電子內(nèi)鏡原理結(jié)構(gòu)及常見故障維修

陳 國

電子內(nèi)鏡原理結(jié)構(gòu)及常見故障維修

陳 國

電子內(nèi)鏡系將微型電荷耦合器CCD置于內(nèi)鏡前端，CCD把動態(tài)的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號，圖像處理中心將電信號處理后存儲，在顯示器上還原出圖像并由打印設(shè)備輸出。

1 圖像傳感器的主要特性

（1）光譜特性：CCD圖像傳感器具有很寬的感光光譜范圍，通常可延至紅外區(qū)域，利用此特性，夜間用于輔助紅外光源照明，CCD也能清晰地成像。n-p結(jié)構(gòu)CCD靈敏度高，但這種CCD在強光下易出現(xiàn)光暈及拖影；n-p-n結(jié)構(gòu)的CCD可以有效抑制強光照射產(chǎn)生的光暈及拖影，但卻降低了靈敏度，光譜范圍也被壓縮到可見光區(qū)域[1]。

（2）分辨率：一般用器件的調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)表示，是CCD圖像傳感器的重要參數(shù)之一。

（3）暗電流：圖像傳感器受熱激發(fā)產(chǎn)生電子、空穴對，表現(xiàn)為處于非光照環(huán)境下也會產(chǎn)生電信號。暗電流限制了器件的靈敏度和動態(tài)范圍，其大小與環(huán)境溫度有關(guān)，溫度降低，暗電流減小。

（5）像素：指的是傳感器的最大像素數(shù)值，有些給出了水平及垂直方向的像素數(shù)，如822H×508 V；有些則給出了前兩者的乘積值，如41萬像素。其數(shù)值大則圖像分辨率就高。

2 電子內(nèi)鏡基本結(jié)構(gòu)

電子內(nèi)鏡設(shè)備包括內(nèi)鏡、圖像處理中心和冷光源。內(nèi)鏡又由操作部等7個部分組成。

（1）操作部：包括活檢閥、吸引鈕、注氣、注水鈕、彎角鈕及彎角固定鈕。操作部有遙控開關(guān)與圖像處理中心相連。

（2）頭端部：包括 CCD、鉗道管開口、送氣、送水噴嘴及光纖終端。

（3）插入部：包括2束導(dǎo)光纖維束、CCD視頻信號線電纜、送水管、注水管、彎角鈕鋼絲和活檢管道，這些管道的外面包以金屬軟網(wǎng)，金屬軟網(wǎng)的外層再套以聚酯外套。

（4）彎曲部：轉(zhuǎn)動角度鈕可控制內(nèi)鏡彎曲部向上、下、左、右方向彎曲，最大角度可達上 180°～210°，下 180°，左 160°，右 160°。

（5）電子處理部：涵蓋導(dǎo)光纖維束和視頻信號線，視頻信號線與電子內(nèi)鏡先端部的CCD相連，與導(dǎo)光纖維束一起經(jīng)插入部及操作部與電子內(nèi)鏡光源及圖像處理中心耦合。此外，送氣、注水管也包括在其中。

（6）連接部：電子內(nèi)鏡連接部除有光源頭、送氣接頭、吸引管接頭、注水瓶接口外，還有視頻線接頭。

設(shè)定M=3，L=6時，從圖8可以看出，SLG在N40時滿意度低于CIDG，而在N>40時滿意度逼近CIDG，甚至超過CIDG算法，這主要是因為當(dāng)用戶密度變大時，SUs間干擾增大，CIDG采取的是一種利已的最佳響應(yīng)策略，易陷入局部最優(yōu)解；SLG算法為潛在博弈，兼顧個體與全局收益，故能在少量信息觀察前提下保持好的網(wǎng)絡(luò)滿意度.

（7）送氣送水系統(tǒng)及吸引活檢系統(tǒng)：電子內(nèi)鏡的送氣、送水及吸引活檢孔道設(shè)計與纖維鏡相同，電子內(nèi)鏡光源內(nèi)亦裝有電磁氣泵與送氣、送水管道相通，內(nèi)鏡與光源接頭處有吸引嘴與負壓吸引端相接。

（8）圖像處理中心：圖像處理中心又稱電子內(nèi)鏡主機，處理內(nèi)鏡傳來的光電信號并再現(xiàn)于監(jiān)視器屏幕上。處理中心具有光平均/高峰值切換功能，讓圖像任何部位的亮度都處于最佳狀態(tài)；另外，其還有白色自動控制功能，保證圖像色彩不失真。電子內(nèi)鏡有畫面凍結(jié)功能及動態(tài)、靜態(tài)互換功能，設(shè)置的第二圖像在主畫面凍結(jié)后，在其下方一角顯示動態(tài)畫面，便于對局部病變進行對比觀察。記錄系統(tǒng)將內(nèi)鏡圖像通過處理記錄到硬盤上，并可經(jīng)打印機輸出。顯示器用于顯示全部信息，目前常用的有陰極射線管（CRT）、液晶（LCD）、等離子（PDP）顯示器等[2]。

（9）冷光源：冷光源給圖像傳感器提供高亮度照明，一般用高壓氙燈。光源內(nèi)亦裝有電磁氣泵。

3 常見故障及維修

3.1 故障一

故障現(xiàn)象：無圖像。原因：彎曲部內(nèi)電纜線斷線。排除方法：更換內(nèi)電纜線。

3.2 故障二

故障現(xiàn)象：圖像時有時無。原因：電纜線內(nèi)部短路。排除方法：仔細輕輕探查短路點，截取、重新裝入并調(diào)整電纜方向。

3.3 故障三

故障現(xiàn)象：圖像色彩失真。原因：鉗道、水氣管、彎曲橡皮漏液；物鏡、棱鏡密封不嚴。排除方法：及時加熱烘干漏液部位48 h以上；更換故障件，密封。

3.4 故障四

故障現(xiàn)象：圖像中心有霧狀。原因：先端部CCD封膠老化。排除方法：去除封膠，翻折彎曲橡皮，烘干48 h以上，重新封膠。

3.5 故障五

故障現(xiàn)象：使用一段時間后圖像模糊。原因：鉗道管先端部微滲。排除方法：去除原封膠、先端帽，鉗道固定管處用混合膠封。

3.6 故障六

故障現(xiàn)象：圖像不規(guī)則線條。原因：CCD物鏡玻璃劃傷。排除方法：更換物鏡玻璃。

3.7 故障七

故障現(xiàn)象：圖像模糊。原因：CCD蓋玻璃污染。排除方法：清洗蓋玻璃。

3.8 故障八

故障現(xiàn)象：圖像近景亮度正常，遠景亮度暗。原因：氙燈光衰超過域值，亮度下降。排除方法：更換新的氙燈[3]。

4 小結(jié)

電子內(nèi)鏡現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于臨床，掌握電子內(nèi)鏡原理結(jié)構(gòu)及常見故障維修對于從事醫(yī)療工程專業(yè)的人員尤為重要。

[1]甘心照.近代電子醫(yī)療設(shè)備與技術(shù)[M].南京：南京大學(xué)出版社，1991.

[2]姜遠海，彭明辰.臨床醫(yī)學(xué)工程[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[3]呂慶友，官麗梅.醫(yī)用內(nèi)鏡使用與維修技術(shù)[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2006

（收稿：2010-03-05 修回：2010-08-31）

作者單位：157011 黑龍江牡丹江 牡丹江林業(yè)中心醫(yī)院（陳 國）

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1003-8868（2011）02-0138-01