電磁兼容(Electromagnetic Compatibility，簡(jiǎn)寫(xiě)EMC)是指在有限的空間、時(shí)間和頻譜資源等條件下，各種電氣設備可以共同工作，不發(fā)生性能降級的狀態(tài)。實(shí)際上，EMC就是設備或系統在電磁環(huán)境中的共存能力，任何設備或系統都應該不受干擾并且不干擾其他設備。一個(gè)設計理想的電子設備或系統應該既不輻射任何不希望的能量，又應該不受任何不希望有的能量的影響。

    隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子設備的數量及種類(lèi)不斷增加，空間電磁波頻段不斷拓展，使電磁環(huán)境日益復雜。在這種復雜的電磁環(huán)境中，電子系統有可能受到電磁干擾的影響而偏離正常的工作狀態(tài)，甚至可能會(huì )處于癱瘓狀態(tài)。1994年美國溫切斯特市分析和工程中心對醫療設備在各種不同環(huán)境可能遇到的電磁場(chǎng)場(chǎng)強作了專(zhuān)題的調查研究，發(fā)現醫療電子設備可能隨時(shí)處在各種大小不同的電磁場(chǎng)包圍中，受到很大的電磁場(chǎng)場(chǎng)強的輻射。加強醫療電子設備的電磁兼容研究，提高設備的抗干擾能力，將潛在的電磁干擾風(fēng)險降到最低的程度，是擺在我們面前的一個(gè)嚴峻問(wèn)題。

提高醫療電子設備電磁兼容性的必要性

    事實(shí)證明，在電磁環(huán)境中，電磁干擾造成的危害是各種各樣的，輕則產(chǎn)生令人煩惱的現象，如手機信號對固定電話(huà)產(chǎn)生的干擾而引起的通話(huà)質(zhì)量的下降，重則會(huì )嚴重影響生產(chǎn)。由于醫療電子設備在診斷和治療方面的重要性，使得電磁干擾對醫療電子設備的影響直接關(guān)系到患者的人身安全。隨著(zhù)醫療和康復設備小型、高靈敏度和智能化的實(shí)現，使它們更容易受到電磁干擾的影響。電磁干擾將會(huì )使電磁兼容性較差的診斷用儀器性能變差，為醫生提供失真的數據、波形及圖像等等醫學(xué)信息，醫生不能做出正確的診斷，也就做不了有效的治療。如檢驗分析儀器不準確時(shí)，分析結果出錯；電生理監測儀器出故障，輸出波形失真；使心電圖失靈、報警設備不能正常工作；呼吸循環(huán)器和心臟監護設備突然停止；影像診斷裝置出現故障，不但不能做出正確可靠的診斷，而且導管和介入手術(shù)也無(wú)法定位，造成手術(shù)失敗等等。2000年，日本一家醫院在輸液搶救一名老年病人時(shí)，輸液泵受到手機的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射干擾而失控，停止輸液。

    1998年美國德克薩斯州有兩家醫院使用的無(wú)線(xiàn)醫療遠程監護設備受到干擾而停止工作。廣州一名安裝了心臟起搏器的病人，在用手機進(jìn)行通話(huà)時(shí)，起搏器受到干擾而工作不正常，險些因此而失去生命。在美國，一名安裝了電動(dòng)控制假肢的人在駕馭摩托車(chē)經(jīng)過(guò)高壓線(xiàn)時(shí)，由于電動(dòng)假肢受到干擾而發(fā)生誤動(dòng)作，造成了車(chē)毀人亡的慘劇。由此可見(jiàn)，開(kāi)展電磁兼容研究，加強電磁兼容管理，提高醫療電子設備電磁兼容性，降低電磁干擾的風(fēng)險是醫療電子設備設計者、制造商和使用者的當務(wù)之急。

提高電磁兼容性的措施

    各種形式的電磁干擾是影響電氣設備電磁兼容性的主要因素。電磁干擾可分為內部干擾和外部干擾。內部干擾是指電子設備內部各部件之間的相互干擾。例如：工作電源通過(guò)線(xiàn)路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生漏電造成的干擾，元器件發(fā)熱的干擾，信號通過(guò)地線(xiàn)、電源和傳輸導線(xiàn)的阻抗耦合干擾，大功率和高電壓部件產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電場(chǎng)干擾等。外部干擾是指電子設備或系統以外的因素所產(chǎn)生的干擾。例如：空間電磁波產(chǎn)生的干擾，供電網(wǎng)絡(luò )所產(chǎn)生的干擾，外部大功率設備所產(chǎn)生的強磁場(chǎng)干擾，外部高電壓通過(guò)絕緣漏電產(chǎn)生的干擾，環(huán)境溫度不穩定引起內部電子元器件參數改變造成的干擾等。為了保證醫療電子設備的正常工作，必須削弱和防止干擾的影響。系統之間產(chǎn)生電磁兼容問(wèn)題必須存在三個(gè)因素：電磁干擾源、耦合途徑、敏感設備，這三個(gè)方面缺一不可，因此，我們可以從以上三個(gè)方面采取相應的措施，如消除或抑制干擾源、切斷干擾途徑以及削弱設備對干擾的敏感性等，通過(guò)采取各種抗干擾技術(shù)措施，使設備儀器穩定可靠地工作，有效地解決電磁兼容問(wèn)題。常用的抑制干擾的技術(shù)有：

靜電屏蔽

    是利用與大地相連接的導電性良好的金屬容器進(jìn)行屏蔽，使內部的電場(chǎng)不外傳，同時(shí)外部的電場(chǎng)也不影響內部。

電磁屏蔽

    利用屏蔽體對來(lái)自外部或內部的電磁波均起著(zhù)吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)，抵消部分干擾電磁波)的作用，達到減弱干擾的功能。當干擾電磁場(chǎng)頻率較高時(shí)，采用導電良好的金屬材料做屏蔽層，利用高頻干擾電磁場(chǎng)在屏蔽金屬內產(chǎn)生的渦流，形成對外來(lái)電磁波的抵消作用。當干擾電磁場(chǎng)頻率較低時(shí)，采用高導磁材料做屏蔽層，使磁力線(xiàn)限制在屏蔽體內部，防止向外擴散。

    近年來(lái)，塑料機箱、塑料部件或面板廣泛地應用于醫療電子設備上，于是外界的電磁波很容易穿透外殼或面板，對儀器的正常工作產(chǎn)生干擾，而儀器所產(chǎn)生的電磁波，也非常容易輻射到周?chē)臻g，影響其它電子儀器正常工作。對這樣的儀器可采用塑料金屬化處理的工藝方法，如濺射鍍鋅、化學(xué)鍍銅、粘貼金屬箔和涂覆導電涂料等進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)金屬化處理后，使完全絕緣的塑料表面具有金屬那樣反射、吸收、傳導和衰減電磁波的特性，起到屏蔽電磁波干擾的作用。中外具有顯示功能的儀器設備，由于顯示屏采用普通玻璃，不具備電磁屏蔽的功能，內部模塊工作時(shí)所產(chǎn)生的電磁波通過(guò)這里向外輻射，形成干擾。為提高儀器的電磁兼容性，可將原顯示屏玻璃改換成加網(wǎng)屏蔽玻璃以切斷電磁耦合途徑。

接地

    接地是抑制噪聲防止干擾的主要辦法，包括供電系統接地、設備接地、電路信號接地、屏蔽接地等。接地的目的主要有：

(1)防止外界電磁場(chǎng)的干擾。通過(guò)使機殼接地，將由于靜電感應而積累在機殼上的大量電荷通入大地，防止這些電荷形成的高壓對設備的干擾。

(2)使整個(gè)電路系統中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考零電位，保證電路系統能穩定的工作。

(3)保證安全工作。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設備的機殼，必須與大地相連接。為防止共用電源的醫療電子設備間通過(guò)電源線(xiàn)造成相互的     電磁干擾，應采用三相五線(xiàn)和單相三線(xiàn)制供電方式。醫院內必須要規范完善接地網(wǎng)。各類(lèi)接地應自成體系，不可共用同一個(gè)接地極。醫用建筑內應有獨立交流接地網(wǎng)，每個(gè)房間不允許多點(diǎn)接地。不準用暖氣管、自來(lái)水管作接地線(xiàn)，嚴禁無(wú)接地線(xiàn)工作。

濾波

    濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。根據信號及噪聲頻率分布范圍，將相應頻帶的濾波器接入信號傳輸通道中，濾去或盡可能衰減噪聲，達到提高信噪比的目的。采用濾波網(wǎng)絡(luò )無(wú)論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強接收設備的抗干擾能力，都是有力措施。濾波器的種類(lèi)很多，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等，根據信號頻譜的特點(diǎn)和干擾的頻譜特點(diǎn)，選擇適當的濾波器能消除不希望的耦合。例如：對高頻電路可采用兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器(高頻扼流圈)組成的CLCπ型濾波器。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò )能把電路與電源隔離開(kāi)，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號進(jìn)入電路。

浮置

    又稱(chēng)浮空，浮接，是指電子設備儀器儀表的輸入信號放大器公共線(xiàn)不接機殼也不接大地的一種抑制干擾的措施。目的是阻斷干擾電流的通路。

隔離

    隔離是破壞干擾途徑、切斷噪聲耦合通道，從而達到抑制干擾目的一種技術(shù)措施。常用的電路隔離方法有變壓器隔離法和光電耦合法。

平衡電路

    又稱(chēng)對稱(chēng)電路，是指雙線(xiàn)電路中的兩根導線(xiàn)與連接到導線(xiàn)的所有電路，對地或對其他導線(xiàn)都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導線(xiàn)所檢到的干擾信號相等。這時(shí)的干擾噪聲是一個(gè)共態(tài)信號，可在負載上自行消失。

結語(yǔ)

    隨著(zhù)電磁環(huán)境的不斷變化，醫療電子設備的電磁兼容問(wèn)題日益突出。關(guān)注醫療電子設備的電磁兼容問(wèn)題，加強醫療電子設備的電磁兼容研究，分析電磁干擾的來(lái)源，采取相應的抑制措施，加快對原有儀器設備的改進(jìn)，推出電磁兼容性強的新型診斷和治療儀器設備，對于提高設備診斷信息的準確性，幫助醫生采取行之有效的治療措施，保障人民身體健康具有重要意義。

       濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。根據信號及噪聲頻率分布范圍，將相應頻帶的濾波器接入信號傳輸通道中，濾去或盡可能衰減噪聲，達到提高信噪比的目的。采用濾波網(wǎng)絡(luò )無(wú)論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強接收設備的抗干擾能力，都是有力措施。濾波器的種類(lèi)很多，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等，根據信號頻譜的特點(diǎn)和干擾的頻譜特點(diǎn)，選擇適當的濾波器能消除不希望的耦合。例如：對高頻電路可采用兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器(高頻扼流圈)組成的CLCπ型濾波器。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò )能把電路與電源隔離開(kāi)，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號進(jìn)入電路。