CN105937735A - 一种激光手术灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光手术灯，激光手术灯包括若干单个的激光灯体，激光灯体包括：激光发生器、壳体、扩光板及荧光滤镜，荧光滤镜为黄磷滤镜，所述壳体呈锥形，壳体底部中央位置固定安装有激光发生器，壳体开口处安装有荧光滤镜，荧光滤镜的中心通过支撑节安装有扩光板。本发明的技术目的在于提供一种亮度更高、使用寿命更长、更加节能、亮度衰减更低的激光手术灯，使用这种激光手术灯能够使得医生在手术时看得更加清楚，手术成功率更高，并且根据这种手术灯设计了一种手术灯的控制系统，能够让手术灯自动调整到手术位置进行照明。

Description

一种激光手术灯
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别是一种激光手术灯。
背景技术
手术灯就是具有特殊功能的灯，手术灯，能够给手术室照明亮度提供保证，手术室外科医师必须能够精确的分辨轮廓、颜色和移动，因此需要接近日光质量的光强度，最少为10万照度的光照强度，手术灯就可以提供单灯最大达15万照度的亮度。
而现有的手术灯能耗高，在长时间、高亮度照明后容易亮度降低，并且现有的手术灯的灯泡在多次使用后容易坏掉。而激光作为一种新型的光源，其亮度与太阳光接近，相比于现有先进的LED灯，激光灯的发光效率高于LED灯60%，相应速度更快、亮度衰减更低、体积小、寿命更长，而在使用过程中，激光灯的发热量更低，是作为手术灯的理想光源。
发明内容
针对上述手术灯存在的不足，本发明的技术目的在于提供一种亮度更高、使用寿命更长、更加节能、亮度衰减更低的激光手术灯，使用这种激光手术灯能够使得医生在手术时看得更加清楚，手术成功率更高，并且根据这种手术灯设计了一种手术灯的控制系统，能够让手术灯自动调整到手术位置进行照明。
本发明通过以下技术方案实现：
一种激光手术灯，激光手术灯包括若干单个的激光灯体，激光灯体包括：激光发生器、壳体、扩光板及荧光滤镜，荧光滤镜为黄磷滤镜，所述壳体呈锥形，壳体底部中央位置固定安装有激光发生器，壳体开口处安装有荧光滤镜，荧光滤镜的中心通过支撑节安装有扩光板。
上述技术方案中，通过将发光源设为激光发生器，而激光发生器通常为激光二极管，激光发生器产生的激光亮度高、而且能耗低，激光发生器发出的激光通过扩光板再经过壳体的反射经过荧光滤镜对激光的过滤成为白光，从而进行照明，由于激光是一种强光，激光束很小，因此要经过扩光板对激光进行扩散，调节扩光板与激光发生器之间的距离还能够调整激光灯体发出的光束的大小。
进一步地，壳体的外部安装有与荧光滤镜相连的散热壳，散热壳的外部设有散热片。
上述技术方案中，通过在荧光滤镜外设有散热可，并且散热壳外设有散热片，能够快速将激光手术灯的热量散发掉。
进一步地，所述扩光板上设有反射激光的弧面板，弧面板正对激光发生器安装，扩光板的直径与激光发生器发射的激光直径相同。
上述技术方案中，通过在扩光板上的弧面板将激光进行扩散，从而形成较大的光束，而扩光板的直径与激光发生器发射的激光直径相同能够降低扩光板对激光的遮挡，扩光板很小，对激光的遮挡可忽略不记，也不会影响到照明。
进一步地，所述支撑节设有伸缩装置，伸缩装置设有控制装置。
上述技术方案中，通过在支撑节上设有伸缩装置，通过伸缩装置上的控制装置能够控制支撑节的长度，对控制装置的控制可通过ARM处理器进行控制，从而控制扩光板与激光发生器之间的距离，从而调整激光灯体发出的光束大小，还可控制光的强弱。
进一步地，基于上述技术方案的激光手术灯的控制系统的激光手术灯包括A灯板与B灯板，灯板上设有若干激光灯体，两块灯板的背部分别通过A伺服电机与A支杆连接，A支杆与B伺服电机与B支杆连接，B支杆固定安装在灯架上。
上述技术方案中，通常手术灯是由几块灯板组成，而每块灯板上都设有若干灯泡/发光单元，本发明可以有3块/4块灯板组成，本技术方案中的A灯板与B灯板共同提供照明，通过与伺服电机连接，从而控制伺服电机的转向可控制A灯板与B灯板的照明方向。
