电子内窥镜自动测漏器的研制

黄建勋，迟昆荣，黄燕尔

中山市人民医院 临床医学工程中心，广东 中山 528400

电子内窥镜自动测漏器的研制

黄建勋，迟昆荣，黄燕尔

中山市人民医院 临床医学工程中心，广东 中山 528400

漏水测试是电子内窥镜重要却容易被忽略的保养检验工作。本文阐述了我院自行研制的内窥镜自动测漏器的研制过程。该测漏器主要由主控板、外接电源、增压气泵及配套管路组成，可以对内镜进行自动增压、计时，判断其是否漏气，实现了内镜测漏自动化，提高了内镜测漏率。实际应用证实其测漏结果与原厂测漏器的检测结果一致，具有较高的可靠性。

电子内窥镜；漏水测试；自动测漏器

电子内窥镜是临床检查、诊断、治疗的重要设备，其结构精密、售价昂贵。由于技术和零件所限，其维修费用也居高不下。如何延长其使用寿命，提高服务效率和效益，是临床医护人员和工程师不断研究探讨的课题。

大量经验表明，许多故障都是由不正确的操作、不合适的消毒、不到位的保养引起的。因此，内窥镜的正确操作和日常维护保养至关重要[1]。电子内窥镜的使用、清洗、消毒等过程中都可能因外力的影响导致内镜外皮或内管穿孔。电子内窥镜带有精密电子元件，内部的水气隔离尤为重要[2-3]，一旦内部渗水，不仅容易导致内部运动部件生锈、磨损，严重时会导致电荷耦合器件（CCD）等精密电子元件短路、损坏，从而产生高额的维修费用。此外，内部渗水还会使电子内镜存在潜在交叉污染的隐患[4-5]。定期测漏是保证电子内镜内部水汽隔离效果不可或缺的重要步骤[6]。

现今内镜检查和内镜手术都非常普遍，许多医院特别是大型医院的内镜室病人量大，导致电子内镜每次使用后的清洗、消毒、保养的时间非常紧张。漏水测试（以下简称测漏）是容易被忽略的步骤，减少或取消测漏从表面上可减少清洗及消毒时间，缓解内镜使用压力，但却增加了内镜漏水不能被及时发现的风险。

据调查，我院电子内镜平均使用10次才进行一次测漏，与厂家建议的在每次消毒前进行测漏差距甚远。究其原因如下：① 测漏需时长，每次清洗前测漏清洗人员的工作时间会非常紧张；② 测漏操作复杂，使得测漏时清洗人员不能做其他工作，导致效率低下；③ 测漏阳性率低，大部分测漏结果都是正常的，让清洗人员觉得是在做“无用功”。

针对这一情况，笔者设计了一种测漏器，以满足以下要求：① 减少测漏人员的操作时间；② 操作简单、结论明确；③ 保留结果，解放操作人员；④ 结果与现有测漏方法相一致。

1 研制过程

1.1 测漏原理

电子内镜结构分为镜身外部保护层和内部组件结构，两者之间有一密闭空腔[7]。测漏的方式一般都是向保护壳与内部管路之间的密闭空腔注入空气，通过观察空腔内空气是否泄漏来判断内镜内管路或保护壳是否有穿孔漏气。

常见的测漏方法有气压测漏法和浸泡测漏法。气压测漏法是通过对密闭空腔注入一定压力的空气，观察一段时间后压力值的下降量，判断是否泄漏[8]。浸泡测漏法是使密闭空腔内维持一定压力的空气，把内镜置于水中，观察水中是否持续有气泡冒出来判断是否泄漏及泄漏位置。两者优劣对比，见表1。

由表1可以看出， 气压测漏法的优点是快捷、 操作简单、判断直观；浸泡测漏法优点是准确度高、能直接判断泄露位置。

基于其操作简单、结果客观的特点，选用气压测漏法作为测漏器的测试方法。

1.2 硬件设计

测漏器主要由主控板、外接电源、增压气泵及配套管路组成。

主控板使用C8051f410单片机控制，配有5～7 V直流电源输入接口、5 V直流输出接口（气泵供电）。测漏时内镜腔体气压约18～22 kPa，因此选用mpxm2053gs压力传感器，该传感器在输入压力为10～40 kPa时，其输入压力与输出电压有良好的线性关系，符合测量要求。显示器采用LCD1602，支持两行16位英文字母和数字显示，可容纳更多信息，方便结果详情的显示。增压气泵使用成人电子血压计同级气泵，测试气泵输出压力＞30 kPa。配套管路以三通管连接气泵（或手动气囊）、主控板压力传感器及待测内镜测漏口。更换连接内镜的接口即可实现对不同品牌的内镜测漏。整个装置轻巧便携、管路连接自由，可以应对各种测漏要求。测漏器硬件结构示意图，见图1。测漏器样机与试用机实物图，见图2。

1.3 软件设计

该测漏器使用C语言作为编程语言，主要分成设置和测漏两个模块。其中测漏程序分为自动测试和手动测试功能。设置程序负责对测漏模式及“测试压力”、“报警压降”、“测试时间”等参数进行设定，设定结果可长期保存，因此仅在首次使用前或需更改参数时需要进入设置程序。

进入测试程序后，根据测漏模式分成手动和自动模式，两者区别在于对内镜充气的过程是使用手动气囊还是电动气泵。测漏时，通过循环比较初始压力与传感器采集的实时压力值之差是否超出设定报警压力来进行判断。软件设计流程图，见图3。

2 主要功能

该测漏器主要可为测漏人员减轻测漏工作量，根据不同测漏要求可提供自动或手动测试功能。首次使用前在测漏器主菜单进入设置界面 ， 分别设置“自动/手动模式”、“测漏压力”、“报警压降”、“测试时间”。

2.1 自动测试

自动测试模式为测漏人员提供一键式的便捷测漏功能，正确连接后只需启动测漏功能，仪器便能自动完成充气、计时、提示、报警等工作。自动测试模式原理简图，见图4。

操作流程如下：① 打开测漏器电源开关，按测量按钮进入测漏模式；② 把测漏器外接管路与待测内镜测漏口相连；③ 按下测量按钮，测漏器开始充气并自动计压计时，此时测漏人员可进行其他工作；④ 计时结束或压降大于设定值时根据测漏通过或不通过有不同的提示，测漏完成。

2.2 手动测试

手动测试模式以传统气测法的气囊充气方式为基础，为测试人员提供自动计时计压报警功能，因为减少了气泵输出， 耗电量大大降低， 使用4节干电池也能长期稳定工作。手动测试模式原理简图，见图5。

操作流程如下：① 打开测漏器电源开关，按测量按钮进入测漏模式；② 把测漏器外接管路与待测内镜测漏口相连；③ 用气囊对内充气至测试压力（20～22 kPa）；④ 按下测量按钮，测漏器开始自动计压计时，此时测漏人员可进行其他工作；⑤ 计时结束或压降大于设定值时根据测漏通过或不通过有不同的提示，测漏完成。

3 测试验证

3.1 测试方法

启用前，检测该测漏器与原厂测漏器结果的一致性与重复性。分别使用富士能厂家测漏器和该测漏器自动模式（设置测试初压22 kPa，报警压降4.0 kPa，测试时间2 min），检测富士胃肠镜共15条，各重复3次。定义标准：该测漏器结果与原厂测漏器结果同为不通过测漏，或者同为通过测漏且2 min压降差值＜0.5 kPa，则认为两者结果一致。

启用后一个月内对内镜同时做原厂测漏器测漏及自动测漏器测漏，并比对其结果。

3.2 测试结果

启用前测试两种测漏器均判断其中两条内镜漏气，13条内镜通过测漏。其中未通过测试的两条内镜3次测试均不通过；通过测试的13条内镜中，压降差均＜0.5 kPa。两者重复性与结果一致性良好。

启用后一个月内共检测电子内镜约800条次，与原厂测漏器比对准确率为100%。

4 讨论

该测漏器已作为清洗前快速测漏筛查装置投入使用，日均测试内镜约30条次，使用至今发现漏气内镜2条。操作员反映使用简便、结果清晰。

该测漏器与传统手工测漏相比具有一定优势：① 该测漏器可一键操作，结果直观，可有效减轻操作人员对测漏工作的抵触心理，提高其测漏积极性；② 测漏结果可量化显示，便于统计观察漏气趋势，指引保养工作；③ 测漏结果与厂家手工测漏器结果一致，具有高可靠性。

但是它仍有一些未能解决的问题，例如不能改变弯曲部角度，使用时需要人工统筹弯曲角度进行检测。目前针对其角度弯曲自动化的装置已经在研发之中。

电子内窥镜昂贵的维修费用一直是医院面对的难题，受技术及配件所限，医院临床工程师在维修上所能做的并不多。因此，提高保养意识是提升电子内窥镜使用寿命和效益最现实有效的方法，临床工程师也应积极引导并协助内镜使用科室重视并改善内镜保养。

[1] 陈基明,张连强,田晓东.电子内窥镜的使用和维护[J].中国医疗设备,2010,25(5):97-98.

[2] 曹兴.医用电子内镜的工作原理和使用维护[J].中国内镜杂志,2010,16(8):895-896.

[3] 梁永健.OLYMPUS内镜钳子管漏水分析与维修方法[J].中国医学装备,2009,6(6):55-56.

[4] 李晓东,姚翔.内窥镜测漏的重要性及方法[J].医疗装备, 2001,(11):47.

[5] 毛燕正.电子内窥镜的常见故障解析及防范措施[J].中国医疗设备,2013,28(6):144.

[6] 官丽梅,王维明,周洪军.医用内窥镜的清洗消毒灭菌[J].医疗装备,2009,(4):82.

[7] 梅海珠.测漏是延长电子胃肠镜使用寿命的唯一途径[J].医疗装备,2012,(4):64.

[8] 张楠.浅谈医用电子内窥镜的基本结构工作原理及日常维护[J].医疗装备,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

作者邮箱：285567752@qq.com