韩乾

北京积水潭医院 设备科，北京 100035

引言

1 硬性内窥镜结构及工作原理

1.1 硬性内窥镜结构

硬性内窥镜是由图像系统、照明系统及配件系统组成[3]。根据各学科操作方式、检查部位的不同，硬性内窥镜的配件系统会有不同的种类，所以硬镜外形略有不同。但所有硬性内窥镜的图像系统、照明系统的组成是大体相同的。硬性内窥镜的图像系统主要由物镜组、转像柱状透镜组、目镜组组成。照明系统由导光纤维组成[4]（图1）。

图1 硬性内窥镜结构示意图

硬性内窥镜在国内外医疗领域的应用都很广泛，我院很多科室如泌尿外科的肾镜、膀胱镜；妇科的宫腔镜、腹腔镜；耳鼻喉科的鼻窦镜；骨科的椎间孔镜、肩关节镜、膝关节镜、腕关节镜等，都在使用这些硬性内窥镜进行检查和手术。硬性内窥镜图像清晰、操作简单、灵活方便，医生可以直接观察病灶部位，对病人进行检查、诊断[1]。但是，随着硬性内窥镜及内镜系统使用频次的增加，硬性内窥镜及配套设备出现故障的几率也在增加。最常见的故障例如：由于硬性内窥镜图像系统故障导致的图像故障、由于光源主机故障导致的光源故障、由于操作者操作不当导致的硬镜破损故障等，而且这些故障的维修费用也很高。作为医院自己的医疗设备管理部门，医疗设备科工程师应该从专业角度出发，尽可能地减少硬性内窥镜及内镜系统的故障，提高设备使用效率。本文主要介绍硬性内窥镜及内镜系统相关知识、硬性内窥镜及内镜系统常见故障及解决办法和硬性内窥镜及内镜系统的日常维护，为临床一线更好的使用硬性内窥镜及系统提供帮助[2]。

1.2 硬性内窥镜的工作原理

硬性内窥镜种类有很多，为了达到不同手术或检查的使用要求，硬性内窥镜在外形、长度、角度、粗细等几方面略有不同。但其成像的基本原理是相同的。硬性内窥镜是通过复杂的光学成像系统和照明系统将病灶图像显示给操作者或者显像系统中。其原理是：待观察的组织经过物镜组成像，根据检查要求物镜组内还需要不同角度的棱镜实现角度变化，物镜成像后通过转像柱状透镜将倒像转为正像，并传输到目镜，再由目镜放大后成为可观察图像[5]。照明系统实现照明的原理是将光源设备发出的光经过光导纤维传输到内窥镜前端，照亮待观察组织。

2 设备故障实例

我院硬镜主要是奥林巴斯、STORZ 和史赛克这几种品牌。对于硬性内窥镜系统来说，图像亮度和图像清晰度是至关重要的两个参数。在日常使用过程中，大部分的故障现象都是围绕着这两个参数出现的。由于人体组织颜色非常接近，所以清晰度或亮度出现问题会直接影响临床诊断和治疗，后果非常严重[6]。所以这两类故障在日常设备使用过程中一定要注意。下面，分别讨论硬性内窥镜和内镜系统常见的故障和解决办法。

2.1 硬性内窥镜常见故障和解决办法

硬性内窥镜按功能区域分为物镜部、插入部、导光部、目镜部及其他结构。每个功能区域由于其不同的结构、不同的使用功能，也就会产生不同的故障及故障现象。下面主要介绍物镜部、插入部、导光部所产生的故障和解决办法[7]。

2.1.1 物镜部故障

物镜部作为硬性内窥镜最前端，是最有可能发生故障的部位。物镜部的物镜盖玻璃和导光束先端则是出现的问题比较多的部件。

（1） 故障现象。物镜盖玻璃出现问题时会导致图像模糊、甚至是图像缺失。导光束先端出现问题时会导致图像亮度下降、甚至是亮度缺失。

（2）故障分析。物镜盖玻璃的故障多是由于使用不当、意外磕碰或者与其他动力设备触碰后发生的破损、磨损、泄漏等情况（图2～3）。导光束出现故障多是因为使用过程中或者清洗消毒过程中的磨损，导致导光束先端变得粗糙或破损（图4）。

图2 物镜盖玻璃损坏

图3 物镜先端磨损

图4 导光束先端磨损

（3）故障解决方案。物镜部出现故障主要原因是人为误操作导致，为避免故障出现，操作者要做到轻拿轻放，避免与其他物品碰撞。手术操作时，要注意不要与刨削器械或其他动力设备接触，以免损伤硬镜。清洗消毒时，一定注意物镜部不要与坚固的消毒盒或其他器械接触，避免在操作过程中损伤物镜部。物镜部故障可以寻找技术好的第三方维修，因为原厂维修往往会因为物镜部一些小故障更换掉整个物镜部和插入部。造成不必要的浪费。

