醫(yī)用內(nèi)窺鏡的原理、結(jié)構(gòu)、故障診斷
發(fā)布日期：2023/3/24 14:24:08
醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡是一種可插入人體體腔和臟器內(nèi)腔進(jìn)行直接觀察，診斷治療的醫(yī)用電子光學(xué)儀器。通過它能直接觀察人體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)，可提高診斷的準(zhǔn)確性。結(jié)合醫(yī)用內(nèi)窺鏡實(shí)施的內(nèi)外科診療技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)已為醫(yī)學(xué)界所共識。
醫(yī)用電子內(nèi)鏡的原理和結(jié)構(gòu)
醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡是一種可插入人體體腔和臟器內(nèi)腔進(jìn)行直接觀察，診斷治療的醫(yī)用電子光學(xué)儀器。通過它能直接觀察人體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)，可提高診斷的準(zhǔn)確性。結(jié)合醫(yī)用內(nèi)窺鏡實(shí)施的內(nèi)外科診療技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)已為醫(yī)學(xué)界所共識。
電子內(nèi)窺鏡不是通過光學(xué)鏡頭或光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)圖像，而是通過裝在內(nèi)窺鏡先端被稱為“微型攝像機(jī)”的光電耦合元件CCD將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，再?jīng)過圖像處理器“重建”高清晰度的、色彩逼真的圖像顯示在監(jiān)視器屏幕上。
1.基本組成結(jié)構(gòu)：
電子內(nèi)窺鏡的主要結(jié)構(gòu)由CCD耦合腔鏡、腔內(nèi)冷光照明系統(tǒng)、視頻處理系統(tǒng)、和顯示打印系統(tǒng)等部分組成。CCD耦合腔鏡將CCD耦合器件置于腔鏡先端，直接對腔內(nèi)組織或部位進(jìn)行直接攝像，經(jīng)電纜傳輸信號到圖像中心。
2.工作原理：
電子內(nèi)窺鏡工作原理是冷光源對所檢查或手術(shù)部位照明后物鏡將被測物體成像在CCD光敏面上，CCD將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，由電纜傳輸至視頻處理器，經(jīng)處理還原后顯示在監(jiān)視器上。CCD光敏面由規(guī)律排列的二極管組成，每一個二極管稱為一個像素（picture elemont），像素的多寡決定像質(zhì)的優(yōu)劣。目前的制作工藝普遍可達(dá)到30~41萬像素。電子內(nèi)窺鏡靶面和有效尺寸為Fi（外徑）=2mm左右，而且CCD輸出信號的一級放大電路也要包含在2mm的圓柱體積內(nèi)。電子內(nèi)窺鏡像質(zhì)的好壞主要取決于CCD性能，其次還有驅(qū)動電路和后處理系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，包括分辨率、靈敏度、信躁、光譜響應(yīng)、暗電流、動態(tài)范圍和圖像滯后等。
CCD的安裝有幾種方式，當(dāng)設(shè)計(jì)由CCD代替纖鏡中的光纖傳像束時(shí)，形成電子內(nèi)窺鏡先端部安裝CCD的第一種方法，即CCD的受光面垂直于物鏡光軸方向，是最簡單的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，必須使用超小型的CCD，這樣可使先端的硬性部較短。
第二種是CCD的受光面平行于物鏡光軸，物鏡射來的光通過一個90°的轉(zhuǎn)向棱鏡照射到CCD的受光面上。此結(jié)構(gòu)的電子內(nèi)窺鏡的像素?cái)?shù)可提高的空間較大，目前逐漸趨向于采用此安裝方法。
視頻處理器及顯示打印系統(tǒng)
