一、電子內(nèi)鏡的構(gòu)成
(一)插入部
先端部分
這是電子內(nèi)鏡插入人體內(nèi)部的最前端部分。它包含物鏡,物鏡的光學(xué)性能對(duì)成像質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。一般物鏡采用高質(zhì)量的光學(xué)玻璃,其焦距、光圈等參數(shù)是根據(jù)內(nèi)鏡的使用目的(如胃腸鏡、支氣管鏡等)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。例如,胃腸鏡的物鏡視角通常較大,一般在 140° - 170° 之間,這樣可以獲得更廣闊的視野,便于觀察胃腸道的內(nèi)部情況。
先端部分還有照明窗口,通過光纖將光源發(fā)出的光傳導(dǎo)至此處,為內(nèi)部觀察提供照明。光纖的材質(zhì)通常是石英玻璃,具有良好的光傳導(dǎo)性和柔韌性。照明窗口的數(shù)量和位置也會(huì)因內(nèi)鏡類型而有所不同,一般有多個(gè)照明窗口,以確保觀察區(qū)域有足夠均勻的光照。
彎曲部
彎曲部位于插入部的中間位置,它可以通過操作部的控制旋鈕實(shí)現(xiàn)上下左右彎曲。彎曲部內(nèi)部是由一系列相互嵌套的金屬蛇骨結(jié)構(gòu)組成,這種結(jié)構(gòu)能夠在保證足夠的柔韌性的同時(shí),承受一定的彎曲力而不會(huì)損壞。金屬蛇骨一般由不銹鋼或鎳鈦合金制成,鎳鈦合金具有形狀記憶特性,能更好地保持彎曲形狀。彎曲部的彎曲角度對(duì)于內(nèi)鏡能否順利到達(dá)觀察部位至關(guān)重要,例如,胃腸鏡的彎曲角度上下可達(dá) 210°、左右可達(dá) 100°,從而可以靈活地在胃腸道的彎曲處進(jìn)行觀察。
軟性部
軟性部是插入部的主體部分,它連接著先端部分和操作部。軟性部的外鞘一般是由特殊的高分子材料制成,如聚氨酯等,這種材料具有良好的柔韌性、耐磨性和生物相容性。內(nèi)部包含了傳像光纖束、照明光纖束、導(dǎo)絲通道等多種組件。傳像光纖束負(fù)責(zé)將物鏡所成的像傳輸?shù)侥跨R或圖像傳感器處,其纖維的數(shù)量和排列方式會(huì)影響圖像的分辨率。
(二)操作部
控制旋鈕
操作部的主要部件是控制彎曲部彎曲的旋鈕。通常有兩個(gè)旋鈕,一個(gè)用于控制上下彎曲,另一個(gè)用于控制左右彎曲。旋鈕的設(shè)計(jì)要符合人體工程學(xué)原理,方便醫(yī)生操作。其內(nèi)部通過機(jī)械連桿或鋼絲與彎曲部的蛇骨結(jié)構(gòu)相連,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕時(shí),連桿或鋼絲會(huì)帶動(dòng)蛇骨彎曲。旋鈕的旋轉(zhuǎn)角度與彎曲部的彎曲角度有一定的比例關(guān)系,例如,旋鈕旋轉(zhuǎn)一圈,彎曲部可能彎曲 30° - 60° 左右,這樣醫(yī)生可以精確地控制內(nèi)鏡的觀察方向。
功能按鍵
操作部還設(shè)有各種功能按鍵,如吸引按鍵、送氣 / 送水按鍵等。吸引按鍵用于吸除觀察部位的液體或異物,其通過管道與內(nèi)鏡內(nèi)部的吸引通道相連。送氣 / 送水按鍵則用于向觀察部位輸送氣體或沖洗液體,以保持視野清晰。這些按鍵的設(shè)計(jì)要便于操作,并且有良好的手感,防止誤操作。按鍵按下后,通過內(nèi)鏡內(nèi)部的氣路和水路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
(三)連接部
電氣接口
連接部的電氣接口是電子內(nèi)鏡與外部設(shè)備(如圖像處理器、光源等)進(jìn)行電氣連接的部分。它包含了多個(gè)針腳,用于傳輸圖像信號(hào)、控制信號(hào)等。電氣接口的針腳排列和信號(hào)定義是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,以確保內(nèi)鏡與不同廠家的設(shè)備能夠兼容。例如,高清電子內(nèi)鏡的電氣接口可能會(huì)有專門的針腳用于傳輸高清圖像信號(hào),如 HDMI 信號(hào)格式的針腳,保證圖像能夠以高分辨率傳輸?shù)綀D像處理器。
