醫(yī)療設(shè)備的諧波保護(hù)方案

醫(yī)療設(shè)備的諧波保護(hù)方案摘要：本文對(duì)各種先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備如磁共振成像(MRI)、全身螺旋CT掃描儀、高頻電刀等供電電源存在的諧波問(wèn)題提供解決方案。關(guān)鍵字：先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備諧波保護(hù)裝置1.概述現(xiàn)代化醫(yī)療機(jī)構(gòu)為提高醫(yī)療服務(wù)水平，不斷引入新型、復(fù)雜的各種先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備如磁共振成像(MRI)、全身螺旋CT掃描儀、高頻電刀等等。這些先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備都具有高檔的計(jì)算機(jī)部件和大量的高靈敏微電子器件，對(duì)供電電源的諧波質(zhì)量要求很高。由于高次諧波的存在，操作人員在工作中經(jīng)常遇到這些先進(jìn)的醫(yī)療儀器和設(shè)備出現(xiàn)故障，輕則出現(xiàn)數(shù)據(jù)差錯(cuò)、圖像模糊、信息丟失，工作受到干擾。重則硬件突然損壞，軟件遭到?jīng)_擊，儀器設(shè)備無(wú)法繼續(xù)正常工作。特別是檢測(cè)人體生物電信號(hào)的儀器設(shè)備，如心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)、心電監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷儀等直接接觸人體的儀器設(shè)備，由于信號(hào)非常的微弱，如果受到干擾，就會(huì)在檢測(cè)結(jié)果如波形、圖形、圖像上疊加一種類似于某些病變的畸變(諧波)造成誤診，同時(shí)還會(huì)引起微電擊，嚴(yán)重時(shí)還有生命危險(xiǎn)。因此在使用這些先進(jìn)的醫(yī)療儀器設(shè)備時(shí)，應(yīng)采取諧波保護(hù)措施，確保儀器設(shè)備的安全。諧波保護(hù)裝置能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發(fā)生源，自動(dòng)消除對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。諧波的危害電網(wǎng)諧波(分量)的定義為“對(duì)周期性交流量進(jìn)行付立葉級(jí)數(shù)分解，得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量”。理想的供電應(yīng)是單一恒定頻率與規(guī)定幅值的穩(wěn)定電壓。但隨著各種新型、高效、多功能用電設(shè)備的不斷更新,這些非線性電氣設(shè)備使電網(wǎng)電壓、電流波形實(shí)際上是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波含有會(huì)直接對(duì)人體及儀器設(shè)備產(chǎn)生危害的高次諧波。對(duì)帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備，當(dāng)尖峰干擾幅度達(dá)到2V?50V,時(shí)間持續(xù)數(shù)微秒時(shí)，可引起計(jì)算機(jī)邏輯錯(cuò)誤、信息丟失等。諧波干擾會(huì)使顯像管、X線影像增強(qiáng)管顯示圖像變形失真；加速器射線偏移；計(jì)算機(jī)磁盤、磁卡記錄數(shù)據(jù)破壞；呼吸機(jī)工作失靈；心臟起博器工作失效等?，F(xiàn)代醫(yī)院中含有豐富的現(xiàn)代精密醫(yī)療儀器，諧波污染情況可以說(shuō)是無(wú)處不在。1.手術(shù)室手術(shù)室中有電刀，除顫器、心電圖機(jī)等，諧波污染會(huì)造成心電圖機(jī)輸出數(shù)據(jù)改變和Y計(jì)數(shù)器軟件故障等。ICU（重癥監(jiān)護(hù)病房）ICU病房在給病人提供支持治療時(shí)，必須在病人附近同時(shí)安放和使用許多醫(yī)療設(shè)備，如心電監(jiān)護(hù)儀、多功能呼吸機(jī)、心電圖機(jī)、起搏器等。諧波污染嚴(yán)重而且復(fù)雜，更應(yīng)采取諧波保護(hù)措施。放療科放療科中移動(dòng)式放射劑量測(cè)量系統(tǒng)（如速率計(jì)、校準(zhǔn)室等）若遭受高次諧波干擾，它們內(nèi)嵌的電子元件可能記錄噪聲并改變數(shù)據(jù)輸出。醫(yī)學(xué)成像室Y計(jì)數(shù)儀、移動(dòng)式X射線機(jī)等極易受高次諧波干擾而改變數(shù)據(jù)輸出。