視頻處理器的作用是將電子內(nèi)窺鏡CCD提供的模擬信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼的數(shù)字信號，并可以用多種方式記錄和保存圖像，如：用錄像機(jī)錄制的方式保存清晰的動態(tài)圖像；用35mm照相機(jī)在監(jiān)視器圖像“凍結(jié)”的狀態(tài)下拍攝保存靜止圖像；用激光光盤記錄動態(tài)或靜止的圖像；用軟盤記錄靜止圖像，等等。此外，電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還可以與電子計(jì)算機(jī)相連，將患者的姓名、性別、年齡、主要癥狀、診斷結(jié)果等臨床資料與所記錄的各種圖像存入計(jì)算機(jī)，通過編輯，可以打印檢查報(bào)告，也便于患者隨訪和病歷統(tǒng)計(jì)研究以及遠(yuǎn)程會診和教學(xué)等。這種所謂的“圖文工作站”可以與醫(yī)院各科室的患者和圖像資料工作站連網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的計(jì)算機(jī)管理。目前，電子內(nèi)窺鏡圖文系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各大醫(yī)院，受到醫(yī)生和患者的歡迎和好評。
醫(yī)用電子內(nèi)鏡是一種集光、機(jī)、電等高精尖技術(shù)于一體的醫(yī)療設(shè)備。為了減輕患者的痛苦，電子內(nèi) 鏡的插人管都做得盡可能細(xì)，在這樣狹窄的空間內(nèi)要容納各種管道、攝像系統(tǒng)、光導(dǎo)纖維束、角度調(diào)節(jié) 裝置、抬鉗裝置及變焦系統(tǒng)，等等，其精密復(fù)雜和“嬌貴”的程度是可想而知的。因此，正確的操作和 維護(hù)保養(yǎng)方法是至關(guān)重要的。根據(jù)這幾年維修電子內(nèi)鏡過程中所遇到的問題，我認(rèn)為一些故障還是可以 避免的，下面就幾種常見的故障加以討論。
醫(yī)用電子內(nèi)鏡的故障分析
1.鏡體失去密封性
電子內(nèi)鏡最主要的特點(diǎn)是內(nèi)裝帶有光電偶合元件(CCD)的微型攝像系統(tǒng)，它是電子內(nèi)鏡的“心臟” 部分，而內(nèi)鏡的檢查和治療過程都是在液體環(huán)境下進(jìn)行的，因此，整個鏡體的密封性就顯得尤為重要。常見的導(dǎo)致鏡體失去密封性的部位是彎曲橡皮和鉗道管。
彎曲橡皮：在鏡體插人部前端有一長約10cm的可以自如彎曲的部分，它是由很薄的橡皮包裹著的,是整個鏡體最“嬌氣”的部分，如不慎將其碰到臺車或桌面的邊緣，或尖硬的物體以及器械等，都會導(dǎo)致彎曲橡皮出現(xiàn)破損或小孔而使鏡體失去密封性。因此，操作者在鏡體離開受檢者后的各個環(huán)節(jié)對這部 分都應(yīng)十分小心、謹(jǐn)慎。
鉗道管：在內(nèi)鏡的檢查和治療過程中，鉗道管是檢查和治療器械的必經(jīng)之地，如果操作不當(dāng)，很容易導(dǎo)致鉗道管破損而使鏡體失去密封性，造成漏液，損壞攝像系統(tǒng)。在從鉗道管送器械的過程中應(yīng)注 意以下幾個方面：(1)動作要輕、要慢，盡量減輕對鉗道管內(nèi)壁的磨損。(2)先將鏡身放直，待器械從鉗道管伸出(從監(jiān)視器屏幕上可看到)再調(diào)節(jié)角度。(3)做電凝或激光治療時(shí)，一定要在探頭伸出鉗道管并對準(zhǔn)治療部位時(shí)再踏開關(guān)。(4)一旦送器械時(shí)遇到阻力，千萬不能強(qiáng)行操作。
2.圖像模糊或有斑痕
造成圖像模糊或產(chǎn)生斑痕主要有兩方面的原因，一個是鏡頭被戮液等污物覆蓋;另一個就是鏡體失去密封性，漏液，造成CCD受液體浸泡。通常情況下，在使用過程中如果出現(xiàn)圖像模糊或有斑痕的現(xiàn)象, 首先應(yīng)送氣送水，沖洗鏡頭表面，如仍無改善，就應(yīng)立即停止使用，檢查原因。先用隨機(jī)附帶的鏡頭清潔液反復(fù)擦拭鏡頭，擦拭時(shí)注意從氣水噴嘴處向外擦，以免污物進(jìn)人噴嘴，如果圖像仍無改善，就有可 能是漏液所致，應(yīng)盡快送到維修站處理，如果處理不及時(shí)，就會使圖像產(chǎn)生永久性的斑痕，影響診斷，甚至造成CCD的損壞，付出高昂的代價(jià)。
鑒于以上情況，使用人員應(yīng)堅(jiān)持定期檢漏，每周至少一次，最好是每天消毒清洗后就能檢查一次及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免造成不必要的損失。
