纤维内窥镜的结构使用和维修URFP

随着纤维光学的发展而出现的医用纤维内窥镜，是医用内窥镜史上的重大飞跃。纤维内窥镜镜身细长，柔软可挠，传递光束、图像损耗小，分辨率高，具有结构简单、使用方便等特点，突破了硬直管型内窥镜在检查诊断过程中的种种限制。纤维内窥镜配上照相机、投影仪、电视摄像装置和高频电手术器等装置和器械，不仅可以拍摄彩照、捡取标本和刷取细胞，还可进行细致检查，同时，进行息肉切割、钳取异物和胃内止血等手术，在教学、会诊和收集资料等方面也有独到之处。纤维内窥镜的广泛使用不仅对防病治病起了不可低估的作用，而且开阔了人类对自身许多脏器直观认识的前景。

原理

一、光学纤维的导光和传象

全反射是光学理论中的一种特殊现象，即光纤从光密介质（n1）进入光疏介质（n2）时，随着入射角的扩大，折射角逐渐增大；当折射角等于90°时，光线在界面上发生掠射现象（图1）；当入射角继续扩大时，则光线不再进入光疏介质，而是遵循全反射定律都回到原介质（图2）。

一般光学纤维用光密介质材料做芯料，光疏介质材料做敷料，当光线的入射角度符合全反射条件时，光点便从光学纤维的一段传送到另一端。成千上万根光学纤维便可传递一定数量的光能。

把上万根光学纤维的两端按一定规律排列，用高透明度粘胶封固，使纤维束的两端各成平面，则根据全反射定律，任一端面的成像将不失真地传送到另一端面（图3）。它对物象的分辨能力与光学纤维的数量、直径、排列方式、石英纯度和包覆材料有关。单位面积内的纤维数量越多则图像越清洗。

二、纤镜光学系统工作原理

光源发出的冷光经过导光束导入人体，体内器官图像反射到棱镜处，通过物镜传入导像束，经目镜放大，操作者即可直接观察道体内情况（图4）。

三、机械系统工作原理

1、送气

冷光源通电后，气泵同时工作，输出的气体首先进入导光接头部，然后到达操作部，此时水气阀门的水路被堵住。气流分成两路，一路通往按钮孔，另一路经阀门气孔到达头端部。操作时，用手指堵塞按钮孔，气流即经由阀门气孔通往头端部。

2、送水

气泵输出的气流进入导光接头时，由于操作部水气阀门的气路被堵，水路打开，进入储水瓶中的气流将水压出，进入水气阀体，通过水气孔送往头端部，冲洗导象玻璃窗（图5）。

3、吸引

按动吸引按钮，在吸引器的负压作用下，被吸液体不断地被抽入液瓶内（图6）。

操作部钳道孔与头端部相通，钳道入口由钳子阀芯密封。如果阀芯变质或变形，密封性将变差。

4、弯曲角度

在内窥镜弯曲部靠近头端的地方固定着不锈钢丝。弯曲部内部以若干钢环相间隔，用双定点铆接而成。转动角度钮时，对应的一条钢丝拉紧，另一条钢丝则放松，弯曲部产生偏心力，头端部则出现相应方向的提牵（图7）。牵引钢丝的数量由弯曲角度的方向决定。胃镜和肠镜一般分作上、下、左、右四个方向，所设牵引钢丝则为四根。支气管镜有上、下两个方向的角度，牵引钢丝便为两根。不锈钢丝牵引头端部变换方向，所承受的拉力较大，约为50公斤/mm2，因而随着工作时间的增加，钢丝会出现疲劳现象。

5、角度锁紧

当头端部弯曲成一合适角度时，如何固定这一角度以便进行观察、摄影、活检、刷取脱落细胞或完成其他任务呢？这主要依靠角度锁紧装置来完成。粘有软木垫的锁紧钮在转动时，通过位置的上下变动，挤压角度钮，位置变动的幅度不同，产生的摩擦力的大小也不同，锁紧程度也就不同（图8）。

