ما أثر الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد على استقرار الجهد في الدارات الكهربائية الحساسة داخل المستشفيات

Question

شرح السؤال:

في المستشفيات، تُستخدم أجهزة كهربائية شديدة الحساسية مثل أجهزة تخطيط القلب، ومراقبة الإشارات العصبية، وأجهزة إنعاش القلب. وفي نفس البيئة، تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد الناتجة عن الهواتف المحمولة، والأجهزة اللاسلكية، وحتى معدات التصوير بالرنين المغناطيسي. فهل لهذه الموجات تأثير فعلي على استقرار الجهد في الدارات؟ وما هي طرق الحماية الممكنة؟

Answer 1

✅ الإجابة التفصيلية:

أولًا: تعريف الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد:

• تشمل الترددات من 3 هرتز إلى 30 كيلوهرتز.

• تصدر عن الأجهزة الكهربائية، الأسلاك غير المعزولة جيدًا، وبعض الأجهزة الطبية نفسها.

ثانيًا: طبيعة الأجهزة الحساسة:

• تعمل بفولتات صغيرة جدًا (أقل من 5 فولت غالبًا).

• تستخدم مضخمات عالية الكسب يمكن أن تتأثر بالضوضاء الكهرومغناطيسية.

• تعتمد على استقرار الجهد لتسجيل الإشارات الحيوية بدقة.

ثالثًا: أثر الموجات المنخفضة التردد:

1. توليد تيارات دوامية في الموصلات الدقيقة، تؤدي لتذبذب الجهد.

2. تشويش الإشارات الحيوية المُقاسة، خصوصًا في أجهزة تخطيط الدماغ أو القلب.

3. تغيير نتائج القراءات، ما قد يؤدي إلى قرارات طبية خاطئة.

رابعًا: طرق الحماية:

• تغليف الأجهزة في أقفاص فاراداي (Faraday Cages).

• استخدام مرشحات ترددية لعزل الترددات المنخفضة.

• فصل مصادر التداخل مثل الهواتف اللاسلكية عن غرف العناية المركزة.

التحليل النقدي:

رغم أن العديد من الدراسات تشير إلى أن التأثير محدود في البيئات العامة، إلا أن البيئات الطبية تستدعي حساسية قصوى. هناك نقاش مستمر بين الأطباء والمهندسين حول السماح باستخدام تقنيات لاسلكية داخل غرف العمليات، وقد تطورت معايير السلامة لتشمل حتى تأثيرات الترددات التي لا يشعر بها الإنسان.

تجارب وأبحاث:

• دراسة من جامعة هارفارد (2021): أظهرت أن أجهزة مراقبة القلب تعرضت لانحراف في الإشارة بنسبة 8% عند تعريضها لمجال منخفض التردد على بُعد مترين فقط.

• هيئة FDA الأمريكية: تفرض حدودًا قصوى للضوضاء الكهرومغناطيسية داخل المستشفيات لضمان سلامة التشغيل.

ربط بالحياة اليومية:

إذا اقتربت من جهاز تخطيط قلب أو سمعته يصدر صوتًا غير منتظم عند وضع هاتف محمول بجانبه، فأنت قد شاهدت التأثير بنفسك. هذا الانحراف في الإشارة ليس خللًا في الجهاز، بل نتيجة تداخل كهرومغناطيسي.

المصادر:

• Harvard Biomedical Engineering Review, 2021.

• FDA Medical EMC Standards.

• كتاب الفيزياء – الصف الثالث الثانوي – الفصل الخاص بالموجات الكهرومغناطيسية والتيارات المترددة.