DE102007042646A1 - LED-OP-Leuchte - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine OP-Leuchte mit einem Leuchtengehäuse, einem Reflektor (2) und einem Leuchtmittel, wobei die OP-Leuchte als Einreflektorleuchte ausgebildet ist. Zur Vermeidung eines Austrocknens der Operationswunde wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, LEDs, OLEDs oder Laserdioden als Leuchtmittel einzusetzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Operationsraum (OP)-Leuchte mit einem Leuchtengehäuse, einem Reflektor und einem Leuchtmittel. Solche OP-Leuchten sind vorzugsweise als Einreflektorleuchten mit einem zentral angeordneten Leuchtmittel ausgebildet. Sie können jedoch auch prinzipiell als Mehrreflektorleuchten mit mehreren Reflektoren ausgebildet sein, wobei dann jedem Reflektor ein entsprechendes Leuchtmittel zugeordnet ist. Als Leuchtmittel kommen heute vorzugsweise Halogen- und Entladungslampen zum Einsatz.
  • Eine derartige OP-Leuchte stellt für einen Operationsraum eines Krankenhauses einen fokussierbaren Leuchtkegel mit besonders hoher Leuchtdichte im Brennpunkt bereit. Der Leuchtfelddurchmesser lässt sich in Abhängigkeit von der Operationsfeldgröße anpassen, d. h. fokussieren, um Blendungen durch umliegendes Gewebe oder Abdecktücher zu verringern.
  • Bestehende OP-Leuchten mit als Halogen- oder Entladungslampen ausgebildeten Leuchtmitteln strahlen relativ viel Infrarotlicht und somit Wärme ab, welches zum frühzeitigen Austrocknen der Operationswunde eines Patienten führen kann. Zur Unterbindung dieser Infrarotstrahlung werden deshalb Infrarot-Filter eingesetzt.
  • Der Erfindung liegt deshalb das technische Problem zugrunde, eine gattungsgemäße OP-Leuchte so weiter zu entwickeln, dass die eingangs genannten Nachteile zumindest teilweise vermieden werden und insbesondere eine deutlich verringerte Infrarotstrahlung und somit möglichst wenig Wärme auf die OP-Wunde strahlt.
  • Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Leuchtmittel mindestens ein LED, OLED oder eine Laserdiode umfassen. Im Falle der Verwendung von LED's werden vorzugsweise mehrere LED's oder Laserdioden an oder auf einem Trägerelement angeordnet, welches vorzugsweise im Bereich der optischen Achse der Leuchte angeordnet ist. Zur Fokussierung kann dieses Trägerelement entlang der optischen Achse verstellbar ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Trägerelements aus einem besonders gut wärmeleitenden Material zum Erzielen Ableiten der lokalen auf die vom Patienten abgewandte Seite der Leuchte.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung von LED's, OLED's oder Laserdioden ist mit dem Vorteil verbunden, dass diese Leuchtmittel erheblich weniger Infrarotlicht und somit Wärme abstrahlen. Die am Sockel der Dioden auftretende Wärme ist abführbar auf das Leuchtengehäuse weg von der Operationswunde. Dabei sind das Leuchtengehäuse und die einzelnen Bauteile der OP-Leuchte vorzugsweise so ausgebildet, dass diese besonders vorteilhafte wärmeableitenden Eigenschaften aufweisen.
  • Vorzugsweise sind die LED's, OLED oder Laserdioden zur Fokussierung verstellbar, vorzugsweise entlang der optischen Achse. Das Verstellen kann auch durch Verstellen des Trägerelements erfolgen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die OP-Leuchte zudem einen Hilfsreflektor auf, der zumindest mit einer Reflektionsfläche versehen ist, die ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des von dem Leuchtmittel abgestrahlten Lichts nur in einem ausgewählten Spektralbereich, insbesondere einer ausgewählten Farbe zu reflektieren. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Hilfsreflektor als ein konzentrisch um die optische Achse angeordneter Reflektorring ausgebildet, der unterhalb der Leuchtmittel in Richtung der Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist. Vorzugsweise ist dieser Hilfsreflektor zur Erfassung variabler Lichtmengen ebenfalls entlang der optischen Achse des Leuchtmittels verschiebbar angeordnet. Durch eine entsprechende Farbwahl des Hilfsreflektors lässt sich die Farbwiedergabe in einem gewissen Bereich stufenlos einstellen. So kann der Hilfsreflektor z. B. zur Beimischung eines roten Lichtanteils zu dem weißen LED – Licht und somit Erhöhen der Farbwiedergabe eine rote Farbe aufweisen.