进一步地，激光手术灯的控制系统包括一个超声波发生器及设于手术室内的三个不在同一直线上的超声波接收器，A伺服电机、B伺服电机、支撑节、超声波发生器及超声波接收器分别与ARM处理器连接，ARM处理器还与触摸控制器、激光手术灯及A控制器连接；A灯板与B灯板分别设有A定位器与B定位器。
上述技术方案中，通过将超声波发生器置于手术需要照明的位置，通过ARM处理器控制超声波发生器发出超声波，三个超声波接收器接收到超声波后，通过ARM处理器计算出超声波发生器的位置坐标，即手术需要照明的位置，再通过ARM处理器控制A灯板与B灯板上的A伺服电机、B伺服电机的转动角度及方向，从而调整A灯板与B灯板的照明方向，使得A灯板与B灯板照明方向对准超声波发生器，从而实现快速、自动调节激光手术灯的照明方向。
进一步地，所述三个超声波接收器为A接收器、B接收器及C接收器，其坐标位置分别设为（x1、y1、z1）、（x2、y3、z2）及（x3、y3、z3），A接收器、B接收器及C接收器接收到超声波发生器发出的超声波信号所用时间分别为T1、T2及T3，光的速度为c，则有下式：
（a）（x-x1）2+（y-y1）2+（z-z1）2=（cT1）2
（b）（x-x2）2+（y-y2）2+（z-z2）2=（cT2）2
（c）（x-x3）2+（y-y3）2+（z-z3）2=（cT3）2
根据式（a）、（b）及（c）计算出超声波发生器的坐标位置（x、y、z）；
激光手术灯的A灯板与B灯板上的A定位器与B定位器的位置分别为（xA、yA、zA）及（xB、yB、zB），x方向为激光手术灯的两灯板所在方向为x方向，即两灯板定位器组成的x轴，y轴为垂直于x轴并与x轴形成水平面，z轴为竖直方向，超声波发生器的位置即为手术位置，即医生将超声波发生器直接放在要进行手术的位置，测得超声波发生器的坐标（x、y、z），ARM处理器根据灯板定位器位置与超声波发生器的位置首先计算出要将两定位器、超声波发生器调整到超声波发生器的y坐标轴上，调整值为y-yA及y-yB；将两定位器及超声波发生器调整到平行/重合于x轴后，两灯板的初始照射方向是竖直向下，经过下式：
α=arctan|（x-xA）/（z-zA）|，计算出A定位器所在灯板转动的角度值，并根据x-xA的正负关系，确定转动的方向；同样，β=arctan|（x-xB）/（z-zB）|，计算出B定位器所在灯板转动的角度值，并根据x-xB的正负关系，确定转动的方向；ARM处理器根据计算的A定位器、B定位器转动的角度与方向控制A伺服电机、B伺服电机转动的方向与角度，使得A灯板与B灯板对超声波发生器所在位置进行照明。
上述技术方案中，通过对（a）、（b）及（c）的三个等式，从而可以计算出超声波发生器的位置，从而能够对调整A灯板与B灯板的照明方向提供数据支持，通过先将A灯板与B灯板的A定位器与B定位器调整到与超声波发生器都在一条直线上，并且这条直线平行于设定的x轴，通常A定位器与B定位器所在的直线平行于x轴，从而使得调整A定位器与B定位器对超声波发生器进行照明更加快速，再通过计算，调整A灯板与B灯板的转动方向，从而能够快速、准确将A灯板与B灯板的照明方向对准超声波发生器，使得激光手术灯能够根据需要自动调节照明方向。
本发明的有益效果是:
1、通过将发光源设为激光发生器，而激光发生器通常为激光二极管，激光发生器产生的激光亮度高、而且能耗低，激光发生器发出的激光通过扩光板再经过壳体的反射经过荧光滤镜对激光的过滤成为白光，从而进行照明，从而使得手术灯的亮度更高、使用寿命更长、更加节能、能够提供持续亮度的照明，亮度衰减更低，由于激光是一种强光，激光束很小，因此要经过扩光板对激光进行扩散，调节扩光板与激光发生器之间的距离还能够调整激光灯体发出的光束的大小。
2、通过设有ARM控制器控制各伺服电机，并根据超声波发生器、超声波接收器来自动确定超声波发生器的位置，这种确定超声波发生器的确定方法准确、快速，从而调节A灯板与B灯板的照明照向为需要手术的位置，使得激光手术灯能够快速、自动、准确调整激光手术灯的照明方向，不需要经过人为手动调整就可调整到理想的照明位置。
附图说明
图1是本发明的激光手术灯的单个激光灯体结构示意图。
图中标记：1为激光发生器、2为壳体、2.1为散热壳、3为扩光板、4为支撑节、5为荧光滤镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
