CN1662771A - 用于外科手术灯的环境照明系统 - Google Patents

Abstract

一种适于在手术室中应用的照明装置(10)，包括一个或多个顶灯(14、16)，以及一个包括一个或多个发光部件(60)的环境照明系统(28)。发光部件安装在所述顶灯的灯罩组件(49)内，并布置在中心支撑套筒(33)的周围，以向整个房间提供均匀照明。灯罩组件包括一个灯罩(50)和一个可拆地安装在该灯罩上的灯罩延伸部(70、70’)，从而允许对现有照明系统的环境灯系统进行改造。

Description

用于外科手术灯的环境照明系统

技术领域

本发明涉及外科手术照明技术。本发明可在涉及提供手术室的情形中使用的环境照明系统方面得到应用，本发明将对其作具体描述。然而，可以知道，本发明还可在涉及提供其它情形和应用中使用的柔和、均匀分布的环境照明系统方面得到应用，并不受限于前述的外科手术照明情况。

背景技术

在手术室的情况下，通常使用大型的高光照强度的顶灯来照亮手术现场。在位于手术台上方、与建筑物天花板连接的铰接臂上悬挂有一个或多个顶灯。另外，在某些手术过程中，要将这种大型顶灯关掉，这时在室内采用环境照明系统，这样，外科医生、护士以及其他辅助工作人员可以在没有手术顶灯产生的眩光的情况下观察视频监控器和类似设备。环境照明系统能使工作人员在远离手术台的手术室区域内观察和活动。

在现有手术室(OR)照明系统中，通过在手术顶灯支撑臂的上部安装有较小的灯来提供环境照明。然而，这种类型的系统通常不能对用于外科手术的环境照明提供帮助，因为光线通常射在天花板或墙壁上，导致光线在房间内不均匀分布。由于在性质上具有很强的方向性，这些光线容易照亮房间的某些区域，同时使房间的其它区域仍处于黑暗之中。而且，定向光线会在无意中落在干扰外科医生、护士或麻醉师视线的位置。除此之外，在某个处理过程中，可能需要将顶灯移开，这就要求由无菌护士来移动该顶灯，不仅耗费护士的时间，也耗费外科医生的时间。

本发明提供了一种新的经过改进的环境照明方法及装置，其克服了上述及其它一些问题，产生了在外科手术室应用中尤其有用的柔和、均匀分布的环境光。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种照明系统。该系统包括支撑套筒和顶灯，所述顶灯包括第一发光部件。一个臂组件用于将所述顶灯支撑在一个与所述支撑套筒相对的选定位置。环境灯包括第二发光部件，所述第二发光部件设置在所述支撑套筒上，并与所述臂组件相隔开。

根据本发明的另一方面，提供了一种医疗设备悬挂系统。该系统包括支撑管。一个臂组件通过轴进行安装，用以使臂组件相对所述支撑套筒转动。所述臂组件的末端支撑相关联的医疗设备。灯罩组件在所述转轴上方安装到所述管上，环境灯的至少一个发光部件安装在所述灯罩组件上，位于其周缘旁边。

根据本发明的另一方面，提供了一种将环境灯安装到医疗悬挂系统上的方法。该方法包括将灯罩延伸部安装到所述悬挂系统的灯罩上。所述灯罩延伸部至少部分支撑所述环境灯的发光部件。

