医用冷光源的原理与日常维护

常洪华 王昕 重庆大学附属涪陵医院 （重庆 408000）

内容提要： 医用冷光源在现代医疗领域中扮演着重要的角色，广泛应用于手术室、检查室和医疗设备中，为医生和医护人员提供了必要的照明和可视化支持。冷光源以其高亮度、高效能和较低的热量产生而备受青睐。然而，为了保持冷光源的稳定性和性能，需要进行适当的维护和保养。本论文旨在探讨医用冷光源的原理、组成以及日常维护的重要性和方法，为医疗机构和维修人员提供相关知识和指导，以确保医用冷光源的可靠运行和安全使用。

光源是微创手术必备的设备之一，在微创手术中起到配合摄像的照明作用，光源的正常工作能使手术中图像视野清楚，画面还原效果好，没有死角。因此光源工作是否正常直接影响微创手术的顺利进行和操作难度[1]。

1.光源辅助摄像的工作原理

光源主机点亮氙灯，然后通过聚焦光学镜片把氙灯的光聚焦在一个点上，再透过遮光栏来调节所需光的大小，传输给一条2.5m长，通光直径4mm左右的导光束，导光束再把光传到硬镜导光系统上，硬镜导光系统再把光传到摄像镜头前端，就这样给摄像头照明，从而配合摄像完成微创手术。

如果在手术画面中出现这几种现象：①图像中间明亮，周围微红，暗，图像周围噪点多；②摄像镜杆前端靠近病灶图像明亮清楚，稍微远离一点病灶图像就变暗，噪点多；③不管远近图像都暗，病灶无法看清楚。这几种现象就应该考虑光源在配合摄像中是否出现了问题：①先检查硬镜的通光效果，取下硬镜，把硬镜的传光柱处对着普通台灯灯泡，看看镜头前端传出来的光是否明亮，刺眼，如果明亮刺眼就说明硬镜的光照尚佳，如果出现传出的光发暗，发黄，黑点多就说明硬镜导光系统出现问题[2]；②检查导光束，取下导光束，一端对着台灯看看另一端传出的光是否明亮刺眼，如果出现光暗，黄，黑点多说明导光束出现问题；③排除硬镜和导光束故障后再检查光源主机，看看光源主机的遮光栏是不是开到最高位置，如果开到最高位置亮度也不够，这时检查灯泡的使用时间是否到期。

2.医用冷光源的组成

2.1 光源主体结构

①LED芯片：LED（Light Emitting Diode）芯片是医用冷光源的核心组件，负责发光；②散热系统：为了保持光源的稳定性和寿命，冷光源通常配备散热系统，如散热器、风扇或热管等，以有效地散发产生的热量；③光学透镜：光源通过光学透镜进行聚光和调节，以满足不同应用的需求，如调整光斑大小和光强度；④外壳和固定支架：提供保护和稳定性，并为光源的安装和固定提供支持。

2.2 光源电路设计

①电源供应：医用冷光源通常需要直流电源供应，光源电路设计包括电源输入和电源管理电路，以确保电源的稳定性和可靠性；②驱动电路：为LED芯片提供合适的电流和电压，以确保其正常发光和工作；③控制电路：医用冷光源通常具有可调节亮度、颜色温度等功能，控制电路负责接收控制信号，并调节光源的参数。

2.3 光源控制系统

①控制面板：医用冷光源通常配备控制面板，用于操作和调节光源的参数，如亮度、颜色温度和模式选择等；②连接接口：光源的控制系统还可以包括与其他设备或系统连接的接口，如无线控制、数据传输或外部触发接口。

3.医用冷光源的日常维护

3.1 清洁与消毒

医用冷光源作为医疗设备中重要的光源之一，日常的清洁和消毒对其正常运行和使用的安全性至关重要。医用冷光源的清洁需要注意以下几点：首先，在进行任何清洁操作之前，确保冷光源已经断电并完全冷却。这是为了避免触电和烫伤的风险。其次，使用柔软的布料或专用的清洁棉布，轻轻擦拭光源表面。避免使用含有腐蚀性化学物质的清洁剂，以免损坏光源表面或光学透镜。另外，对于光学透镜的清洁，可以使用专用的光学透镜清洁液或建议的清洁方法。避免用力擦拭光学透镜，以免刮伤表面[3]。最后，清洁后应确保光源完全干燥，避免水分进入光源内部。

