黃建勛，遲昆榮，黃燕爾

中山市人民醫(yī)院 臨床醫(yī)學(xué)工程中心，廣東 中山 528400

電子內(nèi)窺鏡自動(dòng)測(cè)漏器的研制

黃建勛，遲昆榮，黃燕爾

中山市人民醫(yī)院 臨床醫(yī)學(xué)工程中心，廣東 中山 528400

漏水測(cè)試是電子內(nèi)窺鏡重要卻容易被忽略的保養(yǎng)檢驗(yàn)工作。本文闡述了我院自行研制的內(nèi)窺鏡自動(dòng)測(cè)漏器的研制過(guò)程。該測(cè)漏器主要由主控板、外接電源、增壓氣泵及配套管路組成，可以對(duì)內(nèi)鏡進(jìn)行自動(dòng)增壓、計(jì)時(shí)，判斷其是否漏氣，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)鏡測(cè)漏自動(dòng)化，提高了內(nèi)鏡測(cè)漏率。實(shí)際應(yīng)用證實(shí)其測(cè)漏結(jié)果與原廠測(cè)漏器的檢測(cè)結(jié)果一致，具有較高的可靠性。

電子內(nèi)窺鏡；漏水測(cè)試；自動(dòng)測(cè)漏器

電子內(nèi)窺鏡是臨床檢查、診斷、治療的重要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)精密、售價(jià)昂貴。由于技術(shù)和零件所限，其維修費(fèi)用也居高不下。如何延長(zhǎng)其使用壽命，提高服務(wù)效率和效益，是臨床醫(yī)護(hù)人員和工程師不斷研究探討的課題。

大量經(jīng)驗(yàn)表明，許多故障都是由不正確的操作、不合適的消毒、不到位的保養(yǎng)引起的。因此，內(nèi)窺鏡的正確操作和日常維護(hù)保養(yǎng)至關(guān)重要[1]。電子內(nèi)窺鏡的使用、清洗、消毒等過(guò)程中都可能因外力的影響導(dǎo)致內(nèi)鏡外皮或內(nèi)管穿孔。電子內(nèi)窺鏡帶有精密電子元件，內(nèi)部的水氣隔離尤為重要[2-3]，一旦內(nèi)部滲水，不僅容易導(dǎo)致內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件生銹、磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電荷耦合器件（CCD）等精密電子元件短路、損壞，從而產(chǎn)生高額的維修費(fèi)用。此外，內(nèi)部滲水還會(huì)使電子內(nèi)鏡存在潛在交叉污染的隱患[4-5]。定期測(cè)漏是保證電子內(nèi)鏡內(nèi)部水汽隔離效果不可或缺的重要步驟[6]。

現(xiàn)今內(nèi)鏡檢查和內(nèi)鏡手術(shù)都非常普遍，許多醫(yī)院特別是大型醫(yī)院的內(nèi)鏡室病人量大，導(dǎo)致電子內(nèi)鏡每次使用后的清洗、消毒、保養(yǎng)的時(shí)間非常緊張。漏水測(cè)試（以下簡(jiǎn)稱測(cè)漏）是容易被忽略的步驟，減少或取消測(cè)漏從表面上可減少清洗及消毒時(shí)間，緩解內(nèi)鏡使用壓力，但卻增加了內(nèi)鏡漏水不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)調(diào)查，我院電子內(nèi)鏡平均使用10次才進(jìn)行一次測(cè)漏，與廠家建議的在每次消毒前進(jìn)行測(cè)漏差距甚遠(yuǎn)。究其原因如下：① 測(cè)漏需時(shí)長(zhǎng)，每次清洗前測(cè)漏清洗人員的工作時(shí)間會(huì)非常緊張；② 測(cè)漏操作復(fù)雜，使得測(cè)漏時(shí)清洗人員不能做其他工作，導(dǎo)致效率低下；③ 測(cè)漏陽(yáng)性率低，大部分測(cè)漏結(jié)果都是正常的，讓清洗人員覺(jué)得是在做“無(wú)用功”。

