导率比大地高，因此，要用它来作为电流回路实际上存在着一定的问题，原因是在电子仪器的内部回路中，有直流、交流和脉冲等各种电流流过并且会在基准面上产生电位差，形成电磁干扰。单点接地是在测试或测量系统中只存在一个物理接地点，因此，这种接地方式是低频回路中电子测量系统常采用的。如：对耐电压测试仪等仪器采用的就是单点接地。
（3）、多点接地：高频回路，当高频电流经过整流回路的输出端返回接地基准回路时，它和其它回路的返回电流共同流过共有的电源输出阻抗，相互之间存在着很大的干扰，而且还会使高频线圈的特性变坏。因此，采用多点接地，各分系统具有独立接地连接线而引起高频驻波显著减小。这种接地方式是高频电子仪器测量系统常采用的。如：测量毫伏表时，要增加接地点。
2、屏蔽
屏蔽也是电子仪器抗电磁干扰的最基本方法之一。
（1）、静电场屏蔽是用于防止静电耦合而的生的相互干扰。如：一个孤立的导体带有电荷量+Q它在空调要产生电场。表征电场强度的电力线向四周辐射，终止于无限远处的负电荷上。为消除导体在空间产生的电场，可用密封的金属球壳把带电体包围起来。如果将金属球壳接地，则球壳外壁的正电荷被引人大地，球壳外壁电位为零，不存在静电场，电场被局限在金属球壳内的空间，起到了屏蔽作用。如：在测量高阻计时加一层屏蔽就有效地隔离了仪器线路电场的干扰，提高了仪器测量的稳定性。
（2）、磁场屏蔽：是为了消除或抑制磁场干扰源与敏感设备间由磁场耦合引起的干扰。在低频下，当线圈中有电流通过时，线圈周围就会产生磁场，闭合磁力线分布于整个空间，可能对附近的敏感设备产生干扰。在磁场频率较低以下（100kHz）时，通常采用铁、硅钢片、等材料进行屏蔽。若将线圈绕在由铁磁材料制成的闭合环中，则磁力线主要在该闭合环的磁路中通过，向空气中发散的漏磁通很少，抑制了磁场源对附近敏感仪器的干扰，起主动屏蔽作用。
（3）、电磁屏蔽：在高频磁场下，是为了抑制干扰和敏感设备距离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。通常采用电阻率小的铜、铝等良导体材料。空间干扰电磁波在入射到金属体表面时会产生反射和吸收，电磁能量被衰减，从而起到屏蔽作用。如：场强计及有些无线电测量仪器就需要在屏蔽室内进行测量以防止电磁干扰。
3、隔离
干扰是从高电平电路向低电平电路侵入，当然这种程度要由电平的相对关系来决定。因此，电子设备防止电磁干扰的首要问题就是对仪器进行分类，把功率电平相近的仪器、仪表集中到一起，而把电平相差的电子仪器进行相互隔离来防止电磁干扰。如：对互感器的检定。
4、减小耦合
静电耦合和电磁耦合都是通过空间的，抑制方法主要是隔离。把容易耦合的部件适当远并屏蔽隔离。导线的配置要靠近地面，减少双导线平行敷设，采用垂直交叉走线法。如果是往返的双导线，则因往返的电流方向相反磁力线可相互抵消。距离越近效果越好，故应缩短往返的距离。为减小电磁耦合应减小配线构成的环面积，因感应电压是与截面积内的磁通量成正比的，将两条导线绞合使用即可减小环面积，双可以使感应电压在每一个绞合环内互相抵消。减小公共阻抗耦合的方法一般是用增加去耦电路和减小电源的输出阻抗。改善接地状况减小电阻，避免接地导线产生的微小电位差。
四、结束语
在医疗电子设备抗电磁干扰及技术中，要根据电子仪器设备频率、阻抗、使用环境条件等的不同，采取不同的防护技术或多种技术相结合的方法加以解决。在未来的电子仪器检测技术中，对电磁场干扰的防护将是重要的技术指标之一
【关键词】电磁干扰 危害 抑制
一、引言