医用冷光源的消毒需要注意以下几点：首先，根据厂商提供的指导和使用说明，了解光源是否可以耐受消毒剂的使用。不同的冷光源可能对消毒剂具有不同的耐受性。其次，选择适合的消毒方法和消毒剂。常见的消毒方法包括紫外线消毒、酒精消毒和气体消毒等。在选择消毒剂时，要确保其对冷光源和使用环境的安全性。另外，严格按照消毒剂的使用说明进行操作，并确保消毒剂充分接触光源表面和接触部件。注意消毒剂的浓度和作用时间等参数。最后，在完成消毒后，充分通风和干燥，以确保消毒剂残留物完全蒸发和清除。

定期的清洁和消毒可以有效地保持医用冷光源的卫生状况，并确保其正常运行和使用的安全性[4]。建议按照制造商提供的具体指导和操作方法进行清洁和消毒，并定期检查光源表面和部件的状况，及时发现并处理任何异常情况。

3.2 光源的检修

除了平时要保养好光源外，还要学会一些基本的检修，这样才能最大程度保证设备的正常运转，提高开机率。

3.2.1 氙灯更换

光源的主机面板上有个氙灯计时灯，如果氙灯使用在500h内，计时灯是绿色，如果使用超过500h，计时灯就会是闪烁的红色，一般氙灯的使用寿命规定是500h，但可以用到600h或者700h，为给科室节约使用成本，可尽量延长氙灯更换时间。那如何确定计时器亮红灯后还能继续使用，而且不伤主机呢？这时打开电源开关，仔细听启动氙灯时打火的声音，如果很轻的一声灯就亮了，亮度很刺眼，说明氙灯工作状况好，还不需要更换。如果启动氙灯需要2～3下，而且声音很大，亮度有些暗了，说明氙灯工作状态不好，需要及时更换，以免给主板造成过重负担。更换氙灯时需要找到对应的氙灯型号，一般用的是175W或者300W。然后打开机盖，氙灯安放位置在右边，取下旧氙灯，给新氙灯摸上散热硅脂，然后装上新氙灯拧紧螺丝，再用一个绝缘棒按住面板后面一个白色计时器开关，开机，几秒后放开计时开关，观察计时灯是否绿色，计时器绿色后关机再开机测试氙灯点燃时是否是很轻的一下点亮，如果是很轻的一下点亮，没问题，除下尘，还原机盖，返到光源工作岗位[5]。

3.2.2 光源调节功能检修

光源在工作时看着氙灯很亮，结果出来的光不亮，调节旋钮时仍然没有改善，这时需要检测光亮调节部分，光源调节部分由调节旋钮，传动杆，传动皮带，光栏组成，容易出问题的是调节旋钮和传动杆之间，这两个的连接是靠一个螺钉固定，经常扭动旋钮螺钉会出现松动，或者打滑，无法起到调节作用，这个是比较简单的一个故障，但容易忽视。取下螺钉检查是否磨损严重，磨损严重就需要换一个安装好，加一点螺纹胶固定，然后再调节旋钮观察光的明暗是否可以改善。

3.2.3 光源起动板更换

光源用了一段时间后有的会出现不点火，没有起动氙灯的声音，更换新灯泡后仍然不能起动，检查主板给高压启动板有供电，而启动板却没有工作。先给起动板放电，然后取下正负极高压线缆，取下启动板，换上型号相同的启动板，安装好正负极高压线，盖上隔热板，开机，灯很清脆的一声点亮，问题解决。然后再对光源做一次基本除尘保养和各环节检测后盖上机盖[6]。

3.3 光源主板故障

可先简单排查原因，对于部分因虚焊、脱焊造成的设备不工作进行维修。如果主板有元件烧坏，若对电路理解不透彻，通过元器件更换往往无法彻底修复，有的换了元件后，仅工作一会后就会再次烧坏。有时把所有元件换了个遍还是解决不了故障。而一台光源损坏，就会导致一套腹腔镜停用。所以为提高效率，往往都是直接寄给维修公司。