  • Zur Farbgradientenänderung können um das Leuchtmittel herum eine oder mehrere Transmissionsfilter angeordnet sein. Diese Transmissionsfilter, die vorzugsweise als hohlzylindrische Glas- oder Kunststoffkörper ausgebildet sind, erstrecken sich dabei um die Leuchtmittel herum. Zur wahlweisen Zu- oder Abschaltung dieser Transmissionsfilter und dementsprechenden Änderung des Farbgradienten können diese Transmissionsfilter einzeln verstellbar sein.
  • Alternativ können eine Farbmischung auch z. B. durch unterschiedlich farblich ausgebildete LED's oder Gruppen von LED's erzielt werden.
  • Zur weiteren Verbesserung der wärmeabführenden Eigenschaften sind die LED's auf dem wärmeleitenden Trägerelement vorzugsweise entlang der optischen Achse verschiebbar. Vorzugsweise ist das Trägerelement als Zylinder ausgebildet, mit flächigen Abschnitten an den Befestigungsstellen der LED's. Das wärmeleitende Trägerelement kann z. B. als axial verschieblicher Oktaeder ausgebildet sein, auf dessen äußerer Mantelfläche die LED's, oder OLED's angeordnet sind. Damit wird die von den LED's erzeugte Wärme per Wärmeleitung auf eine größere Abstrahlfläche verteilt. Das Trägerelement steht vorzugsweise mit dem Leuchtengehäuse und/oder dem Reflektor in Verbindung, wobei die Wärmeübergangsflächen so ausgebildet sind, dass sie durch mechanisch vorgespannte Elemente einen besonders guten Wärmeübergang gewährleisten.
  • Insbesondere POWER-LED's hoher Leistung weisen den besonderen Vorteil eines weißen Lichts ohne IR-Strahlung auf. Andererseits tritt an dem Sockel der LED's gleichwohl eine Wärmeentwicklung auf, die auch abgeführt werden muss. Die LED Wärme wird somit über den LED-Sockel auf das Trägerelement übertragen und muss dann weiter über wärmeleitende Elemente an die Umgebung abgegeben werden. Dazu weist die OP-Leuchte ein wärmeabgebendes Element auf. Dieses an die Umgebung wärmeabgebende Element ist vorzugsweise großflächig ausgebildet und besteht aus einem Werkstoff mit besonders guten wärmeleitenden Eigenschaften, wie z. B. Silber, Kupfer oder Aluminium. Das Trägerelement und das Wärmeabgebende Element können als getrennte Bauteile ausgebildet sein.
  • Zur Vermeidung eines Wärmeübergangs von dem Trägerelement und/oder Wärmeabstrahlelement sind zwischen diesem(n) und dem Leuchtengehäuse oder Reflektor Wärmeisolatoren eingebaut.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform mit besonders guter Wärmeleitung nach oben sieht vor, dass nur ein äußerer Reflektor in einem die Funktion des Leuchtengehäuses den Reflektor am Öffnungsrand ringförmig umschließender Rahmen angeordnet ist. Eine besonders einfache Bauform sieht vor, dass das wärmeabgebende Element und die Reflektorhaube einteilig ausgebildet sind.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen OP-LED-Leuchte anhand einer vergrößerten Querschnittszeichnung näher erläutert ist.
