整体化LED节能手术间照明方案

高永良，闵 苏，鲁广洲，高康荣

(1.重庆医科大学附属第一医院，重庆400039;2.重庆邦桥科技有限公司，重庆400039)

0 引言

手术无影灯、检查灯、手术间照明灯等是医院常规和必备设备，医疗照明系统是众多医疗工作中必需的工作条件和前提，因此手术间照明效果格外重要。良好的照明可以为医生和患者创造舒适的光环境，提高医生的工作效率，减少患者的不安情绪，满足医生和患者的不同要求。

手术间照明灯具主要包括手术照明无影灯和室内照明灯具，传统手术间无影灯多为卤素灯，由伞形灯壳及一组卤素灯泡构成的庞大灯头，存在着以下几大明显问题:(1)功耗大，易损坏;(2)存在频闪，容易引起视觉疲劳;(3)红外热辐射产生较高温升，易造成患者伤口失水影响伤口愈合;(4)色温不可调，不利于医生准确分辨组织，易造成医疗事故;(5)灯具结构阻扰净化空气流通，需提高净化等级来满足洁净度要求，增加了建设和运行成本等问题。传统手术间室内照明多采用普通照明灯，有温度过高损坏的潜在危险因素，同时寿命较短，更换频率较快。

针对上述手术间照明存在的问题及潜在危险因素，重庆医科大学附属第一医院率先设立了一个“整体化LED节能示范手术间”(见图1)，这是全球第一个“LED节能示范手术间”，这一示范点的建立开辟了一个全新的医疗照明解决方案。

图1 整体化LED节能示范手术间

1 整体化LED节能手术间照明方案内容

整体化LED节能手术间照明方案的具体实施内容为:用LED色温可调手术无影灯替换医院手术室传统伞形灯壳及一组卤素灯泡构成的庞大灯头式无影灯，使用LED平板灯替换手术室内照明灯，目的在于为医生和患者提供一个更人性化、更舒适的手术环境。

同时，在医疗照明领域，除了手术无影灯及室内照明灯外，局部检查照明灯具，如口腔灯、内窥镜灯，用于区域照明的手术间照明灯、手术准备照明灯，用于特殊病症治疗的光治疗设备，如光动力治疗仪、新生儿黄疸治疗仪、紫外消毒灯等，都适宜推广LED医疗照明。

1.1 LED色温可调手术无影灯

LED色温可调手术无影灯(见图2)，光源采用色温可调集成大功率LED芯片，采用多颜色芯片混合集成的方法，基于电路板直接芯片封装(COB)技术的LED照明光源模块，利用色度学数值计算方法建立多芯片参数与色温关系模型;依据手术无影灯照明检测标准，设计光学系统，使手术无影灯的光斑直径、光斑最大照度、光照均匀度、无影率等指标达到较高的水平。通过驱动控制板调节LED芯片中不同颜色管芯的亮度混色比例，进行亮度调节以及色温调节。可连续地调节输出光的亮度，使之达到最为理想的舒适度，长时间工作时眼睛不易产生疲劳感;色温在3 500 K～6 500 K范围内连续可调，可以满足不同组织在不同色温下的灯光下达到更好的显色效果。体积小，大大地减小了照明系统的体积，对医疗照明空间的空气流动的影响减小，有效地提高了手术室净化质量。使用安全，传统医疗照明使用的是卤素灯泡，而卤素灯泡由于产生的温度高、易爆裂等原因存在着使用安全隐患，而LED在较好散热情况下温度低且不易破裂，彻底消除上述的使用安全隐患。

图2 LED色温可调手术无影灯

1.2 LED平板灯

LED平板灯(见图3)为全密封的结构设计，安装于天花板上，同常规格栅灯外形相比较，灰尘不易沉积于格栅的缝隙中，消毒更全面和彻底。

LED平板灯，采用LED灯珠作为光源，其具有亮度高、照明均匀、光线柔和、无交流频闪、噪音低、显色性好等特点。众所周知，荧光灯中含有汞，汞是一种对人体十分有害的有毒物质。且荧光灯都是采用易碎的玻璃作为外壳，一旦玻璃破碎，其中的汞就会马上蒸发到空气中，瞬间可使周围空气中汞的浓度达到10～20 mg/m3，超过国家规定的1 000～2 000倍，易危及人体健康。LED为一种固态光源，有效地避免了上述潜在危险因素。