針對(duì)這一情況，筆者設(shè)計(jì)了一種測(cè)漏器，以滿足以下要求：① 減少測(cè)漏人員的操作時(shí)間；② 操作簡(jiǎn)單、結(jié)論明確；③ 保留結(jié)果，解放操作人員；④ 結(jié)果與現(xiàn)有測(cè)漏方法相一致。

1 研制過(guò)程

1.1 測(cè)漏原理

電子內(nèi)鏡結(jié)構(gòu)分為鏡身外部保護(hù)層和內(nèi)部組件結(jié)構(gòu)，兩者之間有一密閉空腔[7]。測(cè)漏的方式一般都是向保護(hù)殼與內(nèi)部管路之間的密閉空腔注入空氣，通過(guò)觀察空腔內(nèi)空氣是否泄漏來(lái)判斷內(nèi)鏡內(nèi)管路或保護(hù)殼是否有穿孔漏氣。

常見(jiàn)的測(cè)漏方法有氣壓測(cè)漏法和浸泡測(cè)漏法。氣壓測(cè)漏法是通過(guò)對(duì)密閉空腔注入一定壓力的空氣，觀察一段時(shí)間后壓力值的下降量，判斷是否泄漏[8]。浸泡測(cè)漏法是使密閉空腔內(nèi)維持一定壓力的空氣，把內(nèi)鏡置于水中，觀察水中是否持續(xù)有氣泡冒出來(lái)判斷是否泄漏及泄漏位置。兩者優(yōu)劣對(duì)比，見(jiàn)表1。

由表1可以看出， 氣壓測(cè)漏法的優(yōu)點(diǎn)是快捷、 操作簡(jiǎn)單、判斷直觀；浸泡測(cè)漏法優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、能直接判斷泄露位置。

基于其操作簡(jiǎn)單、結(jié)果客觀的特點(diǎn)，選用氣壓測(cè)漏法作為測(cè)漏器的測(cè)試方法。

1.2 硬件設(shè)計(jì)

測(cè)漏器主要由主控板、外接電源、增壓氣泵及配套管路組成。

主控板使用C8051f410單片機(jī)控制，配有5～7 V直流電源輸入接口、5 V直流輸出接口（氣泵供電）。測(cè)漏時(shí)內(nèi)鏡腔體氣壓約18～22 kPa，因此選用mpxm2053gs壓力傳感器，該傳感器在輸入壓力為10～40 kPa時(shí)，其輸入壓力與輸出電壓有良好的線性關(guān)系，符合測(cè)量要求。顯示器采用LCD1602，支持兩行16位英文字母和數(shù)字顯示，可容納更多信息，方便結(jié)果詳情的顯示。增壓氣泵使用成人電子血壓計(jì)同級(jí)氣泵，測(cè)試氣泵輸出壓力＞30 kPa。配套管路以三通管連接氣泵（或手動(dòng)氣囊）、主控板壓力傳感器及待測(cè)內(nèi)鏡測(cè)漏口。更換連接內(nèi)鏡的接口即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同品牌的內(nèi)鏡測(cè)漏。整個(gè)裝置輕巧便攜、管路連接自由，可以應(yīng)對(duì)各種測(cè)漏要求。測(cè)漏器硬件結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖1。測(cè)漏器樣機(jī)與試用機(jī)實(shí)物圖，見(jiàn)圖2。

1.3 軟件設(shè)計(jì)

該測(cè)漏器使用C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言，主要分成設(shè)置和測(cè)漏兩個(gè)模塊。其中測(cè)漏程序分為自動(dòng)測(cè)試和手動(dòng)測(cè)試功能。設(shè)置程序負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)漏模式及“測(cè)試壓力”、“報(bào)警壓降”、“測(cè)試時(shí)間”等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定結(jié)果可長(zhǎng)期保存，因此僅在首次使用前或需更改參數(shù)時(shí)需要進(jìn)入設(shè)置程序。

