精密电子医疗仪器的供电情况在维修中的地位

　　摘要：技术的进步让医院现代化医疗设备的水平逐步的提高，其中精密的电子医疗设备也被投入到医疗过程中来。这些设备在使用中由于各种因素会产生一些故障问题。在对设备进行后续维修时我们不难找到问题的关键，而仪器的供电问题也逐渐成为了维修时的焦点。供电是仪器正常使用的基本前提，电源中一旦存在着干扰因素，将会对电子医疗仪器造成不同程度的后果。本文主要是对精密仪器的故障问题加以总结，并且笔者在研究中将会以目前较为常用的无线医疗仪器作为切入点，对仪器的供电情况做出相应的分析，通过对其潜在问题的挖掘并针对性的提出应对方案，给国内医疗设备的使用提供一些指导和建议。

　　关键词：医疗仪器;无线设备;供电情况

精密电子医疗仪器

　　1. 医疗仪器的故障

　　■ 1.1 断电故障用电设备在医疗中使用的数量有较大的提高，特别是空调等大功率的设备，它们被启动时便会产生较高的功率，几乎在电源开关的瞬间可以引起超过 600V 的功率峰值，如果供电无法满足好它的需求，将会产生超负荷引起的断电故障。一般的，过压与浪涌现象容易造成保险被烧毁，严重的也会影响的仪器的正常运行，而如果产生断电的情况也很容易造成计算机中的数据缺失，进一步的毁坏设备中的硬盘。在医院中比较常见的仪器，比如 CE、动态心电图等，这些大多数都是由计算机来控制并运行的【1】。比如一台心电监护仪，一旦在运行中产生断电的现象，就会使得其中的数据缺失，而事后想通过各种办法来修复数据是一件非常艰难的事情，而供电引起的硬盘损伤也使得设备无法进行而格式化，最终只能以更改硬盘的方式才能恢复设备的程序，让其能够正常的运行。但是，之前所存储的信息将无法再被保存下来，这对医疗工作来说是有较大的影响的。

　　■ 1.2 欠压下陷故障电源的功率一般都会有一定的限制，如果电源的负荷超载，将会产生电压瞬间的被下降，然后出现欠压和下陷的故障。这些情况的产生都会造成设备的紊乱，一些不明原因的现象也有极大可能是由于这种超载原因而造成的。有时候设备表现出的故障是断断续续的。如果电压保持到了正常水平，那么故障便会因此消失。相反，一旦电压出现了不正常的现象，那么故障便会因此再次产生，而维修人员在检修时可能会认为是软故障，这种不确定性如果没有得到有效的控制，长此以往，对设备的伤害非常大。

　　■ 1.3 尖峰射频的干扰故障电源线与系统地线之间是可以产生噪声的。线路的截面积如果不适应或者存在着接地不良的现象，就会引起火线和零线对地的扰动电压【2】。这种现象往往会产生尖峰和射频干扰现象。这类现象的干扰对一些输入信号选用生理信号的仪器将会有较大的干扰，医院中这种设备也比较常见，比如脑电图机、心电图等，这些设备一旦受到干扰将会造成工作上的紊乱而无法有效进行。一般的，电源系统产生的噪声干扰现象，容易对精密的仪器造成数据处理失误、计算机记忆丢失等现象，严重的还会使得仪器设备中的电路板遭到损坏。当然，有些辐射性较强的仪器，例如微波治疗仪，这类仪器如果在开机时也会出现射频干扰的现象，这时，我们需要知道的是这些故障的产生有时候并不是由于设备本身，更多的是来自于外部环境的干扰而引起的故障，因此，维修人员在排查时要做好排除工作，以免误判故障对仪器造成损害。

　　2. 无线医疗仪器的供电情况

　　在护理仪器的选用上，无线医疗仪器给患者带来了较大的便利，但与此同时，仪器的系统架构也面临着一些技术上的障碍。低功率高精度的组件让无线医疗设备得到较为快速的发展，但考虑到医疗产品的实用性，高标准下的医疗仪器的负担也在加剧，这种负担大多会体现在电源系统以及其支持的组件上面。医疗仪器如果要正常的运行，就需要电源之间做好切换的工作，比如 AC 电源。另外，设备的供电保护也是仪器中必须注意的一项问题。最大限度地控制好医疗设备的供电时间，保持持续的电源供应，才能让系统正常运行。便携式的医疗设备作为目前技术发展高水平下的产物，比如一些远程的监视系统，都让很多患者减少了住院的频率，也帮助他们降低了就医的成本。与传统的在医院观察相比，患者在家中通过医疗设备进行使用，快速的将医疗数据传给医院，让医生做出相关的分析。因此，保证好医疗设备的电源运行，确保医疗设备的无线数据能够被有效地传送到医院中去，也需要系统的设计师能够做好电源框架的设计，能够保证系统的可靠和高效率性。

