网站首页
产品目录
销售网络
供求信息
组织架构
技术论坛
人力资源
公司新闻
联系我们
技术论坛 
 

Patient Monitor and its Application

  • Patient monitor usually is a highly intelligent device,which includes mainframe, display, keyboard, recorderand varies sensors & cables.
  • It integrates functions of measuring, recording and alarming together, which are very important and helpful for patient status analysis.
  • It can measure and record patient’s vital signs of ECG, blood pressure, respiration, temperature, and SpO2 in real time, continuously and non-invasively.
  • It can be widely used in many clinical sites such asoperating room, emergency department, ICU/CCU, etc..
 
 
 

About Pluse Oximeter

 

1. The importance of Oxygen to the human body

  • Oxygen was inspired and get into blood via gases exchange in lung
  • emoglobins ( Hb) were oxygenated and brought the oxygen to the organs cells
  • Hb + O2 = HbO2 (Oxygenation)
  • Arterial blood contains more HbO2 and Venous blood contains less HbO2

2. What is SpO2?

A blood-oxygen saturation reading indicates the percentage of hemoglobin molecules in the arterial blood which are saturated with oxygen. Readings vary from 0 to 100%. Normal readings in a healthy adult, however, range from 94% to 100%.

Blood oxygen saturation = HbO2/(HbO2+Hb)
SaO2--- Arterial blood oxygen saturation
SvO2--- Venous blood oxygen saturation
SpO2--- Pulse oxygen saturation, equals to SaO2
When arterial oxyhemoglobin saturation is measured by an arterial blood gas it is referred to as SaO2. When arterial oxyhemoglobin saturation is measured non-invasively by pulse oximeter, it is referred to as SpO2

 
 
 

History of Pulse Oximeter

  • Oximetry measurements can be traced to the early 1930’s when German investigators used pectrophotometers to research light transmission through human skin. In 1934, one investigator reported measuring oxygen saturation in blood flowing through closed vessels in animals
  • In 1964, a San Francisco surgeon developed a self-calibrating, 8- wavelength oximeter that was marketed by Hewlett Packard in the 1970’s.
  • This system was used in clinical environments but was very large, weighing approximately 35 lbs., and had a bulky, clumsy earpiece.
  • The unit was also very expensive (approximately $10,000.00). However, it did allow for continuous noninvasive monitoring of arterial oxygenation
  • In the early 1970’s, Takuo Aoyagi (Japanese), found that light transmitted through the ear exhibited pulsatile variations. He recognized that it might be able to use the pulsating changes in the light transmission through the ear to measure arterial oxygen saturation.
  • He then went on to develop a pulse oximeter and applied for a Japanese patent.
  • At the same time, another Japanese researcher with Minolta was working on the same concept and applied for a patent a month later. This patent was denied in Japan but approved in the U.S.
  • In the late 1970’s, the Biox Corporation in Colorado made significant advances in pulse oximetry, 2-wavelength measurements. They first introduced the use of Light Emitting Diodes (LED’s) for the red and infrared light sources.
  • Ohmeda Corporation purchased Biox, and in the 1980’s, along with Nellcor, and Novametrix, ontinued to make significant advances in size reduction, cost, and development of multiple site probes
  • Today there are many manufacturers of pulse oximeters. All offer a variety of different oximeter boxes with SpO2 and pulse rate readings, waveform displays, alarms, etc.
  • While the boxes and the displays may differ, they use a similar method of measuring oxyhemoglobin saturation by two wavelengths of light in the red and infrared range.
  • While the two-wavelength method is used to start the SpO2 measurement process, the way the signals are processed after that point, play a major role on how accurate the readings will be, especially through motion and low perfusion.
  • During the late 1990’s and into the next decade, ‘new generation’ pulse oximeters have been introduced that have elevated the accuracy of pulse oximeter readings significantly.
 
 
 

现代监护仪的工作原理和使用特点

   医用监护仪是各类医用电子仪器中应用极为普遍的一种,它通常被配置于医院的CCUICU病房和手术室、抢救室及其它一些需要长时间的监测病人生理参数的场合。它既可单独使用,也可与其它监护仪及中央监护仪一起联网构成监护系统。
  早期的监护仪由于技术的限制,只能对模拟心电信号进行显示、报警和记录,功能比较单一,实用性较差。然而,近二十年来随着电子技术和计算机技术的发展,监护仪无论在功能上还是操作方式上都发生了巨大的变化。现代监护仪不仅实现了同时监测多种生理参数,而且实现了信号采集、分析、处理和控制的智能化。它使医生能更全面、及时、准确的掌握患者病情的变化情况,为制定治疗方案和进行应急处理提供重要依据。
现代医用监护仪可用以下框图来概括,主要由四个部分组成:信号采集,模拟处理、数字处理、信息输出。这四部分的功能可以简要描述如下:

1
.信号采集:通过电极和传感器拾取人体生理参数信号,并将光、压力等其它信号转化为电信号。

2
.模拟处理:通过模拟电路对采集的信号进行阻抗匹配、过滤、放大等处理。

3
.数字处理:这一部分是现代监护仪的的核心部分,主要由模数转换器、微处理机、存储器等组成。其中由模数转换器把人体生理参数的模拟信号转化为数字信号,由存储器存储操作程序、设置信息和临时数据(如波形、文字、趋势等),微处理机则接收来自控制面板的控制信息,执行程序,对数字信号进行运算、分析和存储,并控制输出,同时协调、检测整机各个部分的工作。

4
.信息输出:显示波形、文字、图形,启动报警和打印记录。

与早期监护仪相比,现代监护仪的监测功能已从心电监护扩展到血压、呼吸、脉搏、体温、血氧饱和度、心输出向量、pH值等多种生理参数的测量。信息输出的内容也从单一的波形显示转变为波形、数据、字符、图形相结合;既可实时、连续监测,又能冻结、记忆、回放;即可显示单次测量的数据和波形,又能进行特定时间段的趋势统计;尤其是随着计算机应用水平的提高,软、硬件的配合使用,建立在一定的数理模型基础上,现代监护仪对疾病的自动分析和诊断功能也在大大增强。

   此外,现代监护仪的报警系统的智能化程度也在进一步提高。在原有的根据所设定的报警界限进行声音、视觉报警的功能的基础上,它还具有自动指示报警项目、启动记录的功能。而且,由于记忆功能的存在,报警启动的心电波形记录不仅包括了报警后的心电波形,也包括了报警前一时刻的心电波形,使产生报警的原因更完整地记录下来,从而具有了更高的参考价值。

   所有这些变化,都使现代监护仪在临床医疗工作中的实用性大大提高了。

伴随着工作原理上的日趋完善,高科技含量的增加以及制造工艺水平的提高也给现代监护仪的使用带来了新特点,对监护仪使用人员也提出了更高的要求。

   首先是程序化的操作模式。由于现代监护仪采用了微机数字处理技术,几乎所有的工作均由屏幕上的光标指示配合控制面板上的按键启动相应的程序来执行。随机型的不同,不同机器的操作方式也略有差别,有的是使用面板上独立的按键来分别启动固定的工作、显示窗口和调整设置;也有的机型采用了软、硬键的配合使用的方式,即每一个按键会根据监测对象的不同而具有不同的功能。还有的机型采用了飞梭单键的调控方式,即包括显示内容选择、参数设置在内的所有工作均由一个旋转式的按键来完成。程序化的操作方式虽然简便但并不简单,使用人员必须在认真阅读和理解随机所附的操作手册之后才能真正掌握。

   其次是理论含量增加。正是由于现代监护仪扩展了对人体生理参数的监测范围,它的输出信息也随之增加了。因为每一种生理参数的输出信息都包含了波形、字符、数字、图形等不同的表达形式,而每种表达形式又转达着特定的含义,所以要达到预期的监测目的,使用者必须十分熟悉这些信息所代表的理论含义,
才能输入正确的设置,并准确的理解输出的结果。
   最后要谈的是交互性增强。所谓交互性就是指人机对话的功能,也就是机器在人的干预下执行一系列的工作,并产生相应的反馈。现代监护仪中由使用者进行一些功能、参数的设定便是这种交互性的体现。它包括了显示方式选择、报警界限调整、趋势间期设定、病人档案建立、以及其它一些分析诊断项目的设置等内容,给予使用者以极大的灵活性,使之可以根据患者的实际情况来调整仪器的工作状态,以便起到最有效的医疗辅助作用。交互性也是所有现代化医疗仪器共有的特征之一。

   由以上对现代监护仪的工作原理和使用特点的简略介绍可以看出,现代高科技成果的应用是监护仪提高实用化、智能化程度的基础。现代监护仪的使用不仅可以提高护理工作的效率,更重要的是,它为更全面、更准确的掌握患者病情,提高医疗服务质量.

 

高频电刀原理

      利用电能加到人体组织上,使组织内的水分蒸发,以致组织分离或者凝固,这是利用电能代替传统刀切的基本构想。但因为人体的神经系统及肌肉传动系统都是以电能来推动的,在使用电的时候便会干扰到人体,轻则肌肉收缩,重则影响维生系统正常运作,甚至有致命的危险。其实人体神经系统及肌肉传动系统对电的反应速度有限,只要高于每秒100000周期(100kHz)就不会有影响,所以电刀主机可使用高频交流电,考虑到安全系数高频电刀主机建议输出频率在300kHz2000kHz之间,这样的输出电流便不会影响人体的神经系统,而恰当控制高频电流的输出便能达到电切及电凝的效果。
    高频电刀手术分为单极和双极,电能量本身是通过电子的移动产生电流而成,它必定要产生回路;双极是把主机输出的两个极放到同一个仪器上,产生回路;而单极是把主机输出的两个极放到不同的地方(如下图示),电流从医生的手柄电极进入病人身体,通过人体后在敷肌板回收成完成整回路。至于切割点的控制,是由回路中的电流密度而定,敷肌板部分属于回收电流,不应对身体产生作用,故可采用大面积导电体来降低电流密度,以达到安全范围,手柄电极是工作点,用金属导体制成小接触面积电极,把电流密度提高到可应用范围。


     至于高频电刀的功能主要分为电切及电凝两种,亦有同时存在两种不同程度特性的混合型。电切是以持续高能量加到细胞中,使细胞中的水份子在短时间内大量汽化,将细胞爆破,宏观便达到电切效果(如下左图),令组织分离。电凝是以间断低能量加到细胞中,使细胞中的水份升温蒸发出细胞,细胞因失去水份而收缩成痂,宏观来说,细胞及细胞间的收缩会把被切断的血管亦收缩止血,达到电凝效果。

