減少電子醫(yī)療設(shè)備EMI問題的設(shè)計(jì)方法

設(shè)備設(shè)計(jì)者一直要求獲得具有更小封裝的SMPS。更小的EMI濾波器不僅能夠在電磁發(fā)射到達(dá)主線前有效的降低其量級(jí)，還能夠減少主線濾波器的體積。模塊化的SMPS使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備時(shí)具有更大的靈活性。在重新設(shè)計(jì)或升級(jí)過程中，可以使用更高功率級(jí)別模塊化SMPS替換原SMPS，而無需對(duì)支持SMPS和設(shè)備的電氣機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

使用基底噪聲濾波器降低傳導(dǎo)發(fā)射量級(jí)

圖2所示為基底噪聲濾波器與傳導(dǎo)線濾波器的聯(lián)合使用。在這個(gè)方法中，基底噪聲通過傳導(dǎo)線濾波器被導(dǎo)入地下，在基底噪聲進(jìn)入建筑設(shè)施接地系統(tǒng)前，它將被有效減少。這樣一來，建筑設(shè)置內(nèi)的噪聲也就得到了減少。同時(shí)在某些情況下，使用基底噪聲濾波器能夠在傳導(dǎo)線濾波器的輸入導(dǎo)線處減少電磁發(fā)射，這樣也能夠減少線濾波器的體積。

圖1 電子醫(yī)療設(shè)備中SMPS和其他電力電子系統(tǒng)的使用

圖2 將基底噪聲濾波器與傳導(dǎo)線濾波器結(jié)合使用

圖3 在傳導(dǎo)線濾波器之前使用基底噪聲濾波器

在圖3中，基底噪聲濾波器被置于整體系統(tǒng)地和線濾波器地之間。這種放置方式將減少線濾波器輸入端的電磁發(fā)射，并減少引入接地導(dǎo)線的電磁發(fā)射。圖2和圖3所示的兩種方法都能夠減少醫(yī)療設(shè)備的泄漏電流（這種電流通常難以控制，因?yàn)榫€濾波器中的額外濾波將產(chǎn)生更多的泄漏電流）。

圖4 在微處理器接地處使用基底噪聲濾波器

圖4所示為電子醫(yī)療設(shè)備中的微機(jī)地處使用基底噪聲濾波器。在此處使用基底噪聲濾波器能夠?qū)ξC(jī)產(chǎn)生的基底噪聲進(jìn)行隔離，使其不會(huì)影響電路的其余部分，而反之亦然。這種設(shè)置有效的打破了電路中的高頻接地回路。

醫(yī)療設(shè)施內(nèi)的基底噪聲循環(huán)醫(yī)療設(shè)施內(nèi)的基底噪聲經(jīng)常會(huì)對(duì)成像用敏感電子醫(yī)療設(shè)備（如超聲波設(shè)備、核磁共振成像設(shè)備（MRI）和計(jì)算機(jī)斷層成像設(shè)備（CT））的運(yùn)行造成影響。

為了提高成像質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)工程師有時(shí)需要花費(fèi)大量時(shí)間尋找接地問題和/或基底噪聲問題。有時(shí)在不能確定基底噪聲是否會(huì)對(duì)成像質(zhì)量造成影響的情況下，就對(duì)子系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了更換。與更換昂貴的成像元件而言，使用基底噪聲濾波器來提高成像質(zhì)量能夠獲得更高的成本效益。另外，在成像系統(tǒng)的地上使用基底噪聲濾波器能夠減少進(jìn)入設(shè)施接地系統(tǒng)的噪聲（由成像系統(tǒng)產(chǎn)生）。

圖5 醫(yī)療設(shè)施內(nèi)的基底噪聲循環(huán)

圖5所示為醫(yī)療設(shè)施內(nèi)的基底噪聲循環(huán)?；自肼晻?huì)進(jìn)入設(shè)施并在設(shè)施的接地系統(tǒng)內(nèi)傳播。設(shè)施內(nèi)的所有設(shè)備也都有可能產(chǎn)生基底噪聲，這些噪聲將會(huì)在設(shè)施接地點(diǎn)處匯集，并將會(huì)達(dá)到極高的噪聲量級(jí)?；自肼暤难h(huán)也可能發(fā)生在不同配電盤之間、不同設(shè)備之間、配電盤和設(shè)備之間，最終將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)EMI問題。在設(shè)施接地系統(tǒng)內(nèi)使用一個(gè)或多個(gè)基底噪聲濾波器將非常有效的減少EMI問題，如圖6所示。

圖6 在設(shè)施接地系統(tǒng)內(nèi)使用基底噪聲濾波器

結(jié)論

隨著醫(yī)療設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步和醫(yī)療設(shè)施的發(fā)展擴(kuò)大，需要使用新方法來降低傳導(dǎo)發(fā)射的量級(jí)。許多醫(yī)療設(shè)施都需要解決嚴(yán)重的基底噪聲問題。一個(gè)或多個(gè)基底噪聲濾波器的戰(zhàn)略性使用將會(huì)減少醫(yī)療設(shè)施內(nèi)的基底噪聲，并將消除基底噪聲環(huán)路。濾波器的戰(zhàn)略性布置將會(huì)降低EMI問題的發(fā)生機(jī)率，并/或?qū)⑻岣呓鉀Q已有EMI問題的幾率。傳導(dǎo)線濾波器體積上的減少能夠節(jié)省設(shè)備空間、減少重量并降低成本。在電路設(shè)計(jì)中有許多位置可以安放基底噪聲濾波器，當(dāng)前有許多相關(guān)實(shí)驗(yàn)和研究正在進(jìn)行。這些實(shí)驗(yàn)和研究將有可能在世界范圍內(nèi)醫(yī)療設(shè)施中實(shí)現(xiàn)更加有效的診斷和病患護(hù)理。