手術(shù)無(wú)影燈校準(zhǔn)方法研究

張秀俊 范美芹 許志強(qiáng) 韓樂(lè)

【摘要】 手術(shù)無(wú)影燈被廣泛應(yīng)用在手術(shù)室，如果它的照度、輻照度、色溫等不準(zhǔn)確，會(huì)影響手術(shù)醫(yī)生對(duì)病灶的觀察，進(jìn)而影響手術(shù)的效果，危及患者身體健康和生命安全。為了保證手術(shù)無(wú)影燈性能參數(shù)的準(zhǔn)確性及有效使用，對(duì)其進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)就顯得尤為重要。為此，本文就制定手術(shù)無(wú)影燈的計(jì)量特性以及校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】 手術(shù)無(wú)影燈;中心照度;色溫;光斑分布;無(wú)影效果

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2022.01.013

Study on Calibration Method of Surgical Shadowless Lamp

ZHANG Xiu-jun1，F(xiàn)AN Mei-qin1，XU Zhi-qiang1，HAN Le2

（1.Yancheng Bureau of Quality and Technical Supervision，Yancheng 224000，China;

2.Nanjing Mingrui Testing Technology Co.，Ltd.，Nanjing 210049，China）

Abstract： Surgical shadowless lamps are widely used in operating rooms. If its illuminance，irradiance，color temperature，etc. are not accurate，it will affect the surgeon's observation of the lesion，thereby affecting the effect of the operation，and endangering the health and life of the patient. In order to ensure the accuracy and effective use of the performance parameters of the surgical shadowless lamp，it is particularly important to calibrate it. To this end，this article studies the measurement characteristics and calibration methods of the operating shadowless lamp.

Key words： shadowless operating lamp;central illuminance;color temperature;spot distribution;shadowless effect

手術(shù)無(wú)影燈是醫(yī)院手術(shù)室最為重要的設(shè)備之一，是一種具有特殊功能的燈。手術(shù)無(wú)影燈的主要作用是用來(lái)照明手術(shù)部位，以便術(shù)者能更直觀地觀察處于切口和體腔內(nèi)不同深度的、小的、對(duì)比度低的物體。

手術(shù)無(wú)影燈的各方面性能對(duì)臨床應(yīng)用影響很大。目前國(guó)內(nèi)已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY 0627—2008《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2部分：手術(shù)無(wú)影燈和診斷用照明燈安全專用要求》，YY 9706.241—2020《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2-41部分：手術(shù)無(wú)影燈和診斷用照明燈的基本安全和基本性能專用要求》等。對(duì)于醫(yī)院在用的手術(shù)無(wú)影燈，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)的計(jì)量技術(shù)規(guī)范，只能依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家所提供的方法或者自己建立一套方法，這些校準(zhǔn)的有效性、權(quán)威性將受到質(zhì)疑，因此急需針對(duì)手術(shù)無(wú)影燈的性能及安全參數(shù)的校準(zhǔn)建立相應(yīng)的計(jì)量技術(shù)規(guī)范，進(jìn)而來(lái)全面規(guī)范手術(shù)無(wú)影燈在設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)和方法學(xué)等方面的要求，建立起客觀的評(píng)價(jià)方法，有效地校準(zhǔn)其測(cè)量參數(shù)的性能，確保臨床使用的有效性和安全性。

1 計(jì)量特性

為確定被校手術(shù)無(wú)影燈的計(jì)量性能，本校準(zhǔn)方法依據(jù)相關(guān)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，選擇與手術(shù)無(wú)影燈準(zhǔn)確性相關(guān)的示值或量值作為校準(zhǔn)項(xiàng)目。手術(shù)無(wú)影燈的主要計(jì)量特性指標(biāo)見(jiàn)表1。

2 校準(zhǔn)方法

2.1 環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（15～35）℃;環(huán)境相對(duì)濕度：30%～80%。

2.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

2.2.1 照度

滿足JJG 245—2005《光照度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定的一級(jí)照度計(jì)要求;照度測(cè)量范圍：（10～200） klx;光度頭感光區(qū)域直徑應(yīng)不超過(guò)20 mm。

2.2.2 輻照度

輻照度測(cè)量范圍0～14 kW/m2;感光區(qū)域直徑不大于30 mm;在波長(zhǎng)300～2500 nm范圍內(nèi)光譜響應(yīng)度為常數(shù)。擴(kuò)展不確定度不超過(guò)30%。

2.2.3 色溫

色溫測(cè)量范圍：2000～8000 K。

2.2.4 距離

量程1000 mm;最小分度1 mm。

2.2.5 夾持裝置

豎直桿0～1.5 m范圍內(nèi)可伸縮，可夾持手術(shù)無(wú)影燈、遮擋板。

2.3 校準(zhǔn)方法

2.3.1 中心照度

將燈具夾持裝置的豎直桿調(diào)整距照度計(jì)為1 m（或指定的工作距離）處，如圖1所示，打開(kāi)被校無(wú)影燈，使其在最大亮度下至少工作1小時(shí)后用照度測(cè)量功能，每隔2分鐘測(cè)量一次被校無(wú)影燈中心照度的大小，共計(jì)測(cè)量十次取其算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。

