周蒙 科曼研發(fā)三部
LED 手術(shù)無影燈,主要用于手術(shù)過程提供足夠的中心照度和無影照明環(huán)境,是手術(shù)室最重要的設(shè)備之一。目前,國內(nèi)大部分醫(yī)院還是以傳統(tǒng)的鹵素?zé)魹橹?。鹵素?zé)粜实?、顯色性差,壽命短,發(fā)熱量大,且對人體有潛在的輻射傷害,這些缺陷已經(jīng)越來越受到醫(yī)務(wù)人員的重視。醫(yī)院迫切需要一款光學(xué)性能優(yōu)越,耐用,節(jié)能,綠色環(huán)保的手術(shù)照明系統(tǒng),以LED 為光源的手術(shù)無影燈能夠很好地解決這些問題。為滿足手術(shù)照明需求,L6 應(yīng)運(yùn)而生。
傳統(tǒng)的鹵素?zé)?,色溫不可調(diào),紅外發(fā)熱量大,無法滿足豐富且復(fù)雜的手術(shù)。色溫可調(diào)的LED 手術(shù)燈,大多采用冷、暖兩種單色白光LED 作為光源,通過組合的方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)色溫。但白光LED 中重要的紅色光譜(R9)缺失嚴(yán)重,對飽和紅色物體的還原性較差,無法應(yīng)用于復(fù)雜手術(shù)中(如心臟手術(shù))區(qū)分組織器官、血管之間細(xì)微的顏色差別。也有廠商增加紅光LED 來彌補(bǔ)白光LED 中紅色光譜的缺失,這雖能得到較高的R9 值,但臨床中容易被醫(yī)生頭部擋住,導(dǎo)致R9(紅色顯色指數(shù))和Ra(顯色指數(shù))發(fā)生變化,所以用這種方式來提高無影燈的R9 值存在很大缺陷。
三種光源光譜分布圖(從左起依次為單色白光LED, 多色LED,太陽光)
CRI 與CQS 標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)出來的物體還原性對比(前者為CRI,后者為CQS)
從光學(xué)的角度來看,如果某種光源的光譜分布覆蓋了整個可見光區(qū)間,則該光源顯色指數(shù)最高。我們就會認(rèn)為該光源是針對人眼比較理想的光源(如太陽光)。鹵素?zé)艄庾V雖然最接近太陽光,但在色溫調(diào)節(jié)、紅外發(fā)熱上存在致命缺陷。
多色合成LED 芯片是LED 白光照明發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。這是經(jīng)過精確計(jì)算,人為挑選幾種特定的光譜組合,并通過PWM 控制幾種特定光譜的比例,以及采用特殊光學(xué)模組多次混光后得到相對連續(xù)光譜的白光。這種白光的顯色指數(shù)Ra 值可達(dá)95,紅色顯色指數(shù)R9 值達(dá)到92 以上,且通過軟件控制實(shí)現(xiàn)色溫連續(xù)可調(diào),以適應(yīng)不同手術(shù)對光照場景的需要。
目前的顯色指數(shù)仍是以CRI 值作標(biāo)準(zhǔn),但CRI 存在一定的缺陷。它所采用的色樣并沒有覆蓋整個光譜的顏色系列,而這些顏色都是我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常看到的。尤其是CRI 不能用來衡量復(fù)合顏色(如膚色、肉類物體)的顯色性,因?yàn)樗缓衅痍P(guān)鍵作用的紅色長波?,F(xiàn)有的無影燈標(biāo)準(zhǔn)通過CRI 值的高低來作為LED 無影燈的評判標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性。
為了彌補(bǔ)CRI 在固體光源色質(zhì)評判上的不足,NIST(美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所)已經(jīng)制定了一個新的標(biāo)準(zhǔn)CQS(Color Quality Scale),以更準(zhǔn)確地傳達(dá)出照明產(chǎn)品的色質(zhì)性能。CQS 采用的色樣基本完全覆蓋整個顏色系列,更真實(shí)地反映物體顏色(尤其是飽和紅色)。而L6 就是采用CQS 為標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出來的燈光顯色指數(shù),其效果使手術(shù)創(chuàng)口更加真實(shí),更易于區(qū)分創(chuàng)口組織細(xì)胞,血管的細(xì)微差別,方便醫(yī)生手術(shù)時的判斷。
