Stryker腹腔鏡成像系統結構分析與常見故障維修

石樹強 俞東青* 袁 洪 王寅生

微創手術(minimally invasive surgery，MIS)是通過建立微小創口或自然腔道將治療器具作用于患者體內，實施臨床治療目的的一種診療方案[1-2]。腹腔鏡是一種微創手術器械，通過微型攝像頭拍攝到圖像再傳輸到顯示器，以協助手術醫生實時觀察腹腔內的器官，對患者疾病狀態進行有效分析、實施精準手術。中國中醫科學院望京醫院現有19臺Stryker 988i和884型號腹腔鏡(美國史賽克公司)，針對腹腔鏡成像系統的結構組成和常見故障維修進行總結分析。

1 腹腔鏡成像系統結構

腹腔鏡成像系統主要由光學系統和攝像系統組成。光學系統包括冷光源及導光纖維束兩部分；攝像系統的主要部件由電荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)、CCD驅動器、CCD圖像傳感器、圖像處理系統和顯示器組成，見圖1。

圖1 腹腔鏡成像系統結構

1.1 冷光源

冷光源是手術患者內腔的照明裝置，通常采用高密度的氙燈或鹵素燈，通過散熱系統降低導光纖維束遠端溫度，以保證手術中有良好的腔內溫度和光信號傳導效率[3-4]。同時，成像控制系統可設置冷光源自動調節功能，根據成像信號強度可自動調節高壓驅動模塊的輸出強度，改善圖像質量。

1.2 CCD

CCD主要功能是將腹腔鏡可視端的光學影像信息轉換成數字圖像信號。半導體材料上排列有序的光敏元件，其二維空間布局和信號轉換性能決定了攝影圖像的分辨率和清晰度。CCD遠端的圖像傳感器具有較高的信息解析度，是保障內腔觀察效果的重要部件。CCD驅動器的作用是為CCD輸送增益控制信號，當腹腔鏡與觀察器官發生距離變化時，自動調整攝影光線強度，使內腔的可見度保持一致。

1.3 光導纖維

光導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光纖維束，傳遞圖像單元為導像纖維束。光導纖維具有良好的光學絕緣，輸入與輸出排列完全相同，當部分光導纖維出現折斷時圖像會出現盲點，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的控制中樞，主要完成攝影圖像處理與輸出、控制信號接收與傳輸以及光信號采集與自動增益控制等功能。

2 故障案例分析

2.1 光源故障

(1)故障現象。在手術操作過程中，腹腔鏡冷光源亮度不足，且穩定性較差(時亮時滅)，顯示圖像清晰度差。

(2)故障分析。①當光源亮度穩定性較差時，先考慮腹腔鏡與光源連接是否存在問題，采用關機重新連接或替代方式進行排查；②腹腔鏡同時存在亮度不足情況時，對冷光源的質量進一步檢測，可查閱冷光源工作時長，當時長＞500 h，應考慮更換冷光源[5-6]；③腹腔鏡的冷光源散熱系統、高壓模塊以及自動增益效果也是產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數，檢查冷光源工作時長，其記錄時間為417 h(＜500 h)，在使用壽命范圍內；②關機后重新連接光源部分，開機后穩定性稍有改善，但工作一段時間后再次出現時亮時滅現象，進一步排查接口是否存在虛焊，維修后穩定性恢復正常，同時出現亮度太強的現象。通過控制系統調整光源增益為自動調節，光源亮度恢復正常。開機使用觀察1 h后無異常現象出現，故障排除。

(4)注意事項。冷光源是腹腔鏡臨床使用管理的重要維護保養部件，應定期檢查燈泡的使用時長，確保在使用壽命限定范圍內，否則應更換新燈泡以確保腹腔鏡工作質量。故障維修過程中，冷光源屬于精密部件，應按照故障維修的常規思路，優先排查常規故障，不能直接更換或替換冷光源。

2.2 攝像系統故障

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

(2)故障分析。當攝像中出現干擾信號時，主要考慮外部高頻設備干擾的屏蔽功能和采集信息的傳遞功能是否有故障。對外部高頻信號干擾的屏蔽效果主要檢測導像纖維束，可采用替換法或停用高頻設備工作狀態下的觀察法，對于電纜線采集功能的檢測，可考慮連接松動或視頻接口存在虛焊的情況。

(3)故障處理。①先關機后重新連接視頻線，觀察開機后圖像中偽影仍未消除；②采用替換法，更換同品牌信號且使用正常的視頻線，連接后發現圖像質量稍有改善，不能排除視頻線存在故障；③關機，將機殼打開，觀察視頻接口端有無異常，通過外力按壓方式可觀察到視頻接口端左側一管腳出現脫焊現象，故重新焊接連接管腳，再次檢查無其他異常情況下開機，觀察1 h內顯示器圖像清晰，干擾偽影消除，故障排除。

(4)注意事項。視頻線內由數十根光導纖維組成，使用過程中應規范使用，不能使用強外力對部件進行彎折或扭動。同時，在視頻線連接或拔出過程中，操作人員應對齊連接，注意用力大小及位置，防止出現接口在外力作用下產生脫焊，影響設備使用壽命和工作質量。

3 結論

Stryker 988i和884型腹腔鏡整體結構由成像系統、氣腹機、高頻電刀、沖洗吸引裝置和顯示系統組成，在醫院臨床應用中分布較廣。隨著科學技術和醫療設備的不斷發展，腹腔鏡利用光學、電學、工程學和醫學等領域的高新技術，成為密閉腹腔手術治療的重要設備[7-8]。為保障設備在臨床使用中的應用價值，醫學工程技術人員應掌握設備原理知識，具備維修技能，不斷積累工作中的維修案例，建立健全日常維護和使用管理的規章制度，促進醫療設備管理的現代化和信息化，不斷提升醫院臨床診療服務水平。