电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。空间中充斥各种形式的电磁波，这些电磁波会对一些在工作状态下的精细电子设备产生一定电磁能量干扰，即电磁干扰。随着电子技术的飞速发展，电子技术广范应用于医疗器械和设备上，有些电子医疗器械和设备对电磁波反应敏感，在电磁波的影响下可能使某些电子医疗设备出现勿动作，造成医疗事故。所于如何抑制电磁干扰也是我们在电子医疗产品研发，精准自动控制必需要考虑的问题。
二、电磁波对电子医疗设备造成的危害
任何无线发射设备的操作都可能会对保护不当的医疗设备的功能造成干扰，电磁干扰造成的各种损失是通过电子装置有效性能或技术指标下降来体现的。处以工作状态下的电子设备在电磁波的影响下，可能出现以下表现：
1、 降低技术性能指标
（1）、语音系统
无线和有线电话，受到电磁干扰会使信号发生畸变失真，严重时可完全被电磁干扰淹没。电磁干扰使语音的声调，音色发生改变，同时也使语音清晰度下降或者是语音系统不启动等。如医院的输液监控系统，在电磁干扰的情况下可能出现误报或不报等情况。
（2）、图像显示系统
CT、MRI、超声诊断设备等图像显示系统，在电磁干扰作用下会变得模糊并出现差错。轻微干扰也会使图像质量变差、清晰度变低和误差变大。而出现严重干扰时则根本无法判读和观看。如在电磁干扰的情况下，可能使MRI设备的磁场均匀度或稳定度下降，导到图像质量下降，可导致误码率诊。
（3）数字系统
电磁干扰使数字系统误码率增大，降低了信息的可靠性，严重时会发生错误和信息丢失。由于电磁干扰的存在，无线电通信误码率只能维持在10-5水平（一般数据传输误码率在10-7水平，电子计算机内总数据传输误码率在10-12水平）。例如，一个典型的相干检测二进制系统，载波噪声比和载波干扰比都是15dB时，误码率约为10-12。若载波噪声比下降3dB，误码率将会下降到10-8。
（4）、指针式仪表系统
传统电子设备和电子医疗设备仪器仪表中有许多是指针式的。电磁干扰会使指针指示错误、抖动和乱摆，降低系统使用功能。例如，如透视机的电压表，管千伏表等，由于电磁干扰可使仪表不稳定或出现偏差，将影像预示电压值。使得暴光不准确。
（5）、控制系统
自动控制系统受到电磁干扰时，可能出现失控、误控或误动作，使控制系统的可靠性和有效性降低，并危及安全。控制系统中除灵敏电子设备、装置和电路对电磁干扰敏感外，灵敏电机、电器（如低压电磁开关、继电器、微型电机等）也对电磁干扰十分敏感而成为电磁干扰接受器。
2、电磁兼容性故障
电磁干扰降低系统（设备）技术性能指标的现象极为普遍。日常生活中最容易受到干扰的就是电视机和收音机，但当干扰源关机或者远离时干扰症状随之消失，一切又都恢复正常，后果不是灾难性的。灾难性的电磁干扰危害，被称为“电磁兼容性故障”。如手机干扰心脏起搏器和电子输液装置，可能造成心脏手术失败；手机电磁波干扰造成输液泵突然中断，可使正在医院重症抢救室的病人输液泵中断运转，抢救治疗出现险情。电磁干扰心电监护仪、血液透析机、自动注射仪、心脏起搏器等医疗仪器的正常运转而造成病人生命垂危的险情。
三、抑制电磁波的方法
1、接地
任何电子测量仪器电路均有接“地”点。常见的几种接地方式有浮地、单点接地、多点接地。
（1）、浮地：电路或电子仪器与公共地以及可能引起回路环流的共用连接线完全隔离开而采用的一种接地方式，如：电流表、电压表等许多通用仪器、仪表的测量均采用浮地的接地方式。但对高频而言，—般不采用该接地方式。
