消化內(nèi)鏡工作站的死機(jī)故障及解決方案

高奎勇，李婷婷（通信作者）

南通市第一人民醫(yī)院設(shè)備科 （江蘇南通 226000）

近年來，隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，內(nèi)鏡檢查逐漸被廣泛地應(yīng)用于臨床診療工作中[1]。按照功能和使用部位，內(nèi)鏡可分為腦室鏡、胸腔內(nèi)鏡、腹腔內(nèi)鏡、宮腔內(nèi)鏡、前列腺電切鏡、關(guān)節(jié)鏡、胃鏡、腸鏡、支氣管鏡，超聲內(nèi)鏡等。按內(nèi)鏡的類型又可分為硬鏡和軟鏡[2]。內(nèi)鏡工作站是內(nèi)鏡檢查中重要的影像處理設(shè)備，其通過與各種內(nèi)鏡連接來獲取影像，從而實現(xiàn)圖像的采集、處理、編輯，病歷管理，統(tǒng)計分析等功能[3]。內(nèi)鏡工作站以電腦為主體，內(nèi)置專業(yè)圖像（視頻）采集卡及使用軟件。消化內(nèi)鏡是我院應(yīng)用較多的一類內(nèi)鏡，在臨床消化內(nèi)鏡檢查中，醫(yī)師常需根據(jù)患者的具體情況切換其他內(nèi)鏡共同完成檢查，這會導(dǎo)致消化內(nèi)鏡工作站（以下簡稱工作站）發(fā)生各種故障，大大降低了工作效率，不利于診療工作的順利開展。基于此，本研究深入分析了工作站發(fā)生死機(jī)故障的原因，并提出了兩種解決方案，現(xiàn)報道如下。

1 工作站死機(jī)故障

1.1 故障現(xiàn)象

患者在接受消化內(nèi)鏡檢查時，當(dāng)醫(yī)師根據(jù)需要切換至超聲內(nèi)鏡檢查時，此時工作站通常會出現(xiàn)“藍(lán)屏”，發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，重啟工作站主機(jī)后，使用恢復(fù)正常，但當(dāng)再次切換內(nèi)鏡時，重新出現(xiàn)死機(jī)故障。

1.2 故障分析

工作站發(fā)生死機(jī)故障的原因可能為：（1）軟件故障；（2）主機(jī)系統(tǒng)故障；（3）主機(jī)硬件故障。

1.3 故障原因排查

首先，重啟工作站主機(jī)，測試發(fā)生故障的工作站的軟件，未發(fā)現(xiàn)異常；其次，對工作站主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面殺毒測試，未發(fā)現(xiàn)異常；最后，對比工作站的維修記錄，同時通過跟臺調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只要插拔輸入視頻信號插頭（注：輸入視頻信號插頭在本文中指Q9插頭），85%的概率會出現(xiàn)“藍(lán)屏”現(xiàn)象，通過與臨床使用消化內(nèi)鏡的醫(yī)師溝通后，發(fā)現(xiàn)他們在操作中為了節(jié)約檢查時間，減少操作步驟，直接熱插拔Q9插頭來切換不同的內(nèi)鏡，但切換不同內(nèi)鏡的正確操作步驟應(yīng)為關(guān)閉工作站主機(jī)、拔出消化內(nèi)鏡Q9插頭、插入超聲內(nèi)鏡Q9插頭、啟動工作站主機(jī)、運行工作站軟件，因工作站內(nèi)置的圖像（視頻）采集卡不支持Q9插頭的熱插拔，由此判斷，死機(jī)故障確由熱插拔Q9插頭引起。

2 解決方案

在行消化內(nèi)鏡檢查時，若根據(jù)疾病診治需要按照正確的操作步驟切換至其他內(nèi)鏡檢查，一般需消耗5 min 左右的時間，如此便會延長檢查時間，降低工作效率，增加患者的不適感，而熱插拔的快速切換方式會使工作站發(fā)生死機(jī)故障。在以往的使用中，內(nèi)鏡的信號輸出端通過Q9插頭與工作站的圖像采集卡直接相連，因光端發(fā)射機(jī)、光端接收機(jī)、光纖均支持熱插拔，據(jù)此我們提出了在Q9插頭和圖像采集卡之間引入視頻光端機(jī)（包括光端發(fā)射機(jī)、光端接收機(jī)及連接兩者的光纖）及光纖切換器/分光器的處理對策。光端發(fā)射機(jī)的作用為將視頻信號進(jìn)行各種編碼轉(zhuǎn)換成光信號，光信號通過光纖傳輸至光端接收機(jī)，光端接收機(jī)的作用為將光信號進(jìn)行各種解碼還原為視頻信號[4]。