TPU注塑成型工艺


TPU模塑成型工艺有多种方法:包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等,其中以注塑最为常用。注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件,分成预塑、注射和机出三个阶段的不连续过程。注射击机分柱塞式和螺杆式两种,推荐使用螺杆式注射机,因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。

1、  注射机的设计

注射机料筒衬以铜铝合金,螺杆镀铬防止磨损。螺杆长径比L/D=16~20为好,至少15;压缩比2.5/1~3.0/1。给料段长度0.5L,压缩段0.3L,计量段0.2L。应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方,防止反流并保持最大压力。

加工TPU宜用自流喷嘴,出口为倒锥形,喷嘴口径4mm以上,小于主流道套环入口0.68mm,喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。

从经济角度考虑,注射量应为额定量的40%~80%。螺杆转速20~50r/min。

2、  模具设计

模具设计就注意以下几点:

(1)模塑TPU制件的收缩率

收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。通常收缩率范围为0.005~0.020cm/cm。例如,100×10×2mm的长方形试片,在长度方向浇口,流动方向上收缩,硬度75A比60D大2~3倍。TPU硬度、制作厚度对收缩率的影响见图1。可见TPU硬度在78A~90A之间时,制件收缩率随厚度增加而下降;硬度在95A~74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。


(2)流道和冷料穴


主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道,直径应向内扩大,呈2o以上的角度,以便于流道赘物脱模。分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道,在塑模上的排列应呈对称和等距分布。流道可为圆形、半圆形、长方形,直径以6~9mm为宜。流道表面必须像模腔一样抛光,以减少流动阻力,并提供较快的充模速度。

冷料穴是设在主流道末端的一个空穴,用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口堵塞。冷料混入型腔,制品容易产生内应力。冷料穴直径8~10mm,深度约6mm。

(3)浇口和排气口

浇口是接通主流道或分流道与型腔的通道。其截面积通常小于流道,是流道系统中最小的部分,长度宜短。浇口形状为矩形或圆形,尺寸随制品厚度增中,制品厚度4mm以下,直径1mm;厚度4~8mm,直径1.4mm;厚度8mm以上,直径为2.0~2.7mm。浇口位置一般选在制品最厚的而又不影响外观和使用的地方,与模具壁成直角,以防止缩孔,避免旋纹。

排气品是在模具中开设的一种槽形出气口,用以防止进入模具的熔料卷入气体,将型腔的气体排出模具。否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满,甚至因空气受压缩产生高温而将制品烧伤,制件产生内应力等。排气口可设在型腔内熔料流动的尽头或在塑模分型面上,为0.15mm深、6mm宽的浇槽。

必须注意模具温度尽量控制均匀,以免制件翘曲和扭变。

8)注射缺陷原因及处理

缺陷           产生原因          解决办法
气泡           背压低            增加背压
               材料潮湿          彻底干燥
               螺杆转速太高      降低螺杆转速
               材料过热          降低料筒温度
               注射速度过快      降低注射速度

缺陷              产生原因          解决办法
毛边              材料过热          降低料筒温度
                  注射压力太高      降低注射压力
                  模具紧固压力低    提高紧固压力

国际医疗器械认证体系对中国相关产品进出口贸易的影响

       随着世界公众健康意识的不断增强,人口老龄化等发展趋势,推进了全球对高品质医疗产品的需求。电子成像和诊断仪器,如超频率音响扫描仪,X光机,医学磁共振成像设备(MRI),病人监控器,心电图机(ECG)和血压计及外科治疗仪器包括电动外科激光器械和TENS等也是医院和其它医疗组织所需求的医疗设备。

大多数政府都已针对本国使用的医疗器械制订了相应的法规,以保护民众的安全。医疗器械要进入北美,欧洲或亚洲不同国家的市场,法规要求各不相同。

以下这些医疗器械标准已被许多国家广泛采用,包括:
 

安全 IEC 60601-1 标准,适用普通医疗和牙科设备

  IEC 61010 标准,适用体外诊断医疗器械或清洁器和消毒设备

     电磁兼容性 IEC 60601-1-2 电磁要求;放射性 (EMI)和免疫性(EMS)

     生物兼容性 ISO 10993-1, 生物学评估 

     风险分析 ISO 14971, 风险管理应用 

     软件确认 IEC 60601-1-4,可编程的器械

    质量系统 ISO 13485, QSR, ISO 9001

在医疗企业领域欧盟的CE认证是最为重要的行业认证体系,我们在对全球医药器械准入状况做全面分析后,在后面章节里将专门介绍有关欧盟CE认证的方方面面的知识和程序及重点商品的认证过程和注意事项。

  一、全球医疗器械管理规定的分析比较

(一)  北美

  美国:食品和药物管理局(FDA)是监督和管理获准向消费者进行销售的食物,药物,化妆品和医疗器械的法定机构。器械及放射线健康中心(CDRH),作为FDA的一个分支,专管医疗器械。其对医疗器械按不同等级进行不同程度的监管 (医疗器械分为I级,II级或III级,I级作为低风险范畴,而III级属高风险范畴):

I级  只需一般管理。适用于所有医疗器械,并管理器械列名和设立登记,质量系统注册[QSR,前名为医疗器械报告(MDR)], 优良的生产实践(GMP) 和由外国制造商指定的美国代理机构或官方联络处。

II级 特殊管理;必须获得 [510(k)] 或称上市通告

III级 特殊管理;必须获得上市许可 [PMA] 

在加拿大方面,加拿大医疗器械认证认可机构(CMDCAS)要求医疗器械厂商提前获得经CMDCAS认可的第三方机构,如UL的质量体系审查,证明其质量系统符合CMDCAS的ISO13485/ISO13488标准 。对CMDCAS认证的了解对于完成FDA 的质量系统注册(QSR)非常有帮助,因为如上所述的QSR是以ISO 9001和 ISO 13485标准为基础的。

大多数属于I级或II级的医疗器械,需要获得510(k)或称上市通告,只有低风险的I级器械,可以豁免510(k)。

FDA 要求准备上市的医疗器械必须具有和已被肯定的器械(指已获准在市场销售的器械)等同的安全性和效力。因此制造商需提供报告说明其产品与市场上同类产品的详细比较情况。

制造商有责任获取和验证已被肯定的器械的相关信息,比如目录,使用说明书和510(k)其它要求的资料信息。

通常,有三种情况需要申请510(k):
传统审核,适用于推介新器械,申请时需递交适用的性能报告。
特殊审核,适用于依照设计控制程序作了较小修改的器械。
简化审核,由制造商提交,制造商必须确保并声明其产品符合现有FDA认可的标准。

FDA 510(k) 审查

从2002年10月1日起,审查需直接向FDA缴纳用户费。经过FDA的初次审查,申请人将收到FDA出示的产品缺陷报告或声明,这个过程通常需时90天。经过改正和/或其它资料的补充后,FDA随后还将再进行为期90天的复审。

要缩短510(k)审查的周期,并减少工作量,第三方510(k)审查是完成审核的另一选择。如您选择诸如UL这样的第三方评审机构,那么整个审查可在四周内完成.

********美国UL/ FDA 的认证要求

(1)什么是NRTL ? 

  NRTL 是 “National Recognized Testing Laboratory” 的缩写, 意思是 “(美国)国家认可测试实验室”。 由美国职业安全与健康管理委员会(Occupational Safety and Health Administration 简称OSHA)统一审核。 凡是符合NRTL 认可程序的实验室都具有产品认证资格。

 (2)UL 简介

  UL 是美国安全检定实验室公司(Underwriteries Laboratories Inc)的缩写。成立于1894年, 他是一家非以营利为目的的产品安全测试认证机构。 全球有 50多间实验室, 约有6000员工。 每年有成千上万的产品通过UL认证 并使用UL标志, 目前UL共有近800多套标准, 其中75%被美国国家标准化组织(ANSI: American National Standard Institute)采用。

UL安全认证分三种:认可,列名,分级,三种方式标志不一样

UL列名服务,是UL安全认证中最广为人知的服务。产品上的UL列名标志,代表生产商让UL按美国认可的安全标准测试了样品, 在合理及可预見的情况下,样品不会引起火灾,漏电及有关危险。

认可元件服务是测试零部件或非成品,这些元件将会用在UL列名产品中。UL的认可元件服务涵盖数以百万计塑胶,电线及线路板,以至各种不同成品,或甚至较大型的元件如摩托车或电源。

UL 分级产品是根据不同性质、指定的危险范围、或特定的情况来测试。一般来说,分级产品多数是建筑材料或工业仪器。

分级产品包括工业或商业用产品,测试时都有指定性质,包括易燃性,危险情况性能或政府要 求的特別規格 。 详细资料可参考 http://www.ul.com/ 

(3)FDA(DHHS)简介

 FDA 是Food and Drug Administration (美国食品与药物管理局)的缩写。该机构下属很多部门分别管辖不同产品。 其中有个部门叫CDRH (Center of Device and Radiological Health)(产品辐射安全中心)专门控制含辐射类产品进口美国及美国市场上的销售。 这类产品包括医疗仪器设备和大众消费类产品等。 其中, 大众消费类电子产品包括:
1.激光类(例如 CD/VCD/DVD影碟机,激光笔, 激光水平尺等等);
2.X-射线类(例如 电视机,电脑显示器等含有 CRT阴极显像管的产品);
3.微波类(例如 微波炉 等);

根据美国联邦条例Cod of Federal Regulation(简称CFR) Title 21, Chapter I, Subchapter J – Radiological Health 规定,凡是含辐射的电子产品进入美国市场都必须向FDA 提交报告&审核,并发放市场准入号码(accession number). 这些产品出口到美国在填写海关申报表(Form 2877)时, 需要填写该Accession Number. 否则不可以入关。

详细资料可参考http://www.fda.gov

加拿大:CSA 认证

CSA是加拿大标准协会(Canadian Standards Association)的缩写。她在北美市场也是较大的测试认证机构之一,同时也是美国NRTL(国家认可测试实验室),与UL之间有互认协议,推出c-CSA-us 标志,获得该认证的产品可以进入美国市场。  

 (二)欧洲

所有进入欧盟市场的产品,企业必须具有表示自我符合声明的CE标志,以说明产品符合欧盟制定的相关指令。医疗器械需要满足的指令有《有源植入性医疗器械指令》(AIMDD, 90/385/EEC)、《医疗器械指令》(MDD,93/42/EEC)和体外诊断器械指令(IVDD, 98/79/EC)。

医疗器械指令(MDD)