（2）、单点接地：对于一些电子测量仪器，多数是利用它的外壳金属体作接地基准面的，这种导体的电导率比大地高，因此，要用它来作为电流回路实际上存在着一定的问题，原因是在电子仪器的内部回路中，有直流、交流和脉冲等各种电流流过并且会在基准面上产生电位差，形成电磁干扰。单点接地是在测试或测量系统中只存在一个物理接地点，因此，这种接地方式是低频回路中电子测量系统常采用的。如：对耐电压测试仪等仪器采用的就是单点接地。
（3）、多点接地：高频回路，当高频电流经过整流回路的输出端返回接地基准回路时，它和其它回路的返回电流共同流过共有的电源输出阻抗，相互之间存在着很大的干扰，而且还会使高频线圈的特性变坏。因此，采用多点接地，各分系统具有独立接地连接线而引起高频驻波显著减小。这种接地方式是高频电子仪器测量系统常采用的。如：测量毫伏表时，要增加接地点。
2、屏蔽
屏蔽也是电子仪器抗电磁干扰的最基本方法之一。
（1）、静电场屏蔽是用于防止静电耦合而的生的相互干扰。如：一个孤立的导体带有电荷量+Q它在空调要产生电场。表征电场强度的电力线向四周辐射，终止于无限远处的负电荷上。为消除导体在空间产生的电场，可用密封的金属球壳把带电体包围起来。如果将金属球壳接地，则球壳外壁的正电荷被引人大地，球壳外壁电位为零，不存在静电场，电场被局限在金属球壳内的空间，起到了屏蔽作用。如：在测量高阻计时加一层屏蔽就有效地隔离了仪器线路电场的干扰，提高了仪器测量的稳定性。
（2）、磁场屏蔽：是为了消除或抑制磁场干扰源与敏感设备间由磁场耦合引起的干扰。在低频下，当线圈中有电流通过时，线圈周围就会产生磁场，闭合磁力线分布于整个空间，可能对附近的敏感设备产生干扰。在磁场频率较低以下（100kHz）时，通常采用铁、硅钢片、等材料进行屏蔽。若将线圈绕在由铁磁材料制成的闭合环中，则磁力线主要在该闭合环的磁路中通过，向空气中发散的漏磁通很少，抑制了磁场源对附近敏感仪器的干扰，起主动屏蔽作用。
（3）、电磁屏蔽：在高频磁场下，是为了抑制干扰和敏感设备距离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。通常采用电阻率小的铜、铝等良导体材料。空间干扰电磁波在入射到金属体表面时会产生反射和吸收，电磁能量被衰减，从而起到屏蔽作用。如：场强计及有些无线电测量仪器就需要在屏蔽室内进行测量以防止电磁干扰。
3、隔离
干扰是从高电平电路向低电平电路侵入，当然这种程度要由电平的相对关系来决定。因此，电子设备防止电磁干扰的首要问题就是对仪器进行分类，把功率电平相近的仪器、仪表集中到一起，而把电平相差的电子仪器进行相互隔离来防止电磁干扰。如：对互感器的检定。
4、减小耦合
静电耦合和电磁耦合都是通过空间的，抑制方法主要是隔离。把容易耦合的部件适当远并屏蔽隔离。导线的配置要靠近地面，减少双导线平行敷设，采用垂直交叉走线法。如果是往返的双导线，则因往返的电流方向相反磁力线可相互抵消。距离越近效果越好，故应缩短往返的距离。为减小电磁耦合应减小配线构成的环面积，因感应电压是与截面积内的磁通量成正比的，将两条导线绞合使用即可减小环面积，双可以使感应电压在每一个绞合环内互相抵消。减小公共阻抗耦合的方法一般是用增加去耦电路和减小电源的输出阻抗。改善接地状况减小电阻，避免接地导线产生的微小电位差。
四、结束语
在医疗电子设备抗电磁干扰及技术中，要根据电子仪器设备频率、阻抗、使用环境条件等的不同，采取不同的防护技术或多种技术相结合的方法加以解决。在未来的电子仪器检测技术中，对电磁场干扰的防护将是重要的技术指标之一