医用物理学22第11章医用仪器干扰的抑制和安全用电

1、第一节第一节 干扰与抑制干扰与抑制第二节第二节 屏蔽屏蔽第三节第三节 安全用电安全用电第一节第一节 干扰与抑制干扰与抑制一、一、磁场干扰磁场干扰二、电场干扰二、电场干扰三、高频电磁场干扰三、高频电磁场干扰四、四、仪器接地点不正确而引起的干扰仪器接地点不正确而引起的干扰 五、五、仪器之间连接不正确而引起的干扰仪器之间连接不正确而引起的干扰 一、一、磁场干扰磁场干扰干扰产生机理：干扰产生机理： 有大电流流过的仪器，将会大量发射磁能。磁场内有大电流流过的仪器，将会大量发射磁能。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成磁接收环，产生

2、感应电动势，形成磁场干扰。就可构成磁接收环，产生感应电动势，形成磁场干扰。 抑制方法抑制方法 ：限制引线的环路面积；限制引线的环路面积；磁场屏蔽磁场屏蔽。二二、电场干扰电场干扰干扰产生机理：干扰产生机理：1.1.未屏蔽的电极导线与电源线之间存在分布电容，未屏蔽的电极导线与电源线之间存在分布电容，在干扰电场的作用下使人体产生感应电位。在干扰电场的作用下使人体产生感应电位。2.2.人体表面与电源线之间存在分布电容，在干扰人体表面与电源线之间存在分布电容，在干扰电场的作用下干扰电流经人体内流过接地电阻入电场的作用下干扰电流经人体内流过接地电阻入地，产生感应电动势。地，产生感应电动势。3.3.由于每条

3、信号线与人体的接触电阻不一定一样，由于每条信号线与人体的接触电阻不一定一样，就会形成差模信号输入到放大器中。就会形成差模信号输入到放大器中。电场干扰抑制方法：电场干扰抑制方法：在仪器中采用高共模抑制比在仪器中采用高共模抑制比的放大器；的放大器；把电源线和测量电极的导线屏蔽；把电源线和测量电极的导线屏蔽；设置屏蔽室，把被测者屏蔽设置屏蔽室，把被测者屏蔽。三三、高频磁场干扰高频磁场干扰干扰产生机理：干扰产生机理： 生物电极引线的作用就像一个接收天线，在传生物电极引线的作用就像一个接收天线，在传递生物电信号的同时还将高频电磁场干扰引进测量递生物电信号的同时还将高频电磁场干扰引进测量系统中，形成高频电

4、磁干扰。系统中，形成高频电磁干扰。 干扰的来源：干扰的来源：电力线电力线雷电雷电电台电台电视台电视台移动通移动通信设备信设备电动机电动机交流供电电路交流供电电路医院特定环境干扰源：医院特定环境干扰源： 电磁干扰对医用电器的影响：电磁干扰对医用电器的影响：举例举例1：举例举例2：举例举例3：举例举例4：医用仪器抑制电磁干扰的方法：医用仪器抑制电磁干扰的方法：干扰幅度不大时，可用高频旁路电容使干扰入地。干扰幅度不大时，可用高频旁路电容使干扰入地。 高频滤波器抑制高频干扰。高频滤波器抑制高频干扰。 对于电源线引入的高频干扰，可以在电源变压器的对于电源线引入的高频干扰，可以在电源变压器的初级侧加低通滤

5、波器或旁路电容器，以使高频干扰初级侧加低通滤波器或旁路电容器，以使高频干扰入地。入地。 采用电磁屏蔽措施。采用电磁屏蔽措施。 四四、仪器接地点不正确而引起的干扰仪器接地点不正确而引起的干扰产生机理：产生机理： 若接地点不正确，由于两接地点连线存在电阻，若接地点不正确，由于两接地点连线存在电阻，当两接地当两接地点的连线有电流流过时，就会产生电位差。点的连线有电流流过时，就会产生电位差。该电位差进入到放大器的输入回路，形成干扰电压。该电位差进入到放大器的输入回路，形成干扰电压。抑制方法：抑制方法：低频情况下宜采用单点接地，接地线尽量短且低频情况下宜采用单点接地，接地线尽量短且电阻小；电阻小； 高频