醫(yī)院的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)醫(yī)療的特性決定了醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須24小時(shí)全天候無(wú)間隙穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。高次諧波污染往往使得這些智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼，產(chǎn)生誤動(dòng)作；運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無(wú)故重新啟動(dòng)，甚至可以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。醫(yī)院的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)醫(yī)療的特性決定了醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須24小時(shí)全天候無(wú)間隙穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。高次諧波污染往往使得這些智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼，產(chǎn)生誤動(dòng)作；運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無(wú)故重新啟動(dòng)，甚至可以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。電力側(cè)諧波的治理無(wú)法解決醫(yī)療設(shè)備的干擾問(wèn)題電力側(cè)諧波的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于醫(yī)療設(shè)備工作的信號(hào)頻率，醫(yī)院沒(méi)有大量大型的變頻器、電動(dòng)機(jī)、加熱爐等設(shè)備，所以治理電力側(cè)諧波無(wú)法真正解決醫(yī)療設(shè)備的干擾問(wèn)題。有效的諧波治理方案醫(yī)院首要解決的是各種醫(yī)療設(shè)備的正常工作。提供針對(duì)電力側(cè)諧波的諧波保護(hù)器（有源方式），以及用戶側(cè)諧波的諧波保護(hù)（無(wú)源方式）。為用戶提供諧波保護(hù)的良好電力環(huán)境。高次諧波污染的消除高次諧波的干擾對(duì)大型醫(yī)療設(shè)備造成的影響和破壞已有許多實(shí)例報(bào)道，大量的事實(shí)已經(jīng)證明，高次諧波污染正是造成大多數(shù)醫(yī)療儀器設(shè)備損壞及運(yùn)行發(fā)生故障的“殺手”。為保證醫(yī)療儀器設(shè)備的正常運(yùn)行，確保醫(yī)務(wù)人員及病人的人身安全，有必要采取措施從源頭對(duì)諧波污染進(jìn)行治理。諧波保護(hù)器正是從源頭消除諧波污染,為用電設(shè)備提供諧波保護(hù)。諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路,對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾具有抑制和吸收作用；隨時(shí)跟蹤電壓波形，瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、浪涌（雷電）、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形；對(duì)噪聲進(jìn)行消化并把被吸收的噪聲能量部分返回到電網(wǎng)中以矯正電

網(wǎng)波形，使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔，既提高了電網(wǎng)質(zhì)量，又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。六?諧波保護(hù)器在醫(yī)院中的應(yīng)用通過(guò)查閱資料：上海某醫(yī)院門診室的ECG（心電圖）對(duì)電磁輻射特別敏感；當(dāng)電外科器械之類的強(qiáng)電磁輻射源接近門診室時(shí)，ECG的輸出數(shù)據(jù)會(huì)被噪聲污染所改變，甚至有些時(shí)候，有用信號(hào)被徹底覆蓋而無(wú)法識(shí)別；當(dāng)撤走這些電磁輻射源后，則恢復(fù)正常。MPds-I.BOOnrsM2.90msCHIQTrig^dMPdsD￡ii)QsC：H21DDV1M29：imsSAVERECTfek搭式夫于存圖像傭存TEKOflDSBVP猟ERECgin彳泣TO婁干存圖像送修文件夾儲(chǔ)存FEKLIflJQEM^圖1所示為電磁輻射污染情況下，心電圖網(wǎng)電源的時(shí)域波形和FFT圖.