MDD指令适用于大多数进入欧盟销售的医疗设备。它根据不同的要求共分为6个等级,供认证机构评估。
 
 设计阶段
 生产阶段
 
I级
 自我符合声明
 自我符合声明
 
I级 (测量功能)
 自我符合声明
 申报机构
 
I级 (灭菌)
 自我符合声明
 申报机构
 
IIa级
 自我符合声明
 申报机构
 
IIb级
 申报机构
 申报机构
 
III级
 申报机构
 申报机构
 
认证机构的统一评估包括根据指令规定的基本要求评审技术文件、根据标准EN 46001 或 EN/ISO 13485评审质量体系。

由于美国、加拿大和欧洲普遍以ISO 9001, EN 46001或 ISO 13485作为质量保证体系的要求,故建议质量保证体系的建立均以这些标准为基础。

体外诊断医疗器械指令(IVDD)

IVDD的要求与MDD相似,可按以下分类申请:(如图)
 
 设计阶段
 生产阶段
 
基本指令
 自我符合声明
 自我符合声明
 
自我测试指令
 申报机构
 自我符合声明
 
‘A’列指令
 申报机构
 申报机构
 
‘B’列指令
 申报机构
 申报机构
 
   北欧四国: Nordic认证

  北欧四国包括:挪威,丹麦, 芬兰, 瑞典。 这四个国家的测试与认证机构分别为 Nemko (挪威), Demko(丹麦), Fimeko(芬兰), Semko(瑞典). 四个认证机构有个互认协议。出口北欧的产品只要由这四个认证结构之一受理测试&审核后,即可申请四份证书。 目前,Demko被美国最大的测试认证机构UL所购买; Semko被ITS 购买。但业务认可继续进行。

 (三)亚洲

亚洲的医疗设备市场是发展潜力最大的市场之一,随着生活质量和保健意识的提高,亚洲的消费者比以前更愿意在保健产品上消费。

医疗设备在日本、中国和韩国拥有最大的消费市场。仅日本,2001年医疗设备的销售额高达230亿美元。

日本

日本的保健体系和美国的完全不同。日本政府制定了严格的产品认证流程,新进入日本市场的外国医疗设备产品都必须严格遵守。为了进入日本市场,医疗产品厂商必须首先获得两种由日本厚生省(MHLW)颁发的文件——营业执照和上市许可证。

外国厂商必须委托一个在日本已取得营业执照的代理商。国外企业和日本国内的代理商同时负责适用于其产品的进口程序和文件、GMP标准和售后监督的认证工作。

在日本,产品根据不同风险程度(由低到高)分为3类。UL根据日本国内标准如JIS T1001 和 JIS T1002为客户提供“类型测试(Type Testing)”服务。

日本的PSE ? 

根据日本电气法规最新规定,自2001年4月1日起,凡A类产品共112种产品属于强制认证产品,日本进口商进口该类电器产品时,必须向日本经济贸易工业部(Minister of Economy, Trade and Industry) 即日本经济贸易工业部提交测试报告和证书,测试报告和证书必须是由METI认可过的实验室出具的; B 类产品有340种属于非强制认证产品, 可以由申请商自行测试或由第三方实验室测试并出具报告,类似于欧洲的CE. 

中国
中国的国家药品监督管理局(SDA)相当于FDA的角色,负责进口医疗器械的注册和监督工作。除此之外,中国政府的其它代理机构有权调整对某些医疗器械管理的相关规定。国家药监局管理出入关时的检验检疫工作,如为医用X光机、透析器、血液净化装置、心电图机、植入式心脏起搏器和超声仪器签发安全许可证。

随着WTO的加入,中国开始对进口及国内产品实行强制性认证。为符合标准化的要求,相应的医疗器械规章制度也面临着重大的变化。这些变化中包括了对产品的分类、产品安全要求的评估方法、认证标志和认证费用的全面标准化。从2003年8月1日起(原定于2003年5月1日),中国国家认证认可监督委员会将对一些高风险医疗设备实行强制性认证,即CCC认证,正式取代原来的中国电子设备安全认证合格证书,即CCEE认证和中国进口商品安全质量许可证,即CCIB认证。在中国,制造商可直接申请CCC认证或由授权代理机构办理。

医疗器械是我国医药保健品中第二大进出口商品。据统计,2004年医疗器械进出口总额为60.60亿美元,与2003年相比增长28.31%。其中进口额为32.83亿美元,同比增长22.98%;出口额为27.77亿美元,同比增长35.25%。由国外进口的医疗器械产品主要流向高端市场。

但最近传出消息称,国内医疗器械市场将面临新的变数。近日,在北京举行的国际医疗仪器设备展览会上,中国医学装备协会秘书长白知鹏透露,近期,我国对于医疗机构购买医疗器械方面将出台相应的政策进行限制和管理。

据白知鹏介绍,中国医学装备协会在2004年对国内144家医疗机构进行了调查。调查结果显示,目前国内医疗机构对医疗器械的利用率极低。其中,在大多数医疗机构中,医疗器械的使用率仅达到50%,还有很多医疗机构对医疗器械的使用率甚至不足40%。

根据这一调研结果,由中国医学装备协会制定的全国综合医院、传染病医院和农村、乡镇卫生院配备医疗装备基本标准已经制定完成。据悉,目前这一标准已经递交有关部门进行审议。据白知鹏介绍,该管理标准将在近期举行第三次论证活动,相信很快将被有关部门采纳,并正式对外颁布。

业内人士指出,如果这一政策得以颁布,国内医疗器械市场上的销售额将会在一定时期内受到限制而有所降低,从规范医院设备合理配置的角度看,高端产品的需求量将迅速减少。但是,规范医院对大型医疗器械采购标准,对于医疗市场的长远发展会起到很大的推动作用。随着市场规范程度的提高,市场需求将会在一定时期内逐渐恢复到原有水平。

韩国

凡在韩国销售的医疗器械,根据其《药品管理法》,必须获得韩国食品药品管理局(KFDA)颁发的境内产品生产和销售许可证。韩国食品药品管理局直接受政府保健福利部(MOHW)管理。目前,国外制造商获得销售许可的唯一途径是通过韩国境内的进口商来申请。许可证具体可分为以下几级:

 I 级– 上市通告

 II 级– 上市许可证(包括型号测试)

 III 类– 上市许可证(包括型号测试和安全性能评估)

 II类和III类医疗器械进口商须向KFDA提交相关产品技术资料,相当于向FDA申请上市通告和/或上市许可证时所需提供的资料。对于一些III类产品,要求进行安全和性能测试,有时还需要临床跟踪。法律规定,生产许可申请必须在从资料提交日起55天内完成复审。近来,韩国接受了第三方审核的概念,现在经KFDA认可的实体可以完成II类产品生产许可的复审工作,但一些放射性仪器除外。

III类产品必须由KFDA认可并具有试验能力的试验室进行“类型测试”,这一规定与日本申请上市许可证时的“类型测试”相类似。测试必须完成对产品安全、电磁兼容性(EMC)和性能的测定。所有这些测定工作必须在“类型测试”阶段完成。并且在产品的技术资料中应当有按照国际标准的测试方法和产品规格的详细说明。国外制造商可用国际电工委员会(IEC)的CB测试报告或符合优良实验实践(GLP)的实验室出具的测试报告。

新的医疗器械使用法已于2003年5月间颁布,取代原先的《药品管理法》,对医疗器械的相关管理作了规定。新法非常接近FDA管理制度。主要包括IDE(器械测试免除,Investigation Device Exemption)和国外制造商直接认可等法律规定。

UL的端对端解决方案

UL的全球化服务理念将满足您产品对世界级医疗安全的需求。

UL属于FDA认可的第三方复审机构。可以对绝大部分中低风险的I类和II类器械进行510(k)审查。UL完成510(k)审查和可执行文件的审核,并据此向FDA申请批准。

UL 英国分公司 (UL International (UK) Ltd.)是经医疗器械指令(MDD)完全授信机构,有权评定所有现有的医疗器械和非消毒性的组件。

韩国的EK 认证 

      以前韩国政府监管的型式认证系统已经被新的安全认证系统代替, 新的认证工作由几个民营企业来承担, 他们是KTL, KETI, ESAK. 新修订的电器安全法规ACT 6019于1999年9月7日颁布. 新修订的电器安全法规在加强生产和电器使用的安全控制方面作了改良, 也使安全标准更国际化, 以便将来能多国互认. 新的电器安全法规于2000年7月1日正式实施. 

新加坡PSB认证 
 
  新加坡标准生产力与改革委员会(简称Spring Singapore)是被新加坡贸易与工业部制定的产品安全署, 主管消费者保护(产品安全要求)登记方案(简称CPS方案)。

2002年4月1日起, 消费者保护法规第1991号,由消费者保护条规第2002号代替。 新条规要求, 产品安全的符合性应该基于第三方认证机构的测试评估。 目前有45大类产品属于控制类强制认证产品

 (四)澳洲

     澳洲的RCM认证 

      澳洲和新西兰是两个人口较稀少的国家,目前人口只有2300万人口, 但消费能力非常强。

被人们普遍认识的SAA (Standards Association of Australia) 其实是一个标准研究所,主管标准的制定和修订。 他的标志也并不是澳洲产品认证标志。

正确的标志分为产品安全 和 EMC (C-tick )标志。

  澳洲的产品安全 检测由国家认可的实验室 --- NATA (National Association of Testing Authorities) 实验室, 或CB会员实验室测试, 将测试报告提交各州的认证受理机构申请证书。 目前,有资格受理认证申请的机构有7家(包括新西兰):1)Department of Fair Trading, New South Wales (NSW)

2) Department of Mines and Energy, Queensland

3) The Office of the Chief Electrical Inspector, Victoria

4) Office of Energy Policy, South Australia

5) Office of Energy, Western Australia

6) Office of Electricity, Standards and Safety, Tasmania

7) Ministry of Commerce, New Zealand


   经过以上其中之一认证受理机构颁发证书后, 打上认证公司缩写代码和登记证号 即为”安全标示”,例如 “N12345”, 表示由NSW 颁发的证书, 登记号为“12345”电子电器产品进入澳洲,除安全标示外,还应该有EMC标志 即c-tick 标志。目的是保护无线电通讯频段的资源,它规定的实施制度有点类似于欧洲的EMC指令. 因此,可以由生产商/进口商进行自我声明。但是,在申请 C-tick 标志之前,必须要按相关CISPR标准进行测试。并要由澳洲进口商背书&提交报告。 澳洲 ACA(Australian Commication Authority ) 统一受理,发放登记号码。