如图1所示的激光手术灯，激光手术灯包括若干单个的激光灯体，激光灯体包括：激光发生器1、壳体2、散热壳2.1、扩光板3、支撑节4及荧光滤镜5，荧光滤镜5为黄磷滤镜，壳体2呈锥形，壳体2底部中央位置固定安装有激光发生器1，壳体2开口处安装有荧光滤镜5，荧光滤镜5的中心通过支撑节4安装有扩光板3。
所述壳体2的外部安装有与荧光滤镜5相连的散热壳2.1，散热壳2.1的外部设有散热片，散热片为铜质散热片；扩光板3上设有反射激光的弧面板，弧面板正对激光发生器1安装，扩光板3的直径与激光发生器1发射的激光直径相同；支撑节4设有伸缩装置，伸缩装置设有控制装置，通过伸缩装置上的控制装置能够控制支撑节4的长度，对控制装置的控制可通过ARM处理器进行控制，从而控制扩光板与激光发生器之间的距离，从而调整激光灯体发出的光束大小，还可控制光的强弱。
激光手术灯的控制系统的激光手术灯包括A灯板与B灯板，灯板上设有若干激光灯体，通常每块灯板上均匀设有15个激光灯体，两块灯板的背部分别通过A伺服电机与A支杆连接，A支杆与B伺服电机与B支杆连接，B支杆固定安装在灯架上。
激光手术灯的控制系统包括一个超声波发生器及设于手术室内的三个不在同一直线上的超声波接收器，A伺服电机、B伺服电机、支撑节4、超声波发生器及超声波接收器分别与ARM处理器连接，ARM处理器还与触摸控制器、激光手术灯及A控制器连接；A灯板与B灯板分别设有A定位器与B定位器，ARM处理器还连有触摸控制器，触摸控制器上有触摸屏，触摸屏上显示有激光手术灯的实时信息，如亮度、照明位置等。
通过将超声波发生器置于手术需要照明的位置，通过触摸控制器可对激光手术灯发送命令信号，包括照明开/关、照明亮度、照明位置等命令，通过ARM处理器控制超声波发生器发出超声波，三个超声波接收器接收到超声波后，通过ARM处理器计算出超声波发生器的位置坐标，即手术需要照明的位置，再通过ARM处理器控制A灯板与B灯板上的A伺服电机、B伺服电机的转动角度及方向，从而调整A灯板与B灯板的照明方向，使得A灯板与B灯板照明方向对准超声波发生器，从而实现快速、自动调节激光手术灯的照明方向。
所述三个超声波接收器为A接收器、B接收器及C接收器，其坐标位置分别设为（x1、y1、z1）、（x2、y3、z2）及（x3、y3、z3），A接收器、B接收器及C接收器接收到超声波发生器发出的超声波信号所用时间分别为T1、T2及T3，光的速度为c，则有下式：
（a）（x-x1）2+（y-y1）2+（z-z1）2=（cT1）2
（b）（x-x2）2+（y-y2）2+（z-z2）2=（cT2）2
（c）（x-x3）2+（y-y3）2+（z-z3）2=（cT3）2
根据式（a）、（b）及（c）计算出超声波发生器的坐标位置（x、y、z）；
激光手术灯的A灯板与B灯板上的A定位器与B定位器的位置分别为（xA、yA、zA）及（xB、yB、zB），x方向为激光手术灯的两灯板所在方向为x方向，即两灯板定位器组成的x轴，y轴为垂直于x轴并与x轴形成水平面，z轴为竖直方向，超声波发生器的位置即为手术位置，即医生将超声波发生器直接放在要进行手术的位置，测得超声波发生器的坐标（x、y、z），ARM处理器根据灯板定位器位置与超声波发生器的位置首先计算出要将两定位器、超声波发生器调整到超声波发生器的y坐标轴上，调整值为y-yA及y-yB；将两定位器及超声波发生器调整到平行/重合于x轴后，两灯板的初始照射方向是竖直向下，经过下式：
α=arctan|（x-xA）/（z-zA）|，计算出A定位器所在灯板转动的角度值，并根据x-xA的正负关系，确定转动的方向；同样，β=arctan|（x-xB）/（z-zB）|，计算出B定位器所在灯板转动的角度值，并根据x-xB的正负关系，确定转动的方向；ARM处理器根据计算的A定位器、B定位器转动的角度与方向控制A伺服电机、B伺服电机转动的方向与角度，使得A灯板与B灯板对超声波发生器所在位置进行照明。
