电子内镜原理结构及常见故障维修

      电子内镜系将微型电荷耦合器
CCD 置于内镜前端，CCD 把动态的光学图像转换成电信号，图像处理中心将电信号处理后存储，在显示器上还原出图像并由打印设备输出。 1 图像传感器的主要特性 （1）光谱特性 ：CCD 图像传感器具有很宽的感光光谱范围，通常可延至红外区域，利用此特性，夜间用于辅助红外光源照明，CCD 也能清晰地成像。n-p 结构 CCD 灵敏度高， 但这种 CCD 在强光下易出现光晕及拖影 ；n-p-n 结构的
CCD 可以有效抑制强光照射产生的光晕及拖影，但却降低了灵敏度，光谱范围也被压缩到可见光区域[1]。 （2）分辨率：一般用器件的调制转移函数表示，是 CCD 图像传感器的重要参数之一。 （3）暗电流：图像传感器受热激发产生电子、空穴对，表现为处于非光照环境下也会产生电信号。 暗电流限制了器件的灵敏度和动态范围， 其大小与环境温度有关，温度降低，暗电流减小。 （4）灵敏度和动态范围：灵敏度一般用最低照度来表示， 灵敏度高即要求其在很低的照度下也能输出较为清晰的图像；图像传感器的动态范围宽则是要求其具有把最小光量到最大光量产生的信号电荷成比例地收集到势阱内的能力，动态范围取决于势阱能收集的最大电荷量与由噪声确定的最小电荷量之差。 （5）像素：指的是传感器的最大像素数值，有些给出了水平及垂直方向的像素数，如 822H×508 V；有些则给出了前两者的乘积值，如41万像素。其数值大则图像分辨率就高。 
2 电子内镜基本结构 电子内镜设备包括内镜、 图像处理中心和冷光源。内镜又由操作部等7个部分组成。 （1）操作部：包括活检阀、吸引钮、注气、注水钮、弯角钮及弯角固定钮。操作部有遥控开关与图像处理中心相连。（2）头端部：包括 CCD、 钳道管开口、送气、送水喷嘴及光纤终端。 （3）插入部：包括 2 束导光纤维束、CCD 视频信号线电缆、送水管、注水管、
弯角钮钢丝和活检管道， 这些管道的外面包以金属软网， 金属软网的外层再套以聚酯外套。（4）弯曲部：转动角度钮可控制内镜弯曲部向上、下、左、右方向弯曲，最大角度 可达上 180°～210°，下 180°，左 160°，
右 160°。 （5）电子处理部：涵盖导光纤维束和
视频信号线， 视频信号线与电子内镜先端部的 CCD 相连，与导光纤维束一起经插入部及操作部与电子内镜光源及图像处理中心耦合。此外，送气、注水管也包括在其中。 （6）连接部：电子内镜连接部除有光源头、送气接头、吸引管接头、注水瓶接口外，还有视频线接头。 （7）送气送水系统及吸引活检系统：电子内镜的送气、送水及吸引活检孔道设计与纤维镜相同，电子内镜光源内亦装有电磁气泵与送气、送水管道相通，内镜与光源接头处有吸引嘴与负压吸引端相接。 （8）图像处理中心：图像处理中心又称电子内镜主机， 处理内镜传来的光电信号并再现于监视器屏幕上。处理中心具有光平均/高峰值切换功能，让图像任何部位的亮度都处于最佳状态；另外，其还有白色自动控制功能，保证图像色彩不失真。电子内镜有画面冻结功能及动态、静态互换功能，设置的第二图像在主画面冻结后，在其下方一角显示动态画面，便于对局部病变进行对比观察。记录系统将内镜图像通过处理记录到硬盘上，并可经打印机输出。显示器用于显示全部信息，目前常用的有阴极射线管
（CRT）、液晶（LCD）、等离子（PDP）显示器等[2]。 （9）冷光源：冷光源给图像传感器提供高亮度照明，一般用高压氙灯。光源内亦装有电磁气泵。 
3 常见故障及维修 3.1 故障一故障现象：无图像。原因：弯曲部内电缆线断线。 排除方法：更换内电缆线。 
3.2 故障二 故障现象：图像时有时无。原因：电缆线内部短路。排除方法：仔细轻轻探查短路点，截取、重新装入并调整电缆方向。 
3.3 故障三 故障现象：图像色彩失真。 原因：
钳道、水气管、弯曲橡皮漏液；物镜、棱镜密封不严。排除方法：及时加热烘干漏液部位 48 h 以上；更换故障件，密封。 
3.4 故障四 故障现象：图像中心有雾状。 原因：
先端部 CCD 封胶老化。 排除方法：去除封胶，翻折弯曲橡皮，烘干 48 h 以上，重新封胶。 3.5 故障五 故障现象： 使用一段时间后图像模糊。原因：钳道管先端部微渗。排除方法：
去除原封胶、先端帽，钳道固定管处用混合胶封。 
3.6 故障六 故障现象：图像不规则线条。 原因：
CCD 物镜玻璃划伤。 排除方法：更换物镜玻璃。 
3.7 故障七 故障现象：图像模糊。 原因：CCD 盖玻璃污染。 排除方法：清洗盖玻璃。 
3.8 故障八 故障现象：图像近景亮度正常，远景亮度暗。 原因：氙灯光衰超过域值，亮度下降。 排除方法：更换新的氙灯[3]。 
4 小结 电子内镜现已广泛应用于临床，掌握电子内镜原理结构及常见故障维修对于从事医疗工程专业的人员尤为重要。 
[参考文献] [1] 甘心照. 近代电子医疗设备与技术[M].
南京：南京大学出版社，1991.[2] 姜远海，彭明 辰. 临床医学工程[M]. 北京：科学出版社，2002. [3] 吕庆友，官丽梅. 医用内镜使用与维修技术[M]. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2006.
（收稿：2010-03-05 修回：2010-08-31）