電子內窺鏡自動測漏器的研制

黃建勛，遲昆榮，黃燕爾

中山市人民醫(yī)院 臨床醫(yī)學工程中心，廣東 中山 528400

電子內窺鏡自動測漏器的研制

黃建勛，遲昆榮，黃燕爾

中山市人民醫(yī)院 臨床醫(yī)學工程中心，廣東 中山 528400

漏水測試是電子內窺鏡重要卻容易被忽略的保養(yǎng)檢驗工作。本文闡述了我院自行研制的內窺鏡自動測漏器的研制過程。該測漏器主要由主控板、外接電源、增壓氣泵及配套管路組成，可以對內鏡進行自動增壓、計時，判斷其是否漏氣，實現了內鏡測漏自動化，提高了內鏡測漏率。實際應用證實其測漏結果與原廠測漏器的檢測結果一致，具有較高的可靠性。

電子內窺鏡；漏水測試；自動測漏器

電子內窺鏡是臨床檢查、診斷、治療的重要設備，其結構精密、售價昂貴。由于技術和零件所限，其維修費用也居高不下。如何延長其使用壽命，提高服務效率和效益，是臨床醫(yī)護人員和工程師不斷研究探討的課題。

大量經驗表明，許多故障都是由不正確的操作、不合適的消毒、不到位的保養(yǎng)引起的。因此，內窺鏡的正確操作和日常維護保養(yǎng)至關重要[1]。電子內窺鏡的使用、清洗、消毒等過程中都可能因外力的影響導致內鏡外皮或內管穿孔。電子內窺鏡帶有精密電子元件，內部的水氣隔離尤為重要[2-3]，一旦內部滲水，不僅容易導致內部運動部件生銹、磨損，嚴重時會導致電荷耦合器件（CCD）等精密電子元件短路、損壞，從而產生高額的維修費用。此外，內部滲水還會使電子內鏡存在潛在交叉污染的隱患[4-5]。定期測漏是保證電子內鏡內部水汽隔離效果不可或缺的重要步驟[6]。

現今內鏡檢查和內鏡手術都非常普遍，許多醫(yī)院特別是大型醫(yī)院的內鏡室病人量大，導致電子內鏡每次使用后的清洗、消毒、保養(yǎng)的時間非常緊張。漏水測試（以下簡稱測漏）是容易被忽略的步驟，減少或取消測漏從表面上可減少清洗及消毒時間，緩解內鏡使用壓力，但卻增加了內鏡漏水不能被及時發(fā)現的風險。

據調查，我院電子內鏡平均使用10次才進行一次測漏，與廠家建議的在每次消毒前進行測漏差距甚遠。究其原因如下：① 測漏需時長，每次清洗前測漏清洗人員的工作時間會非常緊張；② 測漏操作復雜，使得測漏時清洗人員不能做其他工作，導致效率低下；③ 測漏陽性率低，大部分測漏結果都是正常的，讓清洗人員覺得是在做“無用功”。

針對這一情況，筆者設計了一種測漏器，以滿足以下要求：① 減少測漏人員的操作時間；② 操作簡單、結論明確；③ 保留結果，解放操作人員；④ 結果與現有測漏方法相一致。

1 研制過程

1.1 測漏原理

電子內鏡結構分為鏡身外部保護層和內部組件結構，兩者之間有一密閉空腔[7]。測漏的方式一般都是向保護殼與內部管路之間的密閉空腔注入空氣，通過觀察空腔內空氣是否泄漏來判斷內鏡內管路或保護殼是否有穿孔漏氣。

常見的測漏方法有氣壓測漏法和浸泡測漏法。氣壓測漏法是通過對密閉空腔注入一定壓力的空氣，觀察一段時間后壓力值的下降量，判斷是否泄漏[8]。浸泡測漏法是使密閉空腔內維持一定壓力的空氣，把內鏡置于水中，觀察水中是否持續(xù)有氣泡冒出來判斷是否泄漏及泄漏位置。兩者優(yōu)劣對比，見表1。