2.1.2 插入部故障

插入部是直接探入病人体腔内的主要部件。操作者是通过移动插入部，使硬镜到达病灶的最佳观察位置。有些孔径比较小的硬性内窥镜或者在术中需要用力操作的部位使用硬性内窥镜时，很容易造成插入部的故障。

（1）故障现象。插入部故障最直接的现象就是插入部变形，而插入部出现变形时同样会导致图像模糊、甚至是图像缺失、图像亮度下降等现象。

（2）故障分析。插入部故障的主要原因是操作者在使用过程中或清洗消毒过程中使用不当，导致插入部受外力变形（图5～6），从而导致图像或亮度出现故障。当插入部出现变形时，插入管内的透镜组会因为外力导致破损甚至断裂，从而导致图像故障；同理，由于插入管变形导致光导纤维多束断裂或扭曲，则会导致图像亮度出现故障。

图5 插入部弯曲

图6 插入部受外力变形

（3）故障解决方案。手术操作者在手术过程中，如果出现移动硬镜受阻的情况，切记不要用力移动，以免对插入部造成外力损伤[8]。清洗消毒人员在硬镜消毒过程中要单独对硬镜进行清洗消毒，使用专用的内镜消毒盒进行存放，切记不要将重物压在硬镜上，以免造成插入部变形。插入部的损坏一般都会找原厂维修，因为此类故障一般都要更换整个插入部和物镜部。

2.1.3 导光部故障

（1）故障现象。导光部是硬性内窥镜光路传输的核心组件，导光部出现故障后的主要现象就是观察图像发暗或光亮缺失[9]。导光部主要是导光接头和光导纤维这两个部位会经常出现故障。

（2） 故障分析。第一，导光接头损坏或变色（图7～8），导致光路受阻或变色。导光接头盖玻璃有可能受到外力导致破碎，从而使导光性能下降；还有一种情况就是由于导光接头连接时干燥不彻底导致接头盖玻璃灼热变色，使光路颜色出现偏差。第二，光导纤维损坏，导致光亮度下降[10]。在日常维修过程中，有很多情况都是工作管变形后导致光导纤维损坏的。

图7 导光接头盖玻璃炸裂

图8 导光接头变色

（3）故障解决方案。在手术开始时，连接导光接头时一定保证导光接头干燥无水气，如果有水汽存在，由于光源设备使用过程中会产生高温，这样很容易使导光接头破损或变色，从而影响光路。手术刚结束时，由于导光接头温度很高，待自然冷却后再进行清洗消毒，以免由于冷热不均导致接头盖玻璃损坏。在使用和清洗消毒过程中，避免与硬物碰撞，避免工作管受力变形。导光部的损坏如果是光导纤维出现故障，一般都会找原厂维修，因为此类故障一般都要更换整个插入部和物镜部。如果是导光接头出现故障，往往第三方维修可以解决。

2.2 硬性内镜系统其他故障和解决办法

硬性内窥镜系统由摄像主机、光源设备、显示设备、图像工作站以及其他辅助设备等设备组成。除了主机，还有一些与主机相连的辅助设备：摄像主机摄像头、光源导光电缆等。这些设备的故障也会影响操作者观察图像的图像质量。我院有奥林巴斯、STORZ、史赛克等品牌的设备，这些设备的配置与连接方式基本相同。下面，介绍一下硬性内镜系统常见的故障和解决办法[11]。

2.2.1 摄像主机和摄像头故障

在日常维护中，摄像主机和摄像头的主要故障集中在信号输出方面。

（1）故障现象。视频输出无图像、图像花屏、图像颜色缺失等现象[12]。

（2）故障分析。产生图像问题的原因有很多，总结如下：① 摄像主机输出故障；② 信号输出线缆故障或连接故障；③ 显示设备故障；④ 摄像头线缆故障；⑤ 摄像头接头故障。

（3）故障解决方案。① 摄像主机输出故障都是由主机硬件原因引起的，摄像主机一般都会有多路输出或高清标清输出，工程师可以通过测试不同的输出口判断是否为主机硬件故障，图像处理硬件出现故障一般推荐原厂进行维修；② 图像问题有很多情况都是信号输出线缆故障或连接故障，在日常设备使用过程中，信号线连接电缆很容易出现损坏、折断、接头损坏等情况，工程师可以备一些常用的线缆和接头，这样可以很方便解决此类故障；③ 显示设备一般指的是显示器，显示器故障同样会引起很多图像问题，如显示器电源板、触控板或图像处理板故障等，此类问题也比较好判断，有很多维修显示器的第三方公司都可以维修医用显示器，且维修成本不高；④ 摄像头线缆故障主要是由于操作者在硬镜使用中会不停地旋转角度，导致后端线缆旋转成死角。经过一段时间的旋转后，内部线缆组会出现断开或短路情况，就会出现图像花屏、图像缺失、图像缺色等现象，摄像头线缆的维修一般推荐原厂维修，因为线缆与CCD 相连，维修不精细会出现CCD 损坏的情况[13]；⑤ 摄像头接头故障主要是电气金手指出现腐蚀或打火造成的氧化层导致摄像头虚接，出现这种情况可以用细砂纸小心打磨，问题一般都可以解决。如果经过处理后仍连接不实，就需要更换接头了。摄像头在使用时，一定要认真做好干燥处理，保证电气接头无水气、无水渍，这样就能避免此类故障。

