Stryker腹腔镜成像系统结构分析与常见故障维修

石树强 俞东青* 袁 洪 王寅生

微创手术(minimally invasive surgery，MIS)是通过建立微小创口或自然腔道将治疗器具作用于患者体内，实施临床治疗目的的一种诊疗方案[1-2]。腹腔镜是一种微创手术器械，通过微型摄像头拍摄到图像再传输到显示器，以协助手术医生实时观察腹腔内的器官，对患者疾病状态进行有效分析、实施精准手术。中国中医科学院望京医院现有19台Stryker 988i和884型号腹腔镜(美国史赛克公司)，针对腹腔镜成像系统的结构组成和常见故障维修进行总结分析。

1 腹腔镜成像系统结构

腹腔镜成像系统主要由光学系统和摄像系统组成。光学系统包括冷光源及导光纤维束两部分；摄像系统的主要部件由电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)、CCD驱动器、CCD图像传感器、图像处理系统和显示器组成，见图1。

图1 腹腔镜成像系统结构

1.1 冷光源

冷光源是手术患者内腔的照明装置，通常采用高密度的氙灯或卤素灯，通过散热系统降低导光纤维束远端温度，以保证手术中有良好的腔内温度和光信号传导效率[3-4]。同时，成像控制系统可设置冷光源自动调节功能，根据成像信号强度可自动调节高压驱动模块的输出强度，改善图像质量。

1.2 CCD

CCD主要功能是将腹腔镜可视端的光学影像信息转换成数字图像信号。半导体材料上排列有序的光敏元件，其二维空间布局和信号转换性能决定了摄影图像的分辨率和清晰度。CCD远端的图像传感器具有较高的信息解析度，是保障内腔观察效果的重要部件。CCD驱动器的作用是为CCD输送增益控制信号，当腹腔镜与观察器官发生距离变化时，自动调整摄影光线强度，使内腔的可见度保持一致。

1.3 光导纤维

光导纤维是腹腔镜的重要功能连接单元，用于传递光能单元为导光纤维束，传递图像单元为导像纤维束。光导纤维具有良好的光学绝缘，输入与输出排列完全相同，当部分光导纤维出现折断时图像会出现盲点，影响腹腔镜检查治疗效果。

1.4 成像控制

成像控制是腹腔镜成像系统的控制中枢，主要完成摄影图像处理与输出、控制信号接收与传输以及光信号采集与自动增益控制等功能。

2 故障案例分析

2.1 光源故障

(1)故障现象。在手术操作过程中，腹腔镜冷光源亮度不足，且稳定性较差(时亮时灭)，显示图像清晰度差。

(2)故障分析。①当光源亮度稳定性较差时，先考虑腹腔镜与光源连接是否存在问题，采用关机重新连接或替代方式进行排查；②腹腔镜同时存在亮度不足情况时，对冷光源的质量进一步检测，可查阅冷光源工作时长，当时长＞500 h，应考虑更换冷光源[5-6]；③腹腔镜的冷光源散热系统、高压模块以及自动增益效果也是产生亮度故障的影响因素。

(3)故障处理。①按照故障维修中由易到难的顺序，先观察冷光源面板计数，检查冷光源工作时长，其记录时间为417 h(＜500 h)，在使用寿命范围内；②关机后重新连接光源部分，开机后稳定性稍有改善，但工作一段时间后再次出现时亮时灭现象，进一步排查接口是否存在虚焊，维修后稳定性恢复正常，同时出现亮度太强的现象。通过控制系统调整光源增益为自动调节，光源亮度恢复正常。开机使用观察1 h后无异常现象出现，故障排除。

(4)注意事项。冷光源是腹腔镜临床使用管理的重要维护保养部件，应定期检查灯泡的使用时长，确保在使用寿命限定范围内，否则应更换新灯泡以确保腹腔镜工作质量。故障维修过程中，冷光源属于精密部件，应按照故障维修的常规思路，优先排查常规故障，不能直接更换或替换冷光源。

2.2 摄像系统故障

(1)故障现象。开机后腹腔镜连接摄像头和视频线，摄影图像出现条状伪影，图像清晰度差。

(2)故障分析。当摄像中出现干扰信号时，主要考虑外部高频设备干扰的屏蔽功能和采集信息的传递功能是否有故障。对外部高频信号干扰的屏蔽效果主要检测导像纤维束，可采用替换法或停用高频设备工作状态下的观察法，对于电缆线采集功能的检测，可考虑连接松动或视频接口存在虚焊的情况。

(3)故障处理。①先关机后重新连接视频线，观察开机后图像中伪影仍未消除；②采用替换法，更换同品牌信号且使用正常的视频线，连接后发现图像质量稍有改善，不能排除视频线存在故障；③关机，将机壳打开，观察视频接口端有无异常，通过外力按压方式可观察到视频接口端左侧一管脚出现脱焊现象，故重新焊接连接管脚，再次检查无其他异常情况下开机，观察1 h内显示器图像清晰，干扰伪影消除，故障排除。

(4)注意事项。视频线内由数十根光导纤维组成，使用过程中应规范使用，不能使用强外力对部件进行弯折或扭动。同时，在视频线连接或拔出过程中，操作人员应对齐连接，注意用力大小及位置，防止出现接口在外力作用下产生脱焊，影响设备使用寿命和工作质量。

3 结论

Stryker 988i和884型腹腔镜整体结构由成像系统、气腹机、高频电刀、冲洗吸引装置和显示系统组成，在医院临床应用中分布较广。随着科学技术和医疗设备的不断发展，腹腔镜利用光学、电学、工程学和医学等领域的高新技术，成为密闭腹腔手术治疗的重要设备[7-8]。为保障设备在临床使用中的应用价值，医学工程技术人员应掌握设备原理知识，具备维修技能，不断积累工作中的维修案例，建立健全日常维护和使用管理的规章制度，促进医疗设备管理的现代化和信息化，不断提升医院临床诊疗服务水平。