機(jī)械接口
機(jī)械接口主要用于固定內(nèi)鏡與外部設(shè)備,并且連接各種管道(如氣路、水路管道)。機(jī)械接口的形狀和尺寸要與配套設(shè)備相匹配,通常采用卡口或螺口的形式進(jìn)行連接。例如,內(nèi)鏡與光源的機(jī)械接口采用卡口連接時(shí),卡口的卡槽和卡塊設(shè)計(jì)要精確,能夠快速、牢固地連接,并且在連接后能夠保證光路的通暢,使光源發(fā)出的光順利地通過內(nèi)鏡到達(dá)觀察部位。
(四)成像系統(tǒng)
圖像傳感器
電子內(nèi)鏡的圖像傳感器是核心部件之一,目前常用的是電荷耦合器件(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器。CCD 傳感器具有高靈敏度、低噪聲的特點(diǎn),能夠提供高質(zhì)量的圖像。CMOS 傳感器則具有集成度高、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。圖像傳感器的像素?cái)?shù)量決定了圖像的分辨率,例如,高分辨率的內(nèi)鏡圖像傳感器像素可達(dá) 100 萬 - 300 萬像素,能夠清晰地顯示組織的細(xì)節(jié)。
信號(hào)處理電路
信號(hào)處理電路位于內(nèi)鏡內(nèi)部,主要負(fù)責(zé)對(duì)圖像傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行處理。它包括放大、濾波、數(shù)字化等一系列操作。放大電路用于增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度,因?yàn)閳D像傳感器輸出的信號(hào)比較微弱。濾波電路則用于去除信號(hào)中的噪聲,提高圖像的信噪比。數(shù)字化電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),以便通過電氣接口傳輸?shù)酵獠康膱D像處理器進(jìn)行進(jìn)一步的處理和顯示。信號(hào)處理電路的性能對(duì)圖像質(zhì)量有著重要的影響,例如,高質(zhì)量的信號(hào)處理電路可以使圖像的色彩還原更加真實(shí),對(duì)比度更加合適。
二、電子內(nèi)鏡的故障維修
(一)圖像故障維修
圖像模糊
原因分析:圖像模糊可能是由于物鏡表面有污垢或損壞、傳像光纖束損壞、圖像傳感器故障等原因造成的。物鏡表面沾染了黏液、血液等雜質(zhì)時(shí),會(huì)影響光線的透過和成像質(zhì)量。傳像光纖束如果部分纖維斷裂,會(huì)導(dǎo)致圖像出現(xiàn)黑點(diǎn)或模糊區(qū)域。圖像傳感器出現(xiàn)故障,如像素?fù)p壞或老化,也會(huì)使圖像質(zhì)量下降。
維修方法:對(duì)于物鏡表面的污垢,可以使用專用的清潔工具和清潔液進(jìn)行清潔。清潔液要選擇對(duì)光學(xué)玻璃無腐蝕作用的產(chǎn)品。如果傳像光纖束損壞,一般需要更換整個(gè)插入部或聯(lián)系廠家進(jìn)行專業(yè)維修。對(duì)于圖像傳感器故障,如果是像素少量損壞,可以通過軟件算法進(jìn)行補(bǔ)償修復(fù);如果是嚴(yán)重?fù)p壞,則需要更換圖像傳感器。
圖像偏色
原因分析:圖像偏色可能是由于照明光源的色溫問題、圖像傳感器的色彩校正故障或者光路中的光學(xué)元件(如濾鏡)損壞導(dǎo)致的。照明光源色溫不符合要求時(shí),會(huì)使圖像顏色出現(xiàn)偏差。圖像傳感器的色彩校正參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤或內(nèi)部的色彩處理電路出現(xiàn)故障,也會(huì)導(dǎo)致偏色。光路中的濾鏡如果損壞或移位,會(huì)改變光線的光譜分布,從而影響圖像的色彩。
