STORZ 醫用冷光源的工作原理及維護保養

丘志文，吳洋（通信作者）

廣州醫科大學附屬第三醫院設備科 （廣東廣州 510000）

目前，冷光源已被廣泛地應用于醫學領域，科學合理地使用、保養和維修冷光源，對延長其使用壽命、最大限度地發揮其臨床使用效能具有十分重要的作用[1]。冷光源以其獨特的性質被廣泛地應用于醫療照明中，使用冷光源照明的醫療器械主要包括軟式內窺鏡和硬式內窺鏡，軟式內窺鏡即內鏡室用于檢查胃腸道和耳鼻喉的軟鏡，硬式內窺鏡即通常用于手術室的腹腔鏡或宮腔鏡。300 W 氙燈燈泡的色溫約為6 000 K，與太陽光的色溫一致，故能達到格外明亮的照明效果，氙燈泡通電瞬間即可達到滿照度，并通過機械式遮光板調節亮度，這種調節方式可避免發生電弧不穩的現象，進而延長氙燈燈泡的使用壽命。

1 醫用冷光源的工作原理

氙燈燈泡里含有惰性氣體（氙氣），當冷光源開始工作時，點火電路以幾萬伏的觸發脈沖電壓加于氙燈兩端，轟擊并擊穿氙氣，氙燈兩端隨即產生高密度的弧光放電，出現極強的閃光，此時，與氙燈并聯的儲能電容放電以維持氙燈發光，而點火電路則停止工作，當電容電壓降到一定的程度后主電路開始工作，使得氙燈處于弧光放電狀態[2]。

氙燈燈泡具有功率高、溫度高等特點，且其發出的光溫度及熱量均較高，這樣的光不僅會灼傷操作者或患者，還可能會燒壞光路、腔鏡或攝像系統，故不可直接進入人體。氙燈燈泡發出的光進入人體前必須首先利用非球面反光鏡過濾掉熱能，即采用真空鍍膜的方式在反光鏡內表面鍍多層介質膜（如多次使用硫化鋅、氟化鎂等進行真空鍍膜），當鍍膜達到一定的厚度時，投射于非球面反光鏡光線中的紅外線就會被吸收，而不致聚焦傳導到光纖通路，進而達到制造冷光的目的[3]。散熱系統屬冷光源的重要組成部分之一，由風扇、散熱片和反光杯罩組成，工作時反光杯罩吸收光源中的熱能，而風扇和散熱片則為大功率元件散熱[4]。

2 醫用冷光源的結構

醫用冷光源的結構主要包括主電源電路部分、系統控制電路部分和冷光源輸出部分。STORZ 冷光源工作流程見圖1。

圖1 STORZ 冷光源工作流程圖

2.1 主電源電路

主電源電路部分是冷光源電路的重要組成部分，為其他的電路提供所需的電源，電源接通后，經過變壓、整流、濾波等過程，為各個電路輸送所需的電壓，STORZ 冷光源電路圖見圖2。

圖2 STORZ 冷光源電路圖

2.2 系統控制電路

STORZ 冷光源通過ML4824CS 系列芯片組成控制電路，此芯片具有功率因數校正/脈寬調制控制組合集成電路的功能。我院曾有1臺STORZ 冷光源，更換燈泡后打火失敗，無法點亮，最后檢測出控制芯片ML4824CS 被燒壞，更換后可正常使用。

2.3 冷光源輸出

氙燈燈泡發出的光無法直接使用，必須經過非球面反光鏡濾光（過濾掉具有熱量的紅外線光）、聚焦后，最后通過1個亮度調節旋鈕調整光柵（部分遮擋出光口）以控制光的亮度。光柵上具有分布不均的透光孔，具備亮度調節功能。

3 STORZ 冷光源氙燈燈泡更換步驟及維護保養

氙燈燈泡里含有氙氣，當氙氣被消耗到一定程度其就會失去原有的效果，故冷光源的燈泡具有一定的使用壽命，屬于醫用耗材，需定期更換。STORZ 冷光源實物圖見圖3，若氙燈燈泡的工作時間超過450 h，則燈泡更換指示燈會變亮，若工作時間超過500 h，則燈泡指示燈會閃爍，提醒設備使用人員，需更換燈泡。

圖3 STORZ 冷光源實物圖

3.1 氙燈燈泡更換步驟

（1）拆開冷光源面板，完全暴露內部結構，找到燈泡位置，為了保證安全，在拆開冷光源時，需將設備電子線路上覆蓋的絕緣紙折向一側，拆開前后兩個固定座（亦稱散熱片），取出燈泡放置安全處（見圖4～5），燈泡及固定座溫度均可能較高，在其充分冷卻前，應避免身體與其接觸（接觸可能會造成嚴重灼傷）；（2）清理固定座及燈泡座表面的污漬和導熱硅膠，檢查發現燈泡一側出現了燒焦的痕跡，原因可能為，在長期使用過程中，少量空氣進入燈泡造成惰性氣體不純，進而產生污漬[5]；（3）重新安裝燈泡前須使用75%乙醇清除污漬（見圖6）；（4）拆開新燈泡，使用棉簽在燈泡和固定座的所有連接點上或只在燈泡的兩極均勻地涂抹適量的導電硅膠，且在操作過程中，應佩戴手套，避免手指直接接觸燈泡，導電硅膠層過厚或直接使用手指觸摸燈泡，可能造成點火失敗或縮短燈泡使用壽命；（5）將新燈泡插入底座中，使用翼型螺釘將前后兩個固定座固定在底座中；（6）使用一字螺絲刀或棉簽按下計時歸零按鈕，重置燈泡的計時（見圖7）；（7）重新裝回面板，連接電源，開機，測試冷光源是否可正常工作。

3.2 醫用冷光源的維護與保養

醫用冷光源的維護與保養工作，可從以下幾方面展開：（1）使用前后，使用75%乙醇擦拭設備表面，定期拆開面板除塵；（2）根據燈泡的使用壽命及時予以更換，避免燒壞電源板；（3）每次更換燈泡時，注意進行除塵保養，以延長燈泡的使用壽命；（4）在使用過程中，應盡可能地避免光導纖維發生彎折，避免各種光學視鏡掉落至地面或與硬物碰撞；（5）醫用冷光源需放置于散熱好、防水佳的地方[6]。

圖4 冷光源內部結構

圖5 固定座及燈泡

圖6 清除污漬

圖7 計時歸零按鈕