CN110805848B - 一种多功能手术照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能手术照明系统，包括中央信息处理装置以及光源、调光组件、感光组件和开关组件，光源包括可见激光光源、小灯罩和大灯罩，可见激光光源和相应的小灯罩成一定数量均匀分布在整个大灯罩表面；可见激光光源邻侧设有感光组件；调光组件包括透镜组、全方向投照转向器和电压控制器。本发明可根据手术过程中的情况感知手术视野范围并对照明做出自动调整，保证手术照明处于最佳状态，并利用辅助功能系统，结合术前术中相关影像资料，实现对手术视野的投影定位，方便术者在手术中的操作，提高了手术的效率和质量；具有便捷性，可根据术中操作角度及过程及时调整手术投射照明强度，装置紧凑牢靠，对于手术器械技术发展有着推动作用。

Description

一种多功能手术照明系统
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种多功能手术照明系统。
背景技术
在外科手术技术不断发展的今天，手术技术日新月异，对手术者和手术辅助器械提出了更高的要求。无影灯的发明极大地解决了手术过程中的照明问题，消除了手术操作过程中影子对术者操作的影响，但在手术过程中，发现有时真正需要照明的术野是会随着操作过程不断变化，多余的光线照射到非术区会产生反光，而真正术野区域因操作者手或器械的遮挡而变暗，这些都影响了术者的操作，如何能够设计一款自动跟踪调整照明区域的手术灯成为关键。此外，随着手术方式的不断改进和手术难度的不断增加，如何将术前、术中相关的影像学资料通过计算机三维重建再重新投影到相应术野成为关键。现有技术已经能够将人体血管走行投影到体表，可以根据术前、术中相关辅助检查，结合术中近红外光纤扫描人体血管，利用计算机重建模型，将手术相关部位的解剖关键信息投射到相应的术区中，这将极大方便术者在术中的操作，避免错误操作，从而提高手术质量。现有公开文献中，CN109073176A公开了一种手术灯参数调节方法、手术照明设备和可读存储介质，通过获取术野图像信号或术野的三维信号，进而根据所述术野图像信号或术野的三维信号确定手术信息，手术信息包括手术类型或手术阶段，之后根据手术信息确定手术灯的参数调整策略，并根据参数调整策略调节手术灯的参数。目前市场上还没有相应的手术照明系统能够将以上技术融合到一起。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种多功能手术照明系统，将手术照明和投影技术有机地结合起来，方便术者在术中操作并起到一定的辅助作用，提高手术效率和质量，以解决现有技术中的不足。
为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
提供一种多功能手术照明系统，其中，包括中央信息处理装置以及分别连接所述中央信息处理装置的光源、调光组件、感光组件和开关组件，所述光源包括可见激光光源、小灯罩和大灯罩，所述可见激光光源和相应的所述小灯罩成一定数量均匀分布在整个所述大灯罩的表面；所述可见激光光源的邻侧设有所述感光组件；所述调光组件包括透镜组、全方向投照转向器和电压控制器，所述透镜组位于所述可见激光光源的前侧，用于调整所述可见激光光源的焦距，所述全方向投照转向器连接所述小灯罩，以控制所述可见激光光源的照射方向，所述电压控制器连接所述可见激光光源，以控制所述可见激光光源的光强。
上述多功能手术照明系统，其中，所述感光组件包括超声收发器和或近红外收发器和或可见光摄像头。
上述多功能手术照明系统，其中，还包括连接所述中央信息处理装置的辅助功能组件，所述辅助功能组件包括影像投息组件，所述影像投息组件包括位于所述大灯罩的正中央的连接接口。
上述多功能手术照明系统，其中，所述开关组件包括至少一个手动调整开关、脚踩开关和触屏控制开关，所述手动调整开关位于所述大灯罩的邻侧，所述脚踩开关包括电键，所述触屏控制开关位于所述中央信息处理装置上。
上述多功能手术照明系统，其中，所述小灯罩的内表面涂有反光材料。
本发明技术方案的有益效果是：
