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手术照明的基础

主题
手术室
Surgeons working in operating room
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手术室

深入了解手术照明

正确的手术照明对病人的安全和工作人员的舒适尤为重要。它的设计使医疗团队能够专注于外科手术。

了解如何识别为外科手术室提供长期益处的照明。

首先,关于历史

在电灯发明之前,第一次手术是在日光下进行的,根据时间和云层厚度的不同,光照度从 10,000 lx 到 80,000 lx 不等。到 19 世纪末,灯泡取代了直射阳光,使全天手术变得更加自由。到 20 世纪 60 年代,卤素灯泡的使用使手术台上的可用光量增加到 100,000 lx,相当于地中海海滩上明亮的正午阳光。三十年后,气体放电灯的可用亮度几乎增加了一倍,达到 200,000 lx! 但是这种“多多益善”的方法反而会导致视觉疲劳,降低外科医生的效率。如今,越来越多的手术灯使用LED灯泡。这些灯泡使用更少的能量来产生更清晰及更出色的照明,为外科医生提供做出有效的诊断决策时所需的可视性。

historical image operating room

在外科手术中什么是重要的?

良好的照明需要顾及到对亮度、阴影管理、体积和温度的特殊平衡。这在很大程度上提高了对手术部位的可见性,同时减轻了视觉疲劳。

需要考虑的 4 个主要标准:

  • 亮度
  • 阴影管理
  • 体积
  • 温度

照明

合适的照明是一种折衷方案,以确保外科医生拥有良好的可视性,减少眩光和防止视觉疲劳。

良好中心照度(Ec)必须是 4 万到 16 万 lx 之间,位于光斑中心,距离光源一米。

光斑的大小可以根据手术类型的差异而不同,以防止周围的眩光。当光斑的光照大于或等于最大光照度(Ec)的 10% 时,测量该光斑的大小,这个区域的直径称为 D10。

照明必须均匀,以减少由眩光引起的视觉疲劳。当照度为Ec的一半时,可以测量出光斑直径,并得出 D50/D10 的比率。标准表明,这一比率不得低于 0.5。

阴影管理

就阴影管理而言,真正重要的是手术团队在灯头下操作时拥有的有用的光线,而不仅仅是灯头的功率。

手术灯的质量取决于腔内的可用光量。这是光量和阴影处理能力之间的平衡。

阴影有两种类型:投射阴影和轮廓阴影。投射阴影影像可视性,而轮廓阴影则帮助测量深度和体积。有效照明能减少投射阴影,同时加强轮廓。

投射阴影受到光源表面、光线导向术野的方式、需要光线的地方以及光源数量的影响。更多的光束可改善阴影稀释,提高外科医生的可视性。

光量

由于手术腔不是平的,外科医生需要三维光照。融合几个光斑-在不同的高度以同样的强度同时照射 - 形成均匀的光量。光量用 IEC 标准方程: L1 + L2 来测量。L1 是 Ec 与照度为其 60% 的点之间的距离,该点朝向灯头方向。L2 是 Ec 与照度为其 60% 的点之间的距离,该点远离灯头方向。良好的手术灯在腔内的光量极强,即使灯的位置距离手术部位超过一米。L2 测量对于深腔应用尤为关键。

热量管理

光是一种能量,为了防止组织脱水,安全的热量管理是有必要执行的。热量可以在两个地方测量:在光斑和灯头处。热量会引起外科医生的不适,也会使暴露在外的病人组织脱水。虽然 LED 不会产生有害的红外线,但热量仍然存在。光照越多,辐射能量越大。IEC 将光斑处的辐照度限制在不超过 1000 W/m2。重叠的光斑始终在外科医生的控制之中。但灯头也是热辐射的来源之一,需要减少热辐射以防止过热和层流干扰。高质量的手术灯将尽可能减少热量,以改善舒适度和治疗效果。

故障安全手术照明

手术室里不允许失误。故障安全设备的设计是为了确保即使在单一故障状态下也不存在安全隐患。它确保照明和机动性,提供不低于 40,000 lx 的中央照度。在单一故障条件下,没有对光中断进行任何保护的单一灯具是不安全的。有两个小型的灯且分别带有变压器、保险丝、电线和滑环的手术灯,这是故障安全的。单一故障条件的例子:设备内部电线断裂;滑环、保险丝、灯或绝缘失效;电子设备故障;灯具电源线脱落。

外科照明专用标准

国际电工技术委员会标准 (IEC) St 60601-2-41

法国公司 ALM 发起了一个国际工作组(德国 (Heraeus - Berchtold)、英国 (Brandon)、美国 (Steris - Getinge)、日本 (Yamada)、USSR、法国 (ALM + Angenieux),该工作组是在 1990 年根据法国的一个项目成立的。所有的制造伙伴最终在 1997 年达成了协议。由一九九九年十二月开始提交投票、出版及申请。本标准涉及手术照明灯和检验照明灯的安全性。全球标准化组织,由所有国家电气技术委员会组成。它的目标是促进关于标准化所有问题的国际合作。所产生的文件作为供国际使用的建议提出。IEC 国家委员会承诺在其国家标准和区域标准中以广泛的方式透明地适用IEC国际标准。任何分歧都应明确指出。IEC 没有提供任何标记程序来表明其批准。IEC 不接受任何被宣布符合其标准的设备的责任。如今,下列公司参加了IEC:Steris (美国), Getinge (瑞典), Berchtold/Stryker (德国或美国), KLS Martin (德国), Rimsa (意大利), Brandon (英国), Draeger (德国), Skylux (日本)

* 2017 年 11 月

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