由表1可以看出， 氣壓測漏法的優(yōu)點是快捷、 操作簡單、判斷直觀；浸泡測漏法優(yōu)點是準確度高、能直接判斷泄露位置。

基于其操作簡單、結果客觀的特點，選用氣壓測漏法作為測漏器的測試方法。

1.2 硬件設計

測漏器主要由主控板、外接電源、增壓氣泵及配套管路組成。

主控板使用C8051f410單片機控制，配有5～7 V直流電源輸入接口、5 V直流輸出接口（氣泵供電）。測漏時內鏡腔體氣壓約18～22 kPa，因此選用mpxm2053gs壓力傳感器，該傳感器在輸入壓力為10～40 kPa時，其輸入壓力與輸出電壓有良好的線性關系，符合測量要求。顯示器采用LCD1602，支持兩行16位英文字母和數字顯示，可容納更多信息，方便結果詳情的顯示。增壓氣泵使用成人電子血壓計同級氣泵，測試氣泵輸出壓力＞30 kPa。配套管路以三通管連接氣泵（或手動氣囊）、主控板壓力傳感器及待測內鏡測漏口。更換連接內鏡的接口即可實現對不同品牌的內鏡測漏。整個裝置輕巧便攜、管路連接自由，可以應對各種測漏要求。測漏器硬件結構示意圖，見圖1。測漏器樣機與試用機實物圖，見圖2。

1.3 軟件設計

該測漏器使用C語言作為編程語言，主要分成設置和測漏兩個模塊。其中測漏程序分為自動測試和手動測試功能。設置程序負責對測漏模式及“測試壓力”、“報警壓降”、“測試時間”等參數進行設定，設定結果可長期保存，因此僅在首次使用前或需更改參數時需要進入設置程序。

進入測試程序后，根據測漏模式分成手動和自動模式，兩者區(qū)別在于對內鏡充氣的過程是使用手動氣囊還是電動氣泵。測漏時，通過循環(huán)比較初始壓力與傳感器采集的實時壓力值之差是否超出設定報警壓力來進行判斷。軟件設計流程圖，見圖3。

2 主要功能

該測漏器主要可為測漏人員減輕測漏工作量，根據不同測漏要求可提供自動或手動測試功能。首次使用前在測漏器主菜單進入設置界面 ， 分別設置“自動/手動模式”、“測漏壓力”、“報警壓降”、“測試時間”。

2.1 自動測試

自動測試模式為測漏人員提供一鍵式的便捷測漏功能，正確連接后只需啟動測漏功能，儀器便能自動完成充氣、計時、提示、報警等工作。自動測試模式原理簡圖，見圖4。

操作流程如下：① 打開測漏器電源開關，按測量按鈕進入測漏模式；② 把測漏器外接管路與待測內鏡測漏口相連；③ 按下測量按鈕，測漏器開始充氣并自動計壓計時，此時測漏人員可進行其他工作；④ 計時結束或壓降大于設定值時根據測漏通過或不通過有不同的提示，測漏完成。

2.2 手動測試

手動測試模式以傳統(tǒng)氣測法的氣囊充氣方式為基礎，為測試人員提供自動計時計壓報警功能，因為減少了氣泵輸出， 耗電量大大降低， 使用4節(jié)干電池也能長期穩(wěn)定工作。手動測試模式原理簡圖，見圖5。

操作流程如下：① 打開測漏器電源開關，按測量按鈕進入測漏模式；② 把測漏器外接管路與待測內鏡測漏口相連；③ 用氣囊對內充氣至測試壓力（20～22 kPa）；④ 按下測量按鈕，測漏器開始自動計壓計時，此時測漏人員可進行其他工作；⑤ 計時結束或壓降大于設定值時根據測漏通過或不通過有不同的提示，測漏完成。

3 測試驗證

3.1 測試方法

啟用前，檢測該測漏器與原廠測漏器結果的一致性與重復性。分別使用富士能廠家測漏器和該測漏器自動模式（設置測試初壓22 kPa，報警壓降4.0 kPa，測試時間2 min），檢測富士胃腸鏡共15條，各重復3次。定義標準：該測漏器結果與原廠測漏器結果同為不通過測漏，或者同為通過測漏且2 min壓降差值＜0.5 kPa，則認為兩者結果一致。