本系统可根据手术过程中的情况感知手术视野范围并对照明做出自动调整，保证手术照明处于最佳状态，并且利用辅助功能系统，结合术前术中相关影像资料，实现对手术视野的投影、定位，从而极大地方便了术者在手术中的操作，同时也提高了手术的效率和质量；对术者操作具有极大的便捷性，能够根据术中操作的角度及过程，及时调整手术投射照明强度，同时装置紧凑且牢靠，对于手术器械的技术发展有着革命性的推动作用。
附图说明
图1是本发明系统整体结构示意图；
图2是本发明光源、感光组件和辅助功能组件的结构示意图；
图3是本发明患者定位时的示意图；
图4是本发明调光组件的结构示意图；
图5是本发明调光组件的工作原理图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式；并且附图中所示的结构仅仅是示意性的，并不代表实物。需要说明的是，基于本发明的这些实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本文中，术语“上(端)”表示朝着天花板的方向的位置关系，但并不意味着实际安装操作中必须朝向某一固定方向，仅仅为了显示各个部件之间的位置关系或连接关系。类似地，术语“后(端)”、“前端”、“末端”等并不构成绝对的空间关系限制，只是一种相对位置的概念。这是本领域技术人员都能够理解的。
参看图1至图5所示，本发明多功能手术照明系统包括中央信息处理装置1以及分别连接中央信息处理装置1的光源、调光组件、感光组件和开关组件，光源包括发光的可见激光光源2、用于汇聚光线并固定可见激光光源2的小灯罩3和大灯罩4，从而保证了手术术野照明的最大区域和光强需求，可见激光光源2和相应的小灯罩3成一定数量均匀分布在整个大灯罩4的表面。可见激光光源2的邻侧设有感光组件。
调光组件包括透镜组、全方向投照转向器5和电压控制器6，透镜组位于可见激光光源2的前侧，可通过控制透镜组从而调整可见激光光源2的焦距，全方向投照转向器5连接小灯罩3，其旁有个方向控制马达14，以控制可见激光光源2的照射方向，电压控制器6连接可见激光光源2，以控制可见激光光源2的光强。
在优选的实施方案中，感光组件包括超声收发器和或近红外收发器和或可见光摄像头7，此处的超声收发器、近红外收发器均可以是分离开的发射器和接收器。开关组件包括至少一个手动调整开关8、脚踩开关9和触屏控制开关10，手动调整开关8位于大灯罩4的邻侧，起到手动调节灯光和辅助功能，脚踩开关9可以位于手术台0下方，脚踩开关9包括电键，触屏控制开关10位于中央信息处理装置1上。术者可通过脚踩不同电键来控制灯光和辅助功能，在优选的实施方式中，手动调整开关8和脚踩开关9作为触屏控制开关10的补充，方便术者和器械护士的操作，整个系统的全部控制主要位于中央信息处理装置1上的触屏控制。小灯罩3的内表面涂有反光材料，可将可见激光光源2的光线反射至术野，起到光线汇聚作用。本案系统还包括连接中央信息处理装置1的辅助功能组件，辅助功能组件包括影像投息组件11，具体来说，影像投息组件11包括位于大灯罩4的正中央的连接接口，用于连接组件并固定。在优选的实施方式中，上述连接接口是可转向接口，从而满足投息影像清晰的需要。
在优选的实施方式中，全方向投照转向器5可保证小灯罩3的360°全方向转向，保证光线投射到术野需要的位置。透镜组、全方向投照转向器5和电压控制器6全部由中央信息处理装置1通过发出指令控制，其目的是保证在中央信息处理装置1统一调配下，通过控制三个子系统，达到术野照明始终处于最佳状态。在优选的实施方式中，中央信息处理装置1可外接超声机器12，可将术前或术中超声检查相关资料信息汇总，并通过图像投影系统将相关病变图像投射到术野相关位置，从而方便术者操作。
在优选的实施方式中，整个系统的所有信息和指令全部由处理系统接收和发放，中央信息处理装置1会根据系统接收的术野反馈信息及时做出调整，通过向调光组件、辅助功能组件发放指令，从而满足手术过程中的照明和辅助功能的需求。
