九章节医用仪器干扰抑制和安全用电

1、第九章第九章 医用仪器干扰的抑制医用仪器干扰的抑制和安全用电和安全用电 在各种医用电子仪器的应用过程在各种医用电子仪器的应用过程中，会遇到各种来自外部和内部的无用信中，会遇到各种来自外部和内部的无用信号，影响仪器测量结果，这种现象称为号，影响仪器测量结果，这种现象称为。为了获得准确的生物医学信息，如何。为了获得准确的生物医学信息，如何防止干扰的产生并有效地排除各种不稳定防止干扰的产生并有效地排除各种不稳定的因素是十分重要的。本章主要以生物电的因素是十分重要的。本章主要以生物电测量为基础，介绍经常遇到的测量为基础，介绍经常遇到的的措施。同时，的措施。同时，与使用者和病人密切相关。与使用者和病人密

2、切相关。本章主要内容本章主要内容l干扰与抑制干扰与抑制 l屏蔽屏蔽 l安全用电安全用电 l医用电器的安全检测医用电器的安全检测 干扰与抑制干扰与抑制 生物电信号一般都比较微弱且频生物电信号一般都比较微弱且频率较低。因此，测量生物信号的仪器既要率较低。因此，测量生物信号的仪器既要灵敏度高，又要有较强的抗干扰能力，才灵敏度高，又要有较强的抗干扰能力，才能保证信号不受干扰地放大，以便测量和能保证信号不受干扰地放大，以便测量和记录。按干扰的耦合方式可分成记录。按干扰的耦合方式可分成 1.磁场干扰磁场干扰 电流通过导线会产生磁场。有大电流流过电流通过导线会产生磁场。有大电流流过的仪器将会大量发射磁能，它

3、的大小与导线线圈的的仪器将会大量发射磁能，它的大小与导线线圈的匝数、环线面积及流过的电流成正比。磁场内任何匝数、环线面积及流过的电流成正比。磁场内任何导电环路都会接收到磁能。连接仪器和病人的引线导电环路都会接收到磁能。连接仪器和病人的引线就可构成磁接收环，产生感应电动势。如在心电记就可构成磁接收环，产生感应电动势。如在心电记录时电极引线环路受磁场影响产生的感应电动势是录时电极引线环路受磁场影响产生的感应电动势是一种差动信号，将与心电信号一起被心电放大器放一种差动信号，将与心电信号一起被心电放大器放大，形成对输出信号的干扰。要想抑制磁场对信号大，形成对输出信号的干扰。要想抑制磁场对信号的干扰，的

4、干扰，必须限制电极引线的环路面积必须限制电极引线的环路面积。如可把所。如可把所有的电极引线在人体表面绞合起来，并使引线紧沿有的电极引线在人体表面绞合起来，并使引线紧沿着人体引出着人体引出。抑制磁场干扰的另一个有效的办法是抑制磁场干扰的另一个有效的办法是采用磁性材料进行磁场屏蔽采用磁性材料进行磁场屏蔽。2.电场干扰电场干扰 处在电场中的任何导电介质都会在电处在电场中的任何导电介质都会在电场作用下感应出一定电位，若两点之间存在着场作用下感应出一定电位，若两点之间存在着电位差时，就会产生电位差时，就会产生。电场干扰比磁。电场干扰比磁场干扰更大量地存在，即使电路中无电流流过，场干扰更大量地存在，即使电

5、路中无电流流过，电场干扰仍然存在。如把一台仪器的电源插头电场干扰仍然存在。如把一台仪器的电源插头插入插入50hz的交流电源插座，虽然电源开关没的交流电源插座，虽然电源开关没有接通，电路中没有电流流过，但如果电源开有接通，电路中没有电流流过，但如果电源开关安装不当或电源布线不合理，就会成为交流关安装不当或电源布线不合理，就会成为交流电场的干扰源。因此，电场的干扰源。因此，不使用的电子仪器应把不使用的电子仪器应把电源插头拔下来电源插头拔下来。在临床工作中，甚至一些照。在临床工作中，甚至一些照明设备也会对医用仪器的测量造成不良影响。明设备也会对医用仪器的测量造成不良影响。 在临床应用中，一般对生物信

6、号源的测量都需在临床应用中，一般对生物信号源的测量都需要进行无损伤测量，因此常用表面电极来引出生物要进行无损伤测量，因此常用表面电极来引出生物电信号，如果不采取抑制干扰的措施，电场干扰就电信号，如果不采取抑制干扰的措施，电场干扰就会耦合到仪器中，因为电路中的电阻等不可能绝对会耦合到仪器中，因为电路中的电阻等不可能绝对一致，使共模干扰信号之差以差模信号的形式出现一致，使共模干扰信号之差以差模信号的形式出现在放大器的输入端，在测量仪器的输出中就会出现在放大器的输入端，在测量仪器的输出中就会出现干扰信号。干扰信号。 综上所述，电场干扰是指空间电场通过感综上所述，电场干扰是指空间电场通过感应和分布参数

7、经过一定的途径进入信号源或测量仪应和分布参数经过一定的途径进入信号源或测量仪器中形成的干扰，其中器中形成的干扰，其中50hz市电经分布电容耦合市电经分布电容耦合而形成的干扰最为严重和常见。而形成的干扰最为严重和常见。3.高频电磁场干扰高频电磁场干扰 目前目前无线电的应用日趋广泛，各种频段的无线电的应用日趋广泛，各种频段的无线电广播、电视发射台、通讯发射台、生物医学无线电广播、电视发射台、通讯发射台、生物医学研究方面应用的遥测装置等，使空中的电磁波大量研究方面应用的遥测装置等，使空中的电磁波大量增加，日益复杂。这就给生物医学测量工作带来了增加，日益复杂。这就给生物医学测量工作带来了更多、更强烈的

8、更多、更强烈的。常见的高频电磁干。常见的高频电磁干扰有扰有，即某些无线电发射设备所产生的干，即某些无线电发射设备所产生的干扰；扰；，即由各式各样的电气设备启动、切，即由各式各样的电气设备启动、切断及工作时所辐射的高频干扰所产生的。工业干扰断及工作时所辐射的高频干扰所产生的。工业干扰信号的频谱很宽，从较低的频率延伸到几十甚至几信号的频谱很宽，从较低的频率延伸到几十甚至几百兆赫的超高频段；百兆赫的超高频段；是指大气中的各种电是指大气中的各种电骚动所引起的干扰。雷电所产生的强大电磁波辐射骚动所引起的干扰。雷电所产生的强大电磁波辐射就是天电干扰的一种。就是天电干扰的一种。 生物电信号一般由生物医学电极

