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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中，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号，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，这种现象称为影响仪器测量结果，这种现象称为干扰干扰。为了获得准确的生物医学信息，如何防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，介绍经常遇到的电测量为基础，介绍经常遇到的干扰以干扰以及抑制干扰及抑制干扰的措施。同时，的措施。同时，医
2、用仪器的医用仪器的用电安全用电安全与使用者和病人密切相关。与使用者和病人密切相关。本章主要内容本章主要内容l l干扰与抑制干扰与抑制 l l屏蔽屏蔽 l l安全用电安全用电 l 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率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，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，以便测才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量和记录。按干扰的耦合方式可分成磁磁场干扰、电场干扰、高频电磁干
3、扰、公场干扰、电场干扰、高频电磁干扰、公共阻抗耦合和漏电流耦合的干扰。共阻抗耦合和漏电流耦合的干扰。1.磁场干扰磁场干扰 电流通过导线会产生磁场。有大电流流过的仪电流通过导线会产生磁场。有大电流流过的仪电流通过导线会产生磁场。有大电流流过的仪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，它的大小与导线线圈的匝数、器将会大量发射磁能，它的大小与导线线圈的匝数、器将会大量发射磁能，它的大小与导线线圈的匝数、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。磁场内任何导电环环线面积及流过的电流成正比。磁场内任何导电环环线面积及流过的电流成正比。磁场内任何导电环环
4、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就可构路都会接收到磁能。连接仪器和病人的引线就可构路都会接收到磁能。连接仪器和病人的引线就可构路都会接收到磁能。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。如在心电记录时电成磁接收环，产生感应电动势。如在心电记录时电成磁接收环，产生感应电动势。如在心电记录时电成磁接收环，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一种差极引线环路受磁场影响产生的感应电动势是一种差极引线环路受磁场影响产生的感应电动势是一种差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
5、放大器放大，形动信号，将与心电信号一起被心电放大器放大，形动信号，将与心电信号一起被心电放大器放大，形动信号，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的干扰，成对输出信号的干扰。要想抑制磁场对信号的干扰，成对输出信号的干扰。要想抑制磁场对信号的干扰，成对输出信号的干扰。要想抑制磁场对信号的干扰，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。如可把所有的电极。如可把所有的电极。如可把所有的电极。如可把所有的电极引线在人体表面绞合起来，并使引线紧沿着人体引引线在人体表面绞合起来，并使引线紧沿着人体引引线在
6、人体表面绞合起来，并使引线紧沿着人体引引线在人体表面绞合起来，并使引线紧沿着人体引出出出出。抑制磁场干扰的另一个有效的办法是采用磁性抑制磁场干扰的另一个有效的办法是采用磁性抑制磁场干扰的另一个有效的办法是采用磁性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材料进行磁场屏蔽材料进行磁场屏蔽材料进行磁场屏蔽。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场作处在电场中的任何导电介质都会在电场作处在电场中的任何导电介质都会在电场作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，若两点之间存在着电位用下感应出一定电位，若两点之间存在着电位用下感应出一定电位，若两点之间存在着