本发明的至少一个实施例的一个优点在于提供了一种散射环境照明系统。

本发明的至少一个实施例的另一优点在于即便在顶灯改变位置时所述环境灯也保持不动。

本发明的至少一个实施例的另一优点在于可对现有照明系统的环境灯进行改造。

本领域技术人员通过阅读下面对优选实施例所作的说明，可以清楚地理解本发明的其它优点和益处。

附图说明

本发明可以采用各种部件和部件排布，并且可以采用各种步骤及步骤排布。附图仅用于说明优选实施例，而不能解释为对本发明的限制。

图1为根据本发明的包括一个灯罩组件的照明系统的透视图；

图2为图1中的根据本发明的第一实施例的支撑套筒及带有一个灯罩延伸部的灯罩组件的放大剖视图；

图3是图1中的灯罩的放大透视图；

图4是从下方观察的图1中的灯罩组件和支撑套筒的透视图，其在装配过程中使用了一个夹持环；

图5是图4中根据本发明的第一实施例的带有一个环境灯的灯罩组件的部分剖视透视图；

图6是图2中的灯罩和灯罩延伸部的放大剖视图；

图7是图1中的根据本发明的第二实施例的支撑套筒和带有一个灯罩延伸部的灯罩的放大剖视图；

图8是从上方观察的图7中的灯罩组件的放大透视图；

图9是图7中的灯罩组件的部分放大剖视图；

图10是图7中的灯罩组件的放大俯视图；

图11是图7中的灯罩组件的透视图；

图12是图7中的灯罩组件的放大剖视图。

具体实施方式

参见图1，适合于在手术室11使用的顶置照明系统10照亮正在进行手术的病人12所在的区域，并提供用于整个房间的环境光线。图1中所示的该系统10包括两个顶灯14、16，其分别通过铰接臂组件20、22，从一个普通的安装系统18上悬吊下来。臂组件允许顶灯14、16可以独立地移动到与天花板24和病人12相对的各种位置。照明系统10刚性地安装到通常位于天花板24上方的合适的固定支撑部26，例如横梁上。顶灯14、16提供聚焦到病人或其它所需位置的定向光线。该照明系统还包括一个环境灯28，其为手术室提供散射的基本没有方向的照明，特别是在当关掉顶灯14、16或将其设置为低光照强度时使用。该环境灯包括一个或多个发光部件，以下将详细描述。可以知道，该照明系统10能以可替换地或额外地包括其它医疗设备，例如作业灯，监视器，摄像机，等等，这些设备通过类似于臂组件20、22的铰接臂安装在安装系统上。

再参见图2，普通的安装系统18包括：一个圆形的安装盘或称之为“干酪盘”30，其通过多个长杆状固定件32连接到刚性结构26上；以及一个支撑套筒33。该支撑套筒包括一个中空的圆柱支撑管或称之为吊管34，其近端被夹紧在安装盘30上，远端36向下延伸。铰接臂组件20、22分别通过可绕竖直轴线V转动的可转动套筒部即转轴(spindle)38连接到吊管末端36上。每个铰接臂20、22通常包括一个或多个关节40，该关节可以绕一个或多个轴线进行调节以提供额外的运动自由度。

吊管34在干酪盘30下面延伸的长度可以通过楔形锁紧装置42调节。楔形锁紧装置42包括一个圆台形衬圈44，该衬圈可拆地装入一个类似形状的焊接件46内，该焊接件刚性地连接到或整体形成于所述干酪盘30上。焊接件46具有一个中心孔47，其用来接收穿入其中的吊管。螺母48旋合到衬圈44的下端，其位于焊接件46的下方，从而拉动衬圈，使之夹紧吊管34。

继续参见图2，灯罩组件49包括一个主体，其形成一个穹顶形的顶盖或灯罩50，该灯罩为干酪盘30和相关的安装结构提供了一个装饰性的盖，并作为照明灯28的支撑物。灯罩50通过一个适当的固定件52安装在吊管34上，其位于焊接件46和螺母48的下方。例如，灯罩50通过灯罩夹持环52夹紧在吊管上。灯罩具有一个基本水平延伸的底部53，该底部具有一个足够大小的中心孔，适合于吊管34从中穿过。灯罩夹持环52紧挨该孔54固定在灯罩下方。如此安装的灯罩呈环形地从吊管34沿径向延伸，其底部53与干酪盘30隔开并与其基本平行。在灯罩50上可以选择性地设置一个或多个额外的偏心孔55(图3)，以容纳额外的辅助支撑套筒56(图1)。

在一个实施例中，最好如图4所示，固定件52采取两个半环57、58的形式。通过将这两个半环57，58绕吊管同时锁紧而使灯罩50固定。由于灯罩50不承受臂组件20、22的重量，因此这种固定不需要特别坚固，并且可以考虑用各种固定零件来代替环57、58。