结构

纤维内窥镜一般由五个部分组成：即头端部、软管部（镜身）、操作部、导光软管部、导光接头部。主要结构如图9所示。

一、头端部

头端部的结构比较复杂，见图10没有钳道孔。抬钳器、导光玻璃窗、导光束、导象玻璃窗、导像束和水/气孔。钳道孔是微型器械（如活检钳、细胞刷、抓钳、网兜等）的出口，通过微型器械可进行活检或治疗。钳道孔内装有抬钳器，以此控制器械在体内取活检时的方向。玻璃窗起密封作用。导光束、导像束能导光传象，水/气孔被用于冲洗玻璃窗以及向体内充气。

头端部的密封性极为重要，一旦漏水，光学系统就会进水，出现彩带、霉斑等现象。使用人员发现上述情况后应立即将纤维内窥镜送修。

二、导象软管部

导象软管是一条外层有高分子材料裹覆，里层由不锈钢编织网和网管组成的管子。它的前一部分由不锈钢环（蛇骨）铆接而成，外层套有金属网和橡胶套，可以弯曲（又称弯曲部）。软管里有导像束、导光束、水/气塑料管、钳道管、抬钳器钢丝和外层有弹簧管保护的弯角控制钢丝绳。导象软管使头端部和操作部相连。

三、操作部

操作部设有水/气阀和吸引（液）阀。阀体上的金属管接通导光软管到导象软管的水路、气路和吸引路。钳道阀在此与吸引管构成通道。角度控制钢丝在此同操作部鼓轮钢丝连接，转动角度钮即可选择头端部的角度。锁紧钮则作定位固定用。

四、导光软管及其接头

导光软镜的结构类似镜身部分，不同之处是导光软管没有弯曲部，管内装有导光束和水、气、吸引塑料管而没有导像束和抬钳器（图12）。

操作

1、使用前应检查纤镜有无破裂、变形（凹凸）和脱胶；

2、右手把握操作部，左手将头端部伸到灯光下，用右手调节视度轮至图像清晰，像面应无彩带和霉斑；

3、将头端部浸入水中，右手食指放在吸引按钮上，中指放在水/气按钮上，拇指及虎口卡主操作部导光软管处，握住镜体；

4、插上脚踏开关；

5、导光接头插入冷光源输出插座，上紧连接环；

6、接通冷光源电源开关（有调节装置的应调至低光量位置），这时头端部即有光量输出。接通脚踏开关，右手中指应感觉有气流，堵住水/气按钮孔后，气流应从头端部水气孔排出；

7、储水瓶接头与导光接头部水/气嘴相连，接通脚踏开关。按下水/气钮，稍等片刻，水应从头端部水气孔喷出；

8、电动吸引器接通电源，吸引器胶管接到导光软管部吸引嘴上，头端部浸入水中；

9、接通电动吸引器脚踏开关，右手食指按下吸引钮，水应被吸至吸水（液）瓶内；

10、断开脚踏开关，拔下胶管，切断吸引器电源；

11、转动角度钮，检查角度是否符合要求，锁紧装置有无失灵。锁紧钮恢复原位；

12、插入活检钳，检查钳道是否畅通。拔动抬钳器，检查抬钳器动作是否灵活。然后，使抬钳器恢复原来位置，退出活检钳。

使用注意事项

1、使用时，应严格按照规定步骤进行。首先要摆正操作者、病人、冷光源三者的位置，防止纤镜放置不当，扭曲内部的玻璃纤维和塑料管；

2、随时注意病人口中的牙垫，放置咬伤镜身；

3、环境温度应为10℃~40℃不得低于该温度范围的下限；

4、活检钳插入时，离钳口2cm手持插钳最合适。距离太远，容易擦伤体内组织，或扭曲器械影像使用；

5、纤镜使用完毕，应及时将镜身内残留的水、气和吸引塑料管道内的水分、体液吸干和吹干；

6、操作部分的角度锁紧钮解用完以后，应调至自由（放松）位置。角度钮调节角度时，动作应轻缓。如遇动作不灵活，应轻轻来回转动，切勿强行转动，避免鼓轮挤压、摩擦钢丝绳，造成断丝；