7、电位用下感应出一定电位，若两点之间存在着电位差时，就会产生差时，就会产生差时，就会产生差时，就会产生电场干扰电场干扰电场干扰电场干扰。电场干扰比磁场干。电场干扰比磁场干。电场干扰比磁场干。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，电扰更大量地存在，即使电路中无电流流过，电扰更大量地存在，即使电路中无电流流过，电扰更大量地存在，即使电路中无电流流过，电场干扰仍然存在。如把一台仪器的电源插头插场干扰仍然存在。如把一台仪器的电源插头插场干扰仍然存在。如把一台仪器的电源插头插场干扰仍然存在。如把一台仪器的电源插头插入入入入5050HzHz的交流电源插座，虽然电源开关没有的交流电源插座，虽然
8、电源开关没有的交流电源插座，虽然电源开关没有的交流电源插座，虽然电源开关没有接通，电路中没有电流流过，但如果电源开关接通，电路中没有电流流过，但如果电源开关接通，电路中没有电流流过，但如果电源开关接通，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，就会成为交流电安装不当或电源布线不合理，就会成为交流电安装不当或电源布线不合理，就会成为交流电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，场的干扰源。因此，场的干扰源。因此，场的干扰源。因此，不使用的电子仪器应把电不使用的电子仪器应把电不使用的电子仪器应把电不使用的电子仪器应把电源插头拔下来源插头拔下来源插头拔下来源插头拔
9、下来。在临床工作中，甚至一些照明。在临床工作中，甚至一些照明。在临床工作中，甚至一些照明。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。设备也会对医用仪器的测量造成不良影响。设备也会对医用仪器的测量造成不良影响。设备也会对医用仪器的测量造成不良影响。在在在在临临临临床床床床应应应应用用用用中中中中，一一一一般般般般对对对对生生生生物物物物信信信信号号号号源源源源的的的的测测测测量量量量都都都都需需需需要要要要进进进进行行行行无无无无损损损损伤伤伤伤测测测测量量量量，因因因因此此此此常常常常用用用用表表表表面面面面电电电电极极极极来来来来引引引引出出出出生生生生物物物物电电电电
10、信信信信号号号号，如如如如果果果果不不不不采采采采取取取取抑抑抑抑制制制制干干干干扰扰扰扰的的的的措措措措施施施施，电电电电场场场场干干干干扰扰扰扰就就就就会会会会耦耦耦耦合合合合到到到到仪仪仪仪器器器器中中中中，因因因因为为为为电电电电路路路路中中中中的的的的电电电电阻阻阻阻等等等等不不不不可可可可能能能能绝绝绝绝对对对对一一一一致致致致，使使使使共共共共模模模模干干干干扰扰扰扰信信信信号号号号之之之之差差差差以以以以差差差差模模模模信信信信号号号号的的的的形形形形式式式式出出出出现现现现在在在在放放放放大大大大器器器器的的的的输输输输入入入入端端端端，在在在在测测测测量量量量仪仪仪仪器器器
11、器的的的的输输输输出中就会出现干扰信号。出中就会出现干扰信号。出中就会出现干扰信号。出中就会出现干扰信号。综上所述，电场干扰是指空间电场通过感应综上所述，电场干扰是指空间电场通过感应综上所述，电场干扰是指空间电场通过感应综上所述，电场干扰是指空间电场通过感应和分布参数经过一定的途径进入信号源或测量仪和分布参数经过一定的途径进入信号源或测量仪和分布参数经过一定的途径进入信号源或测量仪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，其中器中形成的干扰，其中器中形成的干扰，其中5050HHz z市电经分布电容耦合市电经分布电容耦合市电经分布电容耦合市电经分布电容耦合而形
12、成的干扰最为严重和常见。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。而形成的干扰最为严重和常见。为了抑制电场的为了抑制电场的为了抑制电场的为了抑制电场的干扰，可以在仪器中采用高共模抑制比的放大器；干扰，可以在仪器中采用高共模抑制比的放大器；干扰，可以在仪器中采用高共模抑制比的放大器；干扰，可以在仪器中采用高共模抑制比的放大器；将电源线和测量电极的导线屏蔽；设置屏蔽室，将电源线和测量电极的导线屏蔽；设置屏蔽室，将电源线和测量电极的导线屏蔽；设置屏蔽室，将电源线和测量电极的导线屏蔽；设置屏蔽室，把被测者屏蔽等方法。把被测者屏蔽等方法。把被测者屏蔽等方法。把被测者屏蔽等方法。3.高频电磁