二、       欧盟医疗器械CE认证介绍

(一)  欧盟对广泛产品要求CE认证的介绍
“CE”标志是一种安全认证标志,被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售,无须符合每个成员国的要求,从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。 在欧盟市场“CE”标志属强制性认证标志,不论是欧盟内部企业生产的产品,还是其他国家生产的产品,要想在欧盟市场上自由流通,就必须加贴“CE”标志,以表明产品符合欧盟《技术协调与标准化新方法》指令的基本要求。这是欧盟法律对产品提出的一种强制性要求。 CE两字,是从法语“Communate Europpene”缩写而成,是欧洲共同体的意思。欧洲共同体后来演变成了欧洲联盟(简称欧盟)。 近年来,在欧洲经济区(欧洲联盟、欧洲自由贸易协会成员国,瑞士除外)市场上销售的商品中,CE标志的使用越来越多,CE标志加贴的商品表示其符合安全、卫生、环保和消费者保护等一系列欧洲指令所要表达的要求。 在过去,欧共体国家对进口和销售的产品要求各异,根据一国标准制造的商品到别国极可能不能上市,作为消除贸易壁垒之努力的一部分,CE应运而生。因此,CE代表欧洲统一(CONFORMITE EUROPEENNE)。事实上,CE还是欧共体许多国家语种中的"欧共体"这一词组的缩写,原来用英语词组EUROPEAN COMMUNITY缩写为EC,后因欧共体在法文是COMMUNATE EUROPEIA,意大利文为COMUNITA EUROPEA,葡萄牙文为COMUNIDADE EUROPEIA,西班牙文为COMUNIDADE EUROPE等,故改EC为CE。当然,也不妨把CE视为CONFORMITY WITH EUROPEAN (DEMAND)(符合欧洲(要求))。 CE标志的意义在于:用CE缩略词为符号表示加贴CE标志的产品符合有关欧洲指令规定的主要要求(Essential Requirements),并用以证实该产品已通过了相应的合格评定程序和/或制造商的合格声明,真正成为产品被允许进入欧共体市场销售的通行证。有关指令要求加贴CE标志的工业产品,没有CE标志的,不得上市销售,已加贴CE标志进入市场的产品,发现不符合安全要求的,要责令从市场收回,持续违反指令有关CE标志规定的,将被限制或禁止进入欧盟市场或被迫退出市场。

(二)欧盟对涉及医疗器械类产品要求CE认证的介绍

欧盟对要求进行CE认证的产品范围很广,但涉及医疗器械的主要有4类:

(1)人身保护设备CE认证
(2)有源植入式医疗设备CE认证
 (3)体外诊断医疗设备CE认证
(4)体外医疗设备CE认证

 (三)关于CE认证的具体要求
******产品加贴CE标志意义何在 ?
CE标志的意义在于:表示加贴CE标志的产品 已通过相应的合格评定程序和/或制造商的合格声明,符合欧盟有关指令规定,并以此作为该产品被允许进入欧共体市场销售通行证。 

******如何使用CE标志 ?
当按下列方式对产品进行测试,并判断产品是否符合相关统一标准的: A. 第三方实验室; B. 自家实验室; C. 工程评估。同时制作DOC (Declaration of Conformity),即可使用CE标志。“CE” 标志最小尺寸: 5mm

“CE” 标志一般加贴在产品上,如果位置太小,可显示在包装及说明书中
 ******如何宣告产品符合CE ? 
 73/23/EEC LVD低电压指令和89/336/EEC EMC电磁兼容指令要求分别作安全和电磁兼容方面的测试和报告才能宣告符合CE. (LVD+EMC=CE)

LVD低电压指令73/23/EEC

-在1973年,欧洲共同体制定&通过了低电压指令(Council Directive 73/23/EEC, Low Voltage Directive) 简称LVD; 又于1993年加上附件(Amendment)93/68/EEC, 并将施行日期延长至1995年1月1日。指令规定所有电器产品在额定范围内列入受控制,必须遵守该指令之条款,该指令在1997年1月1日正式强制施行。

- 额定电压在50V – 1000 Vac 或 75 – 1500Vdc 的电气产品都应符合LVD低电压指令。

 EMC电磁兼容指令89/336/EEC

在1989年五月三日,欧洲共同体制定&通过了电磁兼容指令(Council Directive 89/336/EEC, Electromagnetic Compactity Directive) 简称EMC指令; 又于1991, 1992, 1993年多次修订。修订版作为附属指令91/263/EEC, 92/31/EEC, 93/68/EEC。该指令规定,所有进入欧洲市场的电子电器产品都必须符合相关电磁兼容方面的要求,按相关EN标准进行测试并保留报告。

(四)一般咨询认证公司办理       CE认证流程图

(五)介绍具体商品“ 伽玛刀”的CE认证过程

 产品要顺利通过CE认证,需要做好三方面的工作。其一,收集与认证产品有关的欧盟技术法规和欧盟(EN)标准,通过消化、吸收、纳入企业产品标准。其二,企业严格按照以上产品标准组织生产,也就是把上述技术法规和EN标准的要求,贯彻到企业产品的设计开发和生产制造的全过程。第三,企业必须按照ISO9000+ISO13485标准建和维护质量体系,并取得ISO9000+ISO13485认证。

伽玛刀CE认证应遵循的欧盟技术法规和EN标准

对于目前欧盟已发布的18类工业产品指令,从这些指令的结构看,它们可分为垂直指令和水平指令。垂直指令是以具体产品为对象,如医疗器械指令;水平指令适用于各种产品系列,如电磁兼容性指令,它适用于全部电器及电子零部件产品。

对于伽玛刀,适用的指令有第十四项、第一项和第五项,即:93/42/EEC医疗器械指令、73/23/EEC低电压(LVD)指令和89/336/EEC电磁兼容性(EMC)指令。支持这些指令的欧盟标准是:(1)EN60601-1医用电气设备第一部分:安全通用要求;(2)EN60601-1-1医用电气设备第一部分:安全通用要求及第一号修正;(3)EN60601-2-11医用电气设备第二部分:γ射束治疗设备安全专用要求;(4)EN60601-1-2医用电气设备第一部分:安全通用要求1.2节并行标准电磁兼容性——要求和测试。其中第(1)、(2)、(3)项标准是伽玛刀低电压(LVD)测试的依据:第(4)项标准是伽玛刀电磁兼容性(EMC)测试的依据。

伽玛刀CE认证程序、内容

欧盟把医疗器械产品分为四类,即:第Ⅰ类、第Ⅱa类、第Ⅱb类、第Ⅲ类。第Ⅰ类产品要加贴CE标志,可采取自行宣告的方式。即厂商编制产品的技术文件档案,同时自行按有关EN标准对产品进行测试或委托有能力的试验室进行测试合格。第Ⅱa类、第Ⅱb类、第Ⅲ类产品要加贴CE标志,则必须由欧盟指定的验证机构验证。欧盟还规定,这几类产品获得CE认证的先决条件是制造厂需能过ISO9000+ISO13485质量体系认证,取得ISO9000+ISO13485质量体系认证证书,且证书的颁发单位应为欧盟认可的认证机构。ISO9000+ISO13485质量体系认证和CE认证可同时进行,但CE证书必须待ISO9000+ISO13485质量体系认证通过后,方可予以颁发。

按照欧盟对产品的分类伽玛刀属于第Ⅱb类,其CE认证程序和内容如下:
1)企业向认证机构提出认证申请,并填写认证询价单交认证机构;
2)认证机构向申请认证企业提出报价单,企业签字确认即完成合约;
3)企业向认证机构提交ISO9000+ISO13485质量体系文件即质量手册和程序文件,供认证机构进行体系文件审核;质量体系审核前,企业应有至少三个月的质量体系运行记录,并完成1-2次内部质量体系审核。

4)认证机构发出认证产品测试通知单给认证机构认可的试验室,试验室将对申请认证的产品进行低电压(LVD)测试和电磁兼容性(EMC)测试。测试中若出现不合格,由企业改下后重新测试,直到测试合格为止。测试结束,试验室出具试验报告。

5)企业编写申请认证产品的技术文件档案(简称TCF文件)。上述试验报告也作为TCF文件内容之一。TCF文件是申请CE认证的制造商向CE认证机构提交的一份重要文件,它是认证机构审核发证的重要依据。编制TCF文件必须全部使用英文。TCF文件包括七个方面的内容:①简介:②产品的规格叙述;③设计之主要档案内容;④风险分析及评估;⑤测试报告及临床诊断资料;⑥文件设计的管制;⑦产品申请的声明宣言。

6)认证机构对企业的ISO9000+ISO13485质量体系和TCF文件进行初审。初审后认证机构将指出质量体系和TCF文件中存在的问题,企业应据此完善质量体系和TCF文件。

7)认证机构对企业的ISO9000+ISO13485质量体系和TCF文件进行正式审核。

8)正式审核通过后,认证机构将与企业签订框架协议,明确取得CE证书后各方应遵循原则和产品使用CE标志的范围,以及用投诉的处理办法。然后颁发ISO9000+ISO13485质量体系认证证书和CE标志证书。