進(jìn)入測(cè)試程序后，根據(jù)測(cè)漏模式分成手動(dòng)和自動(dòng)模式，兩者區(qū)別在于對(duì)內(nèi)鏡充氣的過(guò)程是使用手動(dòng)氣囊還是電動(dòng)氣泵。測(cè)漏時(shí)，通過(guò)循環(huán)比較初始?jí)毫εc傳感器采集的實(shí)時(shí)壓力值之差是否超出設(shè)定報(bào)警壓力來(lái)進(jìn)行判斷。軟件設(shè)計(jì)流程圖，見(jiàn)圖3。

2 主要功能

該測(cè)漏器主要可為測(cè)漏人員減輕測(cè)漏工作量，根據(jù)不同測(cè)漏要求可提供自動(dòng)或手動(dòng)測(cè)試功能。首次使用前在測(cè)漏器主菜單進(jìn)入設(shè)置界面 ， 分別設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)模式”、“測(cè)漏壓力”、“報(bào)警壓降”、“測(cè)試時(shí)間”。

2.1 自動(dòng)測(cè)試

自動(dòng)測(cè)試模式為測(cè)漏人員提供一鍵式的便捷測(cè)漏功能，正確連接后只需啟動(dòng)測(cè)漏功能，儀器便能自動(dòng)完成充氣、計(jì)時(shí)、提示、報(bào)警等工作。自動(dòng)測(cè)試模式原理簡(jiǎn)圖，見(jiàn)圖4。

操作流程如下：① 打開(kāi)測(cè)漏器電源開(kāi)關(guān)，按測(cè)量按鈕進(jìn)入測(cè)漏模式；② 把測(cè)漏器外接管路與待測(cè)內(nèi)鏡測(cè)漏口相連；③ 按下測(cè)量按鈕，測(cè)漏器開(kāi)始充氣并自動(dòng)計(jì)壓計(jì)時(shí)，此時(shí)測(cè)漏人員可進(jìn)行其他工作；④ 計(jì)時(shí)結(jié)束或壓降大于設(shè)定值時(shí)根據(jù)測(cè)漏通過(guò)或不通過(guò)有不同的提示，測(cè)漏完成。

2.2 手動(dòng)測(cè)試

手動(dòng)測(cè)試模式以傳統(tǒng)氣測(cè)法的氣囊充氣方式為基礎(chǔ)，為測(cè)試人員提供自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)壓報(bào)警功能，因?yàn)闇p少了氣泵輸出， 耗電量大大降低， 使用4節(jié)干電池也能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。手動(dòng)測(cè)試模式原理簡(jiǎn)圖，見(jiàn)圖5。

操作流程如下：① 打開(kāi)測(cè)漏器電源開(kāi)關(guān)，按測(cè)量按鈕進(jìn)入測(cè)漏模式；② 把測(cè)漏器外接管路與待測(cè)內(nèi)鏡測(cè)漏口相連；③ 用氣囊對(duì)內(nèi)充氣至測(cè)試壓力（20～22 kPa）；④ 按下測(cè)量按鈕，測(cè)漏器開(kāi)始自動(dòng)計(jì)壓計(jì)時(shí)，此時(shí)測(cè)漏人員可進(jìn)行其他工作；⑤ 計(jì)時(shí)結(jié)束或壓降大于設(shè)定值時(shí)根據(jù)測(cè)漏通過(guò)或不通過(guò)有不同的提示，測(cè)漏完成。

3 測(cè)試驗(yàn)證

3.1 測(cè)試方法

啟用前，檢測(cè)該測(cè)漏器與原廠測(cè)漏器結(jié)果的一致性與重復(fù)性。分別使用富士能廠家測(cè)漏器和該測(cè)漏器自動(dòng)模式（設(shè)置測(cè)試初壓22 kPa，報(bào)警壓降4.0 kPa，測(cè)試時(shí)間2 min），檢測(cè)富士胃腸鏡共15條，各重復(fù)3次。定義標(biāo)準(zhǔn)：該測(cè)漏器結(jié)果與原廠測(cè)漏器結(jié)果同為不通過(guò)測(cè)漏，或者同為通過(guò)測(cè)漏且2 min壓降差值＜0.5 kPa，則認(rèn)為兩者結(jié)果一致。