經(jīng)過調(diào)查,我們發(fā)現(xiàn)很多患者的手術(shù)創(chuàng)口近似長條狀,采用小光斑無法覆蓋所有創(chuàng)口面,若是采用大光斑則容易使手術(shù)輔助器械拉鉤,止血鉗等在強(qiáng)光下產(chǎn)生刺眼的反射光,導(dǎo)致眩光,而分散醫(yī)生的注意力,影響醫(yī)生手術(shù)正常進(jìn)行。
橢圓光斑與圓形光斑的比較
L6 支持水平或垂直兩個方向的橢圓光斑,并且在橢圓光斑模式上還能保持高亮度,高顯色指數(shù),通過觸摸屏一鍵切換,操作更加方便。
手術(shù)無影燈的無影率是醫(yī)生最關(guān)注的功能之一。
大部分手術(shù)燈燈頭懸掛在距離醫(yī)生頭部0.5 米左右的位置,如果遇到復(fù)雜的血管或是深腔手術(shù),醫(yī)生頭部被擋住光線過多,就不得不頻繁調(diào)整燈盤的位置,以保證手術(shù)創(chuàng)口的燈光亮度。手術(shù)過程分秒必爭,頻繁操作顯然會浪費(fèi)時間,有時還會使醫(yī)務(wù)人員分心,影響他們的情緒。
如果手術(shù)過程太長或者是遇到異常突發(fā)事件,醫(yī)護(hù)人員很可能因緊張而出汗。目前,大多數(shù)手術(shù)燈采用LED冷光源,幾乎不產(chǎn)生紅外發(fā)熱,但也因大功耗而產(chǎn)生高溫,一部分會隨光線輻射出來,加快醫(yī)務(wù)人員汗液的分泌頻率,而影響手術(shù)的正常進(jìn)行。
L6 的智能陰影管理技術(shù),在燈盤區(qū)域合理位置排布傳感器。當(dāng)醫(yī)生頭部位于該區(qū)域時,傳感器檢測到信號后,會在幾秒鐘內(nèi)迅速做出反應(yīng),擋住部分燈盤功率減少,其他部分功率加強(qiáng)。這樣不僅能減少醫(yī)生頭部因強(qiáng)光照射而造成的汗液分泌,保持手術(shù)創(chuàng)口的亮度不變,提高無影率,同時還能提高電能的利用效率,綠色環(huán)保。
眼睛對光線的感覺雖說總體一致,但由于生理構(gòu)造的細(xì)微差別而有所區(qū)別,不同膚色的人差別會更大(黃種人黑色眼球與白種人藍(lán)色眼球的差別會導(dǎo)致對色溫的判斷不同),因此對燈光亮度和色溫適應(yīng)度也會有差異。醫(yī)生對燈光的設(shè)置完全是通過眼睛來判斷,根據(jù)當(dāng)時手術(shù)創(chuàng)口的場景來操作。醫(yī)生總是希望快速實(shí)現(xiàn)最佳的燈光。因此,怎樣合理布局界面和設(shè)置操作流程,使得醫(yī)生快速便捷操作,是我們設(shè)計(jì)頁面的重點(diǎn)。
我們走訪過許多醫(yī)院,通過深入分析醫(yī)務(wù)人員按鍵操作的頻率,功能分類,將相對應(yīng)的觸摸按鍵監(jiān)護(hù)簡化成二級,設(shè)計(jì)出最合理的布局。
市面上大部分手術(shù)燈控制面板都是固定的,工業(yè)屏存在一定范圍內(nèi)的視覺死角,造成不同身高的醫(yī)生操作上的諸多不便。L6 控制面板支持一定的角度旋轉(zhuǎn),能適應(yīng)不同身高醫(yī)生的使用需求。
L6,巧妙地融入了古錢幣、蝴蝶、梅花等元素,并結(jié)合用戶以往的使用經(jīng)驗(yàn),給使用者帶來美的感受。
燈盤造型中的蝴蝶翅膀,中間鏤空設(shè)計(jì)就是充分考慮到術(shù)野層流,減少手術(shù)過程中的紊流對手術(shù)創(chuàng)口造成的污染。而燈盤中的梅花形出光模組則是實(shí)現(xiàn)橢圓光斑功能的最佳組合。子母燈的組合則結(jié)合了古錢幣的設(shè)計(jì),張力十足,巧妙的分拆方式,以實(shí)現(xiàn)最大程度子母燈結(jié)構(gòu)共模,減少研發(fā)成本。L6 的完美設(shè)計(jì)展示的是大自然、科技、傳統(tǒng)文化與人的和諧美,傳遞出平安美好、輕松和諧的氣息,緩解手術(shù)室危險(xiǎn)緊張的氣氛。