一般来说,从企业申请认证到认证机构颁发证书大约需要半年到一年的时间。

脉搏血氧饱和度监测的进展及其正确性评价
1  发展简史和应用现状
1.1  发展简史  Takuo Aoyagj利用光吸收曲线法测定心输出量的过程 中,产生了研制脉搏血氧饱和度仪的想法[1],他采用Wood法,先在耳垂加压使其 缺血,并测其传导光线,然后去除耳垂加压以恢复其血流,再测其传导光线。此时,第一个 耳垂值是入射光强度,第二个值是透过光强度,计算两者的比值就是血液的光密度。研制中 利用动脉搏动振幅又可测得氧饱和度,并据此得出两个观点:①通过搏动可显示动脉血颜色 ,从而不致受静脉血的影响,探测头可以放在任何部位;②无需对组织加压使局部缺血,而 是通过简单地转换探头位置达到测定的目的。所选用的波长是受干扰最小的630nm和900nm。 1974年世界上第一台脉搏血氧饱和度(SpO2)仪OLV5100问世。1982年,Nellcor研制 出一种性能更好的脉搏血氧饱和度仪N-100,并形成了一种标准模式,系利用发光两极管作 为光源、硅管作为光传感器、微型计算机进行信息处理,从而使脉搏血氧饱和度仪进入了新 时代。
1.2  应用现状  脉搏血氧饱和度仪在 、手术以及PACU和ICU大量临 床应用资料表明,及时评价血氧饱和度和/或亚饱和度状态,了解机体氧合功能,尽早 发现低氧血症,足以提高 和重危病人的安全性;尽早探知SpO2下降可有效预防或减少 围术期和急症期的意外 。由此促使SpO2仪在临床上得到广泛应用。据统计,单独应用 SpO2仪可减少40%的 意外,如果与CO2监测仪并用则可减少91%的 意外[2 ]。此外,可发现某些临床化验和治疗也难以预料的危险。因此,SpO2作为一种无创、 反应快速、可靠的连续监测指标,已得到公认,目前已推广到小儿病人的呼吸循环功能监测, 特别对新生儿、早产儿的高氧血或低氧血症的辨认尤其敏感。新生儿抗氧化能力弱,常可出 现慢性肺疾病,早产儿更易致视网膜病;在自主呼吸受到抑制时,容易导致呼吸停止[13]。因此,连续监测SpO2不仅可及时发现低氧血症,正确评价新生儿的气道处理与复 苏效果,更可以设置SpO2高限报警以提供高氧血症预报,从而可为NICU新生儿的监护和治 疗提供重要信息[16]。鉴于小儿的解剖和生理与成人有别,特点是血容量、潮气量 和其他生理参数的安全范围都相对窄小[9],在NICU中利用SpO2就可以正确评价 小儿病人的氧合情况,可指导呼吸机的使用与撤离,提供可靠的依据[19]。在其他 领域中,SpO2监测也能发挥重要作用,例如评估桡动脉与尺动脉、或足背动脉与颈后动脉 的侧支循环血流,可减少手或足血循环障碍并发症,也可评价断肢再植的血供状况。将SpO 2安置在犬直肠表面以测定直肠表面氧合状况,可判断肠吻合后的肠功能状况。在康复病 房中应用SpO2仪可观察患者运动后的氧合状态。SpO2用于急诊室监测患者呼吸暂停、紫 绀和缺氧的严重程度,可决定进一步的抢救措施。Baker等利用SpO2仪和放射性同位素法 同时测定先心病患者的左向右分流状况,结果证实在心室分流水平上两者的相关性好(r=0.8 6),而心房水平上两者的分流相关性较差(r=0.64)。
2  监测原理及其应用局限性
2.1  基本原理
2.1.1  SpO2是根据血红蛋白(Hb)具有光吸收的特性设计而成。SpO 2仪包括光电感应器、微处理机和显示部分三个主要部件。其基本原理是:①HbO2与Hb 对两个波长的光吸收特性不一样;②两个波长的光吸收作用都必须有脉搏波部分参与。根据 Beer定律,溶质浓度与通过溶质的光传导强度有关,如果将一个已知的溶质程序设计,置入 已知容积透明容器的纯溶液里,通过测定已知波长的入射光强度和透过光强度,就可计算出 溶质浓度:A = log(lin/lout) = ECD。[注:lin=入射光强度;lout=透过光强度;光 密度A是消光系数E、浓度C和传导路程D的产物]。当传导路程(△D)和lout(△l)发生变化 时,光密度的变化如下:△A =log[lout/(lout-△l)]= EC△D[10]。由于存 在散射,E值可能出现变化。在散射物质中,光线在传导过程中可能有较多的丢失,这取决 于光学结构中的很多因素,由此使公式A变得很复杂。相反,公式△A的入射光强度和透过光 强度由于同时消散,由此可给SpO2读数提供高精确度的条件,这也是SpO2读数高精确性 的原理[21]。
2.1.2  HbO2与Hb的分子可吸收不同波长的光线:HbO2吸收可见光 ,波长为660nm,而Hb吸收红外线,波长为940nm。根据分光光度计比色原理,一定量的光线 传到分光光度计探头,光源和探头之间随着动脉搏动性组织而吸收不同的光量(无搏动的皮 肤和骨骼则无吸收光量的作用)。搏动性组织吸收的光量转变为电信号,传入血氧饱和度仪 ,通过模拟计算机以及数字微处理机,将光强度数据转换为搏动性的SpO2百分比值。
2.1.3  SpO2仪在光传导的途径上,除动脉血血红蛋白可吸收光外, 其它组织(如皮肤、软组织、静脉血和毛细血管血液)也可吸收光。当入射光经过手指或耳 垂时,光可被搏动性血液及其它组织同时吸收,但是两者的光强度是不同的:搏动性动脉血 吸收的光强度(AC)随着动脉压力波的变化而改变,而其它组织吸收的光强度(DC)不随搏动 和时间而改变,且保持相对稳定。动脉床搏动性膨胀,使光传导路程增大,因而光吸收作用 增强,形成AC。利用光电感应器可测知穿过手指或耳廓的透过光强度,在搏动时测得的光强 度较小,与每两次搏动之间测得的光强度比较,其减少的数值就是搏动性动脉血所吸收的光 强度。据此,就可计算出在两个波长中的光吸收比率(R)。R=(AC 660/DC 660)/(AC 940/DC  940)。R与SpO2呈负相关,在标准曲线上可得出相应的SpO2值。当R为1时,SpO2值大 约为85%。标准曲线是根据正常志愿者的数据建立,并储存于微处理机内。各种计算步骤通 过微机处理后,显示在屏幕上。
2.2  SpO2仪在使用上的局限性  鉴于工程技术上和生理学方面尚存 在某些不足,因此SpO2仪在实际使用上尚存在某些局限性[8]。
2.2.1  血红蛋白异常  该仪器只适用于测定HbO2和Hb。如果血液中 出现某些病理情况,例如MetHb和COHb浓度异常增高时,SpO2的读数就会出现错误。HbO 2只在波长660nm时被吸收,在波长940nm时不被吸收,但可以吸收增高的COHb。这样R值就增 大,从而可出现SpO2降低的假象。动物实验表明,COHb与SpO2的关系是:SpO2=(HbO 2+0.9 COHb)/总Hb×100%。又如在波长660nm时,吸收MetHb与吸收Hb几乎相等,但在波 长940nm时同样可吸收MetHb。随着MetHb浓度增高,而SpO2无改变时,由于MetHb在两个波 长中都被吸收,因此R值趋于固定为1,即使MetHb处于高水平,患者的SpO2仍应>85%, 如果SpO2<85%应视为错误的假象。
2.2.2  静脉内染料  在搏动性血液中的任何物质(例如亚甲蓝几靛胭脂 静脉注射)都可被660nm和940nm光吸收,因此可影响SpO2的正确性。例如动物静脉注射亚 甲蓝实验显示,SpO2呈快速显著下降,而实际的SaO2并没有减少。又如静脉注射吲哚花 青绿可使SpO2出现假性下降,但幅度较小;静脉注射靛蓝二磺钠则对SpO2似乎毫无影响 。
2.2.3  外周脉搏减弱  危重病人的血流动力学波动较大,在低灌注和 末梢血管阻力大时,SpO2信号将消失或精确度降低。由于脉搏幅度减小,SpO2仪对外光 源(如室内荧光灯)呈敏感状态,由此可影响SpO2值。
2.2.4  活动性伪差  病人活动时对信号的吸收会发生很大的波动,是 最难以消除的伪差因素,尤其在恢复室或ICU使用时,几乎可使SpO2失去应有的价值。
2.2.5  静脉搏动  SpO2监测仪是以动脉血流搏动的光吸收率为依据 ,但静脉血流的光吸收也有搏动成分,由此可影响SpO2值,在静脉充血时SpO2读数往往 偏低。
2.2.6  半影效应  如果传感器没有正确放在手指或耳垂上,传 感器的光束通过组织就会擦边而过,由此可产生"半影效应",信号减少,噪音比加大,Sp O2值低于正常。因此当SpO2传感器光源偏离正确位置时,对低氧血症病人实际SpO2值 的评估可能偏高或偏低,由此可产生误导。
2.2.7  氧离曲线  氧离曲线指出,SaO2与PaO2在一定范围内呈线 型相关,当PaO2>13.3kPa(100mmHg)时,氧离曲线呈平坦;全身 及机械通气时FiO2 常>0.3,如果病人的肺功能正常,PaO2可达23.94kPa(180mmHg),此时SpO2测定为100% ;即使PaO2降至13.3kPa(100mmHg),SpO2值仍不会改变。当FiO2=1.0时,PaO2即 使下降39.9~66.5kPa(300~500mmHg),SpO2仍为100%。因此,在高氧分压下,SpO 2不 能准确反映PaO2,因系与氧离曲线特性所决定。另一方面,病情改变使氧离曲线左移或右 移时,也可影响SaO2与PaO2的相关性。
3  新技术的进展
3.1  多种波长反射性脉搏血氧饱和度仪[11]
3.1.1  现用的光反射性脉搏血氧饱和度仪的主要原理是通过传感器局 限性地从体表低密度血管分布区域记录相对较弱的光体积描记图(PPGs)。如果设计一种能在 身体不同部位探测到足够强的反射光体积描记图,并利用特殊的运算处理较弱的和经常受干 扰的PPGs,这样光反射性脉搏血氧饱和度仪的本质可得到完全改变。现用的光传感器是由一 个单独的光探测器,以及检测经皮肤的反射光和一对红光和红外线的发光双极体(LEDs)组成 。此类传感器依赖于探头接触的解剖组织结构的位置,如果传感器的位置与组织之间发生变 异,就会导致很大的误差。为捕捉到大部分的反向散射波,光探测器必须能探测到从中心区 域发射的光,据此就设计出一种新型的光反射传感器,包括三个LEDs和两个连续光探测环, 对称性、等距离地排列在LEDs的中心位置。这种新配置与现用的传统光探测器相比,能更全 面地探测到光体积描记图。多个光探测器的结构虽然复杂些,但可加强搜集远离光探测仪区 域的额外反向散射波的能力。
3.1.2  脉搏氧饱和度的读数与传感器的正确使用有直接关系。身体不 同部位的组织血容量变化与皮肤表面的血管数量和分布有关。另外,传感器与皮肤接触会影 响皮肤表面的血液分布和光散射的效果。多波长的新型传感器具有独特的几何学结构,改进 辨别光射的能力,排除人为移动或高敏性所致的相对较弱的光体积描记图,由此可提高氧饱 和度读数的精确性,也是将来用于临床监测新生儿和胎儿SpO2的重要仪器。
3.2  Masimo信号萃取技术
3.2.1  Masimo信号萃取技术与传统方法不同。今已认识到:压力相对 较低的静脉血对病人活动时所产生干扰影响相当敏感。以手指为例,血管床内的静脉血在病 人活动时很容易发生变化,而形成生理信息所在频带内的明显噪声。另外,静脉血是一种很 强的光吸收剂,因此,当病人活动时,静脉血对总光强度可产生明显噪声源影响。如果能测 定噪声基准,就可以采用自调谐噪声消除器来处理相应于静脉血噪声源的影响。
3.2.2  在生理信号中可检测到红光强度Ird与红外线强度Iir,分别由 有用信号部分(Srd,Sir)及无用信号部分(Nrd,Nir)组成。在氧饱和度仪中通常理解为:这 两个有用信号部分(Srd,S1r)彼此间成正比,其比值即为动脉光强度比ra。因此,从红光 产生的生理信号中,减去红外线产生的生理信号与动脉光强度之比的乘积,其结果就包含仅 有噪声部分的基准信号,即为噪声基准信号N'。氧饱和度选通转换(DST)技术,能够将相应 于动脉氧饱和度的光强度比(ra)与相应于静脉氧饱和度估计值的光强度比(rv)区分开来 ,随后计算出这两个光强度比(ra和rv)。由光强度比的每一个选定值,计算出相应的基 准信号,再由自调谐噪声消除器进行处理。
3.2.3  Masimo萃取技术的过程可归纳为:①对相应于氧饱和度1%到1 00%的每一个光强度比进行扫描;②通过每一个光强度比计算基准信号;③对每一个基准信 号测定自调谐噪声消除器的输出功率;④在DST图上确定相应于动脉氧饱和度的"峰"(最大 SpO2值)。Masimo SET氧饱和度仪利用Masimo萃取技术,不需要先提取或决定生理信息中 离散的动脉氧饱和度数据,就可以计算出动脉氧饱和度值,并与心率的计算无关。它的另一 个优点是:数据尚未清晰时就可以启动。因此,即使在开机前病人已有活动,仍然能够监 测出动脉氧饱和度和心率。
3.3  CO氧饱和度的检测进展[23]
3.3.1  CO氧饱和度是指氧饱和度仪测得的COHb(碳氧血红蛋白)和MetHb (正铁血红蛋白)值。其设置包括光源、含有试管的溶血设备、光纤维和分光计,使光集中在 试管上的透镜。其光源只需照射很短的时间,在试管前面还设置了热吸收层以尽可能减少热 量吸收,这样可避免样本加热。试管还有一个窄的0.1mm缺口。溶血器通过超声波(频率为30 kHz)可分离细胞后的血浆混合液,这样可削减光散射而得到较高的准确性。为了去除样本中 的气泡,可给予1个大气压加压。光射经过试管以后,经由光纤维传导至分光计,直接通向 一个凹型电极并通向由128个排列成的电极管组。
3.3.2  血球蛋白是可吸收光的有色蛋白质。各血球蛋白通过不同方式 吸收光线,用Beer定律可得知其明确的浓度,即单个化合物所测得的吸光率与该化合物浓度 和经由样本的光线波长成正比。每个化合物的数学表达式是:
Ayλ=εyλCy/
Ayλ=化合物y在波长为λ时的吸光率
εyλ=化合物y在波长为λ时的消光系数(一个化合物特有的恒定值)
Cy=化合物y的浓度
/=光线的波长
吸光率是叠加的,所以y种化合物和n条波长的总的表达式可写为:
Aλntotal=ΣεyλnCy/
根据多波长的检测原理,增多的波长提供了一个连续的光谱,使氧饱和度仪测定COHb和MetH b成为可能,并且可更精确地测定氧饱和度值。另外可以去除干扰物质如含硫血红蛋白和胎 儿血红蛋白,使测定血胆红素值成为可能。这样就可提供更高性能的脉搏血氧饱和度(SpO 2)仪,提供更有价值的监测依据。
4  安全性和正确性评价
4.1  安全标准评价  美国材料实验协会(ASTM)最早发展并制定统一的 脉搏血氧饱和度仪的检测标准,正确公平地评估其安全性能。其中有四个主要问题可说明现 今由复杂软件操纵的脉搏血氧饱和度仪在安全标准评价中的复杂性[4]。
4.1.1  病人模拟装置评估脉搏血氧饱和度仪的性能  病人模拟装置用 于评价医疗设备的性能是一种非常理想的方法。为了有效评估脉搏血氧饱和度仪的性能,病 人模拟装置必须能够代替以自愿者验血为根据的校准研究。此研究技术是取动脉血样通过去 饱和状态,来测定真实的血氧饱和度值。它必须再现血-组织-皮肤与电子探头之间的相互 影响。临床上模拟光子轨道做了从红光和红外线放射器到达光探测器的途径研究。但有许多 因素会影响光子轨道,包括皮肤、放射器和光探测器材料和几何学排列。因此,有效的病人 模拟硬件要求进行大量研究,以达到能演示不同探头和监护仪的正确性能,能正确检测其安 全标准。
4.1.2  防止病人活动的研究  一项全国性调查结果表明,临床医生中 有90%曾获得错误SpO2值的经验,认为病人活动和低灌注是导致错误的主要因素。因此, 校准者如何估计运动的有限标准就显得尤为重要。用模拟病人装置能否测试和评价氧饱和度 仪在病人活动时的性能?如果此法有效,又如何能获取再现病人活动幅度的波形?人为因素运 动的出现是否会降低准确性,而临床能接受的下降值又是多少? 显然,为解决人为的运动因 素对安全标准的影响,还需要做许多工作。
4.1.3  探头表面的安全温度限制  根据脉搏血氧饱和度仪的国际检测 标准,确认允许与病人接触的最高表面温度为41℃。
4.1.4  预设的低SpO2值限制  预设的低SpO2值下限为80%或更高 。过去的脉搏氧饱和度仪往往受到错误的高报警率影响,导致超过80%的报警会被监护人员 所忽视,这样就同样会促使监护人员对真实报警的忽视。1992年ASIM提出预设低SpO2值的 下限标准为80%,从而理顺了错误报警次数与生理变化之间的关系。近代脉搏血氧饱和度仪 由于应用了软件技术,错误报警的发生得到减少。目前临床评价病人安全性的预设低SpO2 值下限可以为85%~90%,但对SpO2值下限提高到90%则仍有争议,认为不必要的报警次 数可能会增加。
4.1.5  以上罗列了有关评价脉搏血氧饱和度仪安全标准的四个主要问 题,足以提示如果SpO2只用单一的测试方法,可能会出现不安全的产品进入临床,也可能 导致安全的产品被不合理地驱逐出市场。当然,如何理顺安全性与危险程度之间的关系,以 及制定完全可靠的安全标准,还需要继续研究。
4.2  对以往报道SpO2临床实践的评价 对其评价正确性一直存在争议 ,主要涉及研究对象样本量小、试验条件不同以及误差类型缺乏一致性。最近一项多中心研 究,汇集到大量围术期病人连续监测的SpO2参数,记录了 诱导前、手术中和术后复苏 室或监护室三个阶段各5min的稳态SpO2值,同时与CO氧饱和度仪测定的SaO2值输入数据 进行分析比较,证实何种SpO2是正确信号,明确临床误差的重要来源,由此给提高SpO2 的正确性提供重要依据[7]。
4.2.1  研究目的  通常认为因病人活动、体表低灌注、电刀干扰或静 脉压力波可引起低信号-噪音比,是临床SpO2误差的主要来源。由于氧饱和度仪依赖于立 体光体积描记图波形,任何对波形成份AC和DC识别的失败都会导致读数为零的报警。为解决 此项问题,设计出集中的光体积描记图波形信号和新的运算法则,故已有新进展。在本文作 者的研究中,只选择稳态下的SpO2值,目的在于研究不明显的不正确因素来源,而这些因 素更容易被机器或其使用者所忽略。多变量分析显示有四个变量(血红蛋白水平、手指厚度 、肤色和体表温度)与SpO2值的不正确性有关。
4.2.2  研究结果-血红蛋白水平、手指厚度、肤色和体表温度  脉搏 血氧饱和度仪容易经常被忽视的另一主要缺点在应用光度计原理在生物组织上的设计。SpO 2的原理很简单,建立在氧合Hgb和还原Hgb吸收不同光谱的基础上。然而,生物组织是以 散射光线为主而不是吸收光线。光谱的散射效应是脉率氧饱和度仪的发光双极体,依赖于透 射组织的吸收效应而发生不同程度的变化。鉴于存在这个情况,脉率氧饱和度仪需要有一个 校准过程,一般取健康自愿者亚饱和状态的血样,用多波长CO氧饱和度仪测定Hgb饱和度值 ,再通过特定的运算将信号转换为SpO2值。由于校准信息和病人异常血球蛋白水平不一致 ,仅利用两种波长则不能分析异常血红蛋白的存在,这就可能是系统性错误的来源。同样, 校准样本与病人透射组织成分不同,也会影响SpO2值的正确性。皮肤温度可影响SpO2值 的正确性,手指尖血流分布与SpO2值有很好的相关性。指尖血流的改变可能改变光体积描 记图AC/DC的相关性,也可能改变透射组织的血容量,从而影响SpO2值的准确性。依此类 推,手指厚度也是影响SpO2值准确性的决定因素。肤色也是影响SpO2值正确性的因素, 肤色深者SpO2值偏高。SpO2值在正常水平时,受局部缺血的影响小,受亚饱和状态的偏 差影响增大;当饱和度水平低于70%时,SpO2仪将无法校准,SpO2值的正确性将完全丧 失。
5  未来展望
自从脉搏血氧饱和度(SpO2)理论建立以来,SpO2值监测具有正确、安全、无创、有效 、操作简单、价格适中等优点,得到临床普遍欢迎和广泛应用,己是手术室、监护室的基本 监测手段之一,也用于临床研究、评价和诊断等领域,为临床医学做出了重大贡献。但是, 由于工程学和生理学存在一定的局限性,评价SpO2值的正确性和安全标准仍然是重 要的研究课题。近年研究建立的多种波长光度测定理论与实践,将打破目前利用红光和红外 线两种波长的局限性,使测定血COHb和MetHb值成为可能,从而可减少因COHb和MetHb浓度异 常病理状态所引起的SpO2读数错误。Masimo信号萃取技术等的发展,将打破技术上的局限 性,使由于病人活动、低灌注、静脉血压力波、外界光线干扰等所造成的低信号-噪音比环 境可以减少,使SpO2读数偏低或错误报警的误差得到减少。实验室研究病人模拟装置尚有 待于成功,届时就可利用志愿者血样分析研究亚饱和状态的局限性,并为确立其它安全标准 和评价性能提供有效的模型。上述所有监测技术的进展,最终将大大提高SpO2仪的正确性 、安全性和性能,使其能更有效地应用于成人和小儿的临床监测,同时可提供多变而有价值 的临床信息。此外,对记录小儿多导睡眠描记图、评估侧支循环障碍、观察肠吻合后肠功能 情况、测定先心病患者左向右分流状态等领域,都将发挥其重要作用。
参考文献