13、场干扰高频电磁场干扰 目前目前目前目前无线电的应用日趋广泛，各种频段的无无线电的应用日趋广泛，各种频段的无无线电的应用日趋广泛，各种频段的无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、生物医学线电广播、电视发射台、通讯发射台、生物医学线电广播、电视发射台、通讯发射台、生物医学线电广播、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，使空中的电磁波大研究方面应用的遥测装置等，使空中的电磁波大研究方面应用的遥测装置等，使空中的电磁波大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量增加，日益复杂。这就给生物医学测量工作带量增加
14、，日益复杂。这就给生物医学测量工作带量增加，日益复杂。这就给生物医学测量工作带来了更多、更强烈的来了更多、更强烈的来了更多、更强烈的来了更多、更强烈的高频电磁干扰高频电磁干扰高频电磁干扰高频电磁干扰。常见的高频。常见的高频。常见的高频。常见的高频电磁干扰有电磁干扰有电磁干扰有电磁干扰有电台干扰电台干扰电台干扰电台干扰，即某些无线电发射设备所，即某些无线电发射设备所，即某些无线电发射设备所，即某些无线电发射设备所产生的干扰；产生的干扰；产生的干扰；产生的干扰；工业干扰工业干扰工业干扰工业干扰，即由各式各样的电气设，即由各式各样的电气设，即由各式各样的电气设，即由各式各样的电气设备启动、切断及工作
15、时所辐射的高频干扰所产生备启动、切断及工作时所辐射的高频干扰所产生备启动、切断及工作时所辐射的高频干扰所产生备启动、切断及工作时所辐射的高频干扰所产生的。工业干扰信号的频谱很宽，从较低的频率延的。工业干扰信号的频谱很宽，从较低的频率延的。工业干扰信号的频谱很宽，从较低的频率延的。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百兆赫的超高频段；伸到几十甚至几百兆赫的超高频段；伸到几十甚至几百兆赫的超高频段；伸到几十甚至几百兆赫的超高频段；天电干扰天电干扰天电干扰天电干扰是是是是指大气中的各种电骚动所引起的干扰。雷电所产指大气中的各种电骚动所引起的干扰。雷电所产指大气中的各种电骚动所引起的干
16、扰。雷电所产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就是天电干扰的一种。生的强大电磁波辐射就是天电干扰的一种。生的强大电磁波辐射就是天电干扰的一种。生的强大电磁波辐射就是天电干扰的一种。生物电信号一般由生物医学电极与电极生物电信号一般由生物医学电极与电极生物电信号一般由生物医学电极与电极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引线引出。电极引线的作用就像一个接收天引线引出。电极引线的作用就像一个接收天引线引出。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线，同时还将高频电磁场干扰引进测量系统线，同时还将高频电磁场干扰引进
17、测量系统线，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中。如在外科手术时，在一个身边有心电监中。如在外科手术时，在一个身边有心电监中。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，心护仪的病人身上使用电外科手术器械时，心护仪的病人身上使用电外科手术器械时，心护仪的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，轻者会电监示器的荧光屏上就会出现干扰，轻者会电监示器的荧光屏上就会出现干扰，轻者会电监示器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使心电记录的基线产生漂移或记录的波形不使心电记录的基线产生漂
18、移或记录的波形不使心电记录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，稳定，严重时心电信号会完全移出荧光屏外，稳定，严重时心电信号会完全移出荧光屏外，稳定，严重时心电信号会完全移出荧光屏外，影响监护工作。此外，仪器的电源线也像一影响监护工作。此外，仪器的电源线也像一影响监护工作。此外，仪器的电源线也像一影响监护工作。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。个很长的天线，可引入各种高频电磁波成分。个很长的天线，可引入各种高频电磁波成分。个很长的天线，可引入各种高频电磁波成分。由于高频电磁干扰是具有随机性的干扰信号，由于高频电磁干扰是具有随机性的干扰