啟用后一個(gè)月內(nèi)對(duì)內(nèi)鏡同時(shí)做原廠測(cè)漏器測(cè)漏及自動(dòng)測(cè)漏器測(cè)漏，并比對(duì)其結(jié)果。

3.2 測(cè)試結(jié)果

啟用前測(cè)試兩種測(cè)漏器均判斷其中兩條內(nèi)鏡漏氣，13條內(nèi)鏡通過(guò)測(cè)漏。其中未通過(guò)測(cè)試的兩條內(nèi)鏡3次測(cè)試均不通過(guò)；通過(guò)測(cè)試的13條內(nèi)鏡中，壓降差均＜0.5 kPa。兩者重復(fù)性與結(jié)果一致性良好。

啟用后一個(gè)月內(nèi)共檢測(cè)電子內(nèi)鏡約800條次，與原廠測(cè)漏器比對(duì)準(zhǔn)確率為100%。

4 討論

該測(cè)漏器已作為清洗前快速測(cè)漏篩查裝置投入使用，日均測(cè)試內(nèi)鏡約30條次，使用至今發(fā)現(xiàn)漏氣內(nèi)鏡2條。操作員反映使用簡(jiǎn)便、結(jié)果清晰。

該測(cè)漏器與傳統(tǒng)手工測(cè)漏相比具有一定優(yōu)勢(shì)：① 該測(cè)漏器可一鍵操作，結(jié)果直觀，可有效減輕操作人員對(duì)測(cè)漏工作的抵觸心理，提高其測(cè)漏積極性；② 測(cè)漏結(jié)果可量化顯示，便于統(tǒng)計(jì)觀察漏氣趨勢(shì)，指引保養(yǎng)工作；③ 測(cè)漏結(jié)果與廠家手工測(cè)漏器結(jié)果一致，具有高可靠性。

但是它仍有一些未能解決的問(wèn)題，例如不能改變彎曲部角度，使用時(shí)需要人工統(tǒng)籌彎曲角度進(jìn)行檢測(cè)。目前針對(duì)其角度彎曲自動(dòng)化的裝置已經(jīng)在研發(fā)之中。

電子內(nèi)窺鏡昂貴的維修費(fèi)用一直是醫(yī)院面對(duì)的難題，受技術(shù)及配件所限，醫(yī)院臨床工程師在維修上所能做的并不多。因此，提高保養(yǎng)意識(shí)是提升電子內(nèi)窺鏡使用壽命和效益最現(xiàn)實(shí)有效的方法，臨床工程師也應(yīng)積極引導(dǎo)并協(xié)助內(nèi)鏡使用科室重視并改善內(nèi)鏡保養(yǎng)。

[1] 陳基明,張連強(qiáng),田曉東.電子內(nèi)窺鏡的使用和維護(hù)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2010,25(5):97-98.

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Development of An Automatic Leakage Detector for Electronic Endoscope

HUANG Jian-xun,
CHI Kun-rong, HUANG Yan-er Clinical Medical Engineering Center, Zhongshan People’s Hospital, Zhongshan Guangdong 528400, China

As one of the important maintenance inspections of electronic endoscope, leakage detection would be easily overlooked. This paper describes the development process of a self-developed automatic leakage detector for electronic endoscope. The detector which is mainly composed of the main control board, external power source, supercharging pump and suitable pipeline can automatically implement the supercharging and timekeeping of electronic endoscope and judge whether air leakage exists in the electronic endoscope. Thus the automatic leakage detection of electronic endoscope has been implemented and the leakage detection rate of electronic endoscope has been improved. The application results show that the detection results of the self-developed leakage detector are in line with those of the original factory leakage detector, which indicates that the self-developed leakage detector owns hign reliability.

electronic endoscope; leakage detection; automatic leakage detector

TH776+.1

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.041

1674-1633(2014)11-0121-03

2014-05-26

作者郵箱：285567752@qq.com