  • Demnach besteht die OP-LED-Leuchte aus einem domförmigen und rotationssymmetrischen Innenreflektor 2, der vorzugsweise einstückig aus Aluminium gefertigt ist. Der Reflektor 2 wird umschlossen von einer Reflektorhaube 4, deren in Einbaulage unterer Rand in einem vorliegend als nur als Rahmen 6 ausgebildetes Leuchtengehäuse eingesetzt ist, in den ein Tragarm (nicht dargestellt) für die OP-LED-Leuchte seitlich einrastbar ist. Die optische Achse läuft mittig vertikal durch die in der Figur dargestellte OP-LED-Leuchte.
  • Eine in Betriebslage untere Lichtaustrittsöffnung ist durch eine als Glasscheibe 8 ausgebildete Leuchtenabdeckung abgedeckt. Mittig in dieser Glasscheibe entlang der optischen Achse ist ein drehbarer Verstellgriff 10 angeordnet. Im oberen Ende dieses Verstellgriffs 10 ist eine Spindel 12 angeordnet, deren oberes Ende drehbar eine zylindrische Öffnung mit korrespondierendem Innengewinde eines Distanzstabes kämmt. Auf der Oberseite des Distanzstabes ist der im wesentlichen oktaedrische Träger 16 angeordnet, der auf seiner äußeren Mantelfläche eine Reihe von vertikal voneinander beabstandeten und ringförmig angeordneten LED-Reihen 18 aufweist.
  • Das obere Ende des Trägerelements 16 wird vertikal verschieblich durch ein in Einbaulage nach unten ragendes, stabförmiges Ende eines kappenförmigen Kopfstücks 20 gehalten. Dieses pilzförmige Kopfstück 20 stellt das wärmeabstahlende Element dar. Ein verbesserte Ausführungsform sieht einen in Einbaulage nach unten ragenden Stutzen vor, welcher das obere Ende des Trägerelements 16 verschieblich umschießt.
  • Unterhalb der insgesamt vier LED-Reihen 18 ist ein höhenverstellbarer Ringreflektor 22 angeordnet. Dieser weist eine in der Abhängigkeit von den Dimensionen der Leuchte ausgebildet Reflektionsfläche auf (eben, konvex, konkav unter verschiedenen Winkeln zur Horizontalen). Dieser Ringreflektor ist rot ausgebildet, um dem weißen, von den LED's ausgestrahlten Licht im Schattenbereich des Verstellgriffs 10 rotes Licht hinzuzumischen. Andere Lichtfarben sind durch entsprechende Auswahl der Farbe des Ringreflektors erzielbar. So wird das durch die LED- Reihen 18 ausgestrahlte Licht nur in einem ausgewählten Randbereich in einer bestimmten Farbe und einem bestimmten Winkel reflektiert.
  • Zwischen dem Ringreflektor 22 und den die LED-Reihen 18 tragenden Träger 16 ist ein vertikal verstellbarer, innerer Transmissionsfilter 24 angeordnet. Dieser innere Transmissionsfilter ist als Hohlzylinder ausgebildet, der die LED-Reihen 18 umschließt und vorliegend aus gelbem Glas besteht.
  • Außerhalb dieses inneren Transmissionsfilters 24 und des Ringreflektors 22 ist ein äußerer Transmissionsfilter 26 ebenfalls vertikal verstellbar angeordnet, welcher aus einem blauen, hohlzylindrischen Glaskörper besteht. Der innere Transmissionsfilter 24 und der äußere Transmissionsfilter 26 sind entlang der optischen Achse getrennt voneinander verstellbar zum stufenlosen Anpassen des Farbgradienten.
  • Durch Zu- und Abschalten einzelner LED-Reihen 18 ist die OP-Leuchte unter Beibehaltung der herrschenden Grundfarbe im OP, bei Beibehalten der Farbtemperatur sowie Farbwiedergabe in der Helligkeit veränderbar. Dieses ist für ein möglichst naturgetreues Farboperationslicht mit einem möglichst hohen Farbwiedergabeindex größer 90 unerlässlich.
  • Bei einer vereinfachten Ausführungsform können der Reflektor 2 und die Reflektorhaube 4 einteilig ausgebildet sein.
