引言“當(dāng)今的醫(yī)療設(shè)備充滿了越來越復(fù)雜的電子設(shè)備，以此完善設(shè)備在監(jiān)測(cè)、顯示、協(xié)助和提醒患者方面的功能范圍。最新一代的醫(yī)療設(shè)備電子設(shè)備更小、更緊湊，但是可以插入更多的監(jiān)測(cè)儀器 ，而隨之而來的最大設(shè)計(jì)難點(diǎn)是如何有效降低外界電磁波對(duì)設(shè)備的干擾？”

好消息是，軍用和衛(wèi)星系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了解決狹小空間中的電磁干擾 (EMI) 和電纜噪聲控制問題的能力，并且軍用和衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了醫(yī)療設(shè)備行業(yè)意想不到的 EMI 解決方案。為控制問題鋪平道路。該行業(yè)在電纜和連接器方面的成熟經(jīng)驗(yàn)有助于醫(yī)療行業(yè)采用更安全的電纜。

從為軍事和衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)電纜中獲得的經(jīng)驗(yàn)很重要，因?yàn)樵S多新的 ICU 儀器基于以千兆赫茲速度運(yùn)行的數(shù)字信號(hào)，與其他電子儀器非常接近。

通常，這將有助于確定在儀器機(jī)架內(nèi)布線的電纜是否會(huì)受到外部電磁波的干擾（不需要的 EMI 的接收器），或者電纜是否可能是 EMI 噪聲的發(fā)射器以傳播到其他設(shè)備 在任何一種情況下，EMI 噪聲都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)醫(yī)療設(shè)備的性能出現(xiàn)嚴(yán)重問題，或者不同程度地降低儀器的準(zhǔn)確性。

醫(yī)療電纜和連接器設(shè)計(jì)人員有多種解決方案來控制醫(yī)療儀器中的 EMI 噪聲問題。以下是目前EMI噪聲的主流解決方案列表：

1、選擇性濾波電路

可以通過找出干擾噪聲的頻率并在儀器電路板上添加選擇性濾波電路，或者在電纜線束上的連接器上添加濾波器來解決 EMI 問題。薄膜電容器和電阻器可以通過在噪聲源附近接地來消除不需要的信號(hào)噪聲。但是，電纜和連接器必須做得足夠小，如果太大，則會(huì)限制同軸濾波電路的性能，從而對(duì)EMI的有效性產(chǎn)生一定的影響。

2、整體屏蔽

在將干擾電磁波與外部復(fù)雜環(huán)境隔離時(shí)，電纜上的編織屏蔽一直是主流方法之一。業(yè)界普遍認(rèn)為，編織通常是最好的屏蔽解決方案，它可以輕松提供高達(dá) 85 dB 的外部噪聲隔離。

為了減少進(jìn)出系統(tǒng)的電線數(shù)量，醫(yī)療設(shè)備可以使用混合電纜和連接器，將電源、信號(hào)和觸發(fā)器組合到單個(gè)連接器和電纜系統(tǒng)中。但請(qǐng)注意，在連接器內(nèi)部，一側(cè)有電源引腳，另一側(cè)有信號(hào)引腳。但更重要的是，從每個(gè)金屬圓形連接器到主接口連接器的電纜是隱藏的編織屏蔽層。

屏蔽必須保持從金屬連接器到每個(gè)較小圓形連接器的 360 度密封。 如果有間隙或未連接屏蔽層，則電纜在開環(huán)處變成天線，EMI 會(huì)泄漏到 ICU 單元的儀器架中，對(duì)儀器造成影響。

編織層厚度、金屬材料的選擇、編織層類型以及屏蔽層外部的均勻鍍層等因素可用于調(diào)整 EMI 屏蔽效果。對(duì)此，設(shè)備設(shè)計(jì)人員最好提前與電纜設(shè)計(jì)人員溝通，選擇合適的屏蔽效能。

3、簡化電纜中的布線

許多電纜設(shè)計(jì)支持所需的最高速數(shù)字處理系統(tǒng)，例如實(shí)時(shí)成像或主動(dòng)皮下檢查。根據(jù) IEEE 1394 制造的電纜，有點(diǎn)類似于電話公司使用的“火線”，可以顯著提高屏蔽效果。每組高速數(shù)字線都包裹著一根“漏極”線。雙絞線可以處理高千兆位/秒范圍內(nèi)的信號(hào)，而排擾線可以將信號(hào)快速返回源，并消除潛在的 EMI 噪聲和由于極快的信號(hào)速度而產(chǎn)生的額外波動(dòng)。同時(shí)，醫(yī)用電纜還需要安裝輕質(zhì)的整體屏蔽層進(jìn)行保護(hù)，所以在大多數(shù)情況下，選擇鋁箔屏蔽是比較常見的，因?yàn)樗梢员ＷC電纜具有小巧柔軟的特點(diǎn) , 護(hù)套的 EMI 防護(hù)效能仍可提高。

4、導(dǎo)電包覆成型和收縮套管

某些 EMI 電纜應(yīng)用的另一種解決方案是使用由聚烯烴熱縮管制成的特殊護(hù)套，并涂有 Parker Hannifin Chomerics 獨(dú)特的鍍銀銅涂層。在制造商的測(cè)試結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)它們將有源電子設(shè)備從 30 MHz 到 18 GHz 衰減到 50-60 dB，并具有顯著的降噪效果！

隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷創(chuàng)新和變革，如何在有效保護(hù)線纜的同時(shí)做到適當(dāng)?shù)碾姶牌帘问敲總€(gè)設(shè)計(jì)者面臨的挑戰(zhàn)，解決方案也不盡相同。 以上只是對(duì)幾種解決方案的粗淺介紹，希望能給產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)提供一些思路。

審核編輯：湯梓紅