RU2775731C1

RU2775731C1 - Method for regulating the geometric shape of the light field and a surgical lamp for its implementation

Info

Publication number: RU2775731C1
Application number: RU2021132408A
Authority: RU
Inventors: Георгий Владимирович Сихарулидзе; Александр Георгиевич Качеишвили; Георгий Николаевич Горбач
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Эльбрус" (ООО "Эльбрус")
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-07-07

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: inventions group relates to medical equipment, namely to surgical lamps. The creation of a light field is provided by rotating a group of light sources and adjusting their brightness and color temperature. Groups of fixtures are divided into several subgroups. Two sub-groups are equipped with half warm LEDs and half cold color temperature LEDs. The third subgroup of luminaires is fixed rigidly to the base of the frame and consists of at least two light sources, one of them is of “cold” color temperature, and the other is “warm” and is a central light source.

EFFECT: providing individual adjustment of the geometric shape of the resulting light field of the surgical lamp, created by the light beams of individual lamps from a group of lamps, as well as creating the possibility to save variants of the geometric shape of the light field for reuse.

8 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим светильникам. The invention relates to medical equipment, namely to surgical lamps.

Известен хирургический светильник с регулируемой геометрической формой светового поля (см. патент РФ №2749315, МПК А61В 90/30, Н05В 33/08, F21S 2/00, F21W 131/205, опубл. 08.06.202 г), содержащий несколько ламп, относящихся к группе ламп и создающих каждая световой луч, проходящий вдоль продольной оси, а также ориентированных и расположенных по отношению друг к другу таким образом, что продольные оси световых лучей указанных ламп пересекаются в общей фокальной плоскости, при этом лампы указанной группы ламп могут быть запитаны током независимо друг от друга с обеспечением возможности регулировки геометрической формы светового поля, формируемой указанными лампами в плоскости освещения, расположенной на расстоянии от фокальной плоскости.Known surgical lamp with adjustable geometric shape of the light field (see RF patent No. 2749315, IPC A61V 90/30, H05V 33/08, F21S 2/00, F21W 131/205, publ. 08.06.202 g), containing several lamps, belonging to a group of lamps and each creating a light beam passing along the longitudinal axis, as well as oriented and located with respect to each other in such a way that the longitudinal axes of the light beams of these lamps intersect in a common focal plane, while the lamps of the indicated group of lamps can be powered current independently from each other with the possibility of adjusting the geometric shape of the light field, formed by these lamps in the illumination plane, located at a distance from the focal plane.

Для управления отдельными лампами в хирургическом светильнике внутри плафона, имеется центральный блок управления, который электрически соединен с лампами. Кроме того, блок управления предпочтительно оборудован датчиками освещенности, расположенными в плафоне или в рукоятке хирургического светильника.To control the individual lamps in the surgical light inside the dome, there is a central control unit that is electrically connected to the lamps. In addition, the control unit is preferably equipped with light sensors located in the ceiling or in the handle of the surgical light.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа и устройства, относится то, что известное изобретение не позволяет осуществлять регулировку пятна освещения по глубине, а также воспроизводить небольшое количество геометрических форм светового поля по ранее заданной программе, вследствие ограниченного числа ламп и неподвижного их крепления на осветительных модулях.The reasons hindering the achievement of the technical result indicated below when using the known method and device include the fact that the known invention does not allow adjusting the illumination spot in depth, as well as reproducing a small number of geometric shapes of the light field according to a previously specified program, due to the limited number of lamps and their fixed fastening on lighting modules.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить индивидуальную регулировку геометрической формы как по площади, так и по глубине результирующего светового поля хирургического светильника, создаваемого световыми лучами отдельных ламп из группы всех ламп светильника, а также создать возможность сохранять варианты геометрической формы светового поля для повторного использования.The technical task of the invention is to provide individual adjustment of the geometric shape both in area and depth of the resulting light field of the surgical lamp, created by the light beams of individual lamps from the group of all lamps of the lamp, and also to create the ability to save variants of the geometric shape of the light field for repeated use.