19、信号，由于高频电磁干扰是具有随机性的干扰信号，由于高频电磁干扰是具有随机性的干扰信号，它的能量遍布整个空间，因此它的影响是不它的能量遍布整个空间，因此它的影响是不它的能量遍布整个空间，因此它的影响是不它的能量遍布整个空间，因此它的影响是不可忽视的。可忽视的。可忽视的。可忽视的。生生物物医医学学测测量量仪仪器器中中常常用用以以下下一一些些方方法法抑抑制高频电磁干扰：制高频电磁干扰：(1)当当干干扰扰幅幅度度不不大大时时，可可用用高高频频旁旁路路电电容容使使干干扰扰入入地地。旁旁路路电电容容器器的的高高频频特特性性要要好好，还还要要具具有有足足够够高高的的耐耐压压性性能能，以以使使脉脉冲冲式式干干
20、扰入地。扰入地。(2)用用高频滤波器高频滤波器抑制高频干扰。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)(3)对对对对电电电电源源源源线线线线引引引引入入入入的的的的高高高高频频频频干干干干扰扰扰扰，可可可可在在在在电电电电源源源源变变变变压压压压器器器器的的的的初初初初级级级级侧侧侧侧加加加加低低低低通通通通滤滤滤滤波波波波器器器器或或或或旁旁旁旁路路路路电电电电容容容容器器器器，使
21、使使使高高高高频频频频干干干干扰扰扰扰入入入入地地地地。为为为为使使使使抑抑抑抑制制制制干干干干扰扰扰扰的的的的效效效效果果果果更更更更好好好好，在在在在整整整整流流流流电路及直流输出端也要接高频旁路电容。电路及直流输出端也要接高频旁路电容。电路及直流输出端也要接高频旁路电容。电路及直流输出端也要接高频旁路电容。(4)(4)采采采采用用用用电电电电磁磁磁磁屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽措措措措施施施施。当当当当检检检检测测测测微微微微小小小小的的的的生生生生理理理理信信信信号号号号时时时时，对对对对外外外外来来来来的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波干干干干扰扰扰扰或或或或电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射一一一
22、一般般般般采采采采用用用用电电电电磁磁磁磁屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽措措措措施施施施。用用用用钢钢钢钢或或或或铝铝铝铝的的的的良良良良导导导导体体体体将将将将需需需需要要要要屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽的的的的电电电电路路路路或或或或仪仪仪仪器器器器和和和和被被被被测测测测体体体体在在在在内内内内的的的的每每每每一一一一个个个个测测测测量量量量设设设设备备备备都都都都严严严严密密密密地地地地包包包包围围围围起起起起来来来来，并并并并要要要要将将将将屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽罩罩罩罩可可可可靠靠靠靠接接接接地地地地。电电电电磁磁磁磁屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽与与与与干干干干扰扰扰扰信信信信号号号号频频频频率率率率的的的的关关关关系系系系
23、很很很很大大大大，干干干干扰扰扰扰信信信信号的频率越高，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。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扰和使用安全，通常医用仪器为了消除干扰和使用安全，通常医用仪器为了消除干扰和使用安全，通常医用仪器为了消除干扰和使用安全，通常都要都要都要都要接地接地接地接地。接地就是把仪器的外壳用导线与大。接地就是把仪器的外壳用导线与大。接地就是把仪器的外壳用导线与大。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
24、位点，称地连通。仪器的电路中有一个参考电位点，称地连通。仪器的电路中有一个参考电位点，称地连通。仪器的电路中有一个参考电位点，称为电路的为电路的为电路的为电路的“地地地地”电位点，如果这个参考电位点电位点，如果这个参考电位点电位点，如果这个参考电位点电位点，如果这个参考电位点不与大地连通，这点是不与大地连通，这点是不与大地连通，这点是不与大地连通，这点是“浮地浮地浮地浮地”，如埋藏式心，如埋藏式心，如埋藏式心，如埋藏式心电起搏器和测量心电用的心腔内接测量仪器一电起搏器和测量心电用的心腔内接测量仪器一电起搏器和测量心电用的心腔内接测量仪器一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