  • Wichtig ist, dass die von den LED-Reihen 18 erzeugte Wärme an den Sockel über den Träger 16 durch entsprechende Ausbildung der OP-LED-Leuchte von dem Operationsbereich weg geleitet wird.
  • Die bevorzugte Ausführungsform der OP-LED-Leuchte sieht eine Veränderung der Gesamthelligkeit der Leuchte vor, indem nur einzelne oder bestimmte Sektionen der LED's ab- oder zugeschaltet werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene selektive Abschaltung einzelner LED's, wobei die übrigen bei voller Leistung eingeschaltet sind, vermeidet den Nachteil der Veränderung des Farbgradienten bei Änderung der Versorgungsspannung der LED's.
  • Erfindungsgemäß wird eine neuartige OP-Leuchte bereit gestellt, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme aufgrund der durch Infrarotstrahlung hervorgerufene Austrocknung der Operationswunde dadurch vermeidet, dass als Leuchtmittel mehrere LED's oder flächige OLED's eingesetzt werden. Durch konstruktive Gestaltung der OP-Leuchte wird die von den Leuchtmitteln erzeugte Wärme ausschließlich weg von den Patienten abgestrahlt.
    • 2
    Reflektor
    4
    Reflektorhaube
    6
    Rahmen
    8
    Glasscheibe
    10
    Verstellgriff
    12
    Spindel
    14
    Distanzstab
    16
    Trägerelement
    18
    LED-Reihe
    20
    Halter
    22
    Ringreflektor
    24
    innerer Transmissionsfilter
    26
    äußerer Transmissionsfilter

Claims (13)

  1. OP-Leuchte mit einem Reflektor (2) und einem Leuchtmittel, wobei diese vorzugsweise als Einreflektorleuchte ausgebildet ist, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass die Leuchtmittel mindestens eine LED, OLED oder Laserdiode umfassen.
  2. OP-Leuchte nach Anspruch 1, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass diese einen Hilfsreflektor aufweist, der mindestens eine Reflektionsfläche aufweist, die ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des von dem Leuchtmittel abgestrahlten Lichts nur in einem ausgewählten Spektralbereich (Farbe) zu reflektieren.
  3. OP-Leuchte nach Anspruch 2, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass der Hilfsreflektor als einen das Leuchtmittel umschließen den Ringreflektor (22) umfasst.
  4. OP-Leuchte nach Anspruch 2 oder 3, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass der Hilfsreflektor entlang der optischen Achse des Leuchtmittels verschiebbar ist.
  5. OP-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass um das Leuchtmittel zur Farbgradientenänderung mindestens ein Transmissionsfilter (24, 26) angeordnet ist.
  6. OP-Leuchte nach Anspruch 5, DADURCH GEKENNZEICHNET dass der mindestens eine Transmissionsfilter (22, 24) um den Hilfsreflektor angeordnet ist.
  7. OP-Leuchte nach Anspruch 5 oder 6, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass der mindestens eine Transmissionsfilter (24, 26) verstellbar ist.
  8. OP-Leuchte nach Anspruch 7, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass diese zwei Transmissionsfilter (24, 26) aufweist, die unabhängig voneinander verstellbar sind.
  9. OP-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass die Leuchtmittel auf einem wärmeleitenden Trägermaterial angeordnet sind.
  10. OP-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass diese in der Helligkeit Verstellbar ist.
  11. OP-Leuchte nach Anspruch 10, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass zur Veränderung der Helligkeit ein Teil ein Teil der Leuchtmittel ab- und zuschaltbar ist.
  12. OP-Leuchte nach den Ansprüchen 1 bis 11, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass die wärmeabstrahlende Fläche ganz oder teilweise die Reflektorhaube (4) darstellt.
  13. Betriebsverfahren für eine Leuchte, insbesondere für eine OP-Leuchte nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche mit einem mindestens mehrere LED's umfassenden Leuchtmittel, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass die Helligkeit verändert wird durch selektives ab- und zuschalten einzelner und/oder einer Reihe von LED's.
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