再参见图2，并参见图5和6，环境灯28包括至少一个发光部件60。该环境灯28可以包括一个单独的发光部件60，例如荧光灯、白炽灯、发光二极管(LED)、放电灯(discharge light)、或者光纤元件。作为选择，环境灯28也可包括多个发光部件60，例如荧光灯、白炽灯、发光二极管(LED)、放电灯、或者光纤元件。发光部件最好布置在吊管34周围，使其沿所有角度方向都能发出散射光。

图5和图6示出环境灯28的一个实施例，其中发光部件60包括多个光缆66，以编织网68的形式，布置在焊接件46和吊管(图2)周围的环形物内。

在一个可选择实施例(未示出)中，基本为圆形的荧光灯沿径向与吊管间隔开，并内接一个几乎完整的圆。荧光管用的工作部件，例如电连接和/或镇流器，随意安装在干酪盘上。在另一可选择实施例(未示出)中，在环形物中或其附近布置有多个荧光管，这些管可以是弧形的或直线形的。

而在另一实施例(未示出)中，发光部件包括一个LED矩阵(一串LED)，呈弧形布置在吊管周围的环形物内。

最好如图2和5所示，灯罩组件49优选支撑环境灯28的至少一个发光部件60。具体地，如图2所示，所述灯罩组件49包括一个环形灯罩延伸部70。对于灯罩延伸部来说，所说的“环形”意思既包括圆形本体，也包括椭圆形和多边形本体，例如六边形、或者八边形，其中本体上形成一个孔，向内与本体周边相隔开，该孔可以位于中心，或者也可偏心设置。虽然可以考虑使该灯罩延伸部仅环绕所述灯罩的70％或更多，最好是至少90％，但是最好使该灯罩延伸部70完全环绕所述灯罩50。

灯罩延伸部70可拆卸地安装在所述灯罩50的周边，即向上弯曲的凸缘72的上端71上。在所示实施例中，该灯罩延伸部70的环形壳体73通过固定件74安装在所述凸缘72上。在图6所示实施例中，固定件包括多个沿弧形间隔开的挂钩75，其与灯罩50的凸缘72接合。该挂钩安装在灯罩延伸壳体73上，位于或邻近该壳体的上端76。

也可考虑额外的或者可选择的固定件。例如，在图7至图9所示的灯罩延伸部70’的一个可选择实施例中，其中类似的元件用上标(’)来指出，并且新的元件给出新的标号，各个固定件74’都可包括螺栓、螺钉、粘接剂或其它合适的固定装置。在图7至图9所示的实施例中，在灯罩50周围沿弧形设置有多个固定件74’。每个固定件74’包括两个螺栓78，其插入设置在灯罩延伸部70’上的通孔(未示出)和设置在灯罩50上的配合孔(未示出)中。支座80上的相应的孔(未示出)接收这两个螺栓78。支座80对灯罩在所设置的孔的周围进行了加强。为此，如图8最佳所示，支座80具有一个弯曲表面82，其与相应的灯罩50的邻近弯曲表面相匹配。可以知道，图8所示的螺栓78和支座80也可以单独用于，或者在挂钩75的基础上，将图2所示的灯罩延伸部70刚性地连接到灯罩50上。

灯罩延伸部70、70’可以是单个的环形弯曲体，或者可以形成两个或多个段，每段都构成灯罩延伸部的弧形的一部分，其在组装过程中利用夹持件、圆环、钻孔、攻丝或其它合适的方式，固定在一起，以形成一个环形体。因此，可对现有外科手术照明系统10的环境灯28进行改进而不需从建筑天花板上拆下支撑套筒33。

