冷光源（图文演示）

冷光源（图文演示）

LIGHT   SOURCE

Authors
D Mutter, A Garcia

Abstract
The description of the cold light source covers all aspects of this piece of equipment.
The technical key steps of the chapter are presented in a step by step way: principles of function, ideal requirements for laparoscopy, available material, advantages/disadvantages, usage and adjustments, usage problems, criteria of choice.

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1. 简介
好的光源是安全性腹腔镜手术必备的条件. 要像腹腔镜手术所使用的高质量光源, 光源中的电灯泡和光纤缆线需要特别的维护.

2. 功能原则
• 光谱
• 1

电流经过钨灯丝再加热后就可以产生冷光; 举例白热灯. 灯丝可以放置在一个真空里就如一般标准的电灯或者浸没在气体里就像卤素灯. 卤素灯已愈来已越被广泛使用, 可用在汽车和家庭用具. 它们也同样出现在医疗领域里. 在最近20年, 介于300-500W 的光源已被使用在内视镜手术. 不幸的是这种光源所释放的光谱不适合外科手术使用. 这种光谱色温(3200度K) 太低同时和白日光差很多(平均5600度K).

• 2

腹腔镜摄影机比较适合的光源包括能够在大气压金属卤化物 (Hydrargyrum Medium arc-length Iodide 或 HMI) 或氙气上建立一个电弧. 这种电弧和照相时所使用的闪光雷同, 没有电丝, 所释放的光线和白光很相近. HMI光源以300W电力释放出平均5600度K的光谱色温, 而氙源以300W电力释放出平均6000度K的光谱色温. 这种灯可以产生4倍卤素电丝的烛光功率. 然而和这种灯不一样的是能产生电弧的灯(arc-generated lamps ) 使用久后它的光谱色温会慢慢下降. 就是这个原因,在使用这种灯时需要做白平衡功能 (white balance) . 同时主要是依据灯的种类, 使用250-500小时后灯泡要更换. 只有最后的3种钉才会被讨论(弧光, HMI, 氙气灯) 且被建议使用在腹腔镜手术.

• 弧灯/特征

HMI 灯和氙灯有以下特性.


• 光源电缆

光源电缆是由一束两端都有缓冲装置的光纤所组成的. 在两端的电缆末端有接合器用来装置光源和腹腔镜镜头. 有三个固定系统可用来装置螺丝拧紧的接合器, 所以任何光源可以接任何镜头.

选择
有一些公司建议使用接着凝胶或液体晶体传送光线的电缆. 这种系统非常纤细, 脆弱同时会变热所以目前没有被使用.


• 光纤电缆
• 光纤

光纤电缆是由玻璃或塑料成份聚集而成的纤维所构成的. 每一根直径为20-150微米. 这种纤维可以传送光线而不会产生热量.


• 多模态纤维

3. 合理的需求/腹腔镜

冷光源
全部制造腹腔镜摄影机的公司也制造冷光源. 制造商建议使用100-500瓦的电力. 固定的使用高电力光线可以允许摄影机孔镜缩小及更好深度的视野深度. 就是这个原因, 我们建议使用光源的电力超过250瓦. 最好使用可同时显示使用时间来追踪光源状态.

冷光源电缆:
从腹腔镜光源传送光线
使用优质质量的电缆来传送光源所发出的光线到腹腔镜镜头是绝对必要的. 接合器也要紧紧地扣住才不会移动. 如果电缆和光源接触不好时, 光线就会丧失而产生热量.

4. 其它可得的材料
• 冷光源

可能的系列从100瓦的卤素光源到400W的氙光源. 摄影机内的光源是被设计成同步工作所以很困难把两者分开. 某些光源含有两种类别的弧光(卤素和氙气). 所以主要是依据摄影机的设定可以选择卤素灯和氙灯.


• 冷光源电缆

电缆接合器的尺寸:
- 对于直径10毫米的内视镜, 光源电缆接合器的直径建议在5-6毫米;
- 对于直径5毫米的内视镜, 建议使用直径为2-3毫米;
- 对于直径2毫米的内视镜, 建议使用直径为1-2毫米.

使用的电缆直径愈大, 内视镜愈热同时降低它的寿命.

电缆长度:
对于冷光源, 建议使用的电缆长度为1.5到3公尺.

5. 优点/缺点

全部的腹腔镜摄影机皆可适用于全部的冷光源.
有一些摄影机和光源结合系统可以自动调控输送通过摄影机电子膜片的光线强度. 如果光源和摄影机没有彼此结合的很好, 这种自动调整功能无法正常作用.
这种器械的互相衔接上没有特别困难, 因为大部份的系统兼容性高. 然而和一些冷光源衔接有时候需要接合器.