7、钳道孔内体液渗出时要及时用干纱布擦去，以防腐蚀纤镜；

8、冲洗纤镜应使用清洁水，防止堵塞管道；

9、用蘸有酒精（或混合液）的纱布擦净软管及头端部，然后再用干纱布擦干全镜；

10、操作部应严防水液渗入；

11、冷光源的电压要符合要求，不宜超过V±5%，电压过高易损坏卤素灯泡，过低则亮度不够。在有条件的情况下，冷光源可附加稳压器；

12、纤镜使用一段时间之后，应旋下水/气，吸引阀门芯，浸入酒精溶液进行清洗，取出后擦干，并在阀门芯的密封胶圈上薄薄地涂上一层白凡士林油，按原样装回；

13、纤镜软镜、弯曲部不能用汽油、煤油以及其他润滑脂擦拭，避免部件加速老化。

14、纤镜用完之后，要盖上和套好各部件的盖帽，挂入柜中。内窥镜柜内应放置干燥剂（变色硅胶等），并注意柜内温度不宜过高过低。

故障分析及其修理

一、故障检查步骤

故障检查步骤见图13

1、检查冷光源

工作正常的冷光源在接通电源开关后，指示灯应有指示，卤素灯点燃后，既有光量输出，冷却用轴流风机转动。接通送气开关，气泵工作，并有气流输出。

2、检查储水瓶

储水瓶内灌入三分之二清水，旋紧瓶盖。瓶子倾斜后应无漏水，说明瓶的密封性能良好。

3、检查内窥镜

操作方法见前所述。查找内窥镜故障应按照导光接头部、导光软管、操作部、导象软管、头端部顺序进行。

检查冷光源、储水瓶与内窥镜之间的配合是否良好。

内窥镜导光接头与冷光源输出插座的配合，应以定位、不漏气为好。内窥镜导光接头水/气嘴与储水瓶接头的连接应以到位、不漏水气为好。

应先分别检查仪器、附件情况，后检查仪器与附件之间的配合情况。在没有弄清故障部位和原因时，切忌盲目拆卸和使用钢丝疏通镜身管道。

二、修理

修理是一种补救措施，采用的方法主要有更换新件、胶合、捆扎、焊接几种。为了不损坏原有的零部件，修理过程中应做到：

1、导象、导光束切勿成锐角曲折，不可用力捏、挤、压及使用硬物锤击、敲打；

2、钢丝绳不能折成死角，不能产生毛刺；

3、涂胶粘合以前要用混合液（酒精5：乙醚5）清洁被胶合件的表面。上胶以后，必须等胶干固方能进行下一步的工作；

4、焊接前后要用混合液擦净被焊接部位的表面。要防止虚焊，焊锡不可堆得太高；

5、拆卸时要注意记住零部位的方向、位置和拆卸顺序以便安装。

故障与维修方法介绍于下：

⑴镜子头端弯曲角度变小

角度变小的原因时由于牵拉头端部的钢丝被拉长，纤镜的偏心角度变小所致。

修理时首先打开操作部角度钮一侧的盖板及角度钢丝保护板，旋开角度钢丝连接块，然后用电烙铁把钢丝固定块后推一个距离（钢丝固定块后推2mm，弯曲角度增大10°），剪去多余钢丝。修理中要分清不同方位的角度，避免剪错。从操作部向镜身方向看去时，角度钢丝的位置如图14所示。一般情况下靠近头端部的角度钢丝较靠近目镜的钢丝更为容易拉长。修理时通常缩短这个方向的钢丝。