9、与电生物电信号一般由生物医学电极与电极引线引出。电极引线的作用就像一个接收天极引线引出。电极引线的作用就像一个接收天线，同时还将高频电磁场干扰引进测量系统中。线，同时还将高频电磁场干扰引进测量系统中。如在外科手术时，在一个身边有心电监护仪的如在外科手术时，在一个身边有心电监护仪的病人身上使用电外科手术器械时，心电监示器病人身上使用电外科手术器械时，心电监示器的荧光屏上就会出现干扰，轻者会使心电记录的荧光屏上就会出现干扰，轻者会使心电记录的基线产生漂移或记录的波形不稳定，严重时的基线产生漂移或记录的波形不稳定，严重时心电信号会完全移出荧光屏外，影响监护工作。心电信号会完全移出荧光屏外，影响监护工

10、作。此外，仪器的电源线也像一个很长的天线，可此外，仪器的电源线也像一个很长的天线，可引入各种高频电磁波成分。由于高频电磁干扰引入各种高频电磁波成分。由于高频电磁干扰是具有随机性的干扰信号，它的能量遍布整个是具有随机性的干扰信号，它的能量遍布整个空间，因此它的影响是不可忽视的。空间，因此它的影响是不可忽视的。 生物医学测量仪器中常用以下一些方法抑制生物医学测量仪器中常用以下一些方法抑制高频电磁干扰：高频电磁干扰： (1)当干扰幅度不大时，可用当干扰幅度不大时，可用使使干扰入地。旁路电容器的高频特性要好，还干扰入地。旁路电容器的高频特性要好，还要具有足够高的耐压性能，以使脉冲式干扰要具有足够高的耐

11、压性能，以使脉冲式干扰入地。入地。 (2)用用抑制高频干扰。当调谐频抑制高频干扰。当调谐频率等于高频干扰频率时，就可以起到抑制高率等于高频干扰频率时，就可以起到抑制高频干扰信号的作用。当然，也可以使用有源频干扰信号的作用。当然，也可以使用有源器件作高频有源滤波电路，效果更好。器件作高频有源滤波电路，效果更好。 (3)对电源线引入的高频干扰，可在电源变压器的对电源线引入的高频干扰，可在电源变压器的初级侧加初级侧加，使高频干，使高频干扰入地。为使抑制干扰的效果更好，在整流电扰入地。为使抑制干扰的效果更好，在整流电路及直流输出端也要接高频旁路电容。路及直流输出端也要接高频旁路电容。 (4)采用电磁屏

12、蔽措施。当检测微小的生理信号采用电磁屏蔽措施。当检测微小的生理信号时，对外来的电磁波干扰或电磁辐射一般采用时，对外来的电磁波干扰或电磁辐射一般采用。用钢或铝的良导体将需要屏蔽。用钢或铝的良导体将需要屏蔽的电路或仪器和被测体在内的每一个测量设备的电路或仪器和被测体在内的每一个测量设备都严密地包围起来，并要将屏蔽罩可靠接地。都严密地包围起来，并要将屏蔽罩可靠接地。电磁屏蔽与干扰信号频率的关系很大，干扰信电磁屏蔽与干扰信号频率的关系很大，干扰信号的频率越高，对屏蔽的严密性要求也就越高。号的频率越高，对屏蔽的严密性要求也就越高。4. 仪器接地不正确引起的干扰仪器接地不正确引起的干扰 医用仪器为了消除干

13、扰和使用安全，医用仪器为了消除干扰和使用安全，通常都要通常都要。接地就是把仪器的外壳用导线。接地就是把仪器的外壳用导线与大地连通。仪器的电路中有一个参考电位点，与大地连通。仪器的电路中有一个参考电位点，称为电路的称为电路的“地地”电位点，如果这个参考电位电位点，如果这个参考电位点不与大地连通，这点是点不与大地连通，这点是，如埋藏式，如埋藏式心电起搏器和测量心电用的心腔内接测量仪器心电起搏器和测量心电用的心腔内接测量仪器一般都采用浮地方式而并非有真正的接地点。一般都采用浮地方式而并非有真正的接地点。只有参考电位点与仪器原外壳连接并且连通大只有参考电位点与仪器原外壳连接并且连通大地才是真正的接地，

14、这时的参考电位为零电位。地才是真正的接地，这时的参考电位为零电位。当仪器接地点不正确时，就会产生干扰。当仪器接地点不正确时，就会产生干扰。 在低频情况下，仪器在低频情况下，仪器内部互相连接的各个系内部互相连接的各个系统只能有一个接地点，统只能有一个接地点，称为称为。在系统。在系统中，相隔较远的各部分中，相隔较远的各部分的地线必须汇集在一起，的地线必须汇集在一起，接在同一个接地装置上，接在同一个接地装置上，接地线要尽量短，其电接地线要尽量短，其电阻率也应尽量小。在低阻率也应尽量小。在低频情况下，浮地的接地频情况下，浮地的接地原则上也可以是单点接原则上也可以是单点接地。地。 但在高频情况下，单但在

15、高频情况下，单点接地是不宜采用的。点接地是不宜采用的。因为这种接地方式连线因为这种接地方式连线太多，线与线之间及电太多，线与线之间及电路各元件之间分布电容路各元件之间分布电容增大，高频干扰信号将增大，高频干扰信号将通过电容耦合而混人测通过电容耦合而混人测量信号之中。所以，在量信号之中。所以，在处理高频信号时，不仅处理高频信号时，不仅连线的排列、元件的位连线的排列、元件的位置布局要讲究，接地方置布局要讲究，接地方式也应采取式也应采取。 5.仪器间连接不正确引起的干仪器间连接不正确引起的干扰扰 仪器的连接都会造成上述地线干扰。仪器的连接都会造成上述地线干扰。如当同时监护病人的心电、脉搏、血压等信号