2.2.2 光源设备和导光电缆故障

光源类设备的故障对于医院的工程师来说还是比较容易处理的一类故障。自主维修难度不是很大，成本也不会很高。

（1）故障现象。光源不亮、图像亮度下降。

（2）故障原因。① 光源硬件故障；② 氙灯灯泡故障；③ 导光电缆故障。

（3）故障解决方案。① 光源硬件故障主要出现在电源板和氙灯高压启动板，由于氙灯点亮电压很高，在点亮过程中很容易出现电路板元器件损坏或击穿，不过这类故障的维修办法比较多，设备科的工程师有时自己也能够解决；② 氙灯灯泡一般的使用寿命是500 h，超出使用时长后就会出现亮度降低或损坏的情况[14]，更换氙灯灯泡要严格按照氙灯灯泡安装说明安装，保证氙灯灯泡良好的散热和电气连接，从而避免温度过高烧坏灯泡或由于打火造成灯泡或电路板的损坏；③ 导光电缆两端都有导光玻璃，如果在清理不干净的情况下直接使用，很容易造成导光玻璃在高温情况下变色，影响图像质量，导管电缆外皮也很容易被利器划破，造成导光纤维外露。

3 硬性内窥镜及内镜系统的保养

3.1 硬性内窥镜保养

硬性内窥镜在使用后的保养程度，会直接影响硬镜的寿命。只有认真地做好日常保养，才能够延长硬镜的使用寿命、减少硬镜的磨损和老化、降低维修成本、减少不必要的停机时间。

（1）手术结束后，首先应进行床旁检查。确认硬镜使用过程在有无出现故障，如外力导致插入部弯曲变形；插入部是否出现被利器刺伤；目镜部有无破损情况；物镜部是否出现盖玻璃破损或光导纤维先端部磨损等情况。如果出现问题，应立即停止后续清洗消毒步骤，防止硬镜故障扩大[15]。

（2）床旁检查结束后，才能对硬镜镜体进行清洗。待导光接头自然冷却后，应尽快将镜体冲洗干净；物镜镜头前端和有污渍时应尽快用纱布擦拭干净，防止污渍干涸后影响光路或图像通路。器械部如果有可拆卸的组件，应拆卸下来仔细清洗干燥，防止生锈。清洗完后进行全面干燥，并将硬镜妥善存放在专用的内镜器械盒内，准备进行灭菌。

3.2 硬镜内镜系统保养

（1）手术结束后，摄像头和导光电缆也需要进行床旁检查。确认摄像头在使用过程中是否出现故障，如图像缺失、图像缺色、图像干扰等情况。观察摄像头线缆是否出现受力扭曲或外皮破损的情况。导光电缆是否出现图像亮度不够、图像颜色偏差等情况。电缆外皮是否出现破损的情况。如果床旁检查出现问题，应立刻联系设备科工程师进行处理，决不能继续消毒灭菌。

（2）床旁检查结束后，才可对摄像头和导光电缆进行擦拭清洁。导光电缆两端盖玻璃有污渍时应尽快用纱布擦拭干净，防止污渍干涸后影响光路。摄像头的电气接头如果沾有水渍，应尽快用干纱布擦拭干净，防止液体对金手指的腐蚀。

（3）摄像主机、光源以及其他辅助设备在手术结束后应检查设备是否完好，连线是否完好。摄像主机线缆连接口如果有水渍应立刻擦拭干净。光源在结束手术后应立刻关闭。

4 结论

本文结合工作经验对硬性内窥镜的结构进行介绍,并且就我院硬性内窥镜常见的故障进行梳理和分析。通过这些实际的案例分析，希望帮助临床工程师和清洗消毒人员能够了解硬性内窥镜的维护和保养工作内容，也希望临床使用者能够了解硬性内窥镜在使用过程中需要注意的地方，避免由于操作不当造成硬性内窥镜损坏。硬性内窥镜不仅要做好术前设备检查工作，更要做好术后的预防性维护。只有维护得当，才能够延长硬性内窥镜的使用寿命，减少设备的停用时间。