医用电子内镜的原理、结构、故障诊断

  一、医用电子内镜的原理和结构

   医用电子内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察，诊断治疗的医用电子光学仪器。通过它能直接观察人体内脏器官的组织形态，可提高诊断的准确性。结合医用内窥镜实施的内外科诊疗技术的诸多优点已为医学界所共识。

　　医用电子内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察，诊断治疗的医用电子光学仪器。通过它能直接观察人体内脏器官的组织形态，可提高诊断的准确性。结合医用内窥镜实施的内外科诊疗技术的诸多优点已为医学界所共识。

　电子内窥镜不是通过光学镜头或光导纤维传导图像，而是通过装在内窥镜先端被称为“微型摄像机”的光电耦合元件CCD将光能转变为电能，再经过图像处理器“重建”高清晰度的、色彩逼真的图像显示在监视器屏幕上。

1  基本组成结构：

　　电子内窥镜的主要结构由CCD耦合腔镜、腔内冷光照明系统、视频处理系统、和显示打印系统等部分组成。CCD耦合腔镜将CCD耦合器件置于腔镜先端，直接对腔内组织或部位进行直接摄像，经电缆传输信号到图像中心。

2  工作原理：

　　电子内窥镜工作原理是冷光源对所检查或手术部位照明后物镜将被测物体成像在CCD光敏面上，CCD将光信号转换成电信号，由电缆传输至视频处理器，经处理还原后显示在监视器上。CCD光敏面由规律排列的二极管组成，每一个二极管称为一个像素（picture elemont），像素的多寡决定像质的优劣。目前的制作工艺普遍可达到30~41万像素。电子内窥镜靶面和有效尺寸为Fi（外径）=2mm左右，而且CCD输出信号的一级放大电路也要包含在2mm的圆柱体积内。电子内窥镜像质的好坏主要取决于CCD性能，其次还有驱动电路和后处理系统的技术指标，包括分辨率、灵敏度、信躁、光谱响应、暗电流、动态范围和图像滞后等。

　　CCD的安装有几种方式，当设计由CCD代替纤镜中的光纤传像束时，形成电子内窥镜先端部安装CCD的第一种方法，即CCD的受光面垂直于物镜光轴方向，是最简单的结构，在这种情况下，必须使用超小型的CCD，这样可使先端的硬性部较短。

　　第二种是CCD的受光面平行于物镜光轴，物镜射来的光通过一个90°的转向棱镜照射到CCD的受光面上。此结构的电子内窥镜的像素数可提高的空间较大，目前逐渐趋向于采用此安装方法。

3  视频处理器及显示打印系统

　　视频处理器的作用是将电子内窥镜CCD提供的模拟信号转换为二进制代码的数字信号，并可以用多种方式记录和保存图像，如：用录像机录制的方式保存清晰的动态图像；用35mm照相机在监视器图像“冻结”的状态下拍摄保存静止图像；用激光光盘记录动态或静止的图像；用软盘记录静止图像，等等。此外，电子内窥镜系统还可以与电子计算机相连，将患者的姓名、性别、年龄、主要症状、诊断结果等临床资料与所记录的各种图像存入计算机，通过编辑，可以打印检查报告，也便于患者随访和病历统计研究以及远程会诊和教学等。这种所谓的“图文工作站”可以与医院各科室的患者和图像资料工作站连网，实现医院的计算机管理。目前，电子内窥镜图文系统已广泛应用于各大医院，受到医生和患者的欢迎和好评。

    医用电子内镜是一种集光、机、电等高精尖技术于一体的医疗设备。为了减轻患者的痛苦，电子内 镜的插人管都做得尽可能细，在这样狭窄的空间内要容纳各种管道、摄像系统、光导纤维束、角度调节 装置、抬钳装置及变焦系统，等等，其精密复杂和“娇贵”的程度是可想而知的。因此，正确的操作和 维护保养方法是至关重要的。根据这几年维修电子内镜过程中所遇到的问题，我认为一些故障还是可以 避免的，下面就几种常见的故障加以讨论。

         二、医用电子内镜的故障分析    

            一、镜体失去密封性

      电子内镜最主要的特点是内装带有光电偶合元件(CCD)的微型摄像系统，它是电子内镜的“心脏” 部分，而内镜的检查和治疗过程都是在液体环境下进行的，因此，整个镜体的密封性就显得尤为重要。常见的导致镜体失去密封性的部位是弯曲橡皮和钳道管。

     1.弯曲橡皮：在镜体插人部前端有一长约10cm的可以自如弯曲的部分，它是由很薄的橡皮包裹着的,是整个镜体最“娇气”的部分，如不慎将其碰到台车或桌面的边缘，或尖硬的物体以及器械等，都会导致弯曲橡皮出现破损或小孔而使镜体失去密封性。因此，操作者在镜体离开受检者后的各个环节对这部 分都应十分小心、谨慎。

      2.钳道管：在内镜的检查和治疗过程中，钳道管是检查和治疗器械的必经之地，如果操作不当，很容易导致钳道管破损而使镜体失去密封性，造成漏液，损坏摄像系统。在从钳道管送器械的过程中应注 意以下几个方面：(1)动作要轻、要慢，尽量减轻对钳道管内壁的磨损。(2)先将镜身放直，待器械从钳道管伸出(从监视器屏幕上可看到)再调节角度。(3)做电凝或激光治疗时，一定要在探头伸出钳道管并对准治疗部位时再踏开关。(4)一旦送器械时遇到阻力，千万不能强行操作。