图3 LED平板灯

2 整体化LED节能手术间照明方案的巨大潜力

随着LED(见表1)照明技术的飞速发展和推广普及，整体化LED节能手术间照明方案的优势越来越明显。医疗照明一般分为照明、诊断、治疗三大类，然而不同功效将有不同需求和规范，比如医疗照明中的手术灯就需IEC60601-41，IEC60601-1等规范设计其光、热、电特性，由手术灯规范得知手术灯所需光源需具备高显色性(CRI＞85)、冷光、低色温，以及手术灯模组需要具备高照度、无影度等光学需求。

表1 LED与传统手术间光源对比情况

手术照明采用了色温连续可调的LED无影灯，达到光照无温升、色温可调、能满足不同组织的不同显色要求、显色性高、光照均匀柔和等效果，帮助医生提高手术质量，减少了手术风险。手术室内部采用了LED平板灯，其具有亮度高、照明均匀、光线柔和、无交流频闪、噪音低、显色性好等特点。

整体化LED节能手术间的优势。

图4 层流示意图

(1)节约能源:LED光效高，耗电量为荧光灯、卤素灯的1/2。

(2)环境舒适:LED灯无紫外线、红外线等辐射，不吸引蚊虫，使手术间环境变得更加干净舒适;同时，LED没有频闪，光照均匀，缓解医生长时间手术的视觉疲劳，提高手术质量。

(3)无影灯色温连续可调，能满足不同组织的不同显色要求。

(4)减少创口感染:LED手术灯温升低，降低了术中感染及并发症的几率;同时可避免类似一般光源可能含有UV或者IR光谱而造成皮肤病变或伤口愈合不易的现象。

(5)LED寿命长，为30 000 h，是传统手术灯光源的50倍，降低了手术室的耗材成本;常规的灯管、镇流器寿命约为6 000 h，以每天工作12 h计算，约为1.37年;LED灯的寿命约30 000 h，以每天工作12 h计算，约为6.8年，大大降低了灯的维护费用。

(6)灯具结构利于净化空气流通，易达到手术间的洁净度要求，降低了手术间建设和运行成本。

3 小结

近些年来，LED光源作为新一代的照明光源，以其高效、节能、环保、寿命长、显色指数高等优势，得到广大应用领域的青睐，同时在医疗照明这一块也渐渐崭露头角，得到广泛的认可和赞扬。整体化LED节能手术间照明方案就是专门针对医疗照明的特性而提出的整体化照明解决方案。在医疗照明中，LED光源除了上述良好的光学性能外，还避免了因常规卤素灯的红外热辐射产生较高温升而造成患者伤口失水影响伤口愈合的问题;色温可以连续调节，可根据不同组织在不同色温下的清晰度进行调节，达到较好照明效果，利于医生准确分辨组织，减少因视觉误差而导致的医疗事故;超长寿命，大大降低了手术室的耗材成本。同时，整体化LED节能手术间照明方案是一种更人性化的照明设计，给医生和患者一个舒适明亮的光环境。

综上所述，整体化LED节能手术间照明方案解决了手术间常规照明中的一系列问题，满足医生和患者对照明的需要，是医院照明的首选方案。同时对提高我国LED医疗照明技术、推动我国LED在医疗照明领域的应用和产业发展具有十分重要的意义。

［1］(日)照明学会.照明手册［M］.北京:科学出版社，2003

［2］泽雯.LED医疗照明的节能诉求［J］.中国医药报，2010(5)

［3］侯珏，刘陈. LED在医学中的应用及展望［J］.光学仪器，2010，32(1)