啟用后一個月內對內鏡同時做原廠測漏器測漏及自動測漏器測漏，并比對其結果。

3.2 測試結果

啟用前測試兩種測漏器均判斷其中兩條內鏡漏氣，13條內鏡通過測漏。其中未通過測試的兩條內鏡3次測試均不通過；通過測試的13條內鏡中，壓降差均＜0.5 kPa。兩者重復性與結果一致性良好。

啟用后一個月內共檢測電子內鏡約800條次，與原廠測漏器比對準確率為100%。

4 討論

該測漏器已作為清洗前快速測漏篩查裝置投入使用，日均測試內鏡約30條次，使用至今發(fā)現漏氣內鏡2條。操作員反映使用簡便、結果清晰。

該測漏器與傳統(tǒng)手工測漏相比具有一定優(yōu)勢：① 該測漏器可一鍵操作，結果直觀，可有效減輕操作人員對測漏工作的抵觸心理，提高其測漏積極性；② 測漏結果可量化顯示，便于統(tǒng)計觀察漏氣趨勢，指引保養(yǎng)工作；③ 測漏結果與廠家手工測漏器結果一致，具有高可靠性。

但是它仍有一些未能解決的問題，例如不能改變彎曲部角度，使用時需要人工統(tǒng)籌彎曲角度進行檢測。目前針對其角度彎曲自動化的裝置已經在研發(fā)之中。

電子內窺鏡昂貴的維修費用一直是醫(yī)院面對的難題，受技術及配件所限，醫(yī)院臨床工程師在維修上所能做的并不多。因此，提高保養(yǎng)意識是提升電子內窺鏡使用壽命和效益最現實有效的方法，臨床工程師也應積極引導并協(xié)助內鏡使用科室重視并改善內鏡保養(yǎng)。

[1] 陳基明,張連強,田曉東.電子內窺鏡的使用和維護[J].中國醫(yī)療設備,2010,25(5):97-98.

[2] 曹興.醫(yī)用電子內鏡的工作原理和使用維護[J].中國內鏡雜志,2010,16(8):895-896.

[3] 梁永健.OLYMPUS內鏡鉗子管漏水分析與維修方法[J].中國醫(yī)學裝備,2009,6(6):55-56.

[4] 李曉東,姚翔.內窺鏡測漏的重要性及方法[J].醫(yī)療裝備, 2001,(11):47.

[5] 毛燕正.電子內窺鏡的常見故障解析及防范措施[J].中國醫(yī)療設備,2013,28(6):144.

[6] 官麗梅,王維明,周洪軍.醫(yī)用內窺鏡的清洗消毒滅菌[J].醫(yī)療裝備,2009,(4):82.

[7] 梅海珠.測漏是延長電子胃腸鏡使用壽命的唯一途徑[J].醫(yī)療裝備,2012,(4):64.

[8] 張楠.淺談醫(yī)用電子內窺鏡的基本結構工作原理及日常維護[J].醫(yī)療裝備,2013,(3):71.

Development of An Automatic Leakage Detector for Electronic Endoscope

HUANG Jian-xun,
CHI Kun-rong, HUANG Yan-er Clinical Medical Engineering Center, Zhongshan People’s Hospital, Zhongshan Guangdong 528400, China

As one of the important maintenance inspections of electronic endoscope, leakage detection would be easily overlooked. This paper describes the development process of a self-developed automatic leakage detector for electronic endoscope. The detector which is mainly composed of the main control board, external power source, supercharging pump and suitable pipeline can automatically implement the supercharging and timekeeping of electronic endoscope and judge whether air leakage exists in the electronic endoscope. Thus the automatic leakage detection of electronic endoscope has been implemented and the leakage detection rate of electronic endoscope has been improved. The application results show that the detection results of the self-developed leakage detector are in line with those of the original factory leakage detector, which indicates that the self-developed leakage detector owns hign reliability.

electronic endoscope; leakage detection; automatic leakage detector

TH776+.1

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.041

1674-1633(2014)11-0121-03

2014-05-26

作者郵箱：285567752@qq.com