Сущность предлагаемого способа регулирования геометрической формы светового поля, создаваемого хирургическим светильником, заключается в том, что создание заданного светового поля обеспечивается путем формирования пучка света заданного размера за счет поворота группы источников света, причем блок управления производит регулировку как поворота группы источников света, так и их яркости и цветовой температуры посредством модуля центральной ручки и пультов управления, при этом указанная регулировка может быть проведена с использованием программ 1 и 2, причем в соответствии с программой 1 блок управления перед началом работы выполняет диагностику узлов группы источников света, затем формирует сигнал на наклон всех групп светильников до крайнего положения, причем крайние положения группы светильников определяют датчиками крайнего положения и только потом каждая группы светильников отклоняется на необходимый угол для формирования пучка света заданного размера и яркости, при этом в соответствии с программой 2 блок управления перед началом работы выполняет диагностику узлов группы светильников, затем сразу формирует нужный угол, при данном варианте угловое положение каждого сегмента определяется линейными энкодерами, кроме того, формирование светового пятна и расчет угла поворота осуществляют за счет нейронных сетей путем применения машинного обучения, нейронная сеть получает изображение от камеры, установленной в ручке светильника, обрабатывает изображение и делает необходимый расчет положения каждого сегмента и его яркости, а также цветовой температуры для исключения появления теней и бликов.The essence of the proposed method for controlling the geometric shape of the light field created by a surgical lamp is that the creation of a given light field is provided by forming a beam of light of a given size by rotating a group of light sources, and the control unit adjusts both the rotation of the group of light sources and their brightness and color temperature by means of the central handle module and control panels, while the specified adjustment can be carried out using programs 1 and 2, and in accordance with program 1, the control unit, before starting work, diagnoses the nodes of a group of light sources, then generates a signal for the inclination of all groups of luminaires to the extreme position, and the extreme positions of the group of luminaires are determined by the sensors of the extreme position, and only then each group of luminaires deviates to the required angle to form a beam of light of a given size and brightness, while in accordance with and with program 2, the control unit, before starting work, diagnoses the nodes of a group of luminaires, then immediately forms the desired angle, with this option, the angular position of each segment is determined by linear encoders, in addition, the formation of a light spot and the calculation of the rotation angle are carried out by neural networks by using a computer training, the neural network receives an image from a camera installed in the lamp handle, processes the image and makes the necessary calculation of the position of each segment and its brightness, as well as the color temperature to eliminate the appearance of shadows and glare.

При включении режима эндоскопической хирургии включают только центральный источник света, при этом освещенность рабочего поля не превышает 4% от общей освещенности.When the endoscopic surgery mode is turned on, only the central light source is turned on, while the illumination of the working field does not exceed 4% of the total illumination.

Сущность хирургического светильника заключается в том, что светильник содержит группы светильников, запитанных напряжением через блок управления, оборудовано датчиками освещенности, установленными в плафоне или в рукоятке светильника. При этом рукоятка выполнена в виде модуля центральной ручки, а группы светильников разделены на несколько подгрупп: одна подгруппа источников света состоит, как минимум из двух источников света, оснащенных большими линзами - рефлекторами, выполненных треугольной формы с светодиодной платой, причем половина из них оснащена светодиодами «теплой», а половина светодиодов - «холодной» цветовой температуры света; вторая подгруппа источников света состоит, как минимум двух источников света, оснащенных малыми линзами - рефлекторами, выполненных треугольной формы с светодиодной платой причем половина из них оснащена светодиодами «теплой», а половина светодиодов - «холодной» цветовой температуры света; третья подгруппа светильников закреплена жестко к основанию рамы и состоит, как минимум из двух источников света, причем один из них холодной цветовой температуры а другой «теплой» цветовой температуры и представляет собой центральный источник света. The essence of the surgical lamp is that the lamp contains groups of lamps powered by voltage through the control unit, equipped with light sensors installed in the ceiling or in the lamp handle. At the same time, the handle is made in the form of a central handle module, and the groups of lamps are divided into several subgroups: one subgroup of light sources consists of at least two light sources equipped with large lenses - reflectors, made of a triangular shape with an LED board, and half of them are equipped with LEDs "warm", and half of the LEDs - "cold" color temperature of light; the second subgroup of light sources consists of at least two light sources equipped with small lenses - reflectors, made of a triangular shape with an LED board, and half of them are equipped with "warm" LEDs, and half of the LEDs - with "cold" color temperature of light; the third subgroup of fixtures is fixed rigidly to the base of the frame and consists of at least two light sources, one of them with a cold color temperature and the other with a "warm" color temperature and is the central light source.

