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醫(yī)用硬性內(nèi)窺鏡綜合光效測試方法

2015-04-13 04:07黎金楊曉玲陜西省醫(yī)療器械檢測中心西安710075
中國醫(yī)療器械信息 2015年3期
關(guān)鍵詞:光通量視場內(nèi)窺鏡

黎金 楊曉玲 陜西省醫(yī)療器械檢測中心 (西安 710075)

對于醫(yī)用硬性內(nèi)窺鏡而言,綜合光效是一個非常重要的光學(xué)參數(shù)。由于人體腔內(nèi)周邊組織環(huán)境復(fù)雜,對于大視場的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)而言,多次余弦效應(yīng)會使像方視場邊緣亮度降低。再考慮到視場中心的光反射,易發(fā)生腔內(nèi)邊緣組織信息無法獲悉;或者視場中心光亮飽和,失去醫(yī)療中心區(qū)域視覺的情況。因此,內(nèi)窺鏡系統(tǒng)綜合光效的控制不能忽視。

近年來,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會和國家食品藥品監(jiān)督管理總局先后發(fā)布實(shí)施了一系列關(guān)于內(nèi)窺鏡的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中對于內(nèi)窺鏡的光學(xué)性能有著嚴(yán)格要求。本文根據(jù)YY0068.1-2008《醫(yī)用內(nèi)窺鏡 硬性內(nèi)窺鏡 第1 部分:光學(xué)性能及測試方法》標(biāo)準(zhǔn)中4.6 綜合光效的要求,詳細(xì)介紹了如何在垂直視軸的平面上測量光強(qiáng)、光通量,并最終導(dǎo)出綜合光效的測試方法。

1.檢測設(shè)備

1.1 內(nèi)窺鏡檢測裝置

內(nèi)窺鏡檢測裝置應(yīng)由三維調(diào)節(jié)系統(tǒng)、設(shè)備安裝架、固定槽以及彈性固定端子組成,內(nèi)窺鏡放入固定槽里,視內(nèi)窺鏡長短,可選用一個或兩個彈性固定端子固定,從而保證內(nèi)窺鏡在測試過程中保持平穩(wěn)。檢測設(shè)備或工裝裝入設(shè)備架,通過調(diào)節(jié)三維調(diào)節(jié)系統(tǒng),可以上下、左右、前后移動,移動的距離可從系統(tǒng)中讀出,這樣方便調(diào)節(jié)內(nèi)窺鏡與設(shè)備工裝之間的相對位置,很好地完成各項(xiàng)測試。

1.2 照度計(jì)

測量重復(fù)性差不大于1%,測量范圍應(yīng)在50000lx 以上。

1.3 光通量測試光源

應(yīng)采用亮度較大,出光均勻的光源,并在光源出光口添加輸出裝置,輸出裝置應(yīng)帶余弦輻射屏及可調(diào)光柵,在光透過余弦輻射屏后的出光口大小可調(diào)。

1.4 光通量測試系統(tǒng)

測量重復(fù)性差不大于1%,測量精度在10-4lm以上。

2.測試條件

2.1 測試應(yīng)保證暗環(huán)境照度不大于測量值的5%。若能夠?qū)Νh(huán)境照度進(jìn)行監(jiān)測并計(jì)算補(bǔ)償和修正,則暗環(huán)境照度的要求可放寬。

2.2 光源供電源的電壓應(yīng)在標(biāo)稱電壓值上保持穩(wěn)定,電壓穩(wěn)定度應(yīng)控制在±2%以內(nèi)。

3.標(biāo)準(zhǔn)要求

YY0068.1-2008 中4.6 條“綜合光效”中要求,“制造商在所附資料中應(yīng)給出在最大入瞳視場角Wp 的90%視場處的綜合鏡體光效的名義值并說明其意義。該光效的測定值應(yīng)不小于名義值”。

