專利名稱：手術(shù)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DE 198 38 627 A1中公開的手術(shù)燈。
背景技術(shù)：
變暗手術(shù)燈或醫(yī)療燈以防止外科醫(yī)生因不同組織顏色而變盲。薄皮膚和白色脂肪組織產(chǎn)生高的反射。紅色組織吸收大量的光，從而呈現(xiàn)較暗的顏色。變暗還可用于補(bǔ)償外科醫(yī)生的眼疲勞。手術(shù)是從變暗的光開始。隨著手術(shù)過程中靈敏度的下降，光儲(chǔ)備可以補(bǔ)償疲勞的眼睛。
外科醫(yī)生需要有光技術(shù)性質(zhì)的燈，它與亮度無關(guān)并盡可能保持恒定以確保被照明物體的自然視覺和最佳評(píng)定。
主要是鹵素?zé)艋驓怏w放電燈以及LED用作醫(yī)療燈的照明裝置。然而，所有這些照明裝置都有這樣的性質(zhì)，光的色溫隨電路/電子變暗發(fā)生很大的變化。
人眼習(xí)慣于日光。人的視覺調(diào)整到適應(yīng)于日光。人眼最適合于在日光下辨別輪廓并能夠區(qū)別顏色和識(shí)別運(yùn)動(dòng)。
因此，理想的是，在手術(shù)室中產(chǎn)生與日光相似的條件。外科醫(yī)生需要類似于日光的強(qiáng)光。此外，手術(shù)區(qū)既不反射光也不吸收光。
每種顏色的印象是由光的頻譜分布確定。頻譜分布可以與色溫相聯(lián)系。例如，日光的色溫為5600Kelvin。從文獻(xiàn)中知道，按照Kruithoff舒服曲線，色溫必須與照度匹配以提供舒服的照明條件。色溫約為4500Kelvin的白光有高的照度(＞100,000Lux)，人們建議這種白光作為手術(shù)室中的光。
利用常規(guī)的彩色轉(zhuǎn)換濾光片，可以得到理想的色溫。代替使用彩色轉(zhuǎn)換濾光片，常規(guī)的方法是可以添加彩色光到白光中以修正色溫。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人的任務(wù)是改進(jìn)手術(shù)照明的技術(shù)特征，消除因手術(shù)燈變暗引起色溫變化和彩色重現(xiàn)變化有關(guān)的缺點(diǎn)，并能夠調(diào)整色溫和彩色重現(xiàn)以保持恒定的亮度。
按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。例如，通過添加由彩色LED產(chǎn)生的彩色光，可以產(chǎn)生有可調(diào)整光技術(shù)數(shù)據(jù)的混合光。變暗的電參數(shù)可以存儲(chǔ)在控制電路(例如，特性曲線圖，特性線)，因此，在亮度連續(xù)變化的情況下，預(yù)選的色溫和彩色重現(xiàn)可以保持恒定。
與相應(yīng)傳感器聯(lián)系的控制裝置可以調(diào)整，監(jiān)測(cè)，和重新調(diào)整所需的色溫和/或彩色重現(xiàn)并保持這些常數(shù)在預(yù)定的亮度上。
具體地說，控制裝置能使外科醫(yī)生可以在手術(shù)區(qū)上產(chǎn)生與他個(gè)人要求匹配的照明條件。與色溫或彩色重現(xiàn)有關(guān)，可以突出手術(shù)區(qū)內(nèi)的各種組織結(jié)構(gòu)或組織特征。
通過機(jī)械和/或光學(xué)裝置可以實(shí)現(xiàn)變暗。通過提供給LED的電流和/或電壓變化可以產(chǎn)生變暗效應(yīng)?；蛘撸诠獍?，透鏡，或?yàn)V光片可以移入到光程中以改變暗通量。在機(jī)械方式變暗期間，色溫或彩色重現(xiàn)可以保持恒定。


附圖表示本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，以下參照附圖解釋這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
圖1表示手術(shù)燈；圖2表示按照?qǐng)D1所示手術(shù)燈的幾個(gè)光模塊；圖3表示圖2所示光模塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；圖4表示具有恒定色溫和彩色重現(xiàn)的波長(zhǎng)譜；圖5a，5b，5c表示調(diào)整色溫和亮度之后的波長(zhǎng)譜。
具體實(shí)施例方式
手術(shù)燈1(圖1)的側(cè)視圖說明它的基本常規(guī)結(jié)構(gòu)。手術(shù)燈1包括內(nèi)部空間含照明裝置(圖1中未畫出)的燈體2。燈體2安裝到樓房的天花板或墻壁或移動(dòng)單元的穩(wěn)定支架，使它可以繞圖1中沒有完全畫出的樞桿旋轉(zhuǎn)。樞桿是由幾個(gè)經(jīng)接頭互連的部件構(gòu)成。在圖1中僅僅畫出樞桿的部件4，該部件牢固地連接到手術(shù)燈1。所以，手術(shù)燈1可以沿X，Y和Z方向作三維移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。安裝到燈體2的手柄3允許手術(shù)燈定位在手術(shù)臺(tái)之上的任何位置。手柄3可拆卸地設(shè)置在手術(shù)燈的底側(cè)5。光發(fā)射到底側(cè)5以照明做手術(shù)的區(qū)域。
圖2表示各個(gè)光模塊6a至6g幾乎無縫地連接在一起形成光源。按照本發(fā)明無縫的意思是，各個(gè)光模塊6a至6g之間的過渡對(duì)于光學(xué)性質(zhì)基本沒有影響，具體地說，對(duì)于沿手術(shù)區(qū)方向發(fā)射的光沒有影響。產(chǎn)生的光可以理解為一個(gè)單元，盡管光源是由幾個(gè)光模塊6a至6g構(gòu)成。每個(gè)光模塊6a至6g包含多個(gè)單獨(dú)的LED，例如，10至50個(gè)LED，在光技術(shù)上具有類似于大反射鏡燈的優(yōu)點(diǎn)，因此，通過光的大表面發(fā)射從理論上得到最佳的消除陰影。每個(gè)光模塊6a至6g可以完全地照明它的手術(shù)區(qū)。光模塊6a至6g產(chǎn)生的光是用光束7的虛線表示，它產(chǎn)生照明區(qū)8。照明區(qū)8是手術(shù)臺(tái)上被照明的表面。光模塊6a至6g可以組合成各種不同的整體模塊作為光源，通過與其他光模塊的任意組合可以改變照明區(qū)的尺寸，亮度和照明區(qū)8的形狀。
單個(gè)光模塊，例如，圖3所示的光模塊6a，每個(gè)光模塊包含外殼9，它有與相鄰光模塊6b至6g的機(jī)械和/或電路或電子連接元件或連接器。光模塊6a至6g具有這樣的形狀，它們可以放置在典型半徑為1000mm的球面上而沒有形成間隙。為此目的，光模塊6a至6g是六角形。當(dāng)它們連接在一起時(shí)，產(chǎn)生蜂窩式結(jié)構(gòu)或多面體結(jié)構(gòu)的類型。面向手術(shù)區(qū)的光模塊6a至6g表面不必是平坦表面，而可以略微呈凹形以再現(xiàn)球面的曲率。每個(gè)光模塊6a至6g的光軸大致面向球面的焦點(diǎn)。
通過連接不同設(shè)置角的模塊，可以產(chǎn)生不同的照明區(qū)形狀。為此目的，還可以利用中間元件。大約10至50個(gè)LED均勻地分布在每個(gè)光模塊6a至6g周圍，在圖3中僅僅畫出三個(gè)LED，它們的參考數(shù)字標(biāo)記為10a至10c。通過光的平面發(fā)射優(yōu)化形成的陰影。為此目的，每個(gè)幾乎點(diǎn)形發(fā)光LED是與合適的光學(xué)元件相聯(lián)系，例如，透鏡11a至11c(LED光束12a至12c是用虛線表示)。透鏡元件11a至11c的形狀設(shè)計(jì)成這樣，它們最好填充光模塊6a的邊緣。透鏡元件11a至11c還可以有散布結(jié)構(gòu)，從而使照明區(qū)更加均勻。光模塊的底側(cè)5可以由透明板覆蓋。
各個(gè)光模塊6a至6g合在一起形成色溫約為4500 K和彩色再現(xiàn)指數(shù)Ra＞93的光源，從而得到彩色的自然表示，例如，做手術(shù)的組織顏色。因此，不但利用產(chǎn)生白光的LED，而且還利用產(chǎn)生彩色光的LED 10a至10c。產(chǎn)生白光的LED在圖3中沒有用參考數(shù)字表示。白光LED的設(shè)計(jì)類似于彩色LED。發(fā)生在僅有白光LED裝置中的頻譜下降部分地是通過添加彩色光部分得到補(bǔ)償，例如，青色和藍(lán)色。此外，可以產(chǎn)生精確的彩色混合以改進(jìn)外科醫(yī)生的視覺性能。利用白光LED的恒定亮度，通過彩色LED強(qiáng)度的連續(xù)變暗，可以不斷調(diào)整由所有單個(gè)光模塊6a至6g構(gòu)成整體模塊(完整光源)產(chǎn)生混合光的色溫和彩色重現(xiàn)。可以連續(xù)地調(diào)整彩色LED 10a至10c的光通量強(qiáng)度。理想的是，通過所有LED的匹配強(qiáng)度控制，我們能夠保持總的照明強(qiáng)度恒定。
LED 10a至10c經(jīng)電流線13a至13c和14連接到控制裝置15，控制裝置15允許電路方式變暗LED的光通量。電路方式變暗彩色LED 10a至10c使色溫和/或彩色重現(xiàn)發(fā)生變化。
4500K色溫的基本設(shè)定是預(yù)置的，在接通手術(shù)燈時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生這種色溫。
通過連續(xù)地變暗白色和附加彩色照明裝置的強(qiáng)度，可以不斷調(diào)整混合光的亮度，色溫和彩色重現(xiàn)。我們需要得到有可變色溫或彩色重現(xiàn)的恒定亮度，或需要有恒定色溫或彩色重現(xiàn)的變暗狀態(tài)。
在變暗期間，白色和彩色照明裝置改變發(fā)射光的色溫，從而改變混合光的色溫和彩色重現(xiàn)。
利用手術(shù)燈在整個(gè)變暗范圍內(nèi)的測(cè)量技術(shù)，可以檢測(cè)亮度，色溫和彩色重現(xiàn)。白色和彩色照明裝置的合適控制參數(shù)(例如，電壓，電流強(qiáng)度)允許控制各個(gè)強(qiáng)度，從而得到恒定的亮度，恒定的色溫或恒定的彩色重現(xiàn)。這些參數(shù)可以存儲(chǔ)為控制裝置中的特性線。對(duì)于不同的色溫或彩色重現(xiàn)指數(shù)，不同的特性線記錄和存儲(chǔ)為特性曲線圖。
代替存儲(chǔ)特性線/特性曲線圖，控制電路可以與傳感器耦合以測(cè)量亮度，色溫和彩色重現(xiàn)。
利用控制裝置上的控制面板或鍵盤，外科醫(yī)生根據(jù)需要可以調(diào)整與手術(shù)燈有關(guān)的不同色溫。所需的設(shè)置參數(shù)可以存儲(chǔ)在控制裝置的存儲(chǔ)器中。外科醫(yī)生還可以存儲(chǔ)他自己選取的設(shè)置，還可以在以后改變這些設(shè)置。
圖4說明光強(qiáng)(I)改變時(shí)波長(zhǎng)譜(波長(zhǎng)λ)沒有發(fā)生變化。參考數(shù)字16描述較高的亮度。參考數(shù)字17描述較低的亮度。色溫和彩色重現(xiàn)保持不變。
或者，可以調(diào)整具有恒定亮度的色溫。為此目的，通過改變頻譜(波長(zhǎng)λ)以改變色溫，而同時(shí)控制強(qiáng)度使亮度(強(qiáng)度I)保持不變。在圖5a所示頻譜18的基礎(chǔ)上，通過改變波長(zhǎng)部分調(diào)整不同的色溫，得到圖5b所示頻譜19作為中間步驟。在隨后的步驟中，亮度保持恒定，它類似于按照?qǐng)D4的進(jìn)程(見圖5c)，因此，得到頻譜20作為所需的最后設(shè)置，即，在恒定亮度下變化的色溫。
參考數(shù)字列表1 手術(shù)燈2 燈體3 手柄4 部件5 底側(cè)6a 光模塊6b 光模塊6c 光模塊6d 光模塊6e 光模塊6f 光模塊
6g 光模塊7 光束8 照明區(qū)9 外殼10a LED10b LED10c LED11a 透鏡11b 透鏡11c 透鏡12a 光束12b 光束12c 光束13a 電流線13b 電流線13c 電流線14 電流線15 控制裝置16 波長(zhǎng)譜17 波長(zhǎng)譜18 波長(zhǎng)譜19 波長(zhǎng)譜20 波長(zhǎng)譜
權(quán)利要求
1.一種手術(shù)燈(1)，包括至少一個(gè)白色照明裝置和幾個(gè)彩色照明裝置，用于照明做手術(shù)的區(qū)域，其中提供光通量變暗裝置和控制裝置以控制變暗期間有恒定的色溫或恒定的彩色重現(xiàn)。
2.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，當(dāng)色溫變化時(shí)，手術(shù)燈的亮度保持恒定。
3.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，白色照明裝置是LED。
4.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，白色照明裝置是鹵素?zé)簟?br> 5.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，白色照明裝置是氣體放電燈。
6.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，彩色照明裝置是LED。
7.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，彩色照明裝置是有彩色濾光片的鹵素?zé)簟?br> 8.按照權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征是，彩色照明裝置是有彩色濾光片的氣體放電燈。
9.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的手術(shù)燈，其特征是，提供機(jī)械變暗裝置和/或光學(xué)變暗裝置。
10.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的手術(shù)燈，其特征是，提供電氣變暗裝置。
11.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的手術(shù)燈，其特征是，透鏡(11a-11c)用于提供均勻的光發(fā)射和聚焦光到照明區(qū)。
全文摘要
一種手術(shù)燈(1)，包括至少一個(gè)白色照明裝置和幾個(gè)彩色照明裝置，用于照明做手術(shù)的區(qū)域。提供光通量變暗裝置和控制裝置以控制變暗期間有恒定的色溫或恒定的彩色重現(xiàn)?？梢韵中g(shù)燈變暗期間因色溫變化或彩色重現(xiàn)變化帶來的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21S2/00GK1661273SQ20051005243
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月28日
發(fā)明者伯特霍德·雷賓格爾, 克里斯汀·巴登柏奇, 洛多弗·瑪卡, 凱姆蘭·塔巴茲安, 瑪庫(kù)斯·沃格爾, 韋爾伯德·希爾摩爾 申請(qǐng)人:特魯普旗艦醫(yī)學(xué)系統(tǒng)有限及兩合公司