醫(yī)用物理學(xué)22第11章醫(yī)用儀器干擾的抑制和安全用電

1、第一節(jié)第一節(jié) 干擾與抑制干擾與抑制第二節(jié)第二節(jié) 屏蔽屏蔽第三節(jié)第三節(jié) 安全用電安全用電第一節(jié)第一節(jié) 干擾與抑制干擾與抑制一、一、磁場干擾磁場干擾二、電場干擾二、電場干擾三、高頻電磁場干擾三、高頻電磁場干擾四、四、儀器接地點(diǎn)不正確而引起的干擾儀器接地點(diǎn)不正確而引起的干擾 五、五、儀器之間連接不正確而引起的干擾儀器之間連接不正確而引起的干擾 一、一、磁場干擾磁場干擾干擾產(chǎn)生機(jī)理：干擾產(chǎn)生機(jī)理： 有大電流流過的儀器，將會(huì)大量發(fā)射磁能。磁場內(nèi)有大電流流過的儀器，將會(huì)大量發(fā)射磁能。磁場內(nèi)任何導(dǎo)電環(huán)路都會(huì)接收到磁能。連接儀器和病人的引線任何導(dǎo)電環(huán)路都會(huì)接收到磁能。連接儀器和病人的引線就可構(gòu)成磁接收環(huán)，產(chǎn)生

2、感應(yīng)電動(dòng)勢，形成磁場干擾。就可構(gòu)成磁接收環(huán)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，形成磁場干擾。 抑制方法抑制方法 ：限制引線的環(huán)路面積；限制引線的環(huán)路面積；磁場屏蔽磁場屏蔽。二二、電場干擾電場干擾干擾產(chǎn)生機(jī)理：干擾產(chǎn)生機(jī)理：1.1.未屏蔽的電極導(dǎo)線與電源線之間存在分布電容，未屏蔽的電極導(dǎo)線與電源線之間存在分布電容，在干擾電場的作用下使人體產(chǎn)生感應(yīng)電位。在干擾電場的作用下使人體產(chǎn)生感應(yīng)電位。2.2.人體表面與電源線之間存在分布電容，在干擾人體表面與電源線之間存在分布電容，在干擾電場的作用下干擾電流經(jīng)人體內(nèi)流過接地電阻入電場的作用下干擾電流經(jīng)人體內(nèi)流過接地電阻入地，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。地，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。3.3.由于每條

3、信號(hào)線與人體的接觸電阻不一定一樣，由于每條信號(hào)線與人體的接觸電阻不一定一樣，就會(huì)形成差模信號(hào)輸入到放大器中。就會(huì)形成差模信號(hào)輸入到放大器中。電場干擾抑制方法：電場干擾抑制方法：在儀器中采用高共模抑制比在儀器中采用高共模抑制比的放大器；的放大器；把電源線和測量電極的導(dǎo)線屏蔽；把電源線和測量電極的導(dǎo)線屏蔽；設(shè)置屏蔽室，把被測者屏蔽設(shè)置屏蔽室，把被測者屏蔽。三三、高頻磁場干擾高頻磁場干擾干擾產(chǎn)生機(jī)理：干擾產(chǎn)生機(jī)理： 生物電極引線的作用就像一個(gè)接收天線，在傳生物電極引線的作用就像一個(gè)接收天線，在傳遞生物電信號(hào)的同時(shí)還將高頻電磁場干擾引進(jìn)測量遞生物電信號(hào)的同時(shí)還將高頻電磁場干擾引進(jìn)測量系統(tǒng)中，形成高頻電

4、磁干擾。系統(tǒng)中，形成高頻電磁干擾。 干擾的來源：干擾的來源：電力線電力線雷電雷電電臺(tái)電臺(tái)電視臺(tái)電視臺(tái)移動(dòng)通移動(dòng)通信設(shè)備信設(shè)備電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)交流供電電路交流供電電路醫(yī)院特定環(huán)境干擾源：醫(yī)院特定環(huán)境干擾源： 電磁干擾對(duì)醫(yī)用電器的影響：電磁干擾對(duì)醫(yī)用電器的影響：舉例舉例1：舉例舉例2：舉例舉例3：舉例舉例4：醫(yī)用儀器抑制電磁干擾的方法：醫(yī)用儀器抑制電磁干擾的方法：干擾幅度不大時(shí)，可用高頻旁路電容使干擾入地。干擾幅度不大時(shí)，可用高頻旁路電容使干擾入地。 高頻濾波器抑制高頻干擾。高頻濾波器抑制高頻干擾。 對(duì)于電源線引入的高頻干擾，可以在電源變壓器的對(duì)于電源線引入的高頻干擾，可以在電源變壓器的初級(jí)側(cè)加低通濾

