随着科学技术的快速发展, 人类空间中呈指数级增长的电磁强度使电磁辐射成为继大气污染、水污染和噪声污染之后的第四大污染(1(。由于医疗环境中使用了大量的采用了高新技术的医用电子设备, 其产生的电磁发射对人类和环境亦产生了不利的影响, 有害的电磁辐射不仅影响了医用电子设备的正常工作, 也污染了人们赖以生存的环境, 直接威胁到医生和患者的健康。笔者随机抽取了在用的部分医用电子设备进行了电磁发射项目的测试, 目的是测量医用电子设备向外发出电磁能的电子是否超出有关标准的规定值。通过测试, 可以了解在用医用电气设备的电磁辐射现状, 探讨降低医用电气设备的电磁辐射应采取的措施, 提高医用电子设备的安全有效性。

1 仪器与方法 1.1 仪器来源

随机抽取了目前普遍使用的、输出功率较小的、在用的功能正常的诊断仪器和治疗仪器:ECG-1B心电图机一台; B型超声诊断仪一台。

1.2 检测标准

按照中华人民共和国医药行业标准《YY0505 -2005/IEC60601-1-2:2001医用电气设备第1~2部分:安全通用要求并列标准:电磁兼容要求和试验》(以下简称YY0505标准)进行电磁发射项目的测试。

1.3 测试仪器和测试场地 1.3.1 电磁发射测试仪器

R70203LG001H接收机, 超宽带天线, 电磁辐射测试是在10m电波暗室中进行测试。

1.3.2 电磁发射测试场地

电磁发射测试是在10m半电波暗室中进行测试。

1.4 电磁发射测试方法

按照YY0505标准附录CCC中的GB4824《工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法》中分类指南的要求, ECG-1B心电图机应为“仅为其内部功能的需要而产生或使用RF能量, 因此属于1组”^[2], 按照GB4824RF发射1组A类设备电磁发射方法测试, B型超声诊断仪是按照GB4824RF发射2组A类设备电磁发射方法测试。测试频率范围都是30MHz~1GHz。测试方法是分别将ECG-1B心电图机和B型超声诊断仪接上电源, 处于待机状态, 然后分别放在可旋转360°的转台上进行旋转, 天线从1~4m高度来回上升下降, 以测试不同高度和角度的电磁辐射强度, 天线位置分别为垂直方向和水平方向, R70203LG001H接收机找寻ECG-1B心电图机和B型超声诊断仪的最大辐射值。

2 结果 2.1 ECG-1B心电图机测试基本情况

ECG-1B心电图机电磁发射测试数据如表 1所示, 图 1和图 2表示的分别是ECG -1B心电图机电磁发射垂直方向测试结果显示图和电磁发射水平方向测试结果显示图。从测试结果可以看出, ECG-1B心电图机的电磁发射天线位置处于垂直时, 测试结果显示多点不合格。

2.2 B型超声诊断仪电磁发射测试基本情况

B型超声诊断仪电磁发射测试数据如表 2所示, 图 3和图 4表示的分别是B型超声诊断仪电磁发射垂直方向测试结果显示图和电磁发射水平方向测试结果显示图。从测试结果可以看出B型超声诊断仪的电磁发射测试结果显示多点不合格。

3 讨论 3.1 磁辐射对医疗环境的危害

电磁辐射一般指频率3~3× 105MHz, 相应波长为1m~1mm的电磁波, 波长范围处在非电离辐射区。对医疗环境的电磁辐射主要来源于高压线、变电站、电讯系统、电视发射台、各类计算机、移动电话、医用电子设备和电子仪器等, 它们在工作时会产生各种不同频率的电磁波。医用电子设备和电子仪器在医疗环境中工作, 不仅可能受到外部电磁的干扰, 它们本身也产生电磁辐射, 对其他医用电子设备和电子仪器形成干扰。医疗机构常常根据患者病情的需要, 将一台以上的医用电子设备和电子仪器结合在一起使用。医用电子设备的电磁辐射超标致使无用的电磁场, 通过辐射和传导的途径, 以场和电流(电压)的形式, 侵入到医用电气设备, 使其性能下降或无法工作:电磁干扰将会使电磁兼容性较差的诊断用仪器, 性能变差, 给医生提供失真的数据、波形及图像等错误医学信息, 使医生不能进行准确的诊断和治疗; 检验分析仪器若受到电磁干扰, 会使检验数据不准确、分析结果出错; 电生理监测仪器受到电磁干扰, 会使心电图输出波形失真; 血液透析机和心脏监护设备突然停止; 报警设备经常出错。

根据医学研究, 人体遭受高频电波的近距离直射会使人体磁场产生紊乱, 改变人脑神经及血流方向, 造成心跳加快、体温上升、神经衰弱、头痛乏力等症状, 还会导致人体免疫力降低^[3]。研究显示, 极低频电磁场可使细胞异常增殖, 具有基因毒性, 可导致DNA单链或双链断裂^{[4, 5]}。研究还表明, 儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群^[6]。

3.2 医用电子设备对电磁辐射的防护措施

国际上, 电磁辐射对医疗单位的电磁环境的危害已引起特别关注:1994年, 美国温切斯特市分析和工程中心对医疗设备在各种不同环境可能遇到的电磁场场强作了调查研究, 结果显示医用电子设备处在各种不同的电磁场中, 受到电磁场场强的辐射; 加拿大规定调频广播、电视、移动通讯等各种辐射源在内的总场强不能超过3V/m。

目前, 从国家层次而言, 我国还没有一部有关电磁辐射污染防治方面的单项法律法规。全国就电磁辐射污染防治做出专门性规定的仅有国家环保总局于1997年3月25日颁布的《电磁辐射环境保护管理办法》, 但该办法难以起到全面进行电磁辐射防治的作用^[7]。对于医用电子设备, 虽然2005年已经颁布了YY0505标准, 但是在行业中还没有强制执行, 医用电子设备电磁兼容性的研究处在刚起步阶段, 大多数人对医用电子设备的电磁辐射超标对医疗环境的危害缺乏认识。

从以上测试结果表明, 在用医用电子设备的电磁发射超出标准, 对医疗环境会造成一定的电磁污染。为了能使在用医用电子设备在现有的医疗环境中能减少电磁干扰的潜在危险, 可以采取一些简单的措施, 检查并控制已知的干扰源, 对于敏感的医用电气设备, 如心电图机、脑电图机、高频手术器等设备要尽可能远离放射科、电疗科、牙科等具有具大功率电气设备的地方。

此外, 可以采取一些技术措施:合理接地是抑制电磁干扰的一个重要方法, 对易受干扰的医用电气设备要有专用接地线; 良好的电磁屏蔽是抑制电磁干扰的有效手段, 在电源箱采用RC吸收回路的措施就是较好的方法; 保持供电系统的稳定性, 可采用交流稳压器, 隔离变压器、低通滤波器、过压过流保护等措施; 提高电源的抗干扰能力, 减少电源高次谐波的干扰。

医用电子设备的电磁辐射是减少医疗环境电磁辐射的一个重要组成部分, 建议医院有关管理部门对新近要购买的医用电子设备, 必须要求生产企业提供电磁兼容性的测试报告, 严把电磁辐射的质量关。