干擾與抗干擾,醫(yī)療電子設(shè)備在信號檢測方面的攻防戰(zhàn)
文章開始之前,想象一下,你有一雙順風(fēng)耳,可以聽常人聽不到的微弱聲音,但如果你處在一個喧鬧的菜市場中,各種叫賣聲此起彼伏,在這種干擾之下,你的順風(fēng)耳還能發(fā)揮預(yù)期的效果嗎?
其實(shí)醫(yī)療電子設(shè)備也面臨上面說的問題,像心腦電圖機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷儀或核磁共振波普儀這些直接接觸人體的儀器設(shè)備,特別是檢測人體生物電信號的儀器設(shè)備,由于人體生物電信號非常的微弱,受到干擾時,會在檢測結(jié)果(比如波形、圖形、圖像)上疊加一種類似于某些病變的畸變造成誤診。有的還會引起微電擊,嚴(yán)重時還有生命危險(xiǎn)。如果是帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備,當(dāng)共模干擾中的尖峰干擾幅度達(dá)到2V~50V,時間持續(xù)數(shù)微秒時,可引起計(jì)算機(jī)邏輯錯誤、信息丟失等。
醫(yī)療電子設(shè)備在人體提取的生物電信號(包括心電、腦電、肌電、眼電、皮膚電、膜電信號等),而這些信號都比較弱,在提取、放大、顯示的過程,會受到不同的干擾,而且干擾的原因很多。可能是機(jī)內(nèi)本身的干擾,比如說機(jī)內(nèi)的電源或者是信號通道屏蔽不好引起的干擾,也可能是外界干擾,比如病人周圍使用高頻電刀、X光機(jī)、短波治療機(jī)等大功率理療器械引起的高頻干擾等等。
在醫(yī)療電子設(shè)備的抗干擾方面,如果只從硬件層面考慮,想辦法排除外界干擾對醫(yī)療信號的影響,需要考慮的因素太多,不光在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備的時候就要嚴(yán)格考慮信號屏蔽的問題,而且在醫(yī)院的日常使用中,要規(guī)避外界的干擾以及設(shè)備之間互相的干擾,從業(yè)人員發(fā)現(xiàn)多數(shù)情況下,僅僅硬件方式不能解決問題,通過硬件與軟件層面的結(jié)合才能創(chuàng)造出最優(yōu)的解決方案。據(jù)了解,深圳一家高科技公司曼森伯格,一直在做微弱信號提取領(lǐng)域的研發(fā),該公司首席科學(xué)家張通勝教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出多種算法,用以解決臨床上的信號干擾問題。
醫(yī)療儀器的干擾與抗干擾,始終是一個讓人很頭疼的問題。一方面醫(yī)療電子儀器容易受到干擾,另一方面干擾源無處不在,要只從源頭去解決成本太高而且困難重重。這樣看,曼森伯格的濾波技術(shù)(Pre-Sig Detection)給醫(yī)療電子設(shè)備的抗干擾,提供了一種新的低成本而且高效的方式。我們也希望,有越來越多的技術(shù)發(fā)明能更快的應(yīng)用到市場上,為醫(yī)療電子設(shè)備的抗干擾提供更有效的保護(hù)。
參考資料:
[1]許奎瑞. 電子醫(yī)療設(shè)備信號交流干擾故障分析[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2003, 18(1):37-37.
[2]李貴良, 鞠青山. 醫(yī)療電子儀器的電磁干擾防護(hù)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,1999(6):65-65.
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