1.  Takuo A, Katsuyuki M. Pulse Oximetry: Its Invention, Contribution to Me dicine and Future Tasks. Anesth Analg 2002, 94:S1~S3.
2.  Yelderman M, New W Jr. Evaluation of pulse oximeter. Anesthesiology 198 3, 59: 349~52.
3.  Tinker JH, Dull DL, Caplan RA, et al. Role of monitorlng devices inprev ention of anesthetic mlshaps: A closed claim analysis. Anesthesiology 1989, 71:5 41~6.
4.  Sandy W, et al. Designing a pulse oximeter safety standard. Anesth Anal g 2002, 94:4~7.
5.  Hornberger C, Knoop P, Nahm W, et al. A prototype for standardized cali bration of pulse oximeter. J of Clinical Monitoring and Computing 2000, 16:169~ 9.
6.  Lee WW, Mayberry K, Crapo R, et al. The accuracy of pulse oximetry in t he emergency department. Am J of Emergency Med 2000, 18:427~31.
7.  Patrick FW, Hartmut G, Geert M, et al. Accuracy of pulse oximeters: The  European Multi-Center Trial. Anesth Analg 2002, 94:13~16.
8.  Sinex JE. Pulse oximetry: principles and limitations. Am J Emerg Med 19 99, 17:59~67.
9.  Kelly AM, McAlpine R, Kyle E. How accurate are pulse oximeters in patie nts withacute exacerbations of chro nic obstructive airways disease? Respir Med 2001, 95:336~40.
10.  Barker SJ, Shah NK. The effects of motion on the performance of pulse  oximeters in volunteers. Anesthesiology 1997, 86:101~8.
11.  Yitzhak M, Reuven ML, Yoran W. Multi-wavelength reflectance pulse oxi metry. Anesth Analg 2002, 94:26~30.
12.  Konig V, Huch R, and Huch A. Reflectance pulse oximetry-principles an d obstetric application in the Zurich system. J  Clin Monit 1998, 14:403~412.
13.  Robert JK, Wolfgang L, et al. Assessing high-risk infants in the deli very room with pulse oximetry. Anesth Analg 2002, 94:31~36.
14.  Reddy VK, Holtman IR, Wedgwppd JF. Pulse oximetry saturations in the f irst hours of life in normal term infants. Clinical Pediatrics 1999, 38:87~92.
15.  Barker SJ, Hyatt J, Shah NK, et al. The effect of sensor malpositionin g on pulse oximter accuracy during hypoxemia.  Anesthesiology 1993, 79: 248~54.
16.  Christian F, Poets MS, Urschltz BB. Pulse Oximetry in the Neonatal Int ensive Care Unit(NICU):Detection of Hyperoxemia and False Alarm Rates. Anesth An alg 2002, 94: 41~43.
17.  Foets CF, Wilken M, Seidenberg J, et al. The reliability of a pulse ox imeter in the detection of hyperoxemia. J Pediatr 1993, 122:87~90.
18.  Poets CF, Stebbens VA. Detection of movement artifact in recorded puls e oximter saturation. Eur J Pediatr 1997, 156:808~811.
19.  Kastuyuki M. Pulse oximetry in the managememt of children in the PICU.  Anesth Analg 2002, 94:44~46.
20.  Ahlborn V, Bohnhorst B, Peter CS, et al. False alarms in very low birt hweight infants: comparison between three intensive care monitoring systems. Act a Paediatr 2000, 89:571~6.
21.  Takuo A, Katsuyuki M. The theory and applications of pulse spectrophot ometry. Anesth Analg 2002,94:93~95.
22.  Severinghaus JW, et al. Effect of anemia on pulse oximeter accuracy at  low saturation. J Clin Monit 1990, 6:85~8.
23.  Carl CH. New developments in the measurement of CO-oximetry. Anesth A nalg 2002, 94:89~92.
24.  Ali AA, Ali GS, Steinke JM, et al. CO-oximetry interference by hemogl obin-based blood substitutes. Anesth Analg 2001, 92:863~9.