從時(shí)域波形上可見(jiàn)許多高頻率的尖峰干擾噪聲波形，從頻譜波形上可見(jiàn)在頻率為35KHz左右有一群能量達(dá)20dBMPds-I.BOOnrsM2.90msCHIQTrig^dMPdsD￡ii)QsC：H21DDV1M29：imsSAVERECTfek搭式夫于存圖像傭存TEKOflDSBVP猟ERECgin彳泣TO婁干存圖像送修文件夾儲(chǔ)存FEKLIflJQEM^圖1.心電圖電源在污染情況下的時(shí)域波形圖2.安裝HPD后心電圖電源的時(shí)域波形七?諧波保護(hù)器的主要功能諧波保護(hù)器解決了設(shè)備遇到的眾多問(wèn)題:1）.自動(dòng)保護(hù)用電設(shè)備由于設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間會(huì)引發(fā)一個(gè)電壓降，當(dāng)噪聲頻率比較高的時(shí)候，很容易造成計(jì)算機(jī)電子設(shè)備、PLC、電機(jī)電器等電腦死機(jī)。諧波保護(hù)器能自動(dòng)消除具有破壞性的高次諧波，高頻噪聲、浪涌、尖峰瞬變等，確保了用電設(shè)備的使用壽命。.凈化電源諧波保護(hù)器具有很強(qiáng)的抑制和消除能力，最高可消除99%的因各種諧波引起的電壓、電流的畸變，防止諧波引發(fā)的計(jì)算機(jī)屏幕頻閃，以及由于開(kāi)關(guān)、短路、負(fù)載變化引起的燈光頻閃。.保護(hù)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備高次諧波頻率可能和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補(bǔ)償(PFC)設(shè)備組合的諧波頻率形成并聯(lián)諧振回路，諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴(yán)重，從而導(dǎo)致設(shè)備過(guò)早出現(xiàn)故障。HPD消除了諧波污染，確保了功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的使用壽命。.防止保護(hù)裝置的誤跳閘八.結(jié)論全面諧波治理方案將為現(xiàn)代化醫(yī)療機(jī)構(gòu)安全高效地使用先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備帶來(lái)保障。有效消除、吸收設(shè)備中產(chǎn)生的高次諧波，清潔電能，減少對(duì)醫(yī)療器械的破壞和誤操作，確保醫(yī)務(wù)人員的正常工作和病人的安全。同時(shí)也提高了設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維修和維護(hù)成本。附：名詞解釋:1.諧波含有率：周期性交流量中含有的第h次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比,用百分?jǐn)?shù)表示。第h次諧波電壓含有率出S：式中U——第h次諧波電壓（方均根值）；hU——基波電壓（方均根值）。1總諧波畸變率：周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比，用百分?jǐn)?shù)表示。電壓總諧波畸變率THD:u諧波電壓含量U：H\h-2諧波電流含量I:h1h=2HPD（HarmonicProtectiveDevice）諧波保護(hù)器是針對(duì)越來(lái)越惡劣的電能質(zhì)量，為用電設(shè)備提供諧波保護(hù)的設(shè)備。HPD諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路，對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾具有抑制和吸收作用；隨時(shí)跟蹤電壓波形,瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、浪涌（雷電）、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形；對(duì)噪聲進(jìn)行消化并把被吸收的噪聲能量部分返回到電網(wǎng)中以矯正電網(wǎng)波形，使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔，既提高了電網(wǎng)質(zhì)量，又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。4?諧波：當(dāng)電網(wǎng)中的電壓或電流波形非理想的正弦波時(shí)，即說(shuō)明其中含有頻率高于50Hz的電壓或電流成分，我們將頻率高于50Hz的電流或電壓成分稱之為諧波。當(dāng)電網(wǎng)中的諧波電流較大，以至于電壓波形也產(chǎn)生畸變時(shí)，我們將其稱之為電網(wǎng)被污染。電網(wǎng)的污染