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2025年心肺复苏机行业趋势分析:多电源模块设计在心肺复苏机中的应用越来越普遍
 心肺复苏机 2025-06-26 15:01:17

  中国报告大厅网讯,在2025年,心肺复苏机行业展现出显著的发展趋势,其中电磁兼容性愈发受到关注。心肺复苏机作为急救场景中至关重要的生命支持设备,其可靠性直接关系到患者的生存几率。随着医疗设备向集成化与智能化迈进,多电源模块设计在心肺复苏机中的应用越来越普遍,但由此引发的电磁兼容性问题也日益突出。复杂的电磁环境可能致使设备性能异常,甚至危及患者安全。

2025年心肺复苏机行业趋势分析:多电源模块设计在心肺复苏机中的应用越来越普遍

  一、心肺复苏机结构与电源系统剖析

  《2025-2030年全球及中国心肺复苏机行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,在医用电气设备的范畴内,多数心肺复苏机被归类为生命支持设备。以某特定型号的心肺复苏机为例,其主要由主机与呼吸模块两部分构成,内部结构相对简洁。主机模块的关键元器件包含电机、开关电源、气缸以及滤波器组;呼吸模块的关键元器件则有开关电源与电磁阀。主机通过蓝牙或者 USB 对呼吸模块的充气量和吹气频率进行控制。

  该心肺复苏机具备四种供电模式:模式 1 为双网电源供电,即主机与呼吸模块均外接 AC 220V/50Hz 电源;模式 2 为主机采用网电源,呼吸模块使用内部锂电池;模式 3 为主机使用锂电池,呼吸模块连接网电源;模式 4 为双内部电源供电。多电源设计虽然提升了设备的使用灵活性,但不同供电模式下,电源线缆之间的耦合效应可能会加剧电磁干扰(EMI),因此,针对性地设计测试方案显得尤为必要。

  二、心肺复苏机电磁抗扰度试验探讨

  对于电磁抗扰度试验而言,骚扰源会通过空间或者导体将电磁骚扰传递给受试设备。线缆作为常见的电磁骚扰传播载体,在进行电磁抗扰度试验时,需要充分考虑线缆的排线布局,以及多个线缆之间相互耦合、相互影响等因素,以免导致实验结果出现偏差。

  依据相关标准,在进行抗扰度试验期间,医用电气设备或系统每一项与基本安全或基本性能相关的功能,都应以对患者产生最不利后果的方式来进行测试。在开展传导骚扰抗扰度、电快速瞬变脉冲群、浪涌抗扰度、在电源供电输入线上的电压暂降、短时中断和电压变化等试验时,通过电源线将心肺复苏机连接到实验发生器上进行测试。应尽可能让设备充分运行,鉴于多电源模块的特性,在网电源供电并充电状态下,要考虑传导路径的隔离。因为设备充电工作模式属于较为复杂且严苛的工作状态,所以分模块独立测试主机与呼吸模块,能够有效避免线缆耦合干扰,确保设备在复杂情况下的稳定性,进而验证其在连接网电源时的抗干扰能力。

  在进行辐射抗扰度试验、静电放电试验、工频磁场抗扰度试验时,不仅要在心肺复苏机行业的主机模块和呼吸模块处于充电且工作的模式下进行测试,还需在其使用内部电源工作模式下进行测试,以此来验证锂电池供电时设备的抗干扰能力。

  三、心肺复苏机电磁发射试验探讨

  (一)传导发射测试

  传导发射测试,也被称作传导骚扰测试,主要用于测试电气设备在正常工作时,自身电压、电流通过线缆传输出去的电磁发射量,几乎所有带有电源线的产品都会涉及此项测试。骚扰电流在导线上的传输方式主要有共模干扰和差模干扰两种,其中共模干扰通常发生在线缆与参考地之间,而差模干扰则多发生在线缆与线缆之间。

  在针对该心肺复苏机的试验中,传导骚扰通过设备产生的电磁干扰能量,从主机充电线缆和呼吸模块充电线缆进行传输,进而对环境中的其他敏感设备造成干扰。其骚扰源的传播路径主要为主机充电线缆和呼吸模块充电线缆。当设备通过充电线缆进行传导骚扰时,若线缆中流过大电流,两根线缆之间便会产生相互耦合。当主机模块和呼吸模块同时测量的传导发射量超出标准限值时,很难判定究竟是主机模块还是呼吸模块的发射量超标。通过分模块独立测试,则能够精准定位超标源,有效避免因交叉耦合导致的误判。所以,为提高测试效率和结果的准确性,在对该设备进行传导骚扰试验时,需要依次对主机和呼吸模块分开独立测试。