На оси вращения модуля центральной ручки расположена камера оснащенная датчиками освещенности, яркости и цветовой температуры, а сам модуль центральной ручки оснащен полым неподвижным валом через который проходит электропроводка для подключения камеры к блоку управления, ручка модуля центральной ручки выполнена съемной и закреплена на крепежной втулке, которая при помощи оси закреплена на подшипниках с возможностью поворота вокруг оси, на корпусе модуля центральной ручки закреплен датчик энкодера, который считывает направление и угол поворота съемной ручки модуля центральной ручки. On the axis of rotation of the central handle module there is a camera equipped with light, brightness and color temperature sensors, and the central handle module itself is equipped with a hollow fixed shaft through which the electrical wiring passes to connect the camera to the control unit, the handle of the central handle module is removable and fixed on a mounting sleeve, which by means of an axis it is fixed on bearings with the possibility of rotation around the axis, an encoder sensor is fixed on the body of the central handle module, which reads the direction and angle of rotation of the removable handle of the central handle module.

Линзы источников света установлены отдельно и закреплены при помощи расплавления или развальцовки удерживающих выступов, кроме того, предусмотрено крепление с помощью миниатюрных саморезов или клея, причем саму группу светильников с помощью кронштейнов и винтов крепят на механизмах наклона где дополнительно крепят и датчики крайнего положения групп светильников.The lenses of the light sources are installed separately and fixed by melting or expanding the retaining protrusions, in addition, fastening is provided using miniature self-tapping screws or glue, and the group of luminaires itself is fixed with brackets and screws on the tilt mechanisms, where the sensors of the extreme position of the groups of luminaires are additionally fixed.

Механизмы наклона групп светильников состоят из шагового двигателя, платы, датчика крайнего положения и разъемов, причем механизм наклона вверх закреплен на стойке с помощью винтов, а механизм наклона вниз закреплен на сегменте посредством кронштейна при помощи винтов. Tilt mechanisms for groups of luminaires consist of a stepper motor, a board, an end position sensor and connectors, while the upward tilt mechanism is fixed to the rack with screws, and the downward tilt mechanism is fixed to the segment by means of a bracket with screws.

Хирургический светильник содержит центральный источник света, который образуют светодиоды с малыми и большими линзами, и с равными долями светодиодов "теплой" и "холодной" цветовой температуры света, причем малые и большие линзы расположены на концентрических окружностях разных диаметров, а сам центральный источник света оснащен платой электропитания и имеет кольцевую форму, малые и большие линзы светодиодов расположены таким образом, чтобы исключить взаимное затенение.The surgical lamp contains a central light source, which is formed by LEDs with small and large lenses, and with equal shares of LEDs of "warm" and "cold" light color temperatures, with small and large lenses located on concentric circles of different diameters, and the central light source itself is equipped with power supply board and has an annular shape, small and large LED lenses are arranged in such a way as to exclude mutual shading.

При помощи поворотного шарнира светильник крепят к поворотным дугам на которых крепят и два пульта управления, при помощи которых оператор управляет работой светильника.With the help of a swivel hinge, the luminaire is attached to the swivel arcs, on which two control panels are also attached, with the help of which the operator controls the operation of the luminaire.

Конструкция изобретения представлена на фигурах.The design of the invention is shown in the figures.

Фиг. 1 - состав деталей хирургического светильника.Fig. 1 - the composition of the details of the surgical lamp.

Фиг. 2 - вид сбоку.Fig. 2 - side view.

Фиг. 3 - вид снизуFig. 3 - bottom view

Фиг. 4 - состав деталей первой подгруппы светильниковFig. 4 - the composition of the details of the first subgroup of fixtures

Фиг. 5 - состав деталей второй подгруппы светильников.Fig. 5 - the composition of the details of the second subgroup of fixtures.

Фиг. 6 - состав деталей третьей подгруппы светильников.Fig. 6 - the composition of the details of the third subgroup of fixtures.

Фиг. 7 - состав деталей модуля центральной ручки.Fig. 7 - the composition of the details of the module of the central handle.

Фиг. 8 - крепление деталей модуля центральной ручки к основе рамы.Fig. 8 - fixing the parts of the central handle module to the frame base.