Masimo SET 脉搏血氧传感器

医疗和护理的一大进步 
“我被自己所看到的事实征服了。我采用各种运动和低弱脉搏的伎俩均没有能够击败Masimo SET脉搏血氧定量仪。这项技术给我的印象非常深刻,而且能够运用于各种血氧定量仪中,唯一能与之相比的恐怕就是Dolby了”。

John Severinghaus, 医学博士
旧金山,加利弗尼亚大学
学名誉教授
用以进行检测的标准TM
(The Standard To Be Measured By ™)Masimo 公司生产的Masimo SET 脉搏血氧定量仪经证实是准确而可靠的,使用这一技术有助于做出正确的临床决定,从而改善对病人的医疗和护理。

传统的脉搏血氧定量仪与Masimo SET 技术的比较
■ 传统的脉搏血氧定量法的报警中有90%是错误的。1
■ Masimo SET脉搏血氧定量法的报警中90%是正确的。
■ Masimo SET脉搏血氧定量法能够准确地检测到需要进行临床干预的真实事件。
■ Masimo SET脉搏血氧定量法基本上能够根除虚假报警。
■ 对病人生理状态的准确跟踪能够改善病人的医护效果。

1  Wiklund et al,Journal of Clinical Anesthesia,vol.6,May-June 1994
2  Malviya S,Reynolds PI,Voepel-Lewis T,Siewert M,Watson D,Tait AR,Tremper,Anesthesia and Analgesia2000;90(6):1336-1340
使用新型的脉搏血氧定量仪拯救生命的一个实例。
一个左心发育不良呼吸困难的孩子浑身极为苍白,口唇青紫,他的临床症状越来越糟……
在正在进行的复苏治疗中,几种传统的脉搏血氧定量仪都没有能成功记录数据。而Masimo SET脉搏血氧定量仪在随后的2个小时的复苏和稳定过程中却显示了真实的血氧饱和度以及与心电图记录一致的心率……
这个孩子被置于机械的通风装置中,病情被控制了…..
8天以后,这个孩子接受了心脏移植,现在已康复了。
“若不是当初稳定地提高了SpO2水平,那么对这个孩子的复苏努力就会付之失败。这一个新生命显然是被Masimo SET脉搏血氧定量仪拯救的。”

Mitchell R.Goldstein,MD, FAAP, Neonatal Intensive Care,Vol.12 No.1,Jan/Feb 1999
 病例报告
我已在儿童医院工作了15年,可以毫无疑问地说,我们第一次发现,我们所看到的读数是准确无误而且简明扼要的。这个定量仪的型号是升级的HUGE,无论你待测的信号是强还是弱。我们正用一辆病人转运车转运一个新生儿去新生儿重症监护病房。为了这次转运,我们用了一个带有常规血氧定量仪的多参数探测仪。将新生儿搬上病人转运车的后厢绝不是一个轻松的过程。在探测仪上常规脉搏血氧定量仪的读数很不准确。信号太糟糕了。在病人转运车里我们还放了一台Masimo的Radicals,所以我放置了Masimo的传感器,并同时保留传统的脉搏血氧定量仪。Radical自始至终保持着强信号和准确的读数。而传统的脉搏血氧定量仪只有在我们坐在红灯旁并保持不动的姿势很长一段时间才出现描记。在转运过程中和我们一起的注册护士对病人转运车内Radical的准确性非常惊讶。她关掉了多参数探测仪并最终完全依靠Masimo的Radical,且持续到最后没有发生任何意外。我想你们会对这个故事感兴趣的!我们现在用Masimo血氧定量仪装备了我们每一个转运设备。Y. Harrison.呼吸医疗及护理协调专员
灵敏度—脉搏血氧定量仪检测真实去饱和数值的能力。
特异性—脉搏血氧定量仪不产生伪报警的机会。

运动和低灌注的志愿者研究
血氧饱和      血氧饱和
血氧定量仪            度检测灵敏度  度检测特异性
Masimo SET                99%          97%
Nellcor N-395(OXISMART XL)  70%          73%
Datex 3900                 60%          52%
Novametrix MARS           40%          42%
Nellcor N-295(OXISMART)   39%          53%
Barker SJ. 2001年1月在 学年会的技术学会上的报告。

重症监护失败和准确度研究
虚拟条件      Ohmeda 3740          ABG
SpO2        SpO2           SaO2
失败的 SpO2           0%        100%        99%
失败的 SpO2           0%         98%        99%
失败的 SpO2           0%              98%        97%
失败的 PR(*)      89%         92%        93%
失败的 SpO2  “低质量信号”    99%        99%
失败的 SpO2  “低质量信号”    99%        97%
失败的 SpO2    “低质量信号” “脉搏搜索”  “**”
高 SpO2           100%        88%        91%

(*)脉搏心率和心电图描记心率之间缺乏相关性,造成对血氧饱和度检测准确性的疑问。
(**)在获取动脉血气标本前病人已
Rostow S, Durbin C,Evaluation of Masimo SET Pulse Oximetry in Patients in Whom Conventional Oximetry Fails to Provide Reliable Monitoring,Respiratory Care2000;45(8):985

儿童重症监护中灵敏度研究
                             Nellcor     Nellcor
                     Masimo SET  OXISMART  N-200
未检出的真实低氧血症  2(1%)    14(7%)    15(8%)                         1           4           15
未检出的心动过缓症    4(7%)    37(69%)   17(31%)
Bohnhorst B,Peter CS,Poets CF,Pulse Oximeters ’Reliability in Detecting Hypoxemia and Bradycardia:Comparison Between a
Convention and Two New Generation Oximeters,Critical Care Medicine2000;28(5):1565-1568
7178A- 10/ 01
©2001 Masimo 公司。保留一切权利。Masimo、SET、和   是Masimo 公司注册的联邦商标。
Masimo Corporation 2852 Kelvin Avenue Irvine CA 92614 USA
Tel +1 949-250-9688 Fax +1 949-250-9686 Toll Free 877-4-MASIMO www.MASIMO.com