16、如当同时监护病人的心电、脉搏、血压等信号时，所用各台仪器均由时，所用各台仪器均由220v、50hz市电供电，市电供电，而每台仪器的底板都通过三芯插头的地线接地，而每台仪器的底板都通过三芯插头的地线接地，仪器的接地端又需连接在一地，于是就可能构仪器的接地端又需连接在一地，于是就可能构成接地回路，引进干扰。这种情况下正确的接成接地回路，引进干扰。这种情况下正确的接地方法，应该只留一台仪器的电源插头接地，地方法，应该只留一台仪器的电源插头接地，拔去其它仪器上的地线插头，即切断地电流流拔去其它仪器上的地线插头，即切断地电流流通的回路，才能消除干扰。通的回路，才能消除干扰。 当使用远距离监护仪时，测量人

17、体生当使用远距离监护仪时，测量人体生理信号的检测器或前置级常与主机相距几十米，理信号的检测器或前置级常与主机相距几十米，它们与地之间就可能存在着很高的电位差，这它们与地之间就可能存在着很高的电位差，这个干扰电压若不加以排除很难测量真实信号，个干扰电压若不加以排除很难测量真实信号，甚至会破坏测量仪器。另外，每台医用电子仪甚至会破坏测量仪器。另外，每台医用电子仪器的输入和输出的公共端大都连接到它们的机器的输入和输出的公共端大都连接到它们的机壳上，机壳面积较大，极易受到外界电磁场的壳上，机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影响。仪器公共端连接不正确还将使仪器内部影响。仪器公共端连接不正确还将使仪器内部

18、的干扰发生相互影响。的干扰发生相互影响。屏蔽屏蔽 抗干扰技术有很多种方抗干扰技术有很多种方式，如屏蔽、接地、合理利用相式，如屏蔽、接地、合理利用相关电路等。其中屏蔽和接地是抑关电路等。其中屏蔽和接地是抑制电磁场干扰的有效办法。制电磁场干扰的有效办法。1. 电场屏蔽电场屏蔽 如果将一个带电荷的物体靠近另如果将一个带电荷的物体靠近另一个不带电荷的物体，不带电荷的物体靠一个不带电荷的物体，不带电荷的物体靠近带电荷物体的一端会出现相反的电荷，近带电荷物体的一端会出现相反的电荷，这就是这就是。在一个放大器的输。在一个放大器的输入端引线入端引线a的附近，如果有一根带着交变的附近，如果有一根带着交变电势的导

19、线电势的导线b，那么，这个交变电势将使，那么，这个交变电势将使引线引线a感应起一个变动的电势。这个变动感应起一个变动的电势。这个变动的电势与被测信号混合一起进入放大器，的电势与被测信号混合一起进入放大器，将影响被测信号的真实性。将影响被测信号的真实性。 电场感应产生的干扰电场感应产生的干扰可以利用静电平衡原理可以利用静电平衡原理来加以抑制。一个金属来加以抑制。一个金属导体处于外电场导体处于外电场e0中时，中时，感应电荷产生的内电场感应电荷产生的内电场ei很快就会达到和很快就会达到和e0相相等的量值，而方向是相等的量值，而方向是相反的。因此，导体内部反的。因此，导体内部的合电场的合电场et处处为

20、零，处处为零，这就是这就是。如果外电场发生变化，如果外电场发生变化，表面电荷立即重新分布，表面电荷立即重新分布，使导体内部合电场仍保使导体内部合电场仍保持处处为零。持处处为零。 利用这一原理，将金利用这一原理，将金属体内部挖空成一个空属体内部挖空成一个空腔，若把输入引线腔，若把输入引线a或或仪器放在空腔内部，它仪器放在空腔内部，它们就不会受到外电场的们就不会受到外电场的影响。这种现象称为电影响。这种现象称为电场屏蔽，导体壳称为场屏蔽，导体壳称为。实际上，屏蔽罩。实际上，屏蔽罩并不用整块金属挖空制并不用整块金属挖空制造，而是用金属板或金造，而是用金属板或金属线网组成。属线网组成。2. 磁场屏蔽磁

21、场屏蔽 为了对磁场屏蔽有更直观的了解，这部分以影为了对磁场屏蔽有更直观的了解，这部分以影像设备中的磁共振成像系统为例，讨论它们磁屏蔽像设备中的磁共振成像系统为例，讨论它们磁屏蔽的作用。的作用。 磁体是磁共振成像系统的重要组成部分。磁体是磁共振成像系统的重要组成部分。无论是超导磁体、还是永磁体或常导磁体，其作用无论是超导磁体、还是永磁体或常导磁体，其作用都是为都是为mri设备提供静磁场设备提供静磁场b0。但由于它的磁力线。但由于它的磁力线将向空间各个方向散布，即形成所谓的将向空间各个方向散布，即形成所谓的，有可能干扰周围环境中那些磁敏感性强的设备，使有可能干扰周围环境中那些磁敏感性强的设备，使其

22、不能正常工作。另一方面，磁体周围环境的变化其不能正常工作。另一方面，磁体周围环境的变化也会影响磁场的均匀程度。也会影响磁场的均匀程度。(1)磁场屏蔽磁场屏蔽 所谓所谓就就是用高饱和度的铁磁性材料来包容特定容是用高饱和度的铁磁性材料来包容特定容积内的磁力线。它不仅可防止外部铁磁性积内的磁力线。它不仅可防止外部铁磁性物质对磁体内部磁场均匀性的影响，同时物质对磁体内部磁场均匀性的影响，同时又能大大削减磁屏蔽外部杂散磁场的分布。又能大大削减磁屏蔽外部杂散磁场的分布。应当指出的是，用软磁材料制做的罩壳应当指出的是，用软磁材料制做的罩壳（称为屏蔽体）对磁场的屏蔽效果远不如（称为屏蔽体）对磁场的屏蔽效果远不