Устройство состоит из рамы 1, поворотного шарнира 2, сегмента крепежного 3, модуля центральной ручки 4, сегмента 5, механизма 6 наклона вниз, стойки 7, источника света с 8 большой линзой, источника света 9 с малыми линзами, стойки 10, механизма 11 наклона вверх, осей 12, блока управления 13, центрального источника света 14, крепежных винтов 15, стойки 16, шаговых двигателей 17, разъемов 18, обода корпуса 19, крышки 20, стекла светильника 21, крепежных винтов 22, поручня 23, съемной ручки 24, поворотных дуг 25, пультов 26 и 27 оператора, корпуса модуля 28 центральной ручки, подшипников 29, оси вращения 30 центральной ручки, камеры 31 оснащенной датчиками освещенности, яркости и цветовой температуры, полого неподвижного вала 32, стойки крепежной 33 камеры, крепежных винтов 34 и 35 камеры 34 и 35, кронштейна 36 камеры, крепежной втулки 37 съемной ручки, проставочного кольца 38, датчика энкодера 39, крепежных винтов 40, 41, 42, 43 44 и 45, датчика крайнего положения 46, платы 47, крепежных винтов 48 и 49, кронштейна 50, крепежного шарнира 51.The device consists of a frame 1, a swivel joint 2, a mounting segment 3, a central handle module 4, a segment 5, a downward tilt mechanism 6, a rack 7, a light source with a large lens 8, a light source 9 with small lenses, a rack 10, a tilt mechanism 11 up, axes 12, control unit 13, central light source 14, fixing screws 15, rack 16, stepper motors 17, connectors 18, body rim 19, cover 20, lamp glass 21, fixing screws 22, handrail 23, detachable handle 24, rotary arches 25, operator consoles 26 and 27, module body 28 of the central handle, bearings 29, axis of rotation 30 of the central handle, camera 31 equipped with light, brightness and color temperature sensors, hollow fixed shaft 32, rack mounting 33 of the camera, mounting screws 34 and 35 cameras 34 and 35, camera bracket 36, mounting sleeve 37 removable handle, spacer ring 38, encoder sensor 39, mounting screws 40, 41, 42, 43 44 and 45, limit position sensor 46, plate 47, mounting screws 48 and 49, bracket 50, mounting hinge 51.

Группы светильников, запитанных напряжением через блок управления, оборудовано датчиками освещенности, установленными в плафоне или в рукоятке хирургического светильника. Кроме того рукоятка выполнена в виде модуля центральной ручки 4, а группы светильников разделены на несколько подгрупп: одна подгруппа источников света 8 состоит, как минимум из двух источников света оснащенных большими линзами-рефлекторами, выполненных треугольной формы с светодиодной платой, причем половина из них оснащена светодиодами «теплой», а половина светодиодов - «холодной» цветовой температуры света; вторая подгруппа источников света 9 состоит, как минимум двух источников света оснащенных малыми линзами-рефлекторами, выполненных треугольной формы с светодиодной платой, причем половина из них оснащена светодиодами «теплой», а половина светодиодов - «холодной» цветовой температуры света; третья подгруппа светильников состоит, как минимум из двух источников света, причем один из них холодной цветовой температуры света, а другой «теплой» цветовой температуры света не регулируется по углу наклона и представляет собой центральный источник света 14.Groups of lamps supplied with voltage through the control unit are equipped with light sensors installed in the ceiling or in the handle of the surgical lamp. In addition, the handle is made in the form of a module of the central handle 4, and the groups of lamps are divided into several subgroups: one subgroup of light sources 8 consists of at least two light sources equipped with large reflector lenses, made of a triangular shape with an LED board, and half of them are equipped with LEDs "warm", and half of the LEDs - "cold" color temperature of light; the second subgroup of light sources 9 consists of at least two light sources equipped with small reflective lenses, made of a triangular shape with an LED board, and half of them are equipped with "warm" LEDs, and half of the LEDs - with "cold" color temperature of light; the third subgroup of luminaires consists of at least two light sources, one of them with a cold color temperature of light, and the other with a “warm” color temperature of light, which is not adjustable in tilt angle and is a central light source 14.

На оси вращения модуля центральной ручки 4 расположена камера 31 оснащенная датчиками освещенности, яркости и цветовой температуры света, а сам модуль центральной ручки оснащен полым неподвижным валом 32 через который проходит электропроводка для подключения камеры 31 к блоку управления, ручка 24 модуля закреплена на крепежной втулке 37, которая при помощи оси 30 закреплена на подшипниках 29 с возможностью поворота вокруг оси, на корпусе модуля центральной ручки 28 закреплен датчик энкодера 39, который считывает направление и угол поворота съемной центральной ручки 24.On the axis of rotation of the module of the central handle 4 there is a camera 31 equipped with sensors for illumination, brightness and color temperature of light, and the module of the central handle itself is equipped with a hollow fixed shaft 32 through which the electrical wiring passes to connect the camera 31 to the control unit, the handle 24 of the module is fixed on the mounting sleeve 37 , which by means of the axis 30 is fixed on bearings 29 with the possibility of rotation around the axis, an encoder sensor 39 is fixed on the body of the module of the central handle 28, which reads the direction and angle of rotation of the removable central handle 24.