維修方法:首先檢查照明光源的色溫是否正常,可以通過調(diào)整光源的色溫設(shè)置來解決問題。如果是圖像傳感器的色彩校正故障,需要重新校準(zhǔn)色彩校正參數(shù)或維修色彩處理電路。對(duì)于光路中的光學(xué)元件損壞,需要更換相應(yīng)的元件,并且在更換后要進(jìn)行光路的校準(zhǔn)。
(二)機(jī)械故障維修
彎曲部失靈
原因分析:彎曲部失靈可能是由于控制旋鈕的機(jī)械連接部件(如連桿、鋼絲)損壞、彎曲部內(nèi)部的蛇骨結(jié)構(gòu)變形或損壞等原因造成的。連桿或鋼絲在長期使用后可能會(huì)斷裂或松動(dòng),導(dǎo)致無法正常傳遞控制信號(hào)。蛇骨結(jié)構(gòu)如果受到過度的外力作用,可能會(huì)變形,影響彎曲功能。
維修方法:對(duì)于控制旋鈕的機(jī)械連接部件損壞,可以打開操作部,更換損壞的連桿或鋼絲。在更換過程中,要注意調(diào)整好連接的松緊度,確??刂菩盘?hào)能夠準(zhǔn)確傳遞。如果是彎曲部內(nèi)部的蛇骨結(jié)構(gòu)變形或損壞,一般需要更換彎曲部,更換后要進(jìn)行彎曲角度的測試和調(diào)整。
插入部破損
原因分析:插入部破損可能是由于操作不當(dāng)、長期磨損或意外損壞等原因造成的。在插入或拔出內(nèi)鏡時(shí),如果用力過猛,可能會(huì)導(dǎo)致軟性部的外鞘破裂。長期在復(fù)雜的人體內(nèi)部環(huán)境中使用,外鞘也會(huì)受到磨損。意外情況如與其他醫(yī)療器械碰撞等,也可能會(huì)造成插入部破損。
維修方法:如果插入部只是輕微破損,可以使用專用的修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)于較嚴(yán)重的破損,如外鞘破裂嚴(yán)重或內(nèi)部組件損壞,一般需要更換插入部。在更換后,要進(jìn)行密封性測試和功能測試,確保內(nèi)鏡能夠正常使用。
(三)電氣故障維修
信號(hào)傳輸中斷
原因分析:信號(hào)傳輸中斷可能是由于電氣接口接觸不良、內(nèi)部信號(hào)處理電路故障或者連接的外部設(shè)備故障等原因造成的。電氣接口的針腳如果氧化或松動(dòng),會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸不穩(wěn)定或中斷。信號(hào)處理電路中的元件損壞,如芯片損壞或線路斷路,也會(huì)影響信號(hào)的傳輸。外部設(shè)備(如圖像處理器)如果出現(xiàn)故障,也可能無法接收內(nèi)鏡傳來的信號(hào)。
維修方法:對(duì)于電氣接口接觸不良的情況,可以使用專用的清潔劑清潔針腳,然后重新連接。如果是內(nèi)部信號(hào)處理電路故障,需要使用專業(yè)的檢測設(shè)備(如示波器)來檢測故障點(diǎn),然后更換損壞的元件。對(duì)于外部設(shè)備故障,需要檢查外部設(shè)備的設(shè)置和連接情況,或者聯(lián)系設(shè)備廠家進(jìn)行維修。
設(shè)備無法啟動(dòng)
原因分析:設(shè)備無法啟動(dòng)可能是由于電源供應(yīng)問題、電氣系統(tǒng)的短路或斷路等原因造成的。電源供應(yīng)不足或電源線路損壞,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)鏡無法獲得足夠的電力啟動(dòng)。電氣系統(tǒng)內(nèi)部如果出現(xiàn)短路或斷路,也會(huì)使設(shè)備無法正常工作。
維修方法:首先檢查電源供應(yīng)情況,包括電源插頭是否插好、電源適配器是否正常工作等。如果電源供應(yīng)正常,可以使用絕緣電阻表等工具檢查電氣系統(tǒng)是否存在短路或斷路情況。對(duì)于短路故障,要找出短路點(diǎn)并修復(fù);對(duì)于斷路故障,要重新連接線路或更換損壞的元件
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