23、如金属导体壳对静电的屏蔽效果好。金属导体壳对静电的屏蔽效果好。 (2)磁屏蔽的分类磁屏蔽的分类 从广义上来说，从广义上来说，mri系统的磁屏蔽可分为系统的磁屏蔽可分为有源和无源两种。有源和无源两种。是指由一个线圈或线圈是指由一个线圈或线圈系统组成的磁屏蔽。仪器磁体的线圈中通以正向电系统组成的磁屏蔽。仪器磁体的线圈中通以正向电流，以产生所需的工作磁场。屏蔽线圈中则通以反流，以产生所需的工作磁场。屏蔽线圈中则通以反向电流，以产生反向的磁场来抵消工作磁场的杂散向电流，以产生反向的磁场来抵消工作磁场的杂散磁场，从而达到屏蔽的目的。如果线圈排列合理或磁场，从而达到屏蔽的目的。如果线圈排列合理或电流控制准

24、确，屏蔽线圈所产生的磁场就有可能抵电流控制准确，屏蔽线圈所产生的磁场就有可能抵消杂散磁场。消杂散磁场。使用铁磁性屏蔽体，即上面使用铁磁性屏蔽体，即上面所说的软磁材料罩壳，因不使用电流源而得名。根所说的软磁材料罩壳，因不使用电流源而得名。根据屏蔽范围的不同，无源磁屏蔽可分为下述三种：据屏蔽范围的不同，无源磁屏蔽可分为下述三种： ：即在磁体室的四周墙壁、：即在磁体室的四周墙壁、地基和天花板等六面均镶入地基和天花板等六面均镶入48mm厚的厚的钢板，构成封闭的磁屏蔽间。这种屏蔽体钢板，构成封闭的磁屏蔽间。这种屏蔽体的用材常达数十吨甚至上百吨，价格昂贵。的用材常达数十吨甚至上百吨，价格昂贵。 ：如果杂散

25、磁场的分：如果杂散磁场的分布仅在某个方向超出了规定的限度，则可布仅在某个方向超出了规定的限度，则可只在对应方向的墙壁中安装屏蔽物，形成只在对应方向的墙壁中安装屏蔽物，形成杂散磁场的定向屏蔽。这种方法特别适用杂散磁场的定向屏蔽。这种方法特别适用于于mri室和室和ct室共用一建筑物的情形。室共用一建筑物的情形。 ：自屏蔽是指仅在磁体周围安装铁：自屏蔽是指仅在磁体周围安装铁磁材料屏蔽体的屏蔽方法。用这种方法可以得磁材料屏蔽体的屏蔽方法。用这种方法可以得到非常理想的屏蔽效果。如果再在屋顶加装定到非常理想的屏蔽效果。如果再在屋顶加装定向屏蔽，则它有可能使主磁场完全限制在一般向屏蔽，则它有可能使主磁场完全

26、限制在一般建筑物的楼层高度之内。全身建筑物的楼层高度之内。全身mri系统磁体的系统磁体的自屏蔽可以有板式、圆柱式、主柱式及圆顶罩自屏蔽可以有板式、圆柱式、主柱式及圆顶罩式等多种结构形式。各种结构的设计都应以主式等多种结构形式。各种结构的设计都应以主磁场的均匀性不受影响或少受影响为目的。自磁场的均匀性不受影响或少受影响为目的。自屏蔽的缺点是其屏蔽体重量往往多达数十吨。屏蔽的缺点是其屏蔽体重量往往多达数十吨。但是，它对外界磁干扰的屏蔽既有效又方便。但是，它对外界磁干扰的屏蔽既有效又方便。 3.高频电磁场的屏蔽高频电磁场的屏蔽 当当lc回路发生电磁振荡时，在它的周回路发生电磁振荡时，在它的周围空间中

27、激发起交变的磁场和电场，并以波的围空间中激发起交变的磁场和电场，并以波的形式向外传播，这就是形式向外传播，这就是。所以电磁波实。所以电磁波实质上是交变的电场和磁场。当检测仪器处于较质上是交变的电场和磁场。当检测仪器处于较强的电磁波辐射的环境中（如附近有电台、高强的电磁波辐射的环境中（如附近有电台、高频理疗机等），仪器就会受到高频电磁场的干频理疗机等），仪器就会受到高频电磁场的干扰。电磁场中，根据距电磁振源的距离大小将扰。电磁场中，根据距电磁振源的距离大小将电磁场分为近场和远场，其中近场的特性主要电磁场分为近场和远场，其中近场的特性主要取决于场源的阻抗。如果场源为大电流、低电取决于场源的阻抗。如

28、果场源为大电流、低电压体压体（即（即低阻抗源），则场的主要分量为磁场；低阻抗源），则场的主要分量为磁场； 如果场源为小电流、高电压（即如果场源为小电流、高电压（即高频电源），则场的主要分量为电场。远高频电源），则场的主要分量为电场。远场的特性主要取决于传播电磁波的介质，场的特性主要取决于传播电磁波的介质，在空气中是同时存在的交变的电场和磁场。在空气中是同时存在的交变的电场和磁场。为防止电磁波的干扰，一般也根据前面所为防止电磁波的干扰，一般也根据前面所说的磁场和电场的屏蔽原理，采用低电阻说的磁场和电场的屏蔽原理，采用低电阻率的金属材料制成罩壳加以屏蔽。率的金属材料制成罩壳加以屏蔽。4.医用屏蔽室

29、医用屏蔽室 在临床及科研中被检测的信号都是非在临床及科研中被检测的信号都是非常微弱的，如不对外界的电磁干扰进行屏蔽，常微弱的，如不对外界的电磁干扰进行屏蔽，将无法工作。为此需建立一个良好的屏蔽室。将无法工作。为此需建立一个良好的屏蔽室。屏蔽室所需要的屏蔽效能视用途而异。一般将屏蔽室所需要的屏蔽效能视用途而异。一般将干扰衰减到干扰衰减到100db左右的屏蔽效能就可以满足左右的屏蔽效能就可以满足大多数情况的要求。若屏蔽室用大多数情况的要求。若屏蔽室用0.3mm厚的铜厚的铜皮完全包起来，再设置一个高频滤波器来滤除皮完全包起来，再设置一个高频滤波器来滤除由由50hz电源引起的泄漏，则一般可以获得电源引