5、波器或旁路電容器，以使高頻干擾初級(jí)側(cè)加低通濾波器或旁路電容器，以使高頻干擾入地。入地。 采用電磁屏蔽措施。采用電磁屏蔽措施。 四四、儀器接地點(diǎn)不正確而引起的干擾儀器接地點(diǎn)不正確而引起的干擾產(chǎn)生機(jī)理：產(chǎn)生機(jī)理： 若接地點(diǎn)不正確，由于兩接地點(diǎn)連線存在電阻，若接地點(diǎn)不正確，由于兩接地點(diǎn)連線存在電阻，當(dāng)兩接地當(dāng)兩接地點(diǎn)的連線有電流流過時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電位差。點(diǎn)的連線有電流流過時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電位差。該電位差進(jìn)入到放大器的輸入回路，形成干擾電壓。該電位差進(jìn)入到放大器的輸入回路，形成干擾電壓。抑制方法：抑制方法：低頻情況下宜采用單點(diǎn)接地，接地線盡量短且低頻情況下宜采用單點(diǎn)接地，接地線盡量短且電阻??；電阻??； 高頻

6、情況下由于存在分布電容，不僅連線的排高頻情況下由于存在分布電容，不僅連線的排列、元件的位置布局要講究，接地方式也應(yīng)采取列、元件的位置布局要講究，接地方式也應(yīng)采取多點(diǎn)接地。多點(diǎn)接地。五五、儀器之間連接不正確而引起的干擾儀器之間連接不正確而引起的干擾產(chǎn)生機(jī)理：產(chǎn)生機(jī)理：不同的儀器接地點(diǎn)不同，而兩接地點(diǎn)的連接又構(gòu)不同的儀器接地點(diǎn)不同，而兩接地點(diǎn)的連接又構(gòu)成接地回路，引進(jìn)干擾；成接地回路，引進(jìn)干擾； 產(chǎn)生機(jī)理：產(chǎn)生機(jī)理：機(jī)殼面積較大，極易受到外界電磁場的影響；機(jī)殼面積較大，極易受到外界電磁場的影響；產(chǎn)生機(jī)理：產(chǎn)生機(jī)理：儀器公共端連接不正確還將使儀器內(nèi)部的干擾發(fā)儀器公共端連接不正確還將使儀器內(nèi)部的干擾發(fā)

7、生相互影響。生相互影響。 第二節(jié)第二節(jié) 屏蔽屏蔽四、放射線的屏蔽四、放射線的屏蔽三、高頻電磁場屏蔽三、高頻電磁場屏蔽二、磁場屏蔽二、磁場屏蔽一、電場屏蔽一、電場屏蔽一、電場屏蔽一、電場屏蔽用金屬板或金屬網(wǎng)線制成屏蔽罩，罩住被保護(hù)對(duì)象。用金屬板或金屬網(wǎng)線制成屏蔽罩，罩住被保護(hù)對(duì)象。 由于靜電平衡的作用，屏蔽罩（網(wǎng)）內(nèi)合由于靜電平衡的作用，屏蔽罩（網(wǎng)）內(nèi)合電場處處為零。電場處處為零。一、電場屏蔽一、電場屏蔽用金屬板或金屬網(wǎng)線制成屏蔽罩，罩住被保護(hù)對(duì)象；用金屬板或金屬網(wǎng)線制成屏蔽罩，罩住被保護(hù)對(duì)象； 對(duì)于高阻抗半導(dǎo)體器件應(yīng)保存在金屬盒或具有防止對(duì)于高阻抗半導(dǎo)體器件應(yīng)保存在金屬盒或具有防止靜電感應(yīng)的塑