2.1 初步解決方案

此方案在輸入視頻信號1和輸入視頻信號2與工作站主機(jī)之間接入兩個光端發(fā)射機(jī)和一個光端接收機(jī)（見圖1），通過手動插拔切換光纖1與光纖2的方式實現(xiàn)輸入視頻信號的切換，因光纖與光端接收機(jī)之間支持熱插拔，故能解決工作站主機(jī)的“藍(lán)屏”問題。但在實際應(yīng)用中，通過插拔切換光1與光纖2的方式不便于操作，無法滿足臨床的使用需求，據(jù)此本研究通過引入光纖切換器/分光器的兩個改良方案來進(jìn)一步解決此問題。

圖1 初步解決方案電路設(shè)計圖

2.2 改良方案一

此方案通過光纖切換器切換光纖信號實現(xiàn)光纖1和光纖2的切換（見圖2），光纖1對應(yīng)輸入視頻信號1，光纖2對應(yīng)輸入視頻信號2，光端接收機(jī)只有1路光纖信號輸入口，切換光纖1和光纖2，實現(xiàn)光纖信號的二選一，即實現(xiàn)了輸入視頻信號1和輸入視頻信號2的切換，因該方案需要光纖切換器，但光纖切換器由復(fù)雜精密的機(jī)械部件和光學(xué)部件組成，成本高，尺寸大，實用價值較低，據(jù)此本研究又提出了改良方案二來解決成本高的問題。

圖2 改良方案一電路設(shè)計圖

2.3 改良方案二

此方案通過二選一開關(guān)切換光端發(fā)射機(jī)實現(xiàn)（見圖3）：當(dāng)需要輸入視頻信號1時，+5 V 電源通過二選一開關(guān)與光端發(fā)射機(jī)1接通，光端發(fā)射機(jī)1輸出的光信號通過光纖1傳輸至分光器再輸入光端接收機(jī)；當(dāng)需要輸入視頻信號2時，+5 V 電源通過二選一開關(guān)與光端發(fā)射機(jī)2接通，光端發(fā)射機(jī)2輸出的光信號通過光纖2傳輸至分光器再輸入光端接收機(jī)。同一時間內(nèi)只能光端發(fā)射機(jī)1或光端發(fā)射機(jī)2接通電源使用。分光器屬光路耦合器，具有兩種光信號傳輸方式：（1）光信號從其一個輸入端進(jìn)入從多個輸出端輸出（一進(jìn)多出）；（2）光信號從其多個輸入端向上匯集到一個輸出端傳輸出去（多進(jìn)一出）[5]。在此方案中使用的是分光器的第二種傳輸方式。同一時間內(nèi)光纖1或光纖2的光信號傳輸至分光器，分光器再通過光纖輸出光信號至光端接收機(jī)，接收機(jī)再將視頻信號輸出至工作站主機(jī)。

圖3 改良方案二改良電路設(shè)計圖

3 應(yīng)用

選取我院8套消化內(nèi)鏡工作站作為研究對象，其中，4套工作站未經(jīng)過方案二改良，4套工作站經(jīng)方案二改良，在實際使用6個月后，4套未改良的工作站仍頻繁出現(xiàn)“藍(lán)屏”現(xiàn)象，4套改良后的工作站主機(jī)未發(fā)生過因視頻信號切換引起的“藍(lán)屏”現(xiàn)象，此外，因輸入視頻信號通過光纖傳輸，光纖傳輸具有很好的保密性，且抗干擾能力強(qiáng)，幾乎不受電磁干擾，故改良之前出現(xiàn)的外源性信號（如來自高頻電刀、電動吸引器等）電磁干擾現(xiàn)象也大大減少，實際使用效果達(dá)到預(yù)期[6]。

4 小結(jié)

目前，內(nèi)鏡工作站內(nèi)置的圖像（視頻）采集卡包括模擬視頻信號輸入、數(shù)字視頻接口及高清多媒體接口信號輸入等，以上圖像（視頻）采集卡均不支持輸入信號熱插拔，同樣可采用本研究中提出的方案來減少因熱插拔接頭引起的死機(jī)故障，只需選擇對應(yīng)數(shù)字視頻接口或高清多媒體接口的光端發(fā)射機(jī)及光端接收機(jī)即可。此外，本研究是針對兩路輸入視頻信號提出的解決方案，若出現(xiàn)3路及3路以上輸入視頻信號切換的情況，只需使光端發(fā)射機(jī)及光纖的個數(shù)與路數(shù)保持一致即可。