如何选择屏蔽外壳

 
1 引言
  我们应能确切确定何种电子外壳最于适合电子产品的特殊需要,或者是可能导致不期望有的结果。一个产品的耐用性、可靠性、屏蔽效能以及新产品的市场占有率都取决于机壳。换句话说,就是这种外壳对电子器件的保护、维护、屏蔽到底有多好?
2 NEMA标准与EIA标准的比较
  由于要力求符合电子工业协会(EIA)标准和国际电气制造业协会(ENMA)标准这两个标准,就增加了外壳制造商选择工艺的复杂性。可想而知,两种标准有不同的技术规范,每一种满足不同的需要。因此,首要的问题就是:“它们之间有什么不同,外壳购买者怎么知道哪一个更适用?”
  NEMA为各种电子设备机壳的设计找出了一种简便的方法,使得它们可以满足美国保险商实验所(UL)规范。工程师们已研制出了一种全焊接的五面外壳,另一方面正好作为门。控制面板装在后面,电子设备直接安装在它上面。门的设计要保证机械电源关断时很可靠,以防止在使用高压时出现不希望有的通路。研制在这方面所取得的进步得到了附加的效果,如外壳可防灰尘、防潮、防油雾、防雨,甚至防水淹。
  EIA研制的外壳符合一整套不同的技术要求。其重点是符合并结合不同的产品需求及改变需求。电子设备制造商发现,他们担负不起专用机壳的时间和成本。现在,新的电子产品的生命周期很短,同时还要努力用最短的时间将新产品投放市场,这些都影响了这种愿望。
3 EIA屏蔽外壳的优势
  EIA制造者标准提供了一个有效的解决方案。现在,甚至提供定制业务的大电子公司,为了赶上最后的期限,也转向使用EIA标准机壳。
  使用EIA标准机壳,制造商或系统工程师能够详细说明需求。不论需要安装19英寸、24英寸还是30英寸宽的电子设备,都可以找到标准,并且EIA机壳生产企业还编制了产品目录,这样就解决了上述问题。一些附件,包括有机玻璃门、抽屉、脚轮、吊环、电线插头的模具、接地母线以及工作架子在内,都是标准的。
4 易损的电子系统
  外壳具有的另外一些复杂性是需要保护内部和周围设备免受电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)。这不只是简单的的干扰,EMI和RFI可能危害到关键的通信设备、计算机以及指挥和控制系统的成功运作。灵敏的计算机设备抗不住由汽油发动机点火以及其他电子设备产生的辐射。可以由接近敏感系统的电源线和电缆,或者直接由系统电路接收这些电磁辐射,产生与EMI/RFI相连的不希望有的响应。
  在大功率电机对电源线产生瞬态干扰时,或者杂散信号出现在传输线连接的系统时,再就是内部系统有开关电源时,都可能出现传导干扰。
  设备的敏感度,或者说系统对环境中电磁能量的响应程度以及干扰源的特性最终 决定因素是环境中的信号是否转化成有害的EMI/RFI;一些系统对EMI/RFI不敏感,这与它的电路设计或者工作参数有关,如频率、幅度及灵敏度。系统的预期功能与如何评价其灵敏系统有害;而对于灵敏度低的系统,即使是高电平的EMI/RFI也不受影响。
  现在,遇到EMI和RFI问题的电子系统不仅越来越复杂、数量越来越多,而且在小空间中密度也增加了。在军事装备中,常常在有限的空间紧密地安装着许多电子系统,如飞机或舰艇上。还有,当把很多的电子系统装在工厂或汽车里,类似的问题也会出现。因为在有限空间内将敏感系统与干扰源隔离是很困难的,所以上述这些环境的EMI/RFI的控制就成了问题。
  在数字系统中,由于同时存在不需要的信号辐射体和易受干扰的设备,所以问题就非常难办。在计算机和利用微处理器的设备内部,数据快速传输和处理产生的信号有很高的重复频率和脉冲上升时间,因此高频谐波非常显著。短导线和电缆以及印制电路上的导体都是有效的辐射体,金属壳上的小开口,在其尺寸大于信号的半波长时,也是有效的辐射源。
  不论是减少辐射以满足FCC标准,还是减少干扰对敏感设备的影响,其抑制EMI/RFI的方法都是类似的。抑制EMI/RFI有很多种方法,其中最重要的一处是用金属壳屏蔽电子系统。
  在选择抑制方法时,工程师必须判断什么是可以控制的,在这些点当中实现对EMI/RFI的抑制有多少是可能的。例如,工厂的数据采集和控制系统的设计师对客户的这些设备中使用的其他电子设备的设计或选择没有作用的。另一方面,机壳内子部件间的互连电缆的规范、电缆的屏蔽和布线及其屏蔽效能是由设计师控制的问题。另外,在实现中,这些控制技术可提供很好的适应性。
5 机壳屏蔽
  从电磁屏蔽的角度来看,理想的屏蔽机壳应用很厚的金属板,它具有连续的结构,并没有接缝和开口。而实际上,设计一个很好的屏蔽机壳必须与所要求的相一致,不但要有进入内部进行维护和修理的通道,有人的因素,还要有控制按钮和连接器以及仪表和指示器的观察窗口,并且还要使机壳内电子设备的热量容易散出。
  具有坚固的结构和在接缝和拐角处有高电导连续性的金属材料能获得很好屏蔽,它在使用中可能出现的各种机械应力下保持屏蔽效果不变。分开导电面的接缝绝不能是绝缘的或者有很高的阻抗,例如,可能出现涂油漆、腐蚀、氧化物或者是连接力不适当。不同导电材料必须在电学上与防止通过电化学作用而形成高阻啮合截面相兼容。(参见表1)  

 
表1 金属的兼容性
 
每一金属组相互重叠,使得有可能使用相邻组的材料,以避免电学作用
第一组(金属分组)
金 ·铂 ·金/铂合金 ·铑 ·石墨 ·钯 ·银 ·银合金 ·钛
第二组(金属分组)
铑 ·石墨 ·钯 ·银 ·银合金 ·钛 ·镍 ·蒙乃尔 ·钴 ·镍钴合金 ·AISI300系列钢 ·A286钢
第三组(金属分组)
钛 ·镍 ·蒙乃尔 ·钴 ·镍和钴合金 ·镍铜合金 ·铜·青铜 ·黄铜 ·铜合金 ·铍铜 ·银焊料 ·商品黄铜和青铜 
·含铅黄铜和青铜 ·海军红铜 ·400系列不锈钢 ·铬板·钨·钼
第四组(金属分组)
·含黄铜和青铜 ·海军黄铜 ·AISI431、440、410、416、420、AM355和PH硬化的钢 ·铬板 ·钨 ·铂 ·锡-锢 ·锡铅焊料
·铅 ·2000和7000系列铝 ·合金钢和碳钢
第五组(金属分组)
镀铬钨 ·钼 ·AISI410、416钢、合金钢和碳钢 ·锡 ·锢 ·锡铅焊料 ·铅 ·铝 ·所有铝合金 ·镉 ·锌 ·电镀钢 ·锌基铸件
第六组(金属分组)
·镁 ·锡
 
    可用不锈钢建造具有很高可靠性的EMI/RFI屏蔽机壳。当设备处于机械应力下时,防顷斜拐角有助于机壳保持机械性能的完整性和屏蔽效能。安装在凹槽上的板子,它的连续导电性和屏蔽效能由铍铜合金的弹性屏蔽垫圈来保证。通常,两个位于下面框架后面的不锈钢螺栓用来接地。
  由于使用了导电的密封垫圈,所以当机壳上的门关闭时,在电磁方面通常是可靠的。普通的垫圈有金属丝网,渗透或涂覆有导电微粒的橡胶或乙烯树脂的管子和铍铜弹性指簧。
  金属丝网和管子的设计要求提供门闭合方向的力或压力。这些力可以压紧垫圈,并保证获得的屏蔽效能。沿垫圈长度的屏蔽特性与沿其长度的闭合力一样也是均匀的。垫圈在一段时期以后会出现压缩永久形变,这可使其效能进一步减弱。
  另一方面,铍铜指簧衬垫在使用时将对门有磨损,为了保证屏蔽效能,要求很小的接触压力。这些衬垫的压缩永久形变经过一段时间后不会出现。另外,一个吸引人的方面是衬垫与不锈钢在电学上兼容,不吸收潮气并抑制霉菌生长,不会受大气、臭氧、紫外线和核辐射或溶液的作用,并且不能剥落或破裂成能造成短路的小导电碎片。
  大型机壳上的防弯曲门可以设计为当门与凹槽闭和时,能与铍铜簧片屏蔽带相摩擦闭合。所有的垫片都连接在机壳的凹槽框架上,这样就消除了门和面板为了安装电器设备而移动或为了维护而打开时对它们造成的损害。
6 其它的考虑
  不论是工程师还是购买者都希望更多的屏蔽完整性、多个产品系列和遵守标准。机壳的生产公司要提供详尽目录和完整的技术信息。还应提供免费的技术服务。在重要的项目上,还应包括卖方的工程师(最好是主管工程师或高级工程师)对设备进行实验。顾客自选的颜色,即使只有单个机壳也不应额外收费。对于畅销的标准产品,运输时间最多五天,还可以要求提供任何标准的颜色组合的产品。重要的客户甚至可以有特殊的颜色要求。
7 质量控制
  任何一个好的卖方都应有一个强有力、有经验的主管人员进行编写的质量控制计划,以使在有问题产品到达客户的码头之前就能采取行动。要验证对于外壳厂商来说QC(质量控制)如何重要,以及QC管理者报告该向谁索取,是设备主管,是运行副总经理,还是总经理?什么是QC主管需要验证的最终问题,并且是怎样解决的?是否有可验证QC问题的工厂或办公室的规程?是否有简单定义的QC问题,如坏材料或不良工艺?或是否有影响最终客户使用的任何问题?
  如果没有有知识的、能够迅速反应的实地销售人员,世界上最好的工厂也是没有用的。这些人员可以在招聘的几天(有些时间甚至是几小时)内获得。他们不仅是能解决属于屏蔽机壳的问题,而且还要解决运输中的损坏或是安装的错误。在产生问题的情况下,不论是谁导致的问题,厂商都应该在几天内替换相应的部件。在改正之前永远不要去突出过错。
  厂商无论如何要准确遵守到货的日期。没人能够控制任何事情。然而,一个好的屏蔽机壳厂商是乐于管理好自己的工厂的,并当产品有不能按时交付的危险时,将空运最好部件给用户。这些服务是主动的,并没有附加的收费。这些都是任何一个好的屏蔽供应商的标准服务。
  如果机壳厂商做到了上面的所有的方面,那么他就是最好厂之一。如果计划要维持长期的关系,例如把公司作为原始设备制造厂家(OEM),还应再做一件事:编制一份D&B报告。公司的财政是否稳定?是不是说话算数(即作为一个独立的公司而不是属于一个大公司的产品制造商,它可以直接决定做什么,什么时间做)?当需求增加时是否有可操纵的现金,同时当需求减少时是否有相应迅速度紧缩开支的灵活性?并且为了长期的OEM的关系,是否能不受潜在的劳动力问题和工厂停产的困扰。
8 小结
  屏蔽采购者决不能仅仅满足于解决屏蔽效能、生产线或服务的方面。一个好的生产厂要设计出符合客户特殊要求的屏蔽室。另一方面,当可能已经有了解决方法时,为什么还要重新设计呢?屏蔽室供应商的设计人员是宝贵的资料。他们的工作应是独立的,并且可以解决客户的重要问题,并能节约时间和资金。
 


Powered by DIYTrade.com
网站首页联系我们网站地图