Линзы источников света установлены отдельно и закреплены при помощи расплавления или развальцовки специальных удерживающих выступов, кроме того, предусмотрено крепление с помощью миниатюрных саморезов или клея, причем саму группу светильников с помощью кронштейнов и винтов крепят на механизмах наклона где дополнительно крепят и датчики крайнего положения групп светильников.The lenses of the light sources are installed separately and fixed by melting or expanding special retaining protrusions, in addition, fastening is provided using miniature self-tapping screws or glue, and the group of luminaires itself is mounted using brackets and screws on the tilt mechanisms, where sensors of the extreme position of the luminaire groups are additionally attached .

Механизмы наклона 6 и 11 групп светильников состоят из шагового двигателя 17, платы 47, датчика крайнего положения 46 и разъемов 18, причем механизм наклона вверх закреплен на стойке 7 с помощью винтов 48, а механизм наклона вниз закреплен на сегменте 5 посредством кронштейна 50 при помощи винтов 49 и 48.Tilt mechanisms 6 and 11 of groups of lamps consist of a stepper motor 17, a board 47, an extreme position sensor 46 and connectors 18, and the upward tilt mechanism is fixed on the rack 7 with screws 48, and the downward tilt mechanism is fixed on segment 5 by means of a bracket 50 using screws 49 and 48.

Хирургический светильник дополнительно содержит не регулируемый по углу наклона центральным источник света 14, представленный малыми и большими линзами, оснащенные равными долями светодиодов "теплой" и "холодной" цветовой температуры света, причем малые и большие линзы расположены на концентрических окружностях разных диаметров, а сам центральный источник света оснащен платой электропитания и имеет кольцевую форму, малые и большие линзы источников света со светодиодами расположены таким образом, чтобы исключить взаимное затенение.The surgical lamp additionally contains a central light source 14 not adjustable in tilt angle, represented by small and large lenses, equipped with equal shares of LEDs of "warm" and "cold" color temperature of light, with small and large lenses located on concentric circles of different diameters, and the central lens itself the light source is equipped with a power supply board and has an annular shape, small and large lenses of light sources with LEDs are arranged in such a way as to avoid mutual shading.

При помощи поворотного шарнира 2 светильник крепят к поворотным дугам 25 на которых крепят и два пульта управления 26 и 27, при помощи которых оператор управляет работой светильника.With the help of a rotary hinge 2, the lamp is attached to the rotary arcs 25, on which two control panels 26 and 27 are also attached, with the help of which the operator controls the operation of the lamp.

Сборку устройства осуществляют следующим образом. К сегменту крепежному 3 при помощи винтов 40 крепится сегмент 5. Также на крепежный сегмент 3 прикручивают при помощи винтов 22 шарнир поворота 2. Далее на каждый сегмент устанавливается стойки 7 и 1, также при помощи винтов 15. Затем устанавливают основу рамы 13, которая крепится при помощи винтов 40 к сегменту крепежному 3. Устанавливают в стойки 7 и 10 источники света с большими линзами 8 и источники света с малыми линзами 9. Крепление происходит при помощи осей 12. Каждый источник света перед установкой проходит тестирование на соответствие параметров силы света и тока потребления на специализированном стенде для проверки источников света. Далее присоединяют шаговые двигатели 17 к каждому источнику света посредством оси 12. Выводы каждого шагового двигателя 17 припаивают к соответствующим выводам платы 47 механизма наклона 11 заранее. Затем устанавливают при помощи винтов 48 на кронштейне 7 плату 47 механизма наклона 11, затем посредством кронштейна 50 и винтов 49 и 48 устанавливают механизм наклона 6 источника света с большой линзой.Assembly of the device is carried out as follows. Segment 5 is attached to the mounting segment 3 with the help of screws 40. Also, the hinge of rotation 2 is screwed onto the mounting segment 3 with the help of screws 22. Next, racks 7 and 1 are installed on each segment, also with the help of screws 15. Then the frame base 13 is installed, which is attached using screws 40 to the mounting segment 3. Light sources with large lenses 8 and light sources with small lenses 9 are installed in racks 7 and 10. Fastening occurs using axles 12. Before installation, each light source is tested for compliance with the parameters of light intensity and current consumption at a specialized stand for testing light sources. Next, stepper motors 17 are connected to each light source through an axis 12. The leads of each stepper motor 17 are soldered to the corresponding leads of the board 47 of the tilt mechