STORZ 医用冷光源的工作原理及维护保养

2021-04-27丘志文吴洋通信作者

医疗装备 2021年7期

丘志文，吴洋（通信作者）

广州医科大学附属第三医院设备科（广东广州 510000）

目前，冷光源已被广泛地应用于医学领域，科学合理地使用、保养和维修冷光源，对延长其使用寿命、最大限度地发挥其临床使用效能具有十分重要的作用[1]。冷光源以其独特的性质被广泛地应用于医疗照明中，使用冷光源照明的医疗器械主要包括软式内窥镜和硬式内窥镜，软式内窥镜即内镜室用于检查胃肠道和耳鼻喉的软镜，硬式内窥镜即通常用于手术室的腹腔镜或宫腔镜。300 W 氙灯灯泡的色温约为6 000 K，与太阳光的色温一致，故能达到格外明亮的照明效果，氙灯泡通电瞬间即可达到满照度，并通过机械式遮光板调节亮度，这种调节方式可避免发生电弧不稳的现象，进而延长氙灯灯泡的使用寿命。

1 医用冷光源的工作原理

氙灯灯泡里含有惰性气体（氙气），当冷光源开始工作时，点火电路以几万伏的触发脉冲电压加于氙灯两端，轰击并击穿氙气，氙灯两端随即产生高密度的弧光放电，出现极强的闪光，此时，与氙灯并联的储能电容放电以维持氙灯发光，而点火电路则停止工作，当电容电压降到一定的程度后主电路开始工作，使得氙灯处于弧光放电状态[2]。

氙灯灯泡具有功率高、温度高等特点，且其发出的光温度及热量均较高，这样的光不仅会灼伤操作者或患者，还可能会烧坏光路、腔镜或摄像系统，故不可直接进入人体。氙灯灯泡发出的光进入人体前必须首先利用非球面反光镜过滤掉热能，即采用真空镀膜的方式在反光镜内表面镀多层介质膜（如多次使用硫化锌、氟化镁等进行真空镀膜），当镀膜达到一定的厚度时，投射于非球面反光镜光线中的红外线就会被吸收，而不致聚焦传导到光纤通路，进而达到制造冷光的目的[3]。散热系统属冷光源的重要组成部分之一，由风扇、散热片和反光杯罩组成，工作时反光杯罩吸收光源中的热能，而风扇和散热片则为大功率元件散热[4]。

2 医用冷光源的结构

医用冷光源的结构主要包括主电源电路部分、系统控制电路部分和冷光源输出部分。STORZ 冷光源工作流程见图1。

图1 STORZ 冷光源工作流程图

2.1 主电源电路

主电源电路部分是冷光源电路的重要组成部分，为其他的电路提供所需的电源，电源接通后，经过变压、整流、滤波等过程，为各个电路输送所需的电压，STORZ 冷光源电路图见图2。

图2 STORZ 冷光源电路图

2.2 系统控制电路

STORZ 冷光源通过ML4824CS 系列芯片组成控制电路，此芯片具有功率因数校正/脉宽调制控制组合集成电路的功能。我院曾有1台STORZ 冷光源，更换灯泡后打火失败，无法点亮，最后检测出控制芯片ML4824CS 被烧坏，更换后可正常使用。

2.3 冷光源输出

氙灯灯泡发出的光无法直接使用，必须经过非球面反光镜滤光（过滤掉具有热量的红外线光）、聚焦后，最后通过1个亮度调节旋钮调整光栅（部分遮挡出光口）以控制光的亮度。光栅上具有分布不均的透光孔，具备亮度调节功能。

3 STORZ 冷光源氙灯灯泡更换步骤及维护保养

氙灯灯泡里含有氙气，当氙气被消耗到一定程度其就会失去原有的效果，故冷光源的灯泡具有一定的使用寿命，属于医用耗材，需定期更换。STORZ 冷光源实物图见图3，若氙灯灯泡的工作时间超过450 h，则灯泡更换指示灯会变亮，若工作时间超过500 h，则灯泡指示灯会闪烁，提醒设备使用人员，需更换灯泡。

图3 STORZ 冷光源实物图

3.1 氙灯灯泡更换步骤

（1）拆开冷光源面板，完全暴露内部结构，找到灯泡位置，为了保证安全，在拆开冷光源时，需将设备电子线路上覆盖的绝缘纸折向一侧，拆开前后两个固定座（亦称散热片），取出灯泡放置安全处（见图4～5），灯泡及固定座温度均可能较高，在其充分冷却前，应避免身体与其接触（接触可能会造成严重灼伤）；（2）清理固定座及灯泡座表面的污渍和导热硅胶，检查发现灯泡一侧出现了烧焦的痕迹，原因可能为，在长期使用过程中，少量空气进入灯泡造成惰性气体不纯，进而产生污渍[5]；（3）重新安装灯泡前须使用75%乙醇清除污渍（见图6）；（4）拆开新灯泡，使用棉签在灯泡和固定座的所有连接点上或只在灯泡的两极均匀地涂抹适量的导电硅胶，且在操作过程中，应佩戴手套，避免手指直接接触灯泡，导电硅胶层过厚或直接使用手指触摸灯泡，可能造成点火失败或缩短灯泡使用寿命；（5）将新灯泡插入底座中，使用翼型螺钉将前后两个固定座固定在底座中；（6）使用一字螺丝刀或棉签按下计时归零按钮，重置灯泡的计时（见图7）；（7）重新装回面板，连接电源，开机，测试冷光源是否可正常工作。

3.2 医用冷光源的维护与保养

医用冷光源的维护与保养工作，可从以下几方面展开：（1）使用前后，使用75%乙醇擦拭设备表面，定期拆开面板除尘；（2）根据灯泡的使用寿命及时予以更换，避免烧坏电源板；（3）每次更换灯泡时，注意进行除尘保养，以延长灯泡的使用寿命；（4）在使用过程中，应尽可能地避免光导纤维发生弯折，避免各种光学视镜掉落至地面或与硬物碰撞；（5）医用冷光源需放置于散热好、防水佳的地方[6]。