STORZ 医用冷光源的工作原理及维护保养

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。

注：1、2、3 为主电源电路部分，4 为系统控制电路部分，5、6、7 为冷光源输出部分 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。

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。

1为电源开关，2为灯泡指示灯，3为亮度调节旋钮，4为工作指示灯，5为冷光源输出口 

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

图4  冷光源内部结构

图5  固定座及灯泡

图6  清除污渍

图7  计时归零按钮