25、而并非有真正的接地点。只般都采用浮地方式而并非有真正的接地点。只般都采用浮地方式而并非有真正的接地点。只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地有参考电位点与仪器原外壳连接并且连通大地有参考电位点与仪器原外壳连接并且连通大地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，这时的参考电位为零电位。才是真正的接地，这时的参考电位为零电位。才是真正的接地，这时的参考电位为零电位。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。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
26、生干扰。在低频情况下，仪器在低频情况下，仪器在低频情况下，仪器在低频情况下，仪器内部互相连接的各个内部互相连接的各个内部互相连接的各个内部互相连接的各个系统只能有一个接地系统只能有一个接地系统只能有一个接地系统只能有一个接地点，称为点，称为点，称为点，称为单点接地单点接地单点接地单点接地。在系统中，相隔较远在系统中，相隔较远在系统中，相隔较远在系统中，相隔较远的各部分的地线必须的各部分的地线必须的各部分的地线必须的各部分的地线必须汇集在一起，接在同汇集在一起，接在同汇集在一起，接在同汇集在一起，接在同一个接地装置上，接一个接地装置上，接一个接地装置上，接一个接地装置上，接地线要尽量短，其电地线
27、要尽量短，其电地线要尽量短，其电地线要尽量短，其电阻率也应尽量小。在阻率也应尽量小。在阻率也应尽量小。在阻率也应尽量小。在低频情况下，浮地的低频情况下，浮地的低频情况下，浮地的低频情况下，浮地的接地原则上也可以是接地原则上也可以是接地原则上也可以是接地原则上也可以是单点接地。单点接地。单点接地。单点接地。但在高频情况下，单但在高频情况下，单但在高频情况下，单但在高频情况下，单点接地是不宜采用的。点接地是不宜采用的。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因为这种接地方式连因为这种接地方式连因为这种接地方式连线太多，线与线之间线太多，线与线之间线太多，线与线之间线太多，线与线之
28、间及电路各元件之间分及电路各元件之间分及电路各元件之间分及电路各元件之间分布电容增大，高频干布电容增大，高频干布电容增大，高频干布电容增大，高频干扰信号将通过电容耦扰信号将通过电容耦扰信号将通过电容耦扰信号将通过电容耦合而混人测量信号之合而混人测量信号之合而混人测量信号之合而混人测量信号之中。所以，在处理高中。所以，在处理高中。所以，在处理高中。所以，在处理高频信号时，不仅连线频信号时，不仅连线频信号时，不仅连线频信号时，不仅连线的排列、元件的位置的排列、元件的位置的排列、元件的位置的排列、元件的位置布局要讲究，接地方布局要讲究，接地方布局要讲究，接地方布局要讲究，接地方式也应采取式也应采取式
29、也应采取式也应采取多点接地多点接地多点接地多点接地。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。如当仪器的连接都会造成上述地线干扰。如当仪器的连接都会造成上述地线干扰。如当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、血压等信号时，同时监护病人的心电、脉搏、血压等信号时，同时监护病人的心电、脉搏、血压等信号时，同时监护病人的心电、脉搏、血压等信号时，所用各台仪器均由所用各台仪器均由所用各台仪器均由所用各台仪器均由220220V V、50Hz50Hz市电供电，而市电供电，而市电供电，而市电供电，而每台仪器的底板都通过三芯插头的地线接地
30、，每台仪器的底板都通过三芯插头的地线接地，每台仪器的底板都通过三芯插头的地线接地，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，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
31、，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。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，测量人体生理信当使用远距离监护仪时，测量人体生理信当使用远距离监护仪时，测量人体生理信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，它号的检测器或前置级常与主机相距几十米，它号的检测器或前置级常与主机相距几十米，它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