　　■ 2.1 潜在的问题系统设计师在设计无线传送功能时往往会使得线性变压器存在着问题。因为现行的线性稳压器的主要作用在于用它来降低 EMI 以及可能的噪声辐射。而开关稳压器的噪声虽然比线性稳压器高，不过其效率也比线性稳压器较好。在大量的敏感型的实验里，只要设备的开关行为是可控的，那么其产生的 EMI 以及噪声辐射都是处于稳定水平的。如果开关稳压器能够正常进行工作，稳定地切换频率，并在转换时不会产生其他问题，也没有产生过冲现象，那么此情况下是可以帮助减少 EMI 水平的。另外，将开关稳压器的使用结合陶瓷电容器，可以帮助降低输入以及输出电压的纹波，而这些纹波都是噪声产生的因素【3】。

　　■ 2.2 应对方案特性为了解决上述阐述的一些问题，在应对方案的选择上需要考虑到 DC 转换器的特性。这些特性主要涉及到以下几个方面。首先，要对转换结构的输入电压做到控制，使电源设备在运行中能够尽可能地调整自身的电压范围。第二，持续的超低静态电流也是供电系统中需要规范的，以此扩大电池的可运行时间。第三，使用高效的系统电源轨。第四，确保电池的电量能够进行准确的计量，保证库仑计数无法影响 IC 的静态电流。最后，电池的占板面积要尽可能的少，采用重量较轻的扁平方案。

　　3. 医疗设备供电故障的应对方法

　　在对医疗设备的设计上，需要尽可能的减少电源引起的设备故障，只有改善好电源的供电线路，才能保证医疗仪器的正常使用。在一些电源环境较为恶劣的地方，仪器需要采用交流的稳压电压，做好自动调整电压轨，并对过压状况做好保护措施，这些能够在一定程度上改善过压欠压造成的问题。一些带计算机的仪器需要运用不间断的 UPS 电源，这种电源可以保证仪器在突然断电的情况下而导致意外的故障。另外，未处理程序的仪器需要加入滤波器来保证其逻辑电波不会出错。

　　仪器的接地技术也是我们可以考虑使用的一种方式。接地可以帮助可以让一些运用生理信号处理的仪器更加稳定地工作，也能够帮助保障其运行的安全性。接地系统中的电阻不能超过 4 欧姆，而接地线的使用需要根据仪器自身的特性来采用，比如一些电源供应中采用三相五线制的地线，零线 N 和所使用的保护接地线 PE 要相互的分离铺设，这样可以保证仪器能够做好接地工作，防止受到噪声的干扰，与此同时也能够降低一定的漏电风险，这也是防治仪器静电产生的主要手段【4】。另外利用相应的屏蔽技术也可以有效的降低射频产生的干扰。而针对目前给家中护理使用的医疗系统，系统架构中存在的技术问题还需要研究人员进一步深入的验证和探讨。噪声干扰问题的缓解也需要通过提高电池的备份能力来防止因断电产生的故障，需要控制好其使用的尺寸以及成本才能提高相应的运行效率。

　　4. 结语

　　在仪器的设计中做好电源线路的铺设，保证电源之间的独立性，针对这一点，系统设计师需要运用更多先进的技术来帮助其巧妙的运行。因此，有效的改善设备中使用的电源供电条件，可以帮助仪器减少电源故障，并且保证其能够正常使用。

　　参考文献

　　* [1] 陈治明 . DC-DC 变换器的单片集成 [A]. 中国电工技术学会 . 中国电工技术学会电力电子学会五届三次理事会议暨学术报告会论文集 [C]. 中国电工技术学会 :,2001:6.

　　* [2] 王清 . 精密电子医疗仪器的供电情况在维修中的地位 [A]. 新疆维吾尔自治区医学会医学工程学会 . 新疆医学工程学会第二届学术年会论文汇编 [C]. 新疆维吾尔自治区医学会医学工程学会 :,1998:2.

　　《精密电子医疗仪器的供电情况在维修中的地位》来源：《电子制作》，作者：姜娓娓。