8、料盒內(nèi)；靜電感應(yīng)的塑料盒內(nèi)； 接觸儀器內(nèi)裝置時(shí)，應(yīng)把人體內(nèi)靜電放掉或帶上接接觸儀器內(nèi)裝置時(shí)，應(yīng)把人體內(nèi)靜電放掉或帶上接地手夾。地手夾。 （因?yàn)椋涸诟稍锃h(huán)境下，（因?yàn)椋涸诟稍锃h(huán)境下，由于穿絕緣鞋及化纖類衣由于穿絕緣鞋及化纖類衣物，人體會(huì)產(chǎn)生靜電。）物，人體會(huì)產(chǎn)生靜電。）二、磁場屏蔽二、磁場屏蔽-在醫(yī)院環(huán)境中，磁共振成像（在醫(yī)院環(huán)境中，磁共振成像（magnetic resonance magnetic resonance imaging,MRIimaging,MRI）設(shè)備具有很強(qiáng)大的磁場。）設(shè)備具有很強(qiáng)大的磁場。 做好磁場屏蔽既可以防止強(qiáng)磁場對(duì)其他設(shè)備的正常做好磁場屏蔽既可以防止強(qiáng)磁場對(duì)其他設(shè)備的

9、正常工作產(chǎn)生影響，又可以防止外界磁場的變化對(duì)工作產(chǎn)生影響，又可以防止外界磁場的變化對(duì)MRIMRI主磁主磁場的均勻性產(chǎn)生影響。場的均勻性產(chǎn)生影響。1.1.磁場屏蔽磁場屏蔽 所謂磁場屏蔽所謂磁場屏蔽( (簡稱簡稱磁屏蔽磁屏蔽) )就是用高飽和度就是用高飽和度的鐵磁性材料來包容特的鐵磁性材料來包容特定容積內(nèi)的磁力線。定容積內(nèi)的磁力線。 2.2.磁屏蔽的分類磁屏蔽的分類由一個(gè)線圈或線圈系統(tǒng)組成的磁屏蔽。由一個(gè)線圈或線圈系統(tǒng)組成的磁屏蔽。 有源屏蔽：有源屏蔽：用鐵磁性材料制成一個(gè)屏蔽罩，阻斷磁用鐵磁性材料制成一個(gè)屏蔽罩，阻斷磁力線。力線。無源屏蔽：無源屏蔽：根據(jù)屏蔽范圍根據(jù)屏蔽范圍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導(dǎo)磁率高導(dǎo)磁率坡莫合金、鎳鐵合金等具有高磁導(dǎo)率的坡莫合金、鎳鐵合金等具有高磁導(dǎo)率的鐵磁性（軟磁）材料所構(gòu)成的，通過制鐵磁性（軟磁）材料所構(gòu)成的，通過制作成盒殼等閉合屏蔽體。作成盒殼等閉合屏蔽體。低導(dǎo)磁率低導(dǎo)磁率鐵合金鐵合金三、高頻電磁場的屏蔽三、高頻電磁場的屏蔽1.1.被動(dòng)屏蔽被動(dòng)屏蔽 防止高頻電磁場對(duì)小信號(hào)測量裝置的干擾防止高頻電磁場對(duì)小信號(hào)測量裝置的干擾。 2.2.主動(dòng)屏蔽主動(dòng)屏蔽 防止大功防止大功率電磁場信號(hào)率電磁場信號(hào)泄漏出去，干泄漏出去，干擾其他儀器正擾其他儀器正常工作。常工作。 四、放射線的屏蔽四、放射線的屏蔽1.1.放射線的作用

11、及危害放射線的作用及危害 確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)發(fā)生確定性效應(yīng)時(shí)會(huì)有一個(gè)閾值。射線發(fā)生確定性效應(yīng)時(shí)會(huì)有一個(gè)閾值。射線吸收劑量低于閾值時(shí)，對(duì)人體無損傷。吸收劑量低于閾值時(shí)，對(duì)人體無損傷。高于閾值時(shí)，會(huì)使生物組織產(chǎn)生損傷，高于閾值時(shí)，會(huì)使生物組織產(chǎn)生損傷，損傷程度隨劑量的增加而增加。損傷程度隨劑量的增加而增加。 在射線照射后，不會(huì)馬上出現(xiàn)反應(yīng)，在射線照射后，不會(huì)馬上出現(xiàn)反應(yīng)，但會(huì)改變遺傳基因，經(jīng)過長短不一的但會(huì)改變遺傳基因，經(jīng)過長短不一的潛伏期，可能出現(xiàn)惡變的情況，即癌潛伏期，可能出現(xiàn)惡變的情況，即癌變。變。 除上述分類外，還有另兩種分法。除上述分類外，還有另兩種分法。出現(xiàn)在受照者本

