整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案

高永良，閔 蘇，魯廣洲，高康榮

(1.重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，重慶400039;2.重慶邦橋科技有限公司，重慶400039)

0 引言

手術(shù)無影燈、檢查燈、手術(shù)間照明燈等是醫(yī)院常規(guī)和必備設(shè)備，醫(yī)療照明系統(tǒng)是眾多醫(yī)療工作中必需的工作條件和前提，因此手術(shù)間照明效果格外重要。良好的照明可以為醫(yī)生和患者創(chuàng)造舒適的光環(huán)境，提高醫(yī)生的工作效率，減少患者的不安情緒，滿足醫(yī)生和患者的不同要求。

手術(shù)間照明燈具主要包括手術(shù)照明無影燈和室內(nèi)照明燈具，傳統(tǒng)手術(shù)間無影燈多為鹵素燈，由傘形燈殼及一組鹵素燈泡構(gòu)成的龐大燈頭，存在著以下幾大明顯問題:(1)功耗大，易損壞;(2)存在頻閃，容易引起視覺疲勞;(3)紅外熱輻射產(chǎn)生較高溫升，易造成患者傷口失水影響傷口愈合;(4)色溫不可調(diào)，不利于醫(yī)生準確分辨組織，易造成醫(yī)療事故;(5)燈具結(jié)構(gòu)阻擾凈化空氣流通，需提高凈化等級來滿足潔凈度要求，增加了建設(shè)和運行成本等問題。傳統(tǒng)手術(shù)間室內(nèi)照明多采用普通照明燈，有溫度過高損壞的潛在危險因素，同時壽命較短，更換頻率較快。

針對上述手術(shù)間照明存在的問題及潛在危險因素，重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院率先設(shè)立了一個“整體化LED節(jié)能示范手術(shù)間”(見圖1)，這是全球第一個“LED節(jié)能示范手術(shù)間”，這一示范點的建立開辟了一個全新的醫(yī)療照明解決方案。

圖1 整體化LED節(jié)能示范手術(shù)間

1 整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案內(nèi)容

整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案的具體實施內(nèi)容為:用LED色溫可調(diào)手術(shù)無影燈替換醫(yī)院手術(shù)室傳統(tǒng)傘形燈殼及一組鹵素燈泡構(gòu)成的龐大燈頭式無影燈，使用LED平板燈替換手術(shù)室內(nèi)照明燈，目的在于為醫(yī)生和患者提供一個更人性化、更舒適的手術(shù)環(huán)境。

同時，在醫(yī)療照明領(lǐng)域，除了手術(shù)無影燈及室內(nèi)照明燈外，局部檢查照明燈具，如口腔燈、內(nèi)窺鏡燈，用于區(qū)域照明的手術(shù)間照明燈、手術(shù)準備照明燈，用于特殊病癥治療的光治療設(shè)備，如光動力治療儀、新生兒黃疸治療儀、紫外消毒燈等，都適宜推廣LED醫(yī)療照明。

1.1 LED色溫可調(diào)手術(shù)無影燈

LED色溫可調(diào)手術(shù)無影燈(見圖2)，光源采用色溫可調(diào)集成大功率LED芯片，采用多顏色芯片混合集成的方法，基于電路板直接芯片封裝(COB)技術(shù)的LED照明光源模塊，利用色度學數(shù)值計算方法建立多芯片參數(shù)與色溫關(guān)系模型;依據(jù)手術(shù)無影燈照明檢測標準，設(shè)計光學系統(tǒng)，使手術(shù)無影燈的光斑直徑、光斑最大照度、光照均勻度、無影率等指標達到較高的水平。通過驅(qū)動控制板調(diào)節(jié)LED芯片中不同顏色管芯的亮度混色比例，進行亮度調(diào)節(jié)以及色溫調(diào)節(jié)。可連續(xù)地調(diào)節(jié)輸出光的亮度，使之達到最為理想的舒適度，長時間工作時眼睛不易產(chǎn)生疲勞感;色溫在3 500 K～6 500 K范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，可以滿足不同組織在不同色溫下的燈光下達到更好的顯色效果。體積小，大大地減小了照明系統(tǒng)的體積，對醫(yī)療照明空間的空氣流動的影響減小，有效地提高了手術(shù)室凈化質(zhì)量。使用安全，傳統(tǒng)醫(yī)療照明使用的是鹵素燈泡，而鹵素燈泡由于產(chǎn)生的溫度高、易爆裂等原因存在著使用安全隱患，而LED在較好散熱情況下溫度低且不易破裂，徹底消除上述的使用安全隱患。

圖2 LED色溫可調(diào)手術(shù)無影燈

1.2 LED平板燈

LED平板燈(見圖3)為全密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝于天花板上，同常規(guī)格柵燈外形相比較，灰塵不易沉積于格柵的縫隙中，消毒更全面和徹底。

LED平板燈，采用LED燈珠作為光源，其具有亮度高、照明均勻、光線柔和、無交流頻閃、噪音低、顯色性好等特點。眾所周知，熒光燈中含有汞，汞是一種對人體十分有害的有毒物質(zhì)。且熒光燈都是采用易碎的玻璃作為外殼，一旦玻璃破碎，其中的汞就會馬上蒸發(fā)到空氣中，瞬間可使周圍空氣中汞的濃度達到10～20 mg/m3，超過國家規(guī)定的1 000～2 000倍，易危及人體健康。LED為一種固態(tài)光源，有效地避免了上述潛在危險因素。

圖3 LED平板燈

2 整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案的巨大潛力

隨著LED(見表1)照明技術(shù)的飛速發(fā)展和推廣普及，整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案的優(yōu)勢越來越明顯。醫(yī)療照明一般分為照明、診斷、治療三大類，然而不同功效將有不同需求和規(guī)范，比如醫(yī)療照明中的手術(shù)燈就需IEC60601-41，IEC60601-1等規(guī)范設(shè)計其光、熱、電特性，由手術(shù)燈規(guī)范得知手術(shù)燈所需光源需具備高顯色性(CRI＞85)、冷光、低色溫，以及手術(shù)燈模組需要具備高照度、無影度等光學需求。

表1 LED與傳統(tǒng)手術(shù)間光源對比情況

手術(shù)照明采用了色溫連續(xù)可調(diào)的LED無影燈，達到光照無溫升、色溫可調(diào)、能滿足不同組織的不同顯色要求、顯色性高、光照均勻柔和等效果，幫助醫(yī)生提高手術(shù)質(zhì)量，減少了手術(shù)風險。手術(shù)室內(nèi)部采用了LED平板燈，其具有亮度高、照明均勻、光線柔和、無交流頻閃、噪音低、顯色性好等特點。

整體化LED節(jié)能手術(shù)間的優(yōu)勢。

圖4 層流示意圖

(1)節(jié)約能源:LED光效高，耗電量為熒光燈、鹵素燈的1/2。

(2)環(huán)境舒適:LED燈無紫外線、紅外線等輻射，不吸引蚊蟲，使手術(shù)間環(huán)境變得更加干凈舒適;同時，LED沒有頻閃，光照均勻，緩解醫(yī)生長時間手術(shù)的視覺疲勞，提高手術(shù)質(zhì)量。

(3)無影燈色溫連續(xù)可調(diào)，能滿足不同組織的不同顯色要求。

(4)減少創(chuàng)口感染:LED手術(shù)燈溫升低，降低了術(shù)中感染及并發(fā)癥的幾率;同時可避免類似一般光源可能含有UV或者IR光譜而造成皮膚病變或傷口愈合不易的現(xiàn)象。

(5)LED壽命長，為30 000 h，是傳統(tǒng)手術(shù)燈光源的50倍，降低了手術(shù)室的耗材成本;常規(guī)的燈管、鎮(zhèn)流器壽命約為6 000 h，以每天工作12 h計算，約為1.37年;LED燈的壽命約30 000 h，以每天工作12 h計算，約為6.8年，大大降低了燈的維護費用。

(6)燈具結(jié)構(gòu)利于凈化空氣流通，易達到手術(shù)間的潔凈度要求，降低了手術(shù)間建設(shè)和運行成本。

3 小結(jié)

近些年來，LED光源作為新一代的照明光源，以其高效、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、顯色指數(shù)高等優(yōu)勢，得到廣大應(yīng)用領(lǐng)域的青睞，同時在醫(yī)療照明這一塊也漸漸嶄露頭角，得到廣泛的認可和贊揚。整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案就是專門針對醫(yī)療照明的特性而提出的整體化照明解決方案。在醫(yī)療照明中，LED光源除了上述良好的光學性能外，還避免了因常規(guī)鹵素燈的紅外熱輻射產(chǎn)生較高溫升而造成患者傷口失水影響傷口愈合的問題;色溫可以連續(xù)調(diào)節(jié)，可根據(jù)不同組織在不同色溫下的清晰度進行調(diào)節(jié)，達到較好照明效果，利于醫(yī)生準確分辨組織，減少因視覺誤差而導致的醫(yī)療事故;超長壽命，大大降低了手術(shù)室的耗材成本。同時，整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案是一種更人性化的照明設(shè)計，給醫(yī)生和患者一個舒適明亮的光環(huán)境。

綜上所述，整體化LED節(jié)能手術(shù)間照明方案解決了手術(shù)間常規(guī)照明中的一系列問題，滿足醫(yī)生和患者對照明的需要，是醫(yī)院照明的首選方案。同時對提高我國LED醫(yī)療照明技術(shù)、推動我國LED在醫(yī)療照明領(lǐng)域的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。

［1］(日)照明學會.照明手冊［M］.北京:科學出版社，2003

［2］澤雯.LED醫(yī)療照明的節(jié)能訴求［J］.中國醫(yī)藥報，2010(5)

［3］侯玨，劉陳. LED在醫(yī)學中的應(yīng)用及展望［J］.光學儀器，2010，32(1)