6、情况下由于存在分布电容，不仅连线的排高频情况下由于存在分布电容，不仅连线的排列、元件的位置布局要讲究，接地方式也应采取列、元件的位置布局要讲究，接地方式也应采取多点接地。多点接地。五五、仪器之间连接不正确而引起的干扰仪器之间连接不正确而引起的干扰产生机理：产生机理：不同的仪器接地点不同，而两接地点的连接又构不同的仪器接地点不同，而两接地点的连接又构成接地回路，引进干扰；成接地回路，引进干扰； 产生机理：产生机理：机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影响；机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影响；产生机理：产生机理：仪器公共端连接不正确还将使仪器内部的干扰发仪器公共端连接不正确还将使仪器内部的干扰发

7、生相互影响。生相互影响。 第二节第二节 屏蔽屏蔽四、放射线的屏蔽四、放射线的屏蔽三、高频电磁场屏蔽三、高频电磁场屏蔽二、磁场屏蔽二、磁场屏蔽一、电场屏蔽一、电场屏蔽一、电场屏蔽一、电场屏蔽用金属板或金属网线制成屏蔽罩，罩住被保护对象。用金属板或金属网线制成屏蔽罩，罩住被保护对象。 由于静电平衡的作用，屏蔽罩（网）内合由于静电平衡的作用，屏蔽罩（网）内合电场处处为零。电场处处为零。一、电场屏蔽一、电场屏蔽用金属板或金属网线制成屏蔽罩，罩住被保护对象；用金属板或金属网线制成屏蔽罩，罩住被保护对象； 对于高阻抗半导体器件应保存在金属盒或具有防止对于高阻抗半导体器件应保存在金属盒或具有防止静电感应的塑

8、料盒内；静电感应的塑料盒内； 接触仪器内装置时，应把人体内静电放掉或带上接接触仪器内装置时，应把人体内静电放掉或带上接地手夹。地手夹。 （因为：在干燥环境下，（因为：在干燥环境下，由于穿绝缘鞋及化纤类衣由于穿绝缘鞋及化纤类衣物，人体会产生静电。）物，人体会产生静电。）二、磁场屏蔽二、磁场屏蔽-在医院环境中，磁共振成像（在医院环境中，磁共振成像（magnetic resonance magnetic resonance imaging,MRIimaging,MRI）设备具有很强大的磁场。）设备具有很强大的磁场。 做好磁场屏蔽既可以防止强磁场对其他设备的正常做好磁场屏蔽既可以防止强磁场对其他设备的

9、正常工作产生影响，又可以防止外界磁场的变化对工作产生影响，又可以防止外界磁场的变化对MRIMRI主磁主磁场的均匀性产生影响。场的均匀性产生影响。1.1.磁场屏蔽磁场屏蔽 所谓磁场屏蔽所谓磁场屏蔽( (简称简称磁屏蔽磁屏蔽) )就是用高饱和度就是用高饱和度的铁磁性材料来包容特的铁磁性材料来包容特定容积内的磁力线。定容积内的磁力线。 2.2.磁屏蔽的分类磁屏蔽的分类由一个线圈或线圈系统组成的磁屏蔽。由一个线圈或线圈系统组成的磁屏蔽。 有源屏蔽：有源屏蔽：用铁磁性材料制成一个屏蔽罩，阻断磁用铁磁性材料制成一个屏蔽罩，阻断磁力线。力线。无源屏蔽：无源屏蔽：根据屏蔽范围根据屏蔽范围房屋屏蔽房屋屏蔽定向屏

10、蔽定向屏蔽自屏蔽自屏蔽3.3.磁屏蔽材料磁屏蔽材料高导磁率高导磁率坡莫合金、镍铁合金等具有高磁导率的坡莫合金、镍铁合金等具有高磁导率的铁磁性（软磁）材料所构成的，通过制铁磁性（软磁）材料所构成的，通过制作成盒壳等闭合屏蔽体。作成盒壳等闭合屏蔽体。低导磁率低导磁率铁合金铁合金三、高频电磁场的屏蔽三、高频电磁场的屏蔽1.1.被动屏蔽被动屏蔽 防止高频电磁场对小信号测量装置的干扰防止高频电磁场对小信号测量装置的干扰。 2.2.主动屏蔽主动屏蔽 防止大功防止大功率电磁场信号率电磁场信号泄漏出去，干泄漏出去，干扰其他仪器正扰其他仪器正常工作。常工作。 四、放射线的屏蔽四、放射线的屏蔽1.1.放射线的作用

11、及危害放射线的作用及危害 确定性效应确定性效应随机效应随机效应发生确定性效应时会有一个阈值。射线发生确定性效应时会有一个阈值。射线吸收剂量低于阈值时，对人体无损伤。吸收剂量低于阈值时，对人体无损伤。高于阈值时，会使生物组织产生损伤，高于阈值时，会使生物组织产生损伤，损伤程度随剂量的增加而增加。损伤程度随剂量的增加而增加。 在射线照射后，不会马上出现反应，在射线照射后，不会马上出现反应，但会改变遗传基因，经过长短不一的但会改变遗传基因，经过长短不一的潜伏期，可能出现恶变的情况，即癌潜伏期，可能出现恶变的情况，即癌变。变。 除上述分类外，还有另两种分法。除上述分类外，还有另两种分法。出现在受照者本

12、身的效应。出现在受照者本身的效应。躯体效应躯体效应遗传效应遗传效应 影响受照者后代的效应称为遗传效应。影响受照者后代的效应称为遗传效应。近期效应近期效应远期效应远期效应几年到几十年。几年到几十年。几天。几天。放射线的生物效应主要与两个因素有关。放射线的生物效应主要与两个因素有关。辐射种类（辐射种类（、X X）、）、吸收剂量、剂量率、照射方式、吸收剂量、剂量率、照射方式、照射部位等。照射部位等。种系（人、鼠、病毒等）、个种系（人、鼠、病毒等）、个体及个体发育过程、不同组织体及个体发育过程、不同组织和细胞辐射敏感性不同。和细胞辐射敏感性不同。电离辐射因素电离辐射因素受照机体因素受照机体因素2.2.

13、屏蔽防护屏蔽防护 一般可采用时间防护、距离防护和屏蔽防护一般可采用时间防护、距离防护和屏蔽防护的方法防护。的方法防护。屏蔽材料选择的一般原则屏蔽材料选择的一般原则射线类型射线类型作用形式作用形式材料选择原则材料选择原则常用屏蔽材料常用屏蔽材料电离、激发电离、激发一般低一般低Z Z材料材料电离、激发、轫致辐射电离、激发、轫致辐射低低Z Z材料材料+ +高高Z Z材料材料铝、有机玻璃、铝、有机玻璃、混凝土、铅混凝土、铅、光电、康普顿、电子对光电、康普顿、电子对高高Z Z材料、材料、铅、铁、钨铅、铁、钨混凝土、砖混凝土、砖中子中子弹性、非弹性、吸收弹性、非弹性、吸收含含H H低低Z Z材料、材料、含