32、个们与地之间就可能存在着很高的电位差，这个们与地之间就可能存在着很高的电位差，这个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，甚干扰电压若不加以排除很难测量真实信号，甚干扰电压若不加以排除很难测量真实信号，甚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，每台医用电子仪器至会破坏测量仪器。另外，每台医用电子仪器至会破坏测量仪器。另外，每台医用电子仪器至会破坏测量仪器。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壳的输入和输出的公共端大都连接到它们的机壳的输入和输出的公共端大都连接到它们的机壳的输入和输出的公共端大都连接到它们的机
33、壳上，机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影上，机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影上，机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影上，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的响。仪器公共端连接不正确还将使仪器内部的响。仪器公共端连接不正确还将使仪器内部的响。仪器公共端连接不正确还将使仪器内部的干扰发生相互影响。干扰发生相互影响。干扰发生相互影响。干扰发生相互影响。可见，医用仪器的干扰在可见，医用仪器的干扰在可见，医用仪器的干扰在可见，医用仪器的干扰在很大程度上与仪器问的连接和接地有关，应合很大程度上与仪器问的连接和接地有关，应合很大程度上与仪器问的连接和接地有关，应
34、合很大程度上与仪器问的连接和接地有关，应合理连接信号线、各种地线和电源线。理连接信号线、各种地线和电源线。理连接信号线、各种地线和电源线。理连接信号线、各种地线和电源线。屏蔽屏蔽 抗干扰技术有很多种方式，抗干扰技术有很多种方式，如屏蔽、接地、合理利用相关如屏蔽、接地、合理利用相关电路等。其中屏蔽和接地是抑电路等。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一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
35、，这就是这就是静电感应现象静电感应现象。在一个放大器的。在一个放大器的输入端引线输入端引线A的附近，如果有一根带着交的附近，如果有一根带着交变电势的导线变电势的导线B，那么，这个交变电势将那么，这个交变电势将使引线使引线A感应起一个变动的电势。这个变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动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。器，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可以利用静电平衡原可以利用静电平衡原可以利用静电平衡原理来加以抑制。一个理来加以抑制。一个理来加以抑制。一个
36、理来加以抑制。一个金属导体处于外电场金属导体处于外电场金属导体处于外电场金属导体处于外电场E E0 0中时，感应电荷产生中时，感应电荷产生中时，感应电荷产生中时，感应电荷产生的内电场的内电场的内电场的内电场E Ei i很快就会达很快就会达很快就会达很快就会达到和到和到和到和E E0 0相等的量值，相等的量值，相等的量值，相等的量值，而方向是相反的。因而方向是相反的。因而方向是相反的。因而方向是相反的。因此，导体内部的合电此，导体内部的合电此，导体内部的合电此，导体内部的合电场场场场E Et t处处为零，这就是处处为零，这就是处处为零，这就是处处为零，这就是静电平衡状态静电平衡状态静电平衡状态静
37、电平衡状态。如果如果如果如果外电场发生变化，表外电场发生变化，表外电场发生变化，表外电场发生变化，表面电荷立即重新分布，面电荷立即重新分布，面电荷立即重新分布，面电荷立即重新分布，使导体内部合电场仍使导体内部合电场仍使导体内部合电场仍使导体内部合电场仍保持处处为零。保持处处为零。保持处处为零。保持处处为零。利用这一原理，将金利用这一原理，将金利用这一原理，将金利用这一原理，将金属体内部挖空成一个属体内部挖空成一个属体内部挖空成一个属体内部挖空成一个空腔空腔空腔空腔，若把输入引线若把输入引线若把输入引线若把输入引线AA或仪器放在空腔内部，或仪器放在空腔内部，或仪器放在空腔内部，或仪器放在空腔内部
38、，它们就不会受到外电它们就不会受到外电它们就不会受到外电它们就不会受到外电场的影响。这种现象场的影响。这种现象场的影响。这种现象场的影响。这种现象称为电场屏蔽，导体称为电场屏蔽，导体称为电场屏蔽，导体称为电场屏蔽，导体壳称为壳称为壳称为壳称为屏蔽罩屏蔽罩屏蔽罩屏蔽罩。实际。实际。实际。实际上，屏蔽罩并不用整上，屏蔽罩并不用整上，屏蔽罩并不用整上，屏蔽罩并不用整块金属挖空制造，而块金属挖空制造，而块金属挖空制造，而块金属挖空制造，而是用金属板或金属线是用金属板或金属线是用金属板或金属线是用金属板或金属线网组成。网组成。网组成。网组成。2.磁场屏蔽磁场屏蔽 为为为为了了了了对对对对磁磁磁磁场场场场