6. 使用和调整
• 使用

冷光源虽然简单操作, 对它的使用方法能够充分的了解更能够达到最理想的使用.
经过一段时间弧形灯的磨损表现在所释放的色温减少. 这种色温的慢慢调整说明了每次同时使用冷光源和内视镜时要调整白平衡, 这样才能够让内视镜本身的自然白去适应冷光源所释放出的色温.
实际上来讲, 使用新的灯泡未经过白平衡处理时, 所产生刺眼, 偏蓝色的白色情况更明显. 当灯泡愈来愈磨损后, 起初的颜色慢慢的转变成粉红和红色的投射光线. 这就表示灯泡所释放出的颜色变形, 需要调整摄影机对光线的敏感度. 合理来讲, 要等到光源温度到达室温时, 手术开始5分钟后再来调整白平衡.

灯泡寿命:
弧形灯所释放的色温不能低于3500度 Kelvin. 当色温慢慢减少时, 手术使用金属卤化物的灯泡寿命不可超过250小时, 而氙气灯泡则不可超过500小时.

光源电缆的衔接:
这种灯的操作温度为好几百度但是过滤器可以降低电缆所传送的热度. 很重要的一点就是要确定光源电缆能正确地栓紧光源.
错误的衔接会导致光源单位和电缆交接处的温度过高而导致光源电缆的烧坏.


• 调整
• 光源电缆

冷光源所传送的中度电力(200-300瓦)正常是以最高电力来使用. 像这种情况,摄影机快门是扮演光线传送数量调整的角色. 当光源的强度增加, 且在合理的情况下, 不传送全部的电力以避免手术视野的过度曝露.

光源电缆:
使用冷光源电缆很少有困难. 然而确认光源和电缆及电缆和内视镜之间完整的衔接是非常必要的. 电缆的寿命, 虽然理论上是无限的, 但是还是受到重复的微震导致纤维慢慢断裂所限制. 每次光源灯泡更换时, 光源电缆也要替换掉.

插头直径:
依据厂商和模型, 内视镜和插头之间有各种不同的结合系统. 这里会提到三种内视镜衔接系统. 大部份内视镜有提供接合器可以接合三种电缆插头.

• 光源结合

很多光源系统使用颚式系统这样各种不同光源电缆都可以插入. 其它厂商建议使用个别专用的衔接系统. 像这种情况就要使用接合器才可以允许个别衔接系统的互传. 这种接合器的结合度要很精密以预防接面接触不良时导致结合处温度过高.

7. 使用上的困难
• 冷光源

很多情况可能改变手术视野的亮度. 在每一种情况, 光源和电缆的完整性要检查及光源, 内视镜摄影机及屏幕的结合度也要小心检查. 旧的灯泡可以导致影像质量的多变化, 所以要更换掉.
当手术视野下有血时, 大部份的光线会被血红素吸收掉所以不会被反射.
灯光的储光线不足时, 手术视野就会快速地暗掉. 这种情况很简单容易被发觉, 因为手术视野下的血变黑色. 好的灯泡质量, 血液看起来是红色的.

视野模糊: 因为光源不足, 摄影机光圈开到它的极限以降低视野深度及影像的尖锐度.

近距离操作: 当光源不足时, 医师会尽量移动镜头愈来愈靠近视野, 这样才能维持足够的亮度. 这样会干扰到手术器械移动及操作上显得更加困难.


• 光源电缆
• 第一种并发症

光纤电缆最主要的问题是它的易碎性及过度运用所造成的损害.

造成电缆破裂最主要的原因:
- 直接撞击;
- 扭转太过份时所造成严重的辗过;
- 压碎(常是被手推车不小心卷过电缆)


• 第二种并发症

其它影响到光源电缆损害的问题包括, 因为光源和电缆或电缆和内视镜虽然有衔接但无直接的接触导致电缆尖端的纤维烧坏. 这些破坏也可能产生之后光线传送减少.


• 光线电缆的维护

维护光纤电缆寿命最好的方法是避免直接撞击及小心操作. 它的半径弧度一定要遵守,当电缆被捆成圆圈且直径小于15公分时会造成光纤明显的破坏.

8. 选择标准
冷光源:
3CCD摄影机比单CCD摄影机需要更强的光源.
对于单CCD摄影机, 最小的光源(弧灯, 金属卤化物或氙灯)是200-250瓦.
超过所建议的使用期限后(金属卤化灯250小时, 氙灯500小时) 更换灯泡是必要的.
对于无直接系统, 可以在空源内装置精密计时素.

结合:
要购买一个系统时, 确认内视镜,光线电缆和光源能互容. 微差异就不可能衔接个别系统.

9. 结论
新, 高分辨率的内视镜摄影机可以提供很好的手术视野, 但是需要有效力的光源以提供有效的光线.为了得到高质量的影像, 这一部份的单元中无法和光源电缆分割所以不可忽视.