14、硼材料含硼材料水、石蜡、含硼水、石蜡、含硼聚乙烯聚乙烯注：注：ZZ原子序数原子序数屏蔽方式：屏蔽方式： 固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗 移动式：包装容器、手套箱、防护屏移动式：包装容器、手套箱、防护屏 铅砖、铅围裙、铅眼镜等铅砖、铅围裙、铅眼镜等2.2.屏蔽防护屏蔽防护 放射科放射科: : X X光机、光机、CTCT 放疗科放疗科: :直线直线加速器加速器、后装治疗机、后装治疗机 核医核医科科: :非密封非密封放射源放射源医院中的辐射来源医院中的辐射来源移动移动X X线机如何防护？线机如何防护？ 在超过在超过3 3米外即米外即与背景辐射相接近，与背

15、景辐射相接近，其辐射剂量相当于一其辐射剂量相当于一次胸部次胸部X X光拍片剂量光拍片剂量的的0.50.5。距离距离1.51.5米时需米时需使用铅屏蔽使用铅屏蔽超过超过2.52.5米时可米时可不用铅屏蔽，不用铅屏蔽，穿上铅衣即可。穿上铅衣即可。也可利用混凝土也可利用混凝土墙转角或其他混墙转角或其他混凝土障碍物遮挡凝土障碍物遮挡曝光。曝光。第三节第三节 安全用电安全用电一、人体的导电一、人体的导电二、电击的类型二、电击的类型四、防止电击的主要措施四、防止电击的主要措施三、电击的因素三、电击的因素一、人体的导电一、人体的导电人体导电机理：人体导电机理： 细胞浸泡在淋巴液、血液和其他液体中。组织液细胞

16、浸泡在淋巴液、血液和其他液体中。组织液是含有水、蛋白、纤维蛋白和盐等的溶液，所以组织是含有水、蛋白、纤维蛋白和盐等的溶液，所以组织导电可看作是比较复杂的电解质导电。导电可看作是比较复杂的电解质导电。 人体电阻主要是皮肤电阻。人体电阻主要是皮肤电阻。1.1.皮肤电阻皮肤电阻构成构成表皮表皮真皮真皮包括绝缘的角质层，其中没有血包括绝缘的角质层，其中没有血管，但有汗腺孔管，但有汗腺孔( (汗腺孔是电流通汗腺孔是电流通过皮肤的主要途径过皮肤的主要途径) )。 其中有大量血管。其中有大量血管。 影响皮肤电阻的因素：影响皮肤电阻的因素：皮肤的构成和状态。如：角质层的厚度、汗皮肤的构成和状态。如：角质层的厚

17、度、汗腺的多少，是否出汗、是否有充血和水肿等。腺的多少，是否出汗、是否有充血和水肿等。 内因内因外因外因电流的强度和频率。电流的强度和频率。2.2.其他组织的电阻其他组织的电阻 所有组织的导电率都决定于其含水量和相对密所有组织的导电率都决定于其含水量和相对密度。含水越多，则离子越多，因而是良导体。度。含水越多，则离子越多，因而是良导体。 各组织的电阻率还和电流的频率有关。各组织的电阻率还和电流的频率有关。 人体各器官电阻率（人体各器官电阻率（cmcm）名名 称称高高 频频 电电 流流交交 流流 电电直直 流流 电电肝肝2301,6008,000肌肉肌肉2551,5009,000皮肤皮肤( (干

18、干) )435300,0004,000,000皮肤皮肤( (湿湿) )435250,000380,000脂肪脂肪2,700 3,250108,000肺肺( (萎陷萎陷) ) 4851,8205,400胫骨胫骨 12,30015,40022,500脑脑 6302,17010,700二、电击的类型二、电击的类型1.1.强电击强电击 它是由体外经皮肤流进体内，然后再流出体它是由体外经皮肤流进体内，然后再流出体外的电流引起的。外的电流引起的。 2.2.微电击微电击 它是不经过皮肤电阻或者只有一端经过皮肤它是不经过皮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。电阻而流进心脏组织内部的电流引起的。 三、电击的因素三、电击的因素电电压压电击是否会发生危险的决定因素是电流强电击是否会发生危险的决定因素是电流强度。当电阻一定时，电压越高则电流越大，度。当