39、屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽有有有有更更更更直直直直观观观观的的的的了了了了解解解解，这这这这部部部部分分分分以以以以影影影影像像像像设设设设备备备备中中中中的的的的磁磁磁磁共共共共振振振振成成成成像像像像系系系系统统统统为为为为例例例例，讨讨讨讨论论论论它它它它们们们们磁磁磁磁屏蔽的作用。屏蔽的作用。屏蔽的作用。屏蔽的作用。磁体是磁共振成像系统的重要组成部分。无磁体是磁共振成像系统的重要组成部分。无磁体是磁共振成像系统的重要组成部分。无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，其作用论是超导磁体、还是永磁体或常导磁体，其作用论是超导磁体、还是永磁体或常导磁体，其作用论是超
40、导磁体、还是永磁体或常导磁体，其作用都是为都是为都是为都是为MRIMRI设备提供静磁场设备提供静磁场设备提供静磁场设备提供静磁场B B0 0。但由于它的磁力但由于它的磁力但由于它的磁力但由于它的磁力线将向空间各个方向散布，即形成所谓的线将向空间各个方向散布，即形成所谓的线将向空间各个方向散布，即形成所谓的线将向空间各个方向散布，即形成所谓的杂散磁杂散磁杂散磁杂散磁场场场场，有可能干扰周围环境中那些磁敏感性强的设，有可能干扰周围环境中那些磁敏感性强的设，有可能干扰周围环境中那些磁敏感性强的设，有可能干扰周围环境中那些磁敏感性强的设备，使其不能正常工作。另一方面，磁体周围环备，使其不能正常工作。另
41、一方面，磁体周围环备，使其不能正常工作。另一方面，磁体周围环备，使其不能正常工作。另一方面，磁体周围环境的变化也会影响磁场的均匀程度。境的变化也会影响磁场的均匀程度。境的变化也会影响磁场的均匀程度。境的变化也会影响磁场的均匀程度。由此可见，由此可见，由此可见，由此可见，在磁共振成像系统中，磁场与环境的相互影响是在磁共振成像系统中，磁场与环境的相互影响是在磁共振成像系统中，磁场与环境的相互影响是在磁共振成像系统中，磁场与环境的相互影响是一个不容忽视的问题。目前，广泛采用屏蔽的办一个不容忽视的问题。目前，广泛采用屏蔽的办一个不容忽视的问题。目前，广泛采用屏蔽的办一个不容忽视的问题。目前，广泛采用屏
42、蔽的办法来解决。法来解决。法来解决。法来解决。(1)磁场屏蔽磁场屏蔽 所谓所谓磁场屏蔽（简称磁屏蔽）磁场屏蔽（简称磁屏蔽）就是就是用高饱和度的铁磁性材料来包容特定容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，性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同时又能大大削减磁屏蔽外部杂散磁场的分布。应当指出的是，用软磁材料制的分布。应当指出的是，用软磁材料制做的罩壳（称为屏蔽体）对磁场的屏蔽做的罩壳（称为屏蔽体）对磁场的屏蔽效果远不如金属导体壳对静电的屏蔽效效果远不如金属导体壳对静电的
43、屏蔽效果好。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，从广义上来说，从广义上来说，MRIMRI系统的磁屏蔽可分为有系统的磁屏蔽可分为有系统的磁屏蔽可分为有系统的磁屏蔽可分为有源和无源两种。源和无源两种。源和无源两种。源和无源两种。有源屏蔽有源屏蔽有源屏蔽有源屏蔽是指由一个线圈或线圈是指由一个线圈或线圈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系统组成的磁屏蔽。仪器磁体的线圈中通以正向系统组成的磁屏蔽。仪器磁体的线圈中通以正向系统组成的磁屏蔽。仪器磁体的线圈中通以正向电流，以产生所需的工作磁场。屏蔽线圈中则通电流，以产生所需的工作磁
44、场。屏蔽线圈中则通电流，以产生所需的工作磁场。屏蔽线圈中则通电流，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以反向电流，以产生反向的磁场来抵消工作磁场以反向电流，以产生反向的磁场来抵消工作磁场以反向电流，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。如果线圈排的杂散磁场，从而达到屏蔽的目的。如果线圈排的杂散磁场，从而达到屏蔽的目的。如果线圈排的杂散磁场，从而达到屏蔽的目的。如果线圈排列合理或电流控制准确，屏蔽线圈所产生的磁场列合理或电流控制准确，屏蔽线圈所产生的磁场列合理或电流控制准确，屏蔽线圈所产生的磁场列合理或电流控制准确，屏蔽线圈所产生