30、起的泄漏，则一般可以获得100db数量级的屏蔽效能。数量级的屏蔽效能。 由于屏蔽室内有患者或实验动物及操由于屏蔽室内有患者或实验动物及操作人员，如用钢皮包裹，通风和采光将需高要作人员，如用钢皮包裹，通风和采光将需高要求，非但不方便，也增加造价。求，非但不方便，也增加造价。金属丝网屏蔽效能比铜金属丝网屏蔽效能比铜板差得多，采用单层只能获得板差得多，采用单层只能获得4050db的屏的屏蔽效能。蔽效能。另外，在门与屏另外，在门与屏蔽壁之间需装有磷青铜弹簧片来屏蔽门缝的干蔽壁之间需装有磷青铜弹簧片来屏蔽门缝的干扰波泄漏进去；整个屏蔽室还要用铜带焊接一扰波泄漏进去；整个屏蔽室还要用铜带焊接一圈，终端焊接

31、在总地线上。注意应单点接地，圈，终端焊接在总地线上。注意应单点接地，同时不应把屏蔽网作为仪器的接地点，以免发同时不应把屏蔽网作为仪器的接地点，以免发生地环流，减弱屏蔽效能。生地环流，减弱屏蔽效能。 与仪器相关的信号与仪器相关的信号线和各种地线（保护接地线、信号地线、线和各种地线（保护接地线、信号地线、信号源地线、交流电源线）在有些场合下信号源地线、交流电源线）在有些场合下既是干扰波辐射出去的发射天线，也是引既是干扰波辐射出去的发射天线，也是引进外部干扰的接收天线。对于高频高电平进外部干扰的接收天线。对于高频高电平信号线主要是防止它干扰外界；而对于低信号线主要是防止它干扰外界；而对于低电平信号线

32、主要是防止外界对它的干扰，电平信号线主要是防止外界对它的干扰，因此要有良好的屏蔽和接地。因此要有良好的屏蔽和接地。 5.放射线的屏蔽放射线的屏蔽 (1)放射线的作用放射线的作用 放射线在影像设备中应用很广泛。放射线放射线在影像设备中应用很广泛。放射线是短波长的电磁波，在医疗上不仅是是短波长的电磁波，在医疗上不仅是x射线，而射线，而且应用着更宽范围波长和能量的放射线。且应用着更宽范围波长和能量的放射线。 短时间大剂量放射性照射产生危害的情况短时间大剂量放射性照射产生危害的情况如下：局部受放射线照射时，依其部位有很大如下：局部受放射线照射时，依其部位有很大的不同。皮肤在的不同。皮肤在2gy以下几乎

33、不受影响，大于以下几乎不受影响，大于2gy时发生脱毛和红斑，在时发生脱毛和红斑，在16gy以上时出现水以上时出现水泡和溃疡，此种情况和烧伤相似。泡和溃疡，此种情况和烧伤相似。 10克的组织用克的组织用 10gy的射线在的射线在10cm2面面积上照射积上照射 10秒钟时，其能量密度为秒钟时，其能量密度为 10-2wcm2。从。从以治疗为目的，为使一部分细以治疗为目的，为使一部分细胞死亡，也有采用大剂量照射的，但一般胞死亡，也有采用大剂量照射的，但一般诊断时用量极小。诊断时用量极小。 考虑长时间的影响时，小剂量放考虑长时间的影响时，小剂量放射线持续照射，会发生皮肤癌和造血器官射线持续照射，会发生皮

34、肤癌和造血器官损害，严重时会转为白血病。这是以损害，严重时会转为白血病。这是以x射射线操作为职业的医疗工作者必须注意的。线操作为职业的医疗工作者必须注意的。 (2)屏蔽防护屏蔽防护 虽然依靠时间防护和距离防护可减少职业虽然依靠时间防护和距离防护可减少职业人员个人受照剂量，然而在某些情况下屏蔽防人员个人受照剂量，然而在某些情况下屏蔽防护是更可取的防护措施。防护屏蔽厚度取决于护是更可取的防护措施。防护屏蔽厚度取决于其构成材料的种类、辐射类型、放射源活度和其构成材料的种类、辐射类型、放射源活度和对屏蔽后要求达到的可接受剂量率等因素。对对屏蔽后要求达到的可接受剂量率等因素。对射线和射线和x射线常用较高

35、原子序数材料作屏蔽，如射线常用较高原子序数材料作屏蔽，如用混凝土、铸铁、铅或具有一定铅当量的复合用混凝土、铸铁、铅或具有一定铅当量的复合材料作屏蔽。材料作屏蔽。 对对射线，尤其对高能射线，尤其对高能射线常用低原子序射线常用低原子序数材料作屏蔽，如用铝、有机玻璃等。对中子数材料作屏蔽，如用铝、有机玻璃等。对中子常用水、石蜡、硼或含硼塑料板等轻质材料作常用水、石蜡、硼或含硼塑料板等轻质材料作屏蔽。对中子、屏蔽。对中子、射线混合辐射常用低原子序数射线混合辐射常用低原子序数和高原子序数材料相间组成的多层屏蔽，或用和高原子序数材料相间组成的多层屏蔽，或用这两种元素均匀混合材料作屏蔽。这两种元素均匀混合材

36、料作屏蔽。属于固定式的有属于固定式的有防护墙、地板、天棚、防防护墙、地板、天棚、防护门和观察窗等。属护门和观察窗等。属于移动式的有包装容器、各种结构的手套箱、于移动式的有包装容器、各种结构的手套箱、防护屏风和铅砖以及含铅橡胶围裙、手套等。防护屏风和铅砖以及含铅橡胶围裙、手套等。 安全用电安全用电 随着医用仪器越来越多的应用于随着医用仪器越来越多的应用于临床诊断和治疗，为了能给病人解决医疗临床诊断和治疗，为了能给病人解决医疗问题，又必须防止因仪器使用不当而导致问题，又必须防止因仪器使用不当而导致病人遭受电击的危害，因此，医用仪器的病人遭受电击的危害，因此，医用仪器的安全用电措施是非常重要的。本节

37、介绍电安全用电措施是非常重要的。本节介绍电流对人体的作用、发生电击的原因和防止流对人体的作用、发生电击的原因和防止电击的措施等。电击的措施等。1.人体的导电人体的导电 人体由大量组织构成，和其它的物质人体由大量组织构成，和其它的物质一样或多或少地导电。在组织中所有的细胞都一样或多或少地导电。在组织中所有的细胞都浸没在淋巴液、血液和其它体液中。组织液是浸没在淋巴液、血液和其它体液中。组织液是含有水、蛋白、纤维蛋白和盐等的溶液，它导含有水、蛋白、纤维蛋白和盐等的溶液，它导电可看作是比较复杂的电解质导电。电流通过电可看作是比较复杂的电解质导电。电流通过人体对组织的主要作用有化学效应和热效应两人体对组