3.氣/水問題
氣/水不暢是內(nèi)鏡使用過程中比較常見的故障現(xiàn)象。在內(nèi)鏡的先端有一個與氣/水管相連的氣/水噴嘴，由于噴嘴的腔體非常小，很容易被堵塞，此外，氣/水噴嘴和管道也會因吸引的作用將異物吸入而造成堵塞。
如果出現(xiàn)氣/水不暢的情況，首先應(yīng)反復(fù)按壓送氣/送水按鈕，或用很細(xì)的針輕輕地?fù)柑魵?水噴嘴將異物排出。如果堵塞嚴(yán)重，可將前端浸人水中數(shù)分鐘，在按下送氣/送水鈕并堵住水瓶接頭的同時(shí)，用大號注射針筒從與主機(jī)連接的送氣口反復(fù)用力推進(jìn)空氣，或用壓縮機(jī)從此氣口送高壓氣體，直至異物被沖出。如用上述方法仍不奏效，還可將乙醇乙醚(3:7)混合清潔液用送水的方法送人氣/水管道中，浸泡數(shù)小時(shí)，再用前述的針筒或氣泵送氣的方式反復(fù)沖洗，堵塞現(xiàn)象一般都可以排除。如果上述方法都不 奏效，說明氣水管堵塞嚴(yán)重，應(yīng)送到維修站進(jìn)行處理。
為避免或減少堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。在操作過程中應(yīng)注意以下問題：
(1)在吸引的同時(shí)，立刻送氣送水，這樣就可將吸人噴嘴和氣/水管內(nèi)的異物很快沖出，如不做這一步，反復(fù)吸引后，進(jìn)人噴嘴和氣/水管內(nèi)的異物就會越積越多，如果再不徹底清洗，放置一段時(shí)間后使 用，必然造成堵塞。
(2)水瓶內(nèi)應(yīng)放蒸餾水，而且最好每天換水，定期沖洗水瓶，否則水的表面會形成一層水膜，進(jìn)人 噴嘴或氣/水管道，造成堵塞。
(3)定期檢查水瓶蓋內(nèi)的膠圈，隨時(shí)更換。水瓶膠圈會因長期使用而變形，使水瓶失去密封性，影 響送氣送水。
(4)每次使用完后，應(yīng)將鏡子徹底沖刷干凈，將鏡內(nèi)的水排出，保持鏡內(nèi)干燥。
(5)氣/水按鈕應(yīng)定期拔下進(jìn)行清洗，并在按鈕膠圈上涂抹隨機(jī)附帶的硅油，確保其靈活性。
4.插入部損傷
內(nèi)鏡的插人部損傷主要是因?yàn)榛颊咴跈z查前口腔內(nèi)噴灑麻藥，造成口腔麻木、失控而咬傷鏡身。因狹小的管道內(nèi)容納了各種管道和部件，一旦咬傷后，很容易造成內(nèi)部部件的損壞。因此，操作者在檢查患者的過程中，應(yīng)密切注意觀察，以防口墊從患者口中脫出，咬傷鏡身。
5.彎曲部損壞
常見的彎曲部損壞部位一般都是角度鋼絲。在正常使用的情況下，角度鋼絲的使用壽命通常是由檢查患者的多少來決定的。如果操作手法不當(dāng)，也會影響鋼絲的使用壽命。
因此，操作者在調(diào)節(jié)角度的過程中要避免用力過猛，應(yīng)慢慢調(diào)節(jié)來尋找病變部位，避免調(diào)過之后再返回，在觀察位置改變不大的情況下，也可以通過轉(zhuǎn)手或轉(zhuǎn)身來實(shí)現(xiàn)，盡可能少調(diào)節(jié)角度，這樣就可以延長鋼絲的使用壽命。
6.抬鉗鋼絲卡死或損壞
對于帶有抬鉗裝置的十二指腸鏡，由于抬鉗鋼絲管道容易被異物堵塞如果不注意清洗這部分，很容易造成抬鉗鋼絲卡死或損壞心在清洗過程中，可用注射器將洗滌液從專門的注孔(鏡身上有標(biāo)注)注人 抬鉗鋼絲管道，與此同時(shí)，反復(fù)開啟和閉合抬鉗，清洗后，再用注射針筒反復(fù)注人空氣，將抬鉗鋼絲管道吹干，并在抬鉗轉(zhuǎn)軸和鋼絲出口處細(xì)心地點(diǎn)注硅油，以防銹蝕。
7.吸引異常
當(dāng)出現(xiàn)不能吸引或吸引力量減弱的現(xiàn)象時(shí)，在吸引器工作正常的情況下，應(yīng)檢查水瓶的密封性(膠圈是否變形)及吸引管道是否通暢，如出現(xiàn)堵塞，應(yīng)將吸引按鈕取下，用清潔刷徹底清潔全部吸引管道，并清洗吸引按鈕，同時(shí)在吸引鈕膠圈上涂抹硅油，重新裝上。
結(jié)語
以上介紹了有關(guān)電子內(nèi)鏡比較常見的故障現(xiàn)象、產(chǎn)生原因及使用中的注意事項(xiàng)，只要堅(jiān)持正確的操作方法，定期檢漏，定期維護(hù)保養(yǎng)，就可以有效地減少故障的發(fā)生，大大延長電子內(nèi)鏡的使用壽命。
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