45、的磁场就有可能抵消杂散磁场。就有可能抵消杂散磁场。就有可能抵消杂散磁场。就有可能抵消杂散磁场。无源屏蔽无源屏蔽无源屏蔽无源屏蔽使用铁磁性屏使用铁磁性屏使用铁磁性屏使用铁磁性屏蔽体，即上面所说的软磁材料罩壳，因不使用电蔽体，即上面所说的软磁材料罩壳，因不使用电蔽体，即上面所说的软磁材料罩壳，因不使用电蔽体，即上面所说的软磁材料罩壳，因不使用电流源而得名。根据屏蔽范围的不同，无源磁屏蔽流源而得名。根据屏蔽范围的不同，无源磁屏蔽流源而得名。根据屏蔽范围的不同，无源磁屏蔽流源而得名。根据屏蔽范围的不同，无源磁屏蔽可分为下述三种：可分为下述三种：可分为下述三种：可分为下述三种：a.房房屋屋屏屏蔽蔽：即即
46、在在磁磁体体室室的的四四周周墙墙壁壁、地地基基和和天天花花板板等等六六面面均均镶镶入入48mm厚厚的的钢钢板板，构构成成封封闭闭的的磁磁屏屏蔽蔽间间。这这种种屏屏蔽蔽体体的的用用材材常常达达数数十十吨吨甚甚至至上上百百吨吨，价格昂贵。价格昂贵。b.定向屏蔽定向屏蔽：如果杂散磁场的分布：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。这种方法特别成杂散磁场的定向屏蔽。这种方法特别适用于适用于MRI室和室和CT室共用一建筑物的情室共用一建筑物的情形。形。c.c.自自自自屏
47、屏屏屏蔽蔽蔽蔽：自自自自屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽是是是是指指指指仅仅仅仅在在在在磁磁磁磁体体体体周周周周围围围围安安安安装装装装铁铁铁铁磁磁磁磁材材材材料料料料屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体的的的的屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽方方方方法法法法。用用用用这这这这种种种种方方方方法法法法可可可可以以以以得得得得到到到到非非非非常常常常理理理理想想想想的的的的屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽效效效效果果果果。如如如如果果果果再再再再在在在在屋屋屋屋顶顶顶顶加加加加装装装装定定定定向向向向屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽，则则则则它它它它有有有有可可可可能能能能使使使使主主主主磁磁磁磁场场场场完完完完全全全全限限限限制制制制在在在在一一一一般般般般建建建建筑
48、筑筑筑物物物物的的的的楼楼楼楼层层层层高高高高度度度度之之之之内内内内。全全全全身身身身MRIMRI系系系系统统统统磁磁磁磁体体体体的的的的自自自自屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽可可可可以以以以有有有有板板板板式式式式、圆圆圆圆柱柱柱柱式式式式、主主主主柱柱柱柱式式式式及及及及圆圆圆圆顶顶顶顶罩罩罩罩式式式式等等等等多多多多种种种种结结结结构构构构形形形形式式式式。各各各各种种种种结结结结构构构构的的的的设设设设计计计计都都都都应应应应以以以以主主主主磁磁磁磁场场场场的的的的均均均均匀匀匀匀性性性性不不不不受受受受影影影影响响响响或或或或少少少少受受受受影影影影响响响响为为为为目目目目的的的的。自自自自屏屏
49、屏屏蔽蔽蔽蔽的的的的缺缺缺缺点点点点是是是是其其其其屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体重重重重量量量量往往往往往往往往多多多多达达达达数数数数十十十十吨吨吨吨。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。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 当当当当LCLC回路发生电磁振荡时，在它的周围回路发生电磁振荡时，在它的周围回路发生电磁振荡时，在它的周围回路发生电磁振荡时，在它的周围空间中激发起交变的磁场和电场，并以波的形空间中激发起交变的磁场和电场，并以波的形空间中激发起交变的磁场和电场，并以波
50、的形空间中激发起交变的磁场和电场，并以波的形式向外传播，这就是式向外传播，这就是式向外传播，这就是式向外传播，这就是电磁波电磁波电磁波电磁波。所以电磁波实质。所以电磁波实质。所以电磁波实质。所以电磁波实质上是交变的电场和磁场。当检测仪器处于较强上是交变的电场和磁场。当检测仪器处于较强上是交变的电场和磁场。当检测仪器处于较强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、高频的电磁波辐射的环境中（如附近有电台、高频的电磁波辐射的环境中（如附近有电台、高频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扰。理疗机等），仪器就会受到高频电磁场