本发明的工作原理是依据近红外发射及反射可感知物体障碍物，从而将位置信息反馈给信息控制处理系统，从而及时调整手术照明的角度及强度。整个系统为了保证投射图像位置的准确性，整个系统为了保证投射图像位置的准确性，如图3所示可将四个相关定位贴13贴在患者15相应部位，通过近红外发射器和接收器扫描术野，将被手术者的位置信息准确传送到中央处理电脑中，保证了投射图像的精确性。
开始手术时，通过开关组件将手术系统中的照明系统，即光源打开，此时可见激光光源2发光，通过小灯罩3汇聚，将手术视野照亮，再通过开关组件中的触屏控制开关10打开调光组件，此时系统会自动通过感光组件中的超声发射器和接收器和可见光摄像头7实施监测术区，把术区中的遮挡物的位置变化和光强变化参数发送至处理系统，处理系统计算后向调光组件发放指令，根据调光组件的全方向投照转向器5、电压控制器6调整光线投射方向和强度，补足因遮挡物而导致的术区光线不佳区域的光线，同时降低对遮挡物表面的照射，具体原理参照图5所示，虚线为原光线路径，实线为调整后光线路径。此时术者需要对相关解剖结构和血管进行投影，利用感光组件中的近红外发射器和接收器对术野的定位贴13及相关大血管进行扫描，然后将位置信息传输给中央处理电脑，再通过术前和术中心超机器相关图像进行计算整合，最后将图像利用辅助功能组件的影像投息组件11投射到术区中，给术者提供必要的指导信息。
本发明系统可根据手术过程中的情况感知手术视野范围并对照明做出自动调整，保证手术照明处于最佳状态，并且利用辅助功能系统，结合术前术中相关影像资料，实现对手术视野的投影、定位，从而极大地方便了术者在手术中的操作，同时也提高了手术的效率和质量；对术者操作具有极大的便捷性，能够根据术中操作的角度及过程，及时调整手术投射照明强度，同时装置紧凑且牢靠，对于手术器械的技术发展有着革命性的推动作用。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种多功能手术照明系统，其特征在于，包括中央信息处理装置以及分别连接所述中央信息处理装置的光源、调光组件、感光组件和开关组件，所述光源包括可见激光光源、小灯罩和大灯罩，所述可见激光光源和相应的所述小灯罩成一定数量均匀分布在整个所述大灯罩的表面；所述可见激光光源的邻侧设有所述感光组件；所述调光组件包括透镜组、全方向投照转向器和电压控制器，所述透镜组位于所述可见激光光源的前侧，用于调整所述可见激光光源的焦距，所述全方向投照转向器连接所述小灯罩，所述全方向投照转向器用于小灯罩360°全方向转向，以控制所述可见激光光源的照射方向，所述电压控制器连接所述可见激光光源，以控制所述可见激光光源的光强，还包括连接所述中央信息处理装置的辅助功能组件，所述辅助功能组件包括影像投息组件，所述影像投息组件包括位于所述大灯罩的正中央的连接接口；所述中央信息处理装置外接一超声机器，将术前或术中超声检查相关资料信息汇总，并通过图像投影系统将相关病变图像投射到术野相关位置；
还包括处理系统，所述处理系统用于接收和发放信息和指令，所述中央信息处理装置根据所述处理系统接收的术野反馈信息并做出调整，并向所述调光组件和辅助功能组件发放指令；通过所述感光组件实时监测术区，把术区中的遮挡物的位置变化和光强变化参数发送至所述处理系统，所述处理系统计算后向所述调光组件发送指令，根据所述调光组件的所述全方向投照转向器、电压控制器调整光线投射方向和强度；
所述感光组件包括近红外发射器和/或接收器和/或可见光摄像头，将若干个定位贴贴在患者相应部位，通过所述近红外发射器和接收器扫描术野，将被手术者的位置信息传送到中央信息处理装置中，再通过术前和术中超声机器相关图像进行计算整合，将所述图像利用所述辅助功能组件的所述影像投息组件投射到术区中，为术者提供指导信息。
2.如权利要求1所述多功能手术照明系统，其特征在于，所述开关组件包括至少一个手动调整开关、脚踩开关和触屏控制开关，所述手动调整开关位于所述大灯罩的邻侧，所述脚踩开关包括电键，所述触屏控制开关位于所述中央信息处理装置上。
3.如权利要求1所述多功能手术照明系统，其特征在于，所述小灯罩的内表面涂有反光材料。
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