如图6所示，灯罩延伸部70的环形壳体73具有：一个弯曲的内周壁83，其具有与灯罩的凸缘72相同的总体曲率，并抵靠在灯罩凸缘上；以及一个弓形的外周壁84，其上端76和下端85与所述内壁相接触，以在中间确定一个封闭的环形凹腔或者容纳部86，该容纳部具有基本上为月牙形的横截面。在容纳部86内密封有发光部件68。因此发光部件60发出的所有(或基本上所有)的光都穿过灯罩组件壳体73而进入房间11。一个U形橡胶衬垫87将灯罩延伸部73的上端76夹在U形的臂之间。衬垫87的弹性软帽88突伸到灯罩50和灯罩延伸部壳体73上方，并且在使用中可与天花板24或干酪盘30接合。因此，在安装或轻轻移动灯罩组件49的过程中，例如在臂组件20、22的位置变动时，帽88可以防止对灯罩延伸部70的损坏。

从图2和图6中可以看出，灯罩延伸部70的外径比灯罩50稍大。因而，该灯罩的周边72在径向上与灯罩延伸部壳体73的弯曲内壁83间隔开。灯罩延伸部70确定一个大的中心孔89，其大小可以容纳中心吊管34和从中穿过的任一偏心辅助吊管56。

在图7至图10所示的实施例中，灯罩延伸部70’缺少图6所示的内壁83。代之以一个具有带向上开口92的座部90形式的凹腔，其形成在灯罩的周边72和灯罩延伸部70’之间。座部90内容纳发光部件60，在所示实施例中，该发光部件包括一个荧光管编织网68。向上的开口92位于天花板24附近，从而得到一个发光部件60所用的基本封闭的容纳部。因此，基本上发光部件60发出的所有的光都穿过灯罩延伸部70’而进入房间。

如图7所示，灯罩延伸部70’直径比灯罩50稍大，并且在其外周边具有一个周壁，该周壁形成一个凸缘94，其曲率稍小于由灯罩的外周边形成的凸缘72的曲率。因而，灯罩周边72沿径向与灯罩延伸部上的凸缘94的内部间隔开。灯罩延伸部70’上具有一个大的中心孔89’(图9)，其大小可以容纳中心吊管34和从中穿过的任一偏心辅助吊管56。

在一个替换实施例(未示出)中，灯罩延伸部为穹顶形，并具有基本为圆形的底座部，底座部与相应的灯罩的座部53接合。在灯罩延伸部的底座部上形成有一个或多个孔，这些孔与灯罩中的孔54、55相似，其大小适于刚好接收中心吊管34和从中穿过的任何辅助管56。

而在另一实施例(未示出)中，灯罩延伸部与灯罩50整个形成一体。

而在又一实施例(未示出)中，灯罩和灯罩延伸部形成两个或多个弓形段，每段包括一个灯罩弓形部和一个与其形成一体的灯罩延伸部弓形部。这些段通过适当的固定构件，例如螺钉、螺栓等，在吊管周围夹持在一起，然后通过夹持圈57、58固定在竖直位置。

灯罩延伸部70、70’，或者至少其外周壁84、94由一种透明或半透明材料制成，这种材料可以传输从发光部件60发出的光。例如，灯罩延伸部70、70’以及可选择地还包括灯罩50，由一种磨砂的白色或浅色塑料制成，这种塑料使穿过其中的光散射，使光线基本均匀地分布在整个房间。

环境灯28的发光部件60的位置使得环境光基本均匀地分布在整个外科手术室，其中环境灯环绕并靠近中心支撑管34。环形的环境灯发光部件60的居中布置使得在手术过程中不再需要由无菌护士来操纵灯28或者改变其方向，因为在这种情况下，环境灯安装在一个铰接臂上，所以通常可以在改变臂的位置时对其进行移动。

再参见图2至图6所示的实施例，可从光源100，例如白炽灯泡、LED、或者成排的LED向环境灯28的发光部件60发光，这些光源可与发光部件60有间隔。光源100通过一个光学光导管(opticallight pipe)102或者一束光导管连接到发光部件60上。在所示实施例中，发光部件60是一个光扩散器，例如编织光纤(woven fiberoptic)元件68，其安装在灯罩延伸部70的容纳部86内。从市场上可以找到一种Lumitex公司生产的合适的编织光纤元件68。光导管102穿过灯罩凸缘72内的开口104，并穿过灯罩延伸部内壁83上的相应开口(未示出)。

如图5所示，光源100可以安装在干酪盘30上，使得其重量不通过灯罩50支撑，或者安装在其它位置，例如天花板上方。光源100还可以把光提供给系统10中的其它光纤元件，例如顶灯14、16。

灯罩延伸部70的组装很容易实现，优选方式如下。如图5所示，灯罩延伸部壳体73优选由弹性柔软材料制成，并且在其内壁和外壁上具有窄槽106。通过抓该槽106旁边的灯罩延伸部壳体73的端部，可将灯罩延伸部拉成C形，以将包括编织光纤元件68的发光部件60送入凹腔86中。光导管102从位于灯罩延伸部70的内壁83上的适当大小的孔(未示出)中穿出。在将发光部件60装入凹腔86后，灯罩延伸部壳体73返回其初始环形形状，然后将衬垫87装到壳体73的上端76，以形成灯罩延伸部70。该后一步骤可以在将灯罩延伸壳体73定位在灯罩50周围之前或之后进行。

当希望将壳体延伸部70安装到灯罩50上时，要通过孔104将光导管102送入灯罩内，并将挂钩75安装在灯罩的边缘72上。光导管102的自由端具有一个适当的连接件，使其扣合在位于光源100的壳体上的相应连接件上，从而使光导管102的自由端与光源100对准。可以知道，这里的发光部件60包括荧光管、成排的LED、或者其它不采用独立光源100的发光部件，可将光导管替换为适当的电线，用于将发光部件与电源(未示出)连接。

图11示出灯罩延伸部70’的一种类似的布置方式，在该实施例中，编织光纤元件68可以通过适当的固定件(未示出)保持定位在座部90中，从而在安装过程中不会落到外面去。光导管通过灯罩上的孔104送入，对图5所示实施例来说，其自由端扣合在光源100旁边的位置。然后将螺栓78插入灯罩中并紧固，直到灯罩延伸部70’牢固地连接在灯罩上。

因此，环境灯28提供了一种位于中心的照明系统，能够均匀地照亮手术室。其避免了直射的刺眼的照明，并减少了对手术室中工作人员视觉产生不利影响的现象。当需要环境光时，顶灯不必移开。虽然编织光纤元件68能提供相对均匀的光线，但是在灯罩延伸部70、70’上也可以随意应用熟知的光线柔和技术，例如磨砂技术，以使光线柔和一致，使射入手术室内的光线更加均匀，同时使任何直射亮点柔和。

在手术中，外科医生或其他手术室医务人员通过开关120打开一个或多个顶灯14、16，该开关可以如图1所示安装在顶灯上，或者位于手术室的墙壁上。每个顶灯可以设置多个开关，使得外科医生和无菌人员都可以操纵该顶灯。每个顶灯包括一个光源或发光部件122，例如灯泡、荧光管，或者光纤光源。当外科医生希望房间内照明更均匀时，一般使用开关120关掉顶灯，或者减少到低光照强度。同样的开关120可以用来控制环境灯28，使得关掉顶灯光源时将环境灯打开。

在对现有系统的环境灯28进行改造时，发光部件60安装在灯罩延伸部70、70’上，并且该延伸部安装在灯罩50上。其在适当的地方与电源电连接。如果采用独立光源100，就要将其安装在干酪盘30上并在灯罩上钻出适当的孔104，用以接收穿过其中的光导管102。

Claims (22)

1.一种照明系统(10)，包括：安装系统(18)；顶灯(14、16)，所述顶灯包括第一发光部件(122)；臂组件(20、22)，所述臂组件用于将所述顶灯支撑在一个与所述安装系统相对的选定位置；以及一个安装在所述安装系统上的灯罩组件(49)，其特征在于：

