內(nèi)窺鏡是微創(chuàng)手術(shù)中必不可少的診療設(shè)備。然而，當(dāng)手術(shù)進(jìn)行到關(guān)鍵階段，診療圖像卻可能突然變得模糊、泛紅，甚至出現(xiàn)噪點(diǎn)——這些問題并非內(nèi)窺鏡設(shè)備故障導(dǎo)致，而是因?yàn)殓R頭太熱了。為了控制其內(nèi)部溫度，可在直徑不到5毫米的內(nèi)窺鏡中放入一枚半導(dǎo)體制冷片（TEC）——它能將溫度控制在穩(wěn)定工作區(qū)間，從而防止內(nèi)窺鏡起霧，避免因圖像模糊等原因造成的手術(shù)失誤。

一、為什么內(nèi)窺鏡容易起霧？

內(nèi)窺鏡通常從室溫環(huán)境直接進(jìn)入人體內(nèi)部。由于鏡頭表面溫度較低，一旦遇到人體內(nèi)部的濕熱空氣，水汽會(huì)迅速凝結(jié)成霧——就和冬天戴眼鏡進(jìn)屋時(shí)鏡片起霧是一個(gè)道理。與此同時(shí)，內(nèi)窺鏡內(nèi)部的LED光源和圖像傳感器會(huì)在工作過程中持續(xù)發(fā)熱，導(dǎo)致溫度上升，圖像質(zhì)量明顯下降：噪點(diǎn)增多、色彩失真，嚴(yán)重時(shí)會(huì)難以分辨血管或組織邊界。

二、為什么選擇半導(dǎo)體控溫方案？

由于內(nèi)窺鏡插入人體的部分很細(xì)，直徑只有4~8mm。要在如此狹小的空間里放入一個(gè)主動(dòng)制冷部件，面臨著很大挑戰(zhàn)：首先，它的尺寸要夠小，不能影響鏡頭、光纖和沖洗通道；其次，它的運(yùn)行需要靜音無振，發(fā)出噪音或震動(dòng)都會(huì)影響成像；此外，由于內(nèi)窺鏡有消毒需求，因此制冷片需要耐受134℃的高溫高壓蒸汽滅菌環(huán)境。

針對(duì)內(nèi)窺鏡內(nèi)部空間狹小、溫控要求嚴(yán)苛等挑戰(zhàn)，F(xiàn)erroTec團(tuán)隊(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)出專用于醫(yī)療內(nèi)窺鏡的微型半導(dǎo)體制冷片——直徑小于4mm，厚度不足2mm。

該制冷片憑借無運(yùn)動(dòng)部件、運(yùn)行靜音、零震動(dòng)等特性，適配高精度成像場(chǎng)景；同時(shí)可耐受134℃高溫高壓蒸汽滅菌環(huán)境，滿足醫(yī)療設(shè)備消毒標(biāo)準(zhǔn)。配合微型溫度傳感器，系統(tǒng)可對(duì)鏡頭溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)監(jiān)控：當(dāng)溫度超過正常范圍，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)/加強(qiáng)制冷；一旦達(dá)到目標(biāo)溫度，系統(tǒng)立馬減少制冷，防止因過度冷卻導(dǎo)致表面結(jié)露。

三、半導(dǎo)體制冷技術(shù)在內(nèi)窺鏡中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

實(shí)測(cè)結(jié)果表明：在高溫高濕環(huán)境中，搭載了微型TEC的內(nèi)窺鏡連續(xù)工作兩小時(shí)，圖像依舊保持清晰穩(wěn)定；而采用被動(dòng)散熱方式的內(nèi)窺鏡，不到半小時(shí)就會(huì)出現(xiàn)起霧、圖像失真等問題。

由此可見，半導(dǎo)體制冷技術(shù)不僅能幫助醫(yī)生在手術(shù)過程中保持高清穩(wěn)定的視野，降低因圖像模糊或失真導(dǎo)致的誤判風(fēng)險(xiǎn)，還能大幅提升手術(shù)效率——醫(yī)生無需中途停機(jī)等待鏡頭降溫，可連續(xù)開展多臺(tái)手術(shù)。同時(shí)，由于圖像傳感器得到了有效溫控，設(shè)備使用壽命得以延長(zhǎng)，從而降低了后期維護(hù)成本。

目前，這一控溫方案已廣泛應(yīng)用于腹腔鏡、宮腔鏡、耳鼻喉鏡等多種內(nèi)窺鏡產(chǎn)品，尤其在4K超高清、熒光成像等高端機(jī)型中，幾乎已成為標(biāo)準(zhǔn)配置。

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