12、身的效應(yīng)。出現(xiàn)在受照者本身的效應(yīng)。軀體效應(yīng)軀體效應(yīng)遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng) 影響受照者后代的效應(yīng)稱為遺傳效應(yīng)。影響受照者后代的效應(yīng)稱為遺傳效應(yīng)。近期效應(yīng)近期效應(yīng)遠(yuǎn)期效應(yīng)遠(yuǎn)期效應(yīng)幾年到幾十年。幾年到幾十年。幾天。幾天。放射線的生物效應(yīng)主要與兩個(gè)因素有關(guān)。放射線的生物效應(yīng)主要與兩個(gè)因素有關(guān)。輻射種類（輻射種類（、X X）、）、吸收劑量、劑量率、照射方式、吸收劑量、劑量率、照射方式、照射部位等。照射部位等。種系（人、鼠、病毒等）、個(gè)種系（人、鼠、病毒等）、個(gè)體及個(gè)體發(fā)育過程、不同組織體及個(gè)體發(fā)育過程、不同組織和細(xì)胞輻射敏感性不同。和細(xì)胞輻射敏感性不同。電離輻射因素電離輻射因素受照機(jī)體因素受照機(jī)體因素2.2.

13、屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù) 一般可采用時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù)一般可采用時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù)的方法防護(hù)。的方法防護(hù)。屏蔽材料選擇的一般原則屏蔽材料選擇的一般原則射線類型射線類型作用形式作用形式材料選擇原則材料選擇原則常用屏蔽材料常用屏蔽材料電離、激發(fā)電離、激發(fā)一般低一般低Z Z材料材料電離、激發(fā)、軔致輻射電離、激發(fā)、軔致輻射低低Z Z材料材料+ +高高Z Z材料材料鋁、有機(jī)玻璃、鋁、有機(jī)玻璃、混凝土、鉛混凝土、鉛、光電、康普頓、電子對(duì)光電、康普頓、電子對(duì)高高Z Z材料、材料、鉛、鐵、鎢鉛、鐵、鎢混凝土、磚混凝土、磚中子中子彈性、非彈性、吸收彈性、非彈性、吸收含含H H低低Z Z材料、材料、含

14、硼材料含硼材料水、石蠟、含硼水、石蠟、含硼聚乙烯聚乙烯注：注：ZZ原子序數(shù)原子序數(shù)屏蔽方式：屏蔽方式： 固定式：防護(hù)墻（迷路）、防護(hù)門、觀察窗固定式：防護(hù)墻（迷路）、防護(hù)門、觀察窗 移動(dòng)式：包裝容器、手套箱、防護(hù)屏移動(dòng)式：包裝容器、手套箱、防護(hù)屏 鉛磚、鉛圍裙、鉛眼鏡等鉛磚、鉛圍裙、鉛眼鏡等2.2.屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù) 放射科放射科: : X X光機(jī)、光機(jī)、CTCT 放療科放療科: :直線直線加速器加速器、后裝治療機(jī)、后裝治療機(jī) 核醫(yī)核醫(yī)科科: :非密封非密封放射源放射源醫(yī)院中的輻射來源醫(yī)院中的輻射來源移動(dòng)移動(dòng)X X線機(jī)如何防護(hù)？線機(jī)如何防護(hù)？ 在超過在超過3 3米外即米外即與背景輻射相接近，與背