环境灯(28)，包括第二发光部件(60)，所述第二发光部件设置在所述灯罩组件上。

2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于：

所述第二发光部件(60)基本是环形，并且至少部分被所述灯罩组件的可移去的周壁(84、94)所包围。

3.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于：

所述灯罩组件包括一个灯罩主体(50)以及一个安装在所述灯罩主体上的透光灯罩延伸部(70、70’)，所述灯罩延伸部支撑所述第二发光部件。

4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于：

所述灯罩延伸部(70、70’)是环形的，并且其外径大于所述灯罩主体(50)的外径。

5.如权利要求3或4所述的照明系统，其特征在于：

所述灯罩延伸部(70、70’)形成至少两个部分，其共同确定一个环形体。

6.如权利要求3至5中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

所述灯罩延伸部(70)确定一个封闭的容纳部(86)，所述容纳部内部用于容纳所述第二发光部件。

7.如权利要求3至6中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

所述灯罩延伸部(70’)和灯罩主体(50)之间确定一个座部(90)，所述座部适于容纳所述第二发光部件。

8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

所述第二发光部件为环形。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

所述第二发光部件包括由荧光管、发光二极管、白炽灯泡、放电灯和光纤元件构成的组中的一个或多个。

10.如权利要求9所述的照明系统，其特征在于：

所述第二发光部件包括一个圆形荧光管。

11.如权利要求9所述的照明系统，其特征在于：

所述第二发光部件包括一个圆形的荧光管串。

12.如权利要求9所述的照明系统，其特征在于：

所述第二发光部件包括一个光纤网，并且所述环境灯还包括：

光源(100)；以及

至少一个光导管，所述光导管适于通过所述光纤网与所述光源连接。

13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

所述第一发光部件(122)包括由荧光管、发光二极管、白炽灯泡、放电灯和光纤元件构成的组中的一个或多个。

14.如权利要求1至12中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

开关(120)，与所述顶灯配合，所述开关选择性地使所述第一发光部件和所述第二发光部件工作。

15.如权利要求1至14中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于：

所述安装系统包括：

管(34)，所述臂组件可转动地安装在所述管的下端(36)，所述灯罩组件安装在所述管上；以及

干酪盘(30)，具有一个孔(47)，所述孔适于使所述管穿入其中。

16.一种医疗设备悬挂系统(10)，包括：

支撑套筒(33)；

臂组件(20、22)，通过转轴进行安装，用以相对所述支撑套筒转动，所述臂组件的末端支撑医疗设备(14、16)；

灯罩组件(49)，安装在所述支撑套筒上，并在所述转轴上方从所述套筒延伸，所述灯罩组件上具有外周边(84、94)；以及

环境灯(28)，包括至少一个发光部件(60)，所述发光部件安装在所述灯罩组件上，靠近其外周边。

17.如权利要求16所述的医疗设备悬挂系统，其特征在于：

所述灯罩组件包括：

容纳部(86)或座部(90)，邻近所述周边，其容纳所述发光部件。

18.如权利要求16所述的医疗设备悬挂系统，其特征在于：

所述灯罩组件包括：

灯罩主体(50)，安装在所述支撑套筒上；以及

灯罩延伸部(70、70’)，可拆地安装在所述灯罩主体上，其至少部分支撑所述发光部件。

19.如权利要求18所述的医疗设备悬挂系统，其特征在于：

所述灯罩延伸部(70’)和灯罩主体之间确定一个向上敞开的座部(90)，其邻近所述周边，容纳所述发光部件。

20.如权利要求18所述的医疗设备悬挂系统，其中所述灯罩延伸部(70)包括内周壁(83)和外周壁(84)，二者之间确定一个封闭的容纳部(86)，其容纳所述发光部件。

21.如权利要求16至20中任一权利要求所述的医疗设备悬挂系统，其特征在于：

所述医疗设备选自由顶灯、作业灯、视频监视器、以及摄像机构成的组。

22.一种将环境灯(28)安装到医疗悬挂系统(10)上的方法，其特征在于：

将一灯罩延伸部(70、70’)安装到所述悬挂系统的灯罩(50)上，所述灯罩延伸部至少部分支撑所述环境灯的发光部件(60)。

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