3.4 电源管理与检测

电源管理与检测是医用冷光源日常维护的重要部分，它涉及到确保光源的电源供应稳定、电流和电压合适，以及监测和检测电源的状态和性能。以下是关于医用冷光源电源管理与检测的要点：首先，对于电源管理，需要确保医用冷光源使用的电源供应稳定可靠。这可以通过选择适当的电源设备和采用稳定性高的电源系统来实现。电源设备应具备过压保护、过流保护和短路保护等功能，以保护冷光源免受电源异常的损害。其次，对于电流和电压的管理，医用冷光源需要根据其设计要求提供适当的电流和电压。这可以通过电源驱动电路来实现，确保电流和电压在安全范围内，并与LED芯片的要求相匹配。驱动电路应具备恒流源或电流限制功能，以防止电流过大损坏LED芯片。另外，电源管理还包括对电源供应的监测和检测。这可以通过电源管理电路中的传感器、监测模块和保护机制来实现。通过监测电源输入的电压、电流和频率等参数，可以及时发现电源异常或故障，并采取相应的保护措施[7]。例如，过压或过流保护机制可以自动切断电源供应，以保护冷光源和相关设备的安全性。最后，在日常维护过程中，应定期检查电源管理和检测系统的工作状态，并确保其正常运行。这可以包括检查电源连接、电源线路、电源开关和保护机制等，以及对电源输出进行测试和校准，以确保其稳定性和可靠性。

3.5 故障排除与维修

故障排除与维修是医用冷光源日常维护的重要环节，它涉及到识别和解决冷光源可能出现的故障，并进行相应的修复和维护。以下是关于医用冷光源故障排除与维修的要点：首先，当冷光源出现故障时，需要及时进行故障排除。这可以通过以下步骤来进行：①检查电源连接：确保电源线和插头连接牢固，没有松动或损坏；②检查电源开关：确认电源开关是否打开，并检查开关的工作状态；③检查电源供应：使用电压表或多用途测试仪检测电源的电压是否正常，确保电源供应稳定；④检查LED芯片：检查LED芯片是否正常工作，如发光是否稳定，颜色是否准确等；⑤检查控制系统：检查控制面板、控制电路和连接接口等部件，确保其工作正常。其次，一旦确定故障原因，需要进行相应的维修和修复。这可能需要根据具体情况采取以下措施：①更换损坏的部件：如果发现电源线、插头、LED芯片或其他关键部件损坏，需要及时更换它们；②修复电路问题：如果发现电路存在问题，如焊接点松动、元件烧毁等，需要进行电路修复或更换受损的电子元件；③软件更新或校准：如果冷光源的控制系统存在软件问题或参数不准确，可能需要进行软件更新或重新校准。最后，在进行维修和修复之前，重要的是确保断开电源，并采取适当的安全措施。对于复杂的故障或需要专业技术的修复，建议寻求制造商或专业维修人员的支持和指导。

定期的维护和保养可以帮助预防一些故障的发生，例如清洁冷光源、检查电源线路和连接等。此外，定期的维护记录和故障排除经验的积累对于有效管理和维护医用冷光源也非常重要。

4.光源日常维护

光源在微创手术中虽然只是配合摄像主机的作用，但手术可否顺利进行，光源的地位不能低估。因此在平时巡检工作中要注意光源的一些维护保养。①光源散热系统的维护。光源主机它由电源、控制单元、启动单元、氙灯、散热系统、光亮调节部分，外壳组成。这其中散热系统是平常巡检工作要重点注意的一项，因为光源在工作时氙灯的工作温度很高，可达350°C～500°C，这么高的温度，如果不能及时散热，将会造成线路老化，烧主板，甚至祸及摄像系统。在巡检中首先要看看光源左右通风口是否通畅，如果发现有堵塞现象，需要打开机盖，用小型鼓风机进行除尘，把通风口和各电子部分灰尘除干净。然后盖上机盖，打开电源，观察散热风扇是否正常工作，然后把手放在左右通风口处感受下通风口出风情况，通风口出风很弱的话说明风扇有老化现象，这时需要更换风扇，以确保光源正常工作，手术正常开展[8]；②外观，外观的保养是基础，机器外观是否干净不仅是医院的一个形象还直接影响设备的寿命，外观如果被污染不及时清理干净，时间久了就会产生氧化腐蚀现象，造成设备提前退役。平时在巡检过程中，如果发现光源有污染，应及时用纱布粘些酒精擦拭，保持各部位清洁，但不能用水去擦拭，因为水有可能会流入电路板，不蒸发，下次开机就可能导致电路板短路烧主板[9]。

5.总结

光源是腹腔镜系统的重要组成部分。一般一套设备仅只配一台光源，为保证腹腔镜系统能够正常使用，设备工程师应定期检查，及时除尘和提早更换老化氙灯。掌握基本故障判断方法，能够准确判断设备故障部位，以便对维修价格进行谈判。由于光源内部电压高，在检查和维修时要注意对电容等部件提前放电，带电操作时，也要小心操作，避免触电。