整體化LED節能手術間照明方案

高永良，閔 蘇，魯廣洲，高康榮

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

0 引言

手術無影燈、檢查燈、手術間照明燈等是醫院常規和必備設備，醫療照明系統是眾多醫療工作中必需的工作條件和前提，因此手術間照明效果格外重要。良好的照明可以為醫生和患者創造舒適的光環境，提高醫生的工作效率，減少患者的不安情緒，滿足醫生和患者的不同要求。

手術間照明燈具主要包括手術照明無影燈和室內照明燈具，傳統手術間無影燈多為鹵素燈，由傘形燈殼及一組鹵素燈泡構成的龐大燈頭，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，不利于醫生準確分辨組織，易造成醫療事故;(5)燈具結構阻擾凈化空氣流通，需提高凈化等級來滿足潔凈度要求，增加了建設和運行成本等問題。傳統手術間室內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。

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

圖1 整體化LED節能示范手術間

1 整體化LED節能手術間照明方案內容

整體化LED節能手術間照明方案的具體實施內容為:用LED色溫可調手術無影燈替換醫院手術室傳統傘形燈殼及一組鹵素燈泡構成的龐大燈頭式無影燈，使用LED平板燈替換手術室內照明燈，目的在于為醫生和患者提供一個更人性化、更舒適的手術環境。

同時，在醫療照明領域，除了手術無影燈及室內照明燈外，局部檢查照明燈具，如口腔燈、內窺鏡燈，用于區域照明的手術間照明燈、手術準備照明燈，用于特殊病癥治療的光治療設備，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醫療照明。

1.1 LED色溫可調手術無影燈

LED色溫可調手術無影燈(見圖2)，光源采用色溫可調集成大功率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)技術的LED照明光源模塊，利用色度學數值計算方法建立多芯片參數與色溫關系模型;依據手術無影燈照明檢測標準，設計光學系統，使手術無影燈的光斑直徑、光斑最大照度、光照均勻度、無影率等指標達到較高的水平。通過驅動控制板調節LED芯片中不同顏色管芯的亮度混色比例，進行亮度調節以及色溫調節。可連續地調節輸出光的亮度，使之達到最為理想的舒適度，長時間工作時眼睛不易產生疲勞感;色溫在3 500 K～6 500 K范圍內連續可調，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的體積，對醫療照明空間的空氣流動的影響減小，有效地提高了手術室凈化質量。使用安全，傳統醫療照明使用的是鹵素燈泡，而鹵素燈泡由于產生的溫度高、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色溫可調手術無影燈

1.2 LED平板燈

LED平板燈(見圖3)為全密封的結構設計，安裝于天花板上，同常規格柵燈外形相比較，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。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，超過國家規定的1 000～2 000倍，易危及人體健康。LED為一種固態光源，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節能手術間照明方案的巨大潛力

隨著LED(見表1)照明技術的飛速發展和推廣普及，整體化LED節能手術間照明方案的優勢越來越明顯。醫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范，比如醫療照明中的手術燈就需IEC60601-41，IEC60601-1等規范設計其光、熱、電特性，由手術燈規范得知手術燈所需光源需具備高顯色性(CRI＞85)、冷光、低色溫，以及手術燈模組需要具備高照度、無影度等光學需求。

表1 LED與傳統手術間光源對比情況

手術照明采用了色溫連續可調的LED無影燈，達到光照無溫升、色溫可調、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，幫助醫生提高手術質量，減少了手術風險。手術室內部采用了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節能手術間的優勢。

圖4 層流示意圖

(1)節約能源:LED光效高，耗電量為熒光燈、鹵素燈的1/2。

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

(3)無影燈色溫連續可調，能滿足不同組織的不同顯色要求。

(4)減少創口感染:LED手術燈溫升低，降低了術中感染及并發癥的幾率;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象。

(5)LED壽命長，為30 000 h，是傳統手術燈光源的50倍，降低了手術室的耗材成本;常規的燈管、鎮流器壽命約為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)燈具結構利于凈化空氣流通，易達到手術間的潔凈度要求，降低了手術間建設和運行成本。

3 小結

近些年來，LED光源作為新一代的照明光源，以其高效、節能、環保、壽命長、顯色指數高等優勢，得到廣大應用領域的青睞，同時在醫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節能手術間照明方案就是專門針對醫療照明的特性而提出的整體化照明解決方案。在醫療照明中，LED光源除了上述良好的光學性能外，還避免了因常規鹵素燈的紅外熱輻射產生較高溫升而造成患者傷口失水影響傷口愈合的問題;色溫可以連續調節，可根據不同組織在不同色溫下的清晰度進行調節，達到較好照明效果，利于醫生準確分辨組織，減少因視覺誤差而導致的醫療事故;超長壽命，大大降低了手術室的耗材成本。同時，整體化LED節能手術間照明方案是一種更人性化的照明設計，給醫生和患者一個舒適明亮的光環境。

綜上所述，整體化LED節能手術間照明方案解決了手術間常規照明中的一系列問題，滿足醫生和患者對照明的需要，是醫院照明的首選方案。同時對提高我國LED醫療照明技術、推動我國LED在醫療照明領域的應用和產業發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醫療照明的節能訴求［J］.中國醫藥報，2010(5)

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