            二、图像模糊或有斑痕

    造成图像模糊或产生斑痕主要有两方面的原因，一个是镜头被戮液等污物覆盖;另一个就是镜体失去密封性，漏液，造成CCD受液体浸泡。通常情况下，在使用过程中如果出现图像模糊或有斑痕的现象, 首先应送气送水，冲洗镜头表面，如仍无改善，就应立即停止使用，检查原因。先用随机附带的镜头清洁液反复擦拭镜头，擦拭时注意从气水喷嘴处向外擦，以免污物进人喷嘴，如果图像仍无改善，就有可 能是漏液所致，应尽快送到维修站处理，如果处理不及时，就会使图像产生永久性的斑痕，影响诊断，甚至造成CCD的损坏，付出高昂的代价。

   鉴于以上情况，使用人员应坚持定期检漏，每周至少一次，最好是每天消毒清洗后就能检查一次及时发现问题，避免造成不必要的损失。

            三、气/水问题

    气/水不畅是内镜使用过程中比较常见的故障现象。在内镜的先端有一个与气/水管相连的气/水喷嘴，由于喷嘴的腔体非常小，很容易被堵塞，此外，气/水喷嘴和管道也会因吸引的作用将异物吸入而造成堵塞。

    如果出现气/水不畅的情况，首先应反复按压送气/送水按钮，或用很细的针轻轻地抠挑气/水喷嘴将异物排出。如果堵塞严重，可将前端浸人水中数分钟，在按下送气/送水钮并堵住水瓶接头的同时，用大号注射针筒从与主机连接的送气口反复用力推进空气，或用压缩机从此气口送高压气体，直至异物被冲出。如用上述方法仍不奏效，还可将乙醇乙醚(3:7)混合清洁液用送水的方法送人气/水管道中，浸泡数小时，再用前述的针筒或气泵送气的方式反复冲洗，堵塞现象一般都可以排除。如果上述方法都不 奏效，说明气水管堵塞严重，应送到维修站进行处理。

     为避免或减少堵塞现象的发生。在操作过程中应注意以下问题：

            (1)在吸引的同时，立刻送气送水，这样就可将吸人喷嘴和气/水管内的异物很快冲出，如不做这一步，反复吸引后，进人喷嘴和气/水管内的异物就会越积越多，如果再不彻底清洗，放置一段时间后使 用，必然造成堵塞。

            (2)水瓶内应放蒸馏水，而且最好每天换水，定期冲洗水瓶，否则水的表面会形成一层水膜，进人 喷嘴或气/水管道，造成堵塞。

            (3)定期检查水瓶盖内的胶圈，随时更换。水瓶胶圈会因长期使用而变形，使水瓶失去密封性，影 响送气送水。

            (4)每次使用完后，应将镜子彻底冲刷干净，将镜内的水排出，保持镜内干燥。

            (5)气/水按钮应定期拔下进行清洗，并在按钮胶圈上涂抹随机附带的硅油，确保其灵活性。

            四、插入部损伤

    内镜的插人部损伤主要是因为患者在检查前口腔内喷洒麻药，造成口腔麻木、失控而咬伤镜身。因狭小的管道内容纳了各种管道和部件，一旦咬伤后，很容易造成内部部件的损坏。因此，操作者在检查患者的过程中，应密切注意观察，以防口垫从患者口中脱出，咬伤镜身。

            五、弯曲部损坏

    常见的弯曲部损坏部位一般都是角度钢丝。在正常使用的情况下，角度钢丝的使用寿命通常是由检查患者的多少来决定的。如果操作手法不当，也会影响钢丝的使用寿命。

    因此，操作者在调节角度的过程中要避免用力过猛，应慢慢调节来寻找病变部位，避免调过之后再返回，在观察位置改变不大的情况下，也可以通过转手或转身来实现，尽可能少调节角度，这样就可以延长钢丝的使用寿命。

            六、抬钳钢丝卡死或损坏

    对于带有抬钳装置的十二指肠镜，由于抬钳钢丝管道容易被异物堵塞如果不注意清洗这部分，很容易造成抬钳钢丝卡死或损坏心在清洗过程中，可用注射器将洗涤液从专门的注孔(镜身上有标注)注人 抬钳钢丝管道，与此同时，反复开启和闭合抬钳，清洗后，再用注射针筒反复注人空气，将抬钳钢丝管道吹干，并在抬钳转轴和钢丝出口处细心地点注硅油，以防锈蚀。

            七、吸引异常

    当出现不能吸引或吸引力量减弱的现象时，在吸引器工作正常的情况下，应检查水瓶的密封性(胶圈是否变形)及吸引管道是否通畅，如出现堵塞，应将吸引按钮取下，用清洁刷彻底清洁全部吸引管道，并清洗吸引按钮，同时在吸引钮胶圈上涂抹硅油，重新装上。

     以上介绍了有关电子内镜比较常见的故障现象、产生原因及使用中的注意事项，只要坚持正确的操作方法，定期检漏，定期维护保养，就可以有效地减少故障的发生，大大延长电子内镜的使用寿命。