通过对（a）、（b）及（c）的三个等式，从而可以计算出超声波发生器的位置，从而能够对调整A灯板与B灯板的照明方向提供数据支持，通过先将A灯板与B灯板的A定位器与B定位器调整到与超声波发生器都在一条直线上，并且这条直线平行于设定的x轴，通常A定位器与B定位器所在的直线平行于x轴，从而使得调整A定位器与B定位器对超声波发生器进行照明更加快速，再通过计算，调整A灯板与B灯板的转动方向，从而能够快速、准确将A灯板与B灯板的照明方向对准超声波发生器，使得激光手术灯能够根据需要自动调节照明方向。

Claims (7)

1.一种激光手术灯，其特征在于，激光手术灯包括若干单个的激光灯体，激光灯体包括：激光发生器（1）、壳体（2）、扩光板（3）及荧光滤镜（5），荧光滤镜（5）为黄磷滤镜，所述壳体（2）呈锥形，壳体（2）底部中央位置固定安装有激光发生器（1），壳体（2）开口处安装有荧光滤镜（5），荧光滤镜（5）的中心通过支撑节（4）安装有扩光板（3）。
2.根据权利要求1所述的激光手术灯，其特征在于，所述壳体（2）的外部安装有与荧光滤镜（5）相连的散热壳（2.1），散热壳（2.1）的外部设有散热片。
3.根据权利要求1所述的激光手术灯，其特征在于，所述扩光板（3）上设有反射激光的弧面板，弧面板正对激光发生器（1）安装，扩光板（3）的直径与激光发生器（1）发射的激光直径相同。
4.根据权利要求1所述的激光手术灯，其特征在于，所述支撑节（4）设有伸缩装置，伸缩装置设有控制装置。
5.根据权利要求1至4之一的激光手术灯的控制系统，其特征在于，所述激光手术灯包括A灯板与B灯板，灯板上设有若干激光灯体，两块灯板的背部分别通过A伺服电机与A支杆连接，A支杆与B伺服电机与B支杆连接，B支杆固定安装在灯架上。
6.根据权利要求5所述的激光手术灯的控制系统，其特征在于，包括一个超声波发生器及设于手术室内的三个不在同一直线上的超声波接收器，A伺服电机、B伺服电机、支撑节（4）、超声波发生器及超声波接收器分别与ARM处理器连接，ARM处理器还与触摸控制器、激光手术灯及A控制器连接；A灯板与B灯板分别设有A定位器与B定位器。
7.根据权利要求6所述的激光手术灯的控制系统，其特征在于，所述三个超声波接收器为A接收器、B接收器及C接收器，其坐标位置分别设为（x1、y1、z1）、（x2、y3、z2）及（x3、y3、z3），A接收器、B接收器及C接收器接收到超声波发生器发出的超声波信号所用时间分别为T1、T2及T3，光的速度为c，则有下式：
（a）（x-x1）2+（y-y1）2+（z-z1）2=（cT1）2
（b）（x-x2）2+（y-y2）2+（z-z2）2=（cT2）2
（c）（x-x3）2+（y-y3）2+（z-z3）2=（cT3）2
根据式（a）、（b）及（c）计算出超声波发生器的坐标位置（x、y、z）；
激光手术灯的A灯板与B灯板上的A定位器与B定位器的位置分别为（xA、yA、zA）及（xB、yB、zB），x方向为激光手术灯的两灯板所在方向为x方向，即两灯板定位器组成的x轴，y轴为垂直于x轴并与x轴形成水平面，z轴为竖直方向，超声波发生器的位置即为手术位置，即医生将超声波发生器直接放在要进行手术的位置，测得超声波发生器的坐标（x、y、z），ARM处理器根据灯板定位器位置与超声波发生器的位置首先计算出要将两定位器、超声波发生器调整到超声波发生器的y坐标轴上，调整值为y-yA及y-yB；将两定位器及超声波发生器调整到平行/重合于x轴后，两灯板的初始照射方向是竖直向下，经过下式：
α=arctan|（x-xA）/（z-zA）|，计算出A定位器所在灯板转动的角度值，并根据x-xA的正负关系，确定转动的方向；同样，β=arctan|（x-xB）/（z-zB）|，计算出B定位器所在灯板转动的角度值，并根据x-xB的正负关系，确定转动的方向；ARM处理器根据计算的A定位器、B定位器转动的角度与方向控制A伺服电机、B伺服电机转动的方向与角度，使得A灯板与B灯板对超声波发生器所在位置进行照明。
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CN110288661A (zh) * 2019-06-19 2019-09-27 深圳市睿智龙电子科技有限公司 手术灯的位置调整方法、装置、计算机设备和存储介质

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