38、织的主要作用有化学效应和热效应两种，前者由直流电和低频交流电引起；后者则种，前者由直流电和低频交流电引起；后者则是任何形式的电流都可引起，在医疗中多数是是任何形式的电流都可引起，在医疗中多数是高频电流引起的。对于直流和低频电流，人体高频电流引起的。对于直流和低频电流，人体电阻主要是皮肤电阻，由于皮肤电阻比身体其电阻主要是皮肤电阻，由于皮肤电阻比身体其余部分电阻大得多，有时可以把它当作全身的余部分电阻大得多，有时可以把它当作全身的电阻。电阻。 (1)皮肤电阻皮肤电阻 皮肤的最外层是表皮，包括绝缘的角皮肤的最外层是表皮，包括绝缘的角质层，其中没有血管，但有汗腺孔。下一层是质层，其中没有血管，但有汗

39、腺孔。下一层是真皮，其中有大量血管。实验证明，在直流电真皮，其中有大量血管。实验证明，在直流电的作用下，皮肤有角质时，人体电阻率可高达的作用下，皮肤有角质时，人体电阻率可高达几十万几十万cm，没有角质时为，没有角质时为8001000cm，没有皮肤时为，没有皮肤时为600800cm，可见可见。在人体不。在人体不同部位，角质层的厚度不同，大约在同部位，角质层的厚度不同，大约在0.050.2mm之间；但汗腺孔的分布也很重要。如尽之间；但汗腺孔的分布也很重要。如尽管手掌心的角质层比手背的厚，但手掌心的导管手掌心的角质层比手背的厚，但手掌心的导电性比手背好，因前者汗腺孔多。脚跟的导电电性比手背好，因前者

40、汗腺孔多。脚跟的导电性最差，因其角质层既厚而汗腺孔又少。此外，性最差，因其角质层既厚而汗腺孔又少。此外， 电流的强度与形式对皮肤电阻也有很电流的强度与形式对皮肤电阻也有很大影响。当直流或低频交流电通过人体时将发大影响。当直流或低频交流电通过人体时将发生极化现象而形成反电动势，以阻碍电流的流生极化现象而形成反电动势，以阻碍电流的流通。此外，电解产物也会增加电阻；至于高频通。此外，电解产物也会增加电阻；至于高频电流，由于变化得太快，不会发生极化现象。电流，由于变化得太快，不会发生极化现象。一个正常健康的人对交直流呈现出如下的区别：一个正常健康的人对交直流呈现出如下的区别：手臂到手臂间的电阻，对直流

41、电是手臂到手臂间的电阻，对直流电是1050，对交流电是对交流电是250；手臂到腿间的电阻，对直；手臂到腿间的电阻，对直流电是流电是1600，对交流电是，对交流电是360，这些数，这些数值说明，值说明，对于对于50hz、50100v的交流电，当的交流电，当电极接触很好时，通电相当长时间后，其电阻电极接触很好时，通电相当长时间后，其电阻可由几千欧姆迅速下降为几百欧姆，就好像一可由几千欧姆迅速下降为几百欧姆，就好像一个电容器被击穿了。个电容器被击穿了。 再者，其它因素也会影响皮肤的再者，其它因素也会影响皮肤的电阻。如热刺激汗腺时可引起发汗现象，电阻。如热刺激汗腺时可引起发汗现象，导致皮肤电阻的降低。

42、其他机械的和化学导致皮肤电阻的降低。其他机械的和化学的刺激也能降低皮肤电阻。的刺激也能降低皮肤电阻。此外，此外，性别。年龄、皮肤的血液循环状态、皮下性别。年龄、皮肤的血液循环状态、皮下组织充血、病理过程、神经系统的活动等组织充血、病理过程、神经系统的活动等也对皮肤电阻有影响。也对皮肤电阻有影响。 (2)其他组织的电阻其他组织的电阻 电流通过皮肤表层后，就遇到电阻电流通过皮肤表层后，就遇到电阻远小于皮肤阻抗的组织。远小于皮肤阻抗的组织。含水越多，含水越多，则离子越多，因而是良导体。如肌肉和脑之则离子越多，因而是良导体。如肌肉和脑之所以是最好的导体，就是因为它们的含水量所以是最好的导体，就是因为它

43、们的含水量大。肌肉为大。肌肉为7275，脑为，脑为68。腱和。腱和腱鞘是不良导体，因其含水量小而密度也较腱鞘是不良导体，因其含水量小而密度也较大。最不好的导体是脂肪和骨，尤其是骨，大。最不好的导体是脂肪和骨，尤其是骨，而且密度越大越不好。再者，根据组织内离而且密度越大越不好。再者，根据组织内离子的极化情况可证明各组织的电阻率还和电子的极化情况可证明各组织的电阻率还和电流的形式有关。高频电的电阻率最小，低频流的形式有关。高频电的电阻率最小，低频电的电阻率次之，直流电的电阻率最大。电的电阻率次之，直流电的电阻率最大。 2.电击的类型电击的类型 电击是生物体意外的受到不适当电击是生物体意外的受到不适

44、当的电流而产生的电刺激和电伤害。电击分的电流而产生的电刺激和电伤害。电击分为两大类，一类称为为两大类，一类称为，它是由体外，它是由体外经皮肤流进体内，然后再流出体外的电流经皮肤流进体内，然后再流出体外的电流引起的。另一类是引起的。另一类是，它是不经过皮，它是不经过皮肤电阻或者只有一端经过皮肤电阻而流进肤电阻或者只有一端经过皮肤电阻而流进心脏组织内部的电流引起的。心脏组织内部的电流引起的。(1)强电击强电击 当较高的电压加在人体表面两点当较高的电压加在人体表面两点间，将有电流通过人体而引起电击。这种间，将有电流通过人体而引起电击。这种外加的电压引起的电击就是强电击。如一外加的电压引起的电击就是强

