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        Stryker腹腔鏡成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與常見故障維修

        2020-04-01 14:34:52石樹強(qiáng)俞東青王寅生
        中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備 2020年3期
        關(guān)鍵詞:腹腔鏡故障信號(hào)

        石樹強(qiáng) 俞東青* 袁 洪 王寅生

        微創(chuàng)手術(shù)(minimally invasive surgery,MIS)是通過(guò)建立微小創(chuàng)口或自然腔道將治療器具作用于患者體內(nèi),實(shí)施臨床治療目的的一種診療方案[1-2]。腹腔鏡是一種微創(chuàng)手術(shù)器械,通過(guò)微型攝像頭拍攝到圖像再傳輸?shù)斤@示器,以協(xié)助手術(shù)醫(yī)生實(shí)時(shí)觀察腹腔內(nèi)的器官,對(duì)患者疾病狀態(tài)進(jìn)行有效分析、實(shí)施精準(zhǔn)手術(shù)。中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院現(xiàn)有19臺(tái)Stryker 988i和884型號(hào)腹腔鏡(美國(guó)史賽克公司),針對(duì)腹腔鏡成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和常見故障維修進(jìn)行總結(jié)分析。

        1 腹腔鏡成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        腹腔鏡成像系統(tǒng)主要由光學(xué)系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)組成。光學(xué)系統(tǒng)包括冷光源及導(dǎo)光纖維束兩部分;攝像系統(tǒng)的主要部件由電荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)、CCD驅(qū)動(dòng)器、CCD圖像傳感器、圖像處理系統(tǒng)和顯示器組成,見圖1。

        圖1 腹腔鏡成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        1.1 冷光源

        冷光源是手術(shù)患者內(nèi)腔的照明裝置,通常采用高密度的氙燈或鹵素?zé)?,通過(guò)散熱系統(tǒng)降低導(dǎo)光纖維束遠(yuǎn)端溫度,以保證手術(shù)中有良好的腔內(nèi)溫度和光信號(hào)傳導(dǎo)效率[3-4]。同時(shí),成像控制系統(tǒng)可設(shè)置冷光源自動(dòng)調(diào)節(jié)功能,根據(jù)成像信號(hào)強(qiáng)度可自動(dòng)調(diào)節(jié)高壓驅(qū)動(dòng)模塊的輸出強(qiáng)度,改善圖像質(zhì)量。

        1.2 CCD

        CCD主要功能是將腹腔鏡可視端的光學(xué)影像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)。半導(dǎo)體材料上排列有序的光敏元件,其二維空間布局和信號(hào)轉(zhuǎn)換性能決定了攝影圖像的分辨率和清晰度。CCD遠(yuǎn)端的圖像傳感器具有較高的信息解析度,是保障內(nèi)腔觀察效果的重要部件。CCD驅(qū)動(dòng)器的作用是為CCD輸送增益控制信號(hào),當(dāng)腹腔鏡與觀察器官發(fā)生距離變化時(shí),自動(dòng)調(diào)整攝影光線強(qiáng)度,使內(nèi)腔的可見度保持一致。

        1.3 光導(dǎo)纖維

        光導(dǎo)纖維是腹腔鏡的重要功能連接單元,用于傳遞光能單元為導(dǎo)光纖維束,傳遞圖像單元為導(dǎo)像纖維束。光導(dǎo)纖維具有良好的光學(xué)絕緣,輸入與輸出排列完全相同,當(dāng)部分光導(dǎo)纖維出現(xiàn)折斷時(shí)圖像會(huì)出現(xiàn)盲點(diǎn),影響腹腔鏡檢查治療效果。

        1.4 成像控制

        成像控制是腹腔鏡成像系統(tǒng)的控制中樞,主要完成攝影圖像處理與輸出、控制信號(hào)接收與傳輸以及光信號(hào)采集與自動(dòng)增益控制等功能。

        2 故障案例分析

        2.1 光源故障

        (1)故障現(xiàn)象。在手術(shù)操作過(guò)程中,腹腔鏡冷光源亮度不足,且穩(wěn)定性較差(時(shí)亮?xí)r滅),顯示圖像清晰度差。

        (2)故障分析。①當(dāng)光源亮度穩(wěn)定性較差時(shí),先考慮腹腔鏡與光源連接是否存在問(wèn)題,采用關(guān)機(jī)重新連接或替代方式進(jìn)行排查;②腹腔鏡同時(shí)存在亮度不足情況時(shí),對(duì)冷光源的質(zhì)量進(jìn)一步檢測(cè),可查閱冷光源工作時(shí)長(zhǎng),當(dāng)時(shí)長(zhǎng)>500 h,應(yīng)考慮更換冷光源[5-6];③腹腔鏡的冷光源散熱系統(tǒng)、高壓模塊以及自動(dòng)增益效果也是產(chǎn)生亮度故障的影響因素。