15、景輻射相接近，其輻射劑量相當(dāng)于一其輻射劑量相當(dāng)于一次胸部次胸部X X光拍片劑量光拍片劑量的的0.50.5。距離距離1.51.5米時(shí)需米時(shí)需使用鉛屏蔽使用鉛屏蔽超過超過2.52.5米時(shí)可米時(shí)可不用鉛屏蔽，不用鉛屏蔽，穿上鉛衣即可。穿上鉛衣即可。也可利用混凝土也可利用混凝土墻轉(zhuǎn)角或其他混墻轉(zhuǎn)角或其他混凝土障礙物遮擋凝土障礙物遮擋曝光。曝光。第三節(jié)第三節(jié) 安全用電安全用電一、人體的導(dǎo)電一、人體的導(dǎo)電二、電擊的類型二、電擊的類型四、防止電擊的主要措施四、防止電擊的主要措施三、電擊的因素三、電擊的因素一、人體的導(dǎo)電一、人體的導(dǎo)電人體導(dǎo)電機(jī)理：人體導(dǎo)電機(jī)理： 細(xì)胞浸泡在淋巴液、血液和其他液體中。組織液細(xì)胞

16、浸泡在淋巴液、血液和其他液體中。組織液是含有水、蛋白、纖維蛋白和鹽等的溶液，所以組織是含有水、蛋白、纖維蛋白和鹽等的溶液，所以組織導(dǎo)電可看作是比較復(fù)雜的電解質(zhì)導(dǎo)電。導(dǎo)電可看作是比較復(fù)雜的電解質(zhì)導(dǎo)電。 人體電阻主要是皮膚電阻。人體電阻主要是皮膚電阻。1.1.皮膚電阻皮膚電阻構(gòu)成構(gòu)成表皮表皮真皮真皮包括絕緣的角質(zhì)層，其中沒有血包括絕緣的角質(zhì)層，其中沒有血管，但有汗腺孔管，但有汗腺孔( (汗腺孔是電流通汗腺孔是電流通過皮膚的主要途徑過皮膚的主要途徑) )。 其中有大量血管。其中有大量血管。 影響皮膚電阻的因素：影響皮膚電阻的因素：皮膚的構(gòu)成和狀態(tài)。如：角質(zhì)層的厚度、汗皮膚的構(gòu)成和狀態(tài)。如：角質(zhì)層的厚

17、度、汗腺的多少，是否出汗、是否有充血和水腫等。腺的多少，是否出汗、是否有充血和水腫等。 內(nèi)因內(nèi)因外因外因電流的強(qiáng)度和頻率。電流的強(qiáng)度和頻率。2.2.其他組織的電阻其他組織的電阻 所有組織的導(dǎo)電率都決定于其含水量和相對(duì)密所有組織的導(dǎo)電率都決定于其含水量和相對(duì)密度。含水越多，則離子越多，因而是良導(dǎo)體。度。含水越多，則離子越多，因而是良導(dǎo)體。 各組織的電阻率還和電流的頻率有關(guān)。各組織的電阻率還和電流的頻率有關(guān)。 人體各器官電阻率（人體各器官電阻率（cmcm）名名 稱稱高高 頻頻 電電 流流交交 流流 電電直直 流流 電電肝肝2301,6008,000肌肉肌肉2551,5009,000皮膚皮膚( (干

18、干) )435300,0004,000,000皮膚皮膚( (濕濕) )435250,000380,000脂肪脂肪2,700 3,250108,000肺肺( (萎陷萎陷) ) 4851,8205,400脛骨脛骨 12,30015,40022,500腦腦 6302,17010,700二、電擊的類型二、電擊的類型1.1.強(qiáng)電擊強(qiáng)電擊 它是由體外經(jīng)皮膚流進(jìn)體內(nèi)，然后再流出體它是由體外經(jīng)皮膚流進(jìn)體內(nèi)，然后再流出體外的電流引起的。外的電流引起的。 2.2.微電擊微電擊 它是不經(jīng)過皮膚電阻或者只有一端經(jīng)過皮膚它是不經(jīng)過皮膚電阻或者只有一端經(jīng)過皮膚電阻而流進(jìn)心臟組織內(nèi)部的電流引起的。電阻而流進(jìn)心臟組織內(nèi)部的電流引起的。 三、電擊的因素三、電擊的因素電電壓壓電擊是否會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的決定因素是電流強(qiáng)電擊是否會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的決定因素是電流強(qiáng)度。當(dāng)電阻一定時(shí)，電壓越高則電流越大，度。當(dāng)