45、电击。如一只手接触到市电电源或漏电又没有接地的只手接触到市电电源或漏电又没有接地的仪器机壳，电流将从手流进，而从另一只仪器机壳，电流将从手流进，而从另一只手或脚流出。手或脚流出。(2)微电击微电击 埋植或插入体内的医用电子器件几乎埋植或插入体内的医用电子器件几乎都是依靠电进行工作的，很容易发生电击的危都是依靠电进行工作的，很容易发生电击的危险。特别是插入心脏内部或其附近的由导体构险。特别是插入心脏内部或其附近的由导体构成的电极和装满生理盐水的导管等，它们均是成的电极和装满生理盐水的导管等，它们均是导电物质，极易引起对心脏直接电击，这种类导电物质，极易引起对心脏直接电击，这种类型的电击称为微电击

46、。型的电击称为微电击。微电击诱发心室颤动是微电击诱发心室颤动是一种最可怕的危险，一种最可怕的危险，微电击电流即使在微电击电流即使在100a以下，也能诱发心室颤动。造成微电以下，也能诱发心室颤动。造成微电击的原因是因为体内的器件本身有漏电流，或击的原因是因为体内的器件本身有漏电流，或与它并用的体外医用电子仪器有漏电流而引起与它并用的体外医用电子仪器有漏电流而引起的，特别是多个医用仪器组合使用，而它们又的，特别是多个医用仪器组合使用，而它们又存在着电的联系时，更要注意发生微电击的危存在着电的联系时，更要注意发生微电击的危险。险。3.电击的因素电击的因素 在有高压电的地方时常会看到在有高压电的地方时

47、常会看到高压危险的警示，人们很容易误认为高压高压危险的警示，人们很容易误认为高压才有危险，其实低压也有危险。才有危险，其实低压也有危险。当电当电阻一定时，电压越高则电流越大，也就是阻一定时，电压越高则电流越大，也就是越危险。但假若电阻很小，尽管电压低，越危险。但假若电阻很小，尽管电压低，也可能会产生较大的电流，因而仍然存在也可能会产生较大的电流，因而仍然存在危险。但一般来说，危险。但一般来说， 当电压较低时，直流电比交流当电压较低时，直流电比交流电安全。但电压高时，直流电反而危险。对电安全。但电压高时，直流电反而危险。对于交流电的频率则以于交流电的频率则以50hz电流为最危险，频电流为最危险，

48、频率低或高则危险性相对低。原因是细胞内的率低或高则危险性相对低。原因是细胞内的离子将以交流电的频率往复运动，当交流电离子将以交流电的频率往复运动，当交流电的频率为的频率为50hz时，离子运动的速度刚好足以时，离子运动的速度刚好足以使之由细胞的一端到另一端来回一次，因之使之由细胞的一端到另一端来回一次，因之离子此时在细胞内所引起的骚动最大，也就离子此时在细胞内所引起的骚动最大，也就是破坏最大。频率小则来回的次数少，破坏是破坏最大。频率小则来回的次数少，破坏也就小；频率大，则离子在细胞内的移动范也就小；频率大，则离子在细胞内的移动范围小，破坏也就小，而对于较高频率（如围小，破坏也就小，而对于较高频

49、率（如20khz以上），电流所引起的离子移动很小，以上），电流所引起的离子移动很小，危险性反而减少。危险性反而减少。 电流的大小是电击致死的主要电流的大小是电击致死的主要因素。当电流只有因素。当电流只有12ma时，人有轻微麻痹时，人有轻微麻痹感。当为感。当为812ma时，电击时肌肉自动收缩。时，电击时肌肉自动收缩。当高于当高于22ma时，电源一旦与皮肤接触，所发时，电源一旦与皮肤接触，所发生的热量即将表皮烧毁，结果电阻变小，电流生的热量即将表皮烧毁，结果电阻变小，电流更大，那时人将无法摆脱电流，除非有他人把更大，那时人将无法摆脱电流，除非有他人把电源移去，这种电流叫电源移去，这种电流叫“冻结冻

50、结”电流。若有电流。若有100ma的电流从手经心脏至脚，就会引起心的电流从手经心脏至脚，就会引起心脏颤动，危及生命。至于使神经系统停止活动，脏颤动，危及生命。至于使神经系统停止活动，发生呼吸停止，就需要有几安培的电流。但交发生呼吸停止，就需要有几安培的电流。但交流和直流的情况不一样。交流的安全电流是流和直流的情况不一样。交流的安全电流是10ma，而直流的是，而直流的是5ma，若交流频率高达，若交流频率高达1mhz时，人体甚至可安全地承受时，人体甚至可安全地承受3000ma的的电流。再者各人对电流的敏感程度也不同，上电流。再者各人对电流的敏感程度也不同，上述只是平均数值。述只是平均数值。 电流对

51、一已知面积的作用主要决电流对一已知面积的作用主要决定于电流密度。定于电流密度。就一定量的电流强度来说，通过就一定量的电流强度来说，通过的面积越大，则作用越小；反之若该电流集中的面积越大，则作用越小；反之若该电流集中于较小面积，则其作用甚至可以破坏组织。电于较小面积，则其作用甚至可以破坏组织。电疗时到底应用多大的电流密度以病人的舒适感疗时到底应用多大的电流密度以病人的舒适感受为准。直流电大约是每受为准。直流电大约是每6.5cm2约约12ma，低频交流电高一些，高频电流可高达低频交流电高一些，高频电流可高达75100ma，这种显著的差别说明了为什么多用，这种显著的差别说明了为什么多用高频电流发热，

52、而不用直流或低频电源。高频电流发热，而不用直流或低频电源。 若所使用的两电极一样大，则电极下若所使用的两电极一样大，则电极下的电流密度相等，若一电极的面积为另一电极的电流密度相等，若一电极的面积为另一电极的两倍，则前者的电流密度为后者的二分之一。的两倍，则前者的电流密度为后者的二分之一。至于两极之间的电流密度，由于电流线的分散，至于两极之间的电流密度，由于电流线的分散，则密度较小。两电极越近，电流越集中。若两则密度较小。两电极越近，电流越集中。若两电极在身体或四肢的同一侧，则皮肤中的电流电极在身体或四肢的同一侧，则皮肤中的电流密度最大。两电极越近电流密度越大，若要得密度最大。两电极越近电流密度