        (3)故障處理。①按照故障維修中由易到難的順序,先觀察冷光源面板計(jì)數(shù),檢查冷光源工作時(shí)長(zhǎng),其記錄時(shí)間為417 h(<500 h),在使用壽命范圍內(nèi);②關(guān)機(jī)后重新連接光源部分,開機(jī)后穩(wěn)定性稍有改善,但工作一段時(shí)間后再次出現(xiàn)時(shí)亮?xí)r滅現(xiàn)象,進(jìn)一步排查接口是否存在虛焊,維修后穩(wěn)定性恢復(fù)正常,同時(shí)出現(xiàn)亮度太強(qiáng)的現(xiàn)象。通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)整光源增益為自動(dòng)調(diào)節(jié),光源亮度恢復(fù)正常。開機(jī)使用觀察1 h后無(wú)異常現(xiàn)象出現(xiàn),故障排除。

        (4)注意事項(xiàng)。冷光源是腹腔鏡臨床使用管理的重要維護(hù)保養(yǎng)部件,應(yīng)定期檢查燈泡的使用時(shí)長(zhǎng),確保在使用壽命限定范圍內(nèi),否則應(yīng)更換新燈泡以確保腹腔鏡工作質(zhì)量。故障維修過(guò)程中,冷光源屬于精密部件,應(yīng)按照故障維修的常規(guī)思路,優(yōu)先排查常規(guī)故障,不能直接更換或替換冷光源。

        2.2 攝像系統(tǒng)故障

        (1)故障現(xiàn)象。開機(jī)后腹腔鏡連接攝像頭和視頻線,攝影圖像出現(xiàn)條狀偽影,圖像清晰度差。

        (2)故障分析。當(dāng)攝像中出現(xiàn)干擾信號(hào)時(shí),主要考慮外部高頻設(shè)備干擾的屏蔽功能和采集信息的傳遞功能是否有故障。對(duì)外部高頻信號(hào)干擾的屏蔽效果主要檢測(cè)導(dǎo)像纖維束,可采用替換法或停用高頻設(shè)備工作狀態(tài)下的觀察法,對(duì)于電纜線采集功能的檢測(cè),可考慮連接松動(dòng)或視頻接口存在虛焊的情況。

        (3)故障處理。①先關(guān)機(jī)后重新連接視頻線,觀察開機(jī)后圖像中偽影仍未消除;②采用替換法,更換同品牌信號(hào)且使用正常的視頻線,連接后發(fā)現(xiàn)圖像質(zhì)量稍有改善,不能排除視頻線存在故障;③關(guān)機(jī),將機(jī)殼打開,觀察視頻接口端有無(wú)異常,通過(guò)外力按壓方式可觀察到視頻接口端左側(cè)一管腳出現(xiàn)脫焊現(xiàn)象,故重新焊接連接管腳,再次檢查無(wú)其他異常情況下開機(jī),觀察1 h內(nèi)顯示器圖像清晰,干擾偽影消除,故障排除。

        (4)注意事項(xiàng)。視頻線內(nèi)由數(shù)十根光導(dǎo)纖維組成,使用過(guò)程中應(yīng)規(guī)范使用,不能使用強(qiáng)外力對(duì)部件進(jìn)行彎折或扭動(dòng)。同時(shí),在視頻線連接或拔出過(guò)程中,操作人員應(yīng)對(duì)齊連接,注意用力大小及位置,防止出現(xiàn)接口在外力作用下產(chǎn)生脫焊,影響設(shè)備使用壽命和工作質(zhì)量。

        3 結(jié)論

        Stryker 988i和884型腹腔鏡整體結(jié)構(gòu)由成像系統(tǒng)、氣腹機(jī)、高頻電刀、沖洗吸引裝置和顯示系統(tǒng)組成,在醫(yī)院臨床應(yīng)用中分布較廣。隨著科學(xué)技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備的不斷發(fā)展,腹腔鏡利用光學(xué)、電學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的高新技術(shù),成為密閉腹腔手術(shù)治療的重要設(shè)備[7-8]。為保障設(shè)備在臨床使用中的應(yīng)用價(jià)值,醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員應(yīng)掌握設(shè)備原理知識(shí),具備維修技能,不斷積累工作中的維修案例,建立健全日常維護(hù)和使用管理的規(guī)章制度,促進(jìn)醫(yī)療設(shè)備管理的現(xiàn)代化和信息化,不斷提升醫(yī)院臨床診療服務(wù)水平。

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