方舱医院系统中的电磁兼容设计

方舱医院系统中的电磁兼容设计

Design of Electromagnetic Compatibility in the Shelter Hospital System

黄鹏，刘志国，祁建城

(军事医学科学院卫生装备研究所，天津，300161)

摘要:目的：对方舱医院系统进行了一系列的电磁兼容设计，用于对抗未来复杂电磁环境下的电磁干扰问题。方法：采取系统布局分开放置干扰源与敏感设备，设置屏蔽空间隔离不同设备，利用良好接地保护敏感设备，使用滤波技术去除骚扰信号等措施，为方舱医院系统的电磁兼容提出了设计思想和解决方法。结果：通过电磁兼容仿真和试验检测，该方舱医院系统基本消除了由电磁干扰所引起各分系统或设备的故障及不容许的响应，达到了系统的电磁兼容。结论：该方舱医院系统的电磁兼容设计方案，可满足野战条件下应急医疗救治机构电磁安全防护的需要。

关键词：方舱医院, 电磁兼容, 电磁干扰, 系统布局, 屏蔽

Abstract:Objective: On the shelter hospital system conducted a series of electromagnetic compatibility (EMC) design, used against the electromagnetic interference (EMI) under complicated electromagnetic environment problem in the future. Methods: For the shelter hospital system of EMC design ideas and solutions methods are put forward, such as take the system layout placed separate sources of interference and sensitive equipment, set up the shield spatial segregation of different devices, apply a good grounding to protect sensitive equipment, use filtering techniques to remove the disturbance signal and other measures. Results: Through the EMC simulation and experimental testing, the impermissible response and faults of each system or equipment caused by the electromagnetism interference are eliminated，to achieve the EMC of the system. Conclusion: The application of shelter hospital system EMC design, can satisfy the electromagnetic field under the condition of emergency medical treatment institution security needs.

Key words:shelter hospital, EMC, EMI, system layout, shield

1 引言

未来信息化战争，将是一场争夺电磁空间的战争，能否取得制电磁权将成为战争胜负的关键。由于电子信息设备的使用不断加大，战场空间中的电磁信号非常密集，使得战场电磁

环境极其复杂。随着敌我双方电磁武器的激烈对抗，特别是非常规武器——电磁炸弹的使用，使得战场电磁环境更加恶劣，对电子设备的破坏力巨大，对卫勤装备的防护能力提出严峻挑战[1]。方舱医院系统根据第二代卫生装备体系，着眼于未来信息化条件下大规模联合作战和非战争军事行动卫勤保障需要，它集医疗、救护、通信、保障于一体，由医疗方舱、通道方舱和保障方舱（含病房帐篷）等组成，主要用于野战条件下开设战役支援医疗救治机构，对伤病员实施分类后送、紧急救命手术、早期外科处置、早期专科治疗、危重急救护理、X 线诊断、临床检验等，完成手术、急救、卫生器材灭菌、战救药材供应、卫勤作业指挥、远程会诊等，具有机动灵活、功能齐全、保障有力、防护性强等特点[2]。

方舱的主要功能就是防护舱内的各种设备，但由于方舱内部空间有限,集成的电子设备通过缝隙向外界辐射能量,使得局部电磁信号交叠复杂,容易产生电磁干扰耦合[3]。一旦产生电磁干扰，会使电磁兼容性较差的医疗设备性能降低，从而使得到的诊断信息失真，使医生不能做出正确的诊断，直接影响患者的人身安全。如监护仪器出故障,输出波形失真;高频电刀氩气流量自动控制系统失灵，设备不能正常工作;呼吸机、心电监护仪等设备突然停止等等。美国和日本均发生过因无线电辐射干扰使得医疗设备停止工作的医疗事故；广州的一名病人，因安装的心脏起搏器受到手机辐射干扰,险些失去生命[4]。由此可见,研究方舱医院系统的电磁兼容问题，提高医疗设备电磁兼容性,降低电磁干扰的风险，对于构建安全高效的信息化方舱医院具有重要的现实意义。

方舱医院系统中的电磁兼容设计:

在方舱医院系统中,造成系统设备干扰主要有以下两个方面。一方面是方舱外部的电磁干扰。通常有两种传播方式：一是传导传播，通过电源线、通信接收天线和方舱间的信息传输互连电缆传入到舱内；二是辐射传播，通过舱体及舱体上的各种孔缝传到方舱内部[6]。另一方面是方舱内部的电磁干扰。由于舱内电磁环境复杂，不同类型的设备通过地线或信号线产生电磁耦合，从而干扰设备的正常运行。电磁兼容设计就是要从系统布局、屏蔽、地线、滤波等方面着手，减少或消除电磁干扰。

系统布局设计:

电子设备向外界辐射的能量只有在一定的范围内才能被接收到，避开这一范围，可以使得敏感设备避免或减小干扰和被干扰[7]。因此，在电磁兼容设计时要根据整个系统的总要求，结合方舱内各个区域的功能特点，确定系统中电子设备的位置格局，使相对敏感的设备,其位置尽可能远离骚扰源。

医疗方舱和保障方舱上所使用的电气设备，首先要优先选用按设备和分系统电磁兼容要求进行设计，并通过电磁兼容性试验，取得证明合格试验报告的设备。

其次，依据电磁兼容性问题对设备性能可能造成的后果、危害程度以及对遂行任务的影响程度进行分类，通常分为三类。第一类：使系统不能完成任务，以致危及安全的设备。第二类：使系统性能降低，以致影响任务完成的设备。第三类：仅造成噪声增加，使人有不适感，或增加医疗人员操作负担，或其性能下降，但不影响系统效能的设备。