53、越大，若要得到深部效应，则两电极间的距离不应小于到深部效应，则两电极间的距离不应小于25cm。当两极中有一个很小时，则主要作用。当两极中有一个很小时，则主要作用将在该电极下发生，叫将在该电极下发生，叫，在外科中的，在外科中的电针和电刀就是这样一种电极，此时该电极下电针和电刀就是这样一种电极，此时该电极下的电流大大超过组织的忍受限度，而使组织受的电流大大超过组织的忍受限度，而使组织受到破坏。到破坏。 人体电阻最主要的是皮肤，而皮人体电阻最主要的是皮肤，而皮肤的干湿又对其电阻有很大影响。如在干燥情肤的干湿又对其电阻有很大影响。如在干燥情况下，皮肤电阻可大到况下，皮肤电阻可大到 6105，而潮湿时可

54、，而潮湿时可小到只有小到只有 1000，若用干燥手掌摸，若用干燥手掌摸3600v的高压线，而脚站在地上，这时人体被用来闭的高压线，而脚站在地上，这时人体被用来闭合电路，就有电流流过人体，其电流强度为合电路，就有电流流过人体，其电流强度为6ma，人将受到轻微的电击。但人若在沐浴时，人将受到轻微的电击。但人若在沐浴时用手摸漏电的电器，尽管其电压只有用手摸漏电的电器，尽管其电压只有220v，而由于人体电阻只有而由于人体电阻只有1000，流过人体的电，流过人体的电流就大于流就大于220ma，人体这种触电多半是无法，人体这种触电多半是无法挽救的。挽救的。 电流经过人体的通道也非常关键。电流经过人体的通道

55、也非常关键。若电路上没有脑、心、肺等重要器官，则危险若电路上没有脑、心、肺等重要器官，则危险性较小。有人曾用动物做过实验，让性较小。有人曾用动物做过实验，让220v、50hz的电流由前脚进后脚出，此时动物心脏的电流由前脚进后脚出，此时动物心脏处在电路中，动物死亡；若电流从一只后脚进，处在电路中，动物死亡；若电流从一只后脚进，从另一只后脚出，则危险性较小。还应指出，从另一只后脚出，则危险性较小。还应指出，交流电和直流电在通过人体时不一定走通电两交流电和直流电在通过人体时不一定走通电两极间的最短路线，而是沿其间的血管和淋巴管极间的最短路线，而是沿其间的血管和淋巴管流动。流动。 电击时电流流经人体的

56、时间长短电击时电流流经人体的时间长短也很重要，若时间过长，由于皮肤电阻随时间也很重要，若时间过长，由于皮肤电阻随时间而下降，因而会增大通过人体的电流。其次，而下降，因而会增大通过人体的电流。其次，心脏大约每秒收缩一次，其中以心舒张前心脏大约每秒收缩一次，其中以心舒张前0.1秒的时间最危险。若通过胸部的电流为秒的时间最危险。若通过胸部的电流为25ma，就可引起颤动。若电击时间超过一秒，则这就可引起颤动。若电击时间超过一秒，则这0.1秒当然会包括在电击时间之内，因而就很秒当然会包括在电击时间之内，因而就很危险。若电击时间小于危险。若电击时间小于0.1秒，而又不在该危秒，而又不在该危险段内，那么，即

57、使电流大到险段内，那么，即使电流大到 10a，也不致，也不致引起心脏颤动，因此应尽可能缩短电击时间。引起心脏颤动，因此应尽可能缩短电击时间。4.防止电击的主要措施防止电击的主要措施 上面讨论了产生电击的一些原因，上面讨论了产生电击的一些原因，为了避免超出安全值的电流通过人体，必为了避免超出安全值的电流通过人体，必须要有良好的防电击措施。以下介绍几种须要有良好的防电击措施。以下介绍几种方法。方法。 保护接地的方法是防止电击的有保护接地的方法是防止电击的有效措施。这种方法是把仪器进行接地。若将医效措施。这种方法是把仪器进行接地。若将医用仪器的金属外壳等外部容易接触的导体接地，用仪器的金属外壳等外部

58、容易接触的导体接地，当人接触到金属外壳时，就与人体并联一个接当人接触到金属外壳时，就与人体并联一个接地电阻。设人体电阻约为地电阻。设人体电阻约为1k，保护接地电阻，保护接地电阻约为约为10，绝缘电阻约为，绝缘电阻约为100k。假如无保。假如无保护接地时，流过人体的电流为护接地时，流过人体的电流为1ma，有保护接，有保护接地时则只有地时则只有9.9a，接地后电流显著变小。在，接地后电流显著变小。在保护接地的情况下，剩下的保护接地的情况下，剩下的990a电流通过电流通过接地电阻流向大地。接地电阻流向大地。 为了防止医用仪器电击事故的发为了防止医用仪器电击事故的发生，首要的办法是把仪器的电路部分进行

59、绝缘，生，首要的办法是把仪器的电路部分进行绝缘，这样人体就不易接触到电路。具体来说，是用这样人体就不易接触到电路。具体来说，是用金属的或绝缘物的外壳，将整个仪器覆盖起来。金属的或绝缘物的外壳，将整个仪器覆盖起来。这种绝缘称为这种绝缘称为。在这种绝缘的基础上。在这种绝缘的基础上再加强一层绝缘的方法，称为再加强一层绝缘的方法，称为。两种。两种绝缘重合在一起的方法称为绝缘重合在一起的方法称为。这种类。这种类型的仪器即使双层绝缘中的任何一种被损坏，型的仪器即使双层绝缘中的任何一种被损坏，另一种绝缘仍可保证安全。另一种绝缘仍可保证安全。 选用特别低的选用特别低的电源电压，即使人体接触到电路，也没电源电压，即使人体接触到电路，也没有损伤危险。就是基础绝缘老化、损坏，有损伤危险。就是基础绝缘老化、损坏，也不会发生危险。在医用仪器上，把浮也不会发生危险。在医用仪器上，把浮地的交流电压地的交流电压24v以下、直流电压以下、直流电压50v以下的电源，称为以下的电源，称为。 所谓触体部分是指接触患者所谓触体部分是指接触患者身体的部分。如心脏导管和埋植体内的起搏器身体的部分。如