  (二)不同供电模式下的辐射发射测试结果

  辐射发射测试主要是检验医用电气设备及其部件在正常使用过程中,对外产生的电磁发射量是否符合相关标准规定的限值要求。骚扰源的耦合路径包括空间或者导体(线缆)。在实际环境中,该心肺复苏机的电缆既是高效的电磁波接收天线和辐射天线,也是电磁干扰传播的良好通道。当导线中有电流流过时,导线中和导线周围都会产生磁场,电缆端口处存在共模电压,进而产生辐射电磁波。当线缆相互接近或者交叉时,产生的电磁场会相互作用,这无疑增加了电磁兼容环境的复杂性。

  在对该心肺复苏机进行辐射发射测试时,除电源连接模式不同外,其他参数设置均保持一致。分别对主机和呼吸模块同时连接网电源、主机连接网电源及呼吸模块使用内部电源、主机使用内部电源及呼吸模块连接网电源、主机和呼吸模块同时使用内部电源这四种不同供电模式进行辐射发射测试,结果显示均符合相关标准规定的限值要求,但在不同的频段,发射量存在差异。

  在30 - 60MHz 频率段范围内,当主机和呼吸模块同时连接网电源时,较多频率点辐射发射量超过 40dB (μV/m);在 100 - 200MHz 频率段范围内,较多频率段辐射发射量超过 45dB (μV/m),接近标准规定的限值 50dB (μV/m)。而当主机和呼吸模块同时使用内部电源时,在 30 - 60MHz 频率段,辐射发射量远低于 40dB (μV/m);在 100 - 200MHz 频率段,辐射发射量也远低于 45dB (μV/m),与其他几种供电模式相比,此测试模式下的辐射发射量最低。

  对比四种不同供电模式下的测试结果可以发现,主机和呼吸模块任一模块采用外部网电源供电时,其辐射发射的测试结果图走势大致相同,尤其是在 200MHz - 1GHz 频率段之间的辐射发射量基本相同,而在 30 - 200MHz 频率段之间的辐射发射量存在微小差异。相对而言,当主机和呼吸模块均采用外部电源供电时,设备的辐射发射量最大。对于这种内部电路结构简单、外部线缆单一的多电源模式医用电气设备,由于电源线之间存在相互耦合现象,且线缆之间的相互耦合影响并非特别显著,因此,可以优先考虑同时使用网电源和同时使用内部电源这两种典型工作模式,如此既能覆盖最严苛与最稳定工况,又能提升测试效率及实验结果的准确性。

  四、多电源模块心肺复苏机电磁兼容测试思考

  目前,针对不同电源模块的心肺复苏机设备,电磁兼容检验检测标准并未对测试方法作出具体规定。检测人员在进行测试时,应当充分考虑不同电源模式下电磁骚扰的风险。分模块独立测试能够有效识别传导发射超标源;双网电源模式下辐射发射风险最高,需要加强屏蔽设计;典型供电模式组合测试法可节省 40% 的测试时间,适用于相同设备。作为医疗器械产品质量的把关者,检测人员必须严格按照标准要求进行测试,并依据自身对标准的理解以及对产品的把控,制定合理、高效的检验方法。在提高检验效率的同时,切实把好产品质量关。

  五、总结

  随着医疗器械产品的快速更新换代,人们对医疗器械质量的要求也越来越高。自新版《医疗器械监督管理条例》在2021年实施以来,医疗器械行业不断发展壮大,正处于产业升级与变革的关键时期。电磁兼容性作为医用电气设备的重要性能指标,检测人员在检测过程中必须严格把控。特别是随着第三方医疗器械检测市场的开放,第三方检测机构作为独立于制造商和监管机构之外的主体,在提高检测效率、服务市场的同时,也肩负着保障医疗器械质量、确保人民用械安全的重要使命。通过对多电源模块心肺复苏机电磁兼容测试方法的优化研究,不仅能够提升检测效率与成本效益,还能为同类医疗器械的电磁兼容性风险评估及标准化测试提供有力的理论依据,对推动整个医疗器械行业的健康发展具有重要意义。

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