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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-03-12 11:36
結(jié)構(gòu)組成
電子內(nèi)窺鏡由照明傳輸模塊和圖像傳送模塊構(gòu)成,其縱截面圖見(jiàn)圖1。照明傳輸模塊指從光源裝置輸出的光經(jīng)由導(dǎo)光束加以傳導(dǎo),通過(guò)頭端部的照明透鏡照射;圖像傳送模塊通過(guò)圖像傳感器,從物鏡入射的來(lái)自被攝物的光被轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào),圖像處理裝置將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為影像信號(hào)。
圖1 頭端部縱截面圖
圖2 內(nèi)窺鏡成像流程圖
絕緣要求
GB 9706.218要求電子內(nèi)窺鏡的應(yīng)用部分為BF型或CF型應(yīng)用部分。根據(jù)臨床實(shí)際使用情況,插入患者體內(nèi)的內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)部分均應(yīng)按照該要求定義為F型應(yīng)用部分。
不同于光學(xué)鏡結(jié)構(gòu),電子內(nèi)窺鏡其CMOS/CCD傳感器與光學(xué)組件鄰近放置并位于其后方,傳感器將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào),再將電信號(hào)通過(guò)傳送電纜傳輸給后方的圖像處理裝置;同時(shí)整個(gè)電子內(nèi)窺鏡中的次級(jí)電路還需后方主機(jī)供電。所以在絕緣設(shè)計(jì)時(shí),這些在內(nèi)窺鏡內(nèi)部的電路往往成為設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn)。
在標(biāo)準(zhǔn)GB 9706.218附錄J中,提供了兩組絕緣示例——示例1和示例2。個(gè)人理解兩組絕緣示例,制造商可以選擇其中一組作為參考來(lái)進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)。
圖3 電子內(nèi)窺鏡絕緣示例1和示例2
示例1和示例2均包含絕緣路徑9,10。9為供給裝置(設(shè)備主機(jī))初次級(jí)之間的雙重絕緣;10為F型應(yīng)用部分基于最大網(wǎng)電源的一重絕緣和基于工作電壓的兩重絕緣。注意路徑9在示例1中是2MOPP,示例2中則是2MOOP,這點(diǎn)微小的差別是什么意思呢?我們接著看后面的路徑分析。
從路徑11開(kāi)始,兩個(gè)絕緣示例有更多不同。路徑11是電子內(nèi)窺鏡內(nèi)部電路與外部F型應(yīng)用部分之間的絕緣,示例2要求實(shí)現(xiàn)該絕緣,而示例1中未要求。對(duì)于示例1,如果這里的F型應(yīng)用部分絕緣沒(méi)有要求,那么一定是在其他地方要求,不然不符合電氣安全的要求,就像有句話說(shuō)的好“總有人替你負(fù)重前行”。當(dāng)路徑11未實(shí)現(xiàn)絕緣時(shí),也就是應(yīng)用部分患者連接和內(nèi)部電路未絕緣時(shí),按照GB 9706.1的邏輯,此時(shí)兩部分可以被視作一個(gè)整體,該部分整體作為F型應(yīng)用部分需要滿足GB 9706.1中8.5.2.1的要求,與其他部分全部隔離。示例1中絕緣路徑9,10,12,13便是為了滿足這一要求而必需實(shí)現(xiàn)的所有絕緣路徑,替未實(shí)現(xiàn)的路徑11“負(fù)重前行”。
其實(shí)路徑11在這里未實(shí)現(xiàn)的原因主要是由于工藝和結(jié)構(gòu)的限制。電子鏡的外徑通常不超過(guò)1cm,在這寸土寸金的結(jié)構(gòu)內(nèi)部需要塞下光學(xué)件,光纖,電子傳感器,信號(hào)電纜,供電電纜等多個(gè)零部件,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。如果按照路徑11的要求進(jìn)行絕緣,無(wú)非有兩種方式,一種是靠空氣絕緣(爬電距離空氣間隙),一種是固體絕緣。前者在結(jié)構(gòu)中難以實(shí)現(xiàn),后者則需要科學(xué)巧妙的絕緣設(shè)計(jì)及較高的裝配工藝,但無(wú)疑良品率和成本又往往成為瓶頸。其實(shí)醫(yī)療器械成本較高,開(kāi)發(fā)難度較大,一個(gè)重要的原因便是因?yàn)楹弦?guī)。這里的合規(guī)不僅是質(zhì)量體系層面的合規(guī),也有為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,設(shè)計(jì)上安全可靠的合規(guī)。
接著再看示例2,在實(shí)現(xiàn)了路徑11后,路徑12只需滿足次級(jí)電路操作者兩重防護(hù),而在示例1中該路徑是按照患者防護(hù),且同時(shí)滿足F型應(yīng)用部分和次級(jí)電路的絕緣要求。
同時(shí)這也回答了最開(kāi)始的問(wèn)題,在示例1中,帶電內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)2作為F型應(yīng)用部分的一部分,其相關(guān)絕緣路徑是對(duì)患者的防護(hù),故路徑9與初級(jí)應(yīng)是2MOPP而不是2MOOP;示例2中在經(jīng)過(guò)路徑11的防護(hù)后,路徑9次級(jí)電路與初級(jí)之間防護(hù)可視為操作者防護(hù),即2MOOP。
那么具體到實(shí)際產(chǎn)品中,針對(duì)示例1和示例2核心的一個(gè)問(wèn)題,F(xiàn)型應(yīng)用部分的隔離設(shè)計(jì)在哪里實(shí)現(xiàn),應(yīng)該就不難回答了。示例1中電子內(nèi)窺鏡內(nèi)部電路和應(yīng)用部分可整體設(shè)計(jì),隔離可設(shè)計(jì)在成像系統(tǒng)中。示例2中電子內(nèi)窺鏡內(nèi)部電路和應(yīng)用部分之間進(jìn)行隔離設(shè)計(jì),成像系統(tǒng)和電子內(nèi)窺鏡內(nèi)部電路之間可不做隔離設(shè)計(jì)。
另外,以上要求僅是電子內(nèi)窺鏡部分的絕緣要求,搭配主機(jī)使用時(shí)還應(yīng)整體滿足GB9706.1-2020絕緣要求,如下圖(from GB9706.1-2020附錄J):
漏電流
為實(shí)現(xiàn)電磁兼容抗擾度和高頻設(shè)備抗擾的要求,通常在圖3的路徑10會(huì)選用一個(gè)或多個(gè)Y電容串接,以將外部干擾盡可能的從設(shè)備接地外殼中導(dǎo)走;同時(shí)在路徑10和11也存在著分布電容,尤其路徑11。電子內(nèi)窺鏡內(nèi)部電路在結(jié)構(gòu)上與患者連接部分耦合較多,存在著不容忽視的分布電容。這對(duì)電子內(nèi)窺鏡患者漏電流和F型應(yīng)用部分患者加壓漏電流可能會(huì)帶來(lái)影響。
參考文獻(xiàn)
[1] GB 9706.218-2021 醫(yī)用電氣設(shè)備 第2-18部分:內(nèi)窺鏡設(shè)備的基本安全和基本性能專用要求
[2] 電子上消化道內(nèi)窺鏡注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則(2020年第87號(hào))
來(lái)源:長(zhǎng)江醫(yī)械