新焊接的部位必须滴上适量的不锈钢焊液。焊部锡量不可过大，但要充满焊位。

角度钮与头端弯曲应同步，机械装置动作应平滑轻快。

⑵更换弯曲橡皮

刀刃斜向切开旧弯曲橡皮的涂胶层，根据新部件的规格装入相应的工具后，橡皮两端均匀地反扣在工具上（图15）；

刷子沾上少量的二硫化钼粉分三次涂刷在新橡皮的内壁上；

吸引器胶管接到工具吸引嘴上，接通吸引器开关，利用负压使新部件孔径扩大，部件套入弯曲部。关闭吸引器开关，新部件复原，退出工具；

新弯曲橡皮两端反扣，用混合液清洁涂胶部位。被绑线部位的弯曲橡皮与纤镜弯曲部之间均匀地涂上一层弹性胶；

用刀刃切除橡皮多余部分；

用混合液清洁绑线部位，黑丝线（16*）长头绕两扣（顺时针方向绕线），短头与长头绕线方向相垂直成一套形，绕线宽度达3~4mm后，长头线穿入短头线套中，两线头收紧，线结处绕线宽度的中间位置。切去剩余线头；

按比例调好环氧树脂，用毛笔涂在绑线处，用电热吹风吹均匀。4-8小时后胶便干固。

切割弯曲橡皮时应注意防止损伤其他部分。弯曲橡皮若有接缝，切勿使接缝与上、下角度方向平行。切线时切勿使线头外露。

附：弯曲橡皮扩张器的制作

选一直径大于弯曲橡皮6~8mm、长度稍短的金属筒，在筒一侧壁中间位置钻一个8mm小孔。与金属筒相垂直焊接一根金属管。更换弯曲橡皮时，橡皮套两端均匀地反扣在扩张器上。吸引器胶管套在金属管上，抽气时负压可使橡皮向金属筒方向扩张，弯曲橡皮直径扩大便可套入弯曲部。弯曲橡皮扩张器制作尺寸可根据所更换新件的规格决定（图16、17）。

⑶活检钳插入孔喷液

钳道的密封主要依靠小胶碗。长期使用后，小胶碗的密封性将逐渐降低，体内压力大于外界压力时，小胶碗不能起密封作用，体液便会从钳子入口处喷出。

遇到这种情况，可旋下钳道阀帽取出已被磨损了的旧胶碗，换上一个中间开有2mm“一”字形小口的新零件。更换小胶碗时，应用混合液清洗钳道阀门。

⑷钳道堵塞

发现钳道堵塞时，可旋下钳道阀芯。用手指堵住钳道入口。将纤镜头端部浸泡在清水里。导光接头部吸引嘴套上吸引器胶管，按下吸引钮，开动吸引器抽负压mmHg（必要时可将负压增至mmHg），直至管内异物被吸出。

⑸送气时没有输出或输出达不到使用要求

产生上述故障，通常有以下几个原因：

a.冷光源没有气流输出或输出很小；

b.送气管漏气或连接部位脱胶；

c.水/气按钮“O”型密封圈性能变差达不到密封要求；

d.管道有异物堵塞或管道变形、扭曲。

修理时可检查冷光源输出的气流量；检查导光接头盒导光软管；脱下操作部与导光软管部连接的气路管道，用ml的注射器向管内注入清水疏通管道；

检查操作部：重点检查水/气阀缸体和“O”形密封圈。缸体肮脏可用混合液清洁。密封圈性能变差则应更换新件。如一时缺乏新密封圈，可用厚度适当的橡胶管套在旧件的外面仍可起到密封作用；

检查镜身和头端部：采用的方法是用ml注射器向镜身水/气管注入清水或酒精疏通管道。如果此法扔无效，纤镜则需大修；

对送水时没有输出或输出达不到使用要求的故障则应从水路方面检查。检查方法与气路检查大致相同。不同之处在于水流是经气流压入水路的，因而储水瓶是检查的一个重要内容。储水瓶与导光接头部水/气嘴连接不密封及储水瓶密封性不好往往是没有水流输出或输出很小的一个原因。

修理时，遇连接部位脱胶，可采用粘合的方法。导光接头部用硫化硅橡胶粘合剂（“”胶），操作部用环氧树脂粘合。

对管道穿孔、变形、被折则需要更换新件。