2.3.2 光斑分布

光斑的分布需要測(cè)量光斑直徑d10和光斑分布直徑d50，即距中心照度10%和50%照度處的圓平面直徑。計(jì)算方法為取中心照度平面坐標(biāo)軸上距中心照度10%和50%的四組對(duì)稱點(diǎn)的距離，見(jiàn)圖2所示中的d1、d2、d3、d4。距離值由安裝在中心位置的距離測(cè)量功能得出，距離測(cè)量功能由紅外線接收和發(fā)送探頭組成。取其算術(shù)平均值即為光斑直徑d10和光斑分布直徑d50，計(jì)算d50與d10的比值。

2.3.3 無(wú)影效果

無(wú)影效果測(cè)量分為有深腔和無(wú)深腔，為了模擬手術(shù)醫(yī)生的遮擋情況，一般用一個(gè)或兩個(gè)直徑為210 mm的黑圓盤(pán)模擬操作者頭部遮擋情況。模擬一個(gè)遮擋物時(shí)，將黑色圓盤(pán)固定在夾持裝置上，并將其放在光斑中心位置處，如圖3所示，測(cè)量遮擋后的中心照度，與無(wú)遮擋板的中心照度之比為單遮板無(wú)影率。

當(dāng)模擬兩個(gè)遮擋物時(shí)，將兩個(gè)黑色圓盤(pán)固定在夾持裝置的兩端，旋轉(zhuǎn)夾持裝置分別至四個(gè)不同位置，如圖4所示，測(cè)量遮擋后的中心照度與無(wú)遮擋板的中心照度之比為雙遮板無(wú)影率。

深腔管是為了模擬人腔體區(qū)域，在檢測(cè)深腔管的無(wú)影率時(shí)，將深腔管固定在底板上且照度探頭在深腔管內(nèi)，如圖5所示，其檢測(cè)方法同上述單遮板、雙遮板無(wú)影率一樣。

2.3.4 光柱深度測(cè)量

按照前述2.3.1的校準(zhǔn)方法測(cè)量中心照度，然后以光斑中心為基準(zhǔn)點(diǎn)沿光軸上下移動(dòng)光度探頭，直到測(cè)量所得到的照度達(dá)到中心照度的60%位置處，如圖6所示，測(cè)量光度探頭上下移動(dòng)兩點(diǎn)之間的距離，得到光柱深度測(cè)量值。

2.3.5 顯色指數(shù)、色溫和總輻照度測(cè)量

測(cè)量條件為：測(cè)量時(shí)為了符合無(wú)影燈的使用場(chǎng)景，在設(shè)備光軸豎直向下時(shí)，距燈頭光源發(fā)射外表面1 m（或指定的工作距離）處的平面上進(jìn)行測(cè)量。若手術(shù)無(wú)影燈系統(tǒng)由幾個(gè)燈頭組成，則需要對(duì)每個(gè)燈頭單獨(dú)進(jìn)行測(cè)量。

色溫反映了物體所呈現(xiàn)真實(shí)顏色的程度，利用檢測(cè)裝置的色溫測(cè)量功能、顯色指數(shù)測(cè)量功能每隔15分鐘測(cè)量一次，共計(jì)測(cè)量十次，取其算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。

輻射量過(guò)大會(huì)引起局部熱量過(guò)大，對(duì)患者和手術(shù)醫(yī)生都有影響，利用檢測(cè)裝置的輻射測(cè)量功能每隔15分鐘測(cè)量一次，共計(jì)測(cè)量十次，取其算術(shù)平均值作為手術(shù)無(wú)影燈輻照度測(cè)量結(jié)果Ee，并計(jì)算總輻照度Ee與照度Ec的比值。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)手術(shù)無(wú)影燈的光度和照明質(zhì)量相關(guān)的技術(shù)要求以及校準(zhǔn)方法進(jìn)行了詳細(xì)論述，為手術(shù)無(wú)影燈的校準(zhǔn)提供了可行、有效的方法，相關(guān)質(zhì)量控制，計(jì)量管理人員可以參考。

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[7] 照明光源顏色的測(cè)量方法燈：GB/T 7922—2008[S].

【作者簡(jiǎn)介】

張秀俊，女，1970年出生，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)計(jì)量檢測(cè)。

范美芹，女，1986年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)計(jì)量檢測(cè)。

徐志強(qiáng)，男，1995年出生，一級(jí)計(jì)量師，學(xué)士，研究方向?yàn)殡娮与姎馀c自動(dòng)化測(cè)量。

韓樂(lè)，男，1996年出生，學(xué)士，研究方向?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化。