EMI对起搏器电子设计的潜在危险影响

这篇文章是TechXchange：深入研究EMI、EMC和噪声

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你将学习:

为那些配备了心脏起搏器和心脏除颤器的人提供的医疗建议。
磁场如何引起电磁干扰问题。
可能对心脏起搏器和心脏除颤器造成EMI破坏的设备。

心脏起搏器和植入式心律转复除颤器(icd)的植入正在增加。同时，具有icd的工作年龄人口也在增加。医学专家越来越担心电磁干扰会严重影响这些植入设备，特别是在高强度电磁场水平的工作环境中。

许多影响EMI的因素是难以预见的;然而，磁场强度随距离的减小通常是可以预测的。法拉第定律指出感应电压与感应面积成正比(图1)．

EMI有两个主要变量:

设备与电磁干扰源之间的距离
曝光时间

电场或磁场的强度将随距离的平方而减小。如果起搏器或ICD患者将距离源的距离扩大一倍，他或她将只暴露于原始磁场的四分之一。

心脏起搏器和ICD患者必须了解医疗建议

最新的医学建议是:

在患者接受心脏起搏器或ICD治疗后，需要对EMI进行风险评估，以确定患者是否可以重返工作岗位。
icd和最新的起搏器，具有双极感应配置，配备了足够的低频磁场屏蔽。
在工作环境中，被编程为单极感应的起搏器可能容易受到电磁干扰的影响。

电磁干扰在10- 60赫兹的频率范围内

在10- 60hz频率范围内的电磁干扰信号会对心脏设备产生负面影响，因为它们与心脏信号范围重叠。这是因为人类肌肉电位的振幅和频率与心脏信号重叠的范围相同。

在单极感应系统中，肌电位信号的过度感应是常见的现象。肌电位信号通常达到2- mv至4 mv的幅度范围。带通滤波器只允许选定的频率通过传感电路。p波的典型范围为20 ~ 40hz, r波18 ~ 50hz, t波0 ~ 10hz(图2)．

周围的磁场

由具有永磁体的设备产生的静态磁场(0hz)已被证明会导致起搏器/ icd及其讯问遥测中的电磁干扰。这种暴露会影响起搏器开关，导致其切换到异步起搏模式。

可能产生磁场的常见设备包括计算机硬盘驱动器、便携式媒体驱动器、无线耳机和小型钕磁铁。其他带有磁场的应用是附件矫正设备或者把缺了几颗牙的替换假牙固定在一起。麦克风、扬声器、珠宝和轴承也会产生磁场。

进行了关于钕磁铁的测试，并在所有患者中观察到磁干扰。²造成设备干扰的最大距离为3 cm。在设备制造商和设备类型方面没有发现显著差异。

小型钕铁硼(NdFeB)磁铁被证明会对心脏起搏器和icd造成干扰。患者在日常生活中应注意与钕铁硼磁体相关的干扰风险。衣服上的磁性装饰可以很漂亮，^3.但也可能对心脏起搏器手术造成潜在伤害。

还使用焊接设备进行了测试。¹结果表明，起搏器设置在单极感应模式下，心动过缓(心跳缓慢)患者会受到干扰;起搏器设置在双极感应模式下，心动过缓(心跳缓慢)患者不会受到电磁场暴露的干扰。

可能干扰心脏除颤器和起搏器的其他设备

许多设备和机械可能会干扰心脏除颤器和起搏器。要避免电磁波，或者至少要尽量减少电磁波的接触。应避免使用的设备/系统包括:

在百货商店里找到的防盗系统通常是好的，不会对大多数病人造成明显的症状。但是，最好尽量不要靠近这些设备。
安全金属探测器通常不太可能影响心脏除颤器或起搏器;不过，不要在这些设备附近待太久，也不要倚靠它们。如果病人需要接受手持金属探测器的扫描，他们应该通知安全人员他们有ICD或心脏起搏器。病人可以要求其他形式的检查，比如搜身。
手机天线对icd的风险很低，对心脏起搏器的风险更小。具有最新频率功能的新型手机可能会使心脏除颤器和心脏起搏器不那么可靠。最好将手机与ICD或心脏起搏器保持至少6英寸的距离。此外，用户不应该把手机放在胸前的口袋里。
3w或更低功率的对讲机应与ICD或心脏起搏器保持至少6英寸的距离。
好消息是蓝牙耳机似乎不会干扰icd或起搏器。
注意耳机有磁性材料，可能会干扰icd和起搏器(耳塞是可以的)。把这些东西和心脏除颤器或起搏器保持至少6英寸的距离。不要把这些设备放在你的胸袋里或挂在脖子上或胸前。
3w以下的CB或业余无线电应与icd保持至少6英寸的距离;3- 15w功率的无线电应该最小距离为12英寸，15- 30w或更多功率的无线电应该与icd至少有2英尺的距离。起搏器在这里几乎没有风险。
注意发电设备、弧焊设备和跨接电缆。最好保持至少两英尺的距离。
磁共振成像(MRI)设备有强大的磁体。一般来说，远离这些。按照医生的建议做这种成像，并询问是否有其他形式的成像设备。一定要告诉技术人员你有一个可植入的设备。