4.檢驗(yàn)方法

4.1 視場角W 的測定

4.1.1 內(nèi)窺鏡固定如圖1 所示

圖1. 內(nèi)窺鏡固定

圖2. 照明鏡體光效測試連接圖

4.1.2 視場角W 的測試步驟:

a)將被檢測的內(nèi)窺鏡按圖1 固定好,并使內(nèi)窺鏡末端中心離測標(biāo)中心的距離為d±0.2mm(d為內(nèi)窺鏡的工作距離)。

b)通過內(nèi)窺鏡觀察測標(biāo)的分劃環(huán),調(diào)節(jié)內(nèi)窺鏡的夾具或測標(biāo),使測標(biāo)分劃環(huán)與視場同心并垂直視軸。

c)確定最大的可見分劃環(huán)并作為視場記錄,讀出視場角W 的大小,單位為度。

d)對于矩形視場,應(yīng)同時確定矩形中心對邊距的分劃環(huán)并作記錄,分別計(jì)算測量的對角線距和兩中心對邊距按勾股定理計(jì)算的對角線距,再結(jié)合光學(xué)工作距d,換算成視場角。

4.2 照明鏡體光效ILeR 的測定

4.2.1 照明鏡體光效測試連接圖,如圖2 所示

4.2.2 方法

照明鏡體光效ILeR的測定是通過在垂直視軸的平面上測量光強(qiáng),測量的光學(xué)工作距不小于50mm。將內(nèi)窺鏡固定于內(nèi)窺鏡檢測裝置中,再將照度計(jì)接入內(nèi)窺鏡檢測裝置的設(shè)備架(如圖2所示),調(diào)節(jié)內(nèi)窺鏡檢測裝置三維調(diào)節(jié)系統(tǒng),測量出Wp 的90%所劃圓錐的4 個均布方位的照度值E1、E2、E3、E4,以及視場中心的照度值E0(注:Wp 可用W 代替,如果視場形狀為矩形,測量的四個位置在對角線上)。計(jì)算E1、E2、E3、E4的算術(shù)平均值,及該算術(shù)平均值與視場中心照度值之比,再將計(jì)算的比值除以朗伯體光效值即為照明鏡體光效值ILeR,

4.3 成像鏡體光效OLeR 的測定

4.3.1 成像鏡體光效測試連接圖,如圖3 所示

4.3.2 方法

圖3. 成像鏡體光效測試連接圖

成像鏡體光效OLeR的測定是通過在垂直視軸的平面上測量光通量,將內(nèi)窺鏡固定于內(nèi)窺鏡檢測裝置中,測量的光學(xué)工作距與照明鏡體光效測試所選工作距一致,內(nèi)窺鏡目鏡對準(zhǔn)于光譜輻射系統(tǒng)積分球,再將光通量測試光源接入內(nèi)窺鏡檢測裝置設(shè)備架(如圖3 所示),調(diào)節(jié)內(nèi)窺鏡檢測裝置三維調(diào)節(jié)系統(tǒng),測量出Wp 的90%所劃圓錐的4 個均布方位的光通量值Φ1、Φ2、Φ3、Φ4,以及視場中心的照度值Φ0(注:Wp 可用W 代替,如果視場形狀為矩形,測量的四個位置在對角線上)。計(jì)算Φ1、Φ2、Φ3、Φ4的算術(shù)平均值,及該算術(shù)平均值與視場中心光通量值之比,將計(jì)算的比值再除以朗伯體光效值即為照明鏡體光效值OLeR(注:對于非目視觀察的光學(xué)鏡,用線性光探測器直接測量顯示屏上視場中心的光通量,以及對應(yīng)4 個視場位置的光通量,計(jì)算算術(shù)平均值),

4.4 綜合鏡體光效SLeR 的計(jì)算

4.5 綜合邊緣光效 的計(jì)算

5.總結(jié)

光學(xué)性能的測量是一種精密測量,外界的細(xì)微干擾對測量的結(jié)果有著很大的影響,常常會出現(xiàn)差之毫厘,謬之千里的情況。因此,要求我們檢測人員多點(diǎn)細(xì)心和耐心,盡量避免不必要的機(jī)械誤差和人為誤差。本文提到的垂直視軸的平面是球面Z 的一個特例,用此法測量操作簡單,也可滿足醫(yī)用硬性內(nèi)窺鏡產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,希望能為生產(chǎn)企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)提供一定的借鑒和幫助。同時,方法上也可能存在不足之處,懇請專家和同行指導(dǎo)。

[1] YY0068.1-2008 《醫(yī)用內(nèi)窺鏡 硬性內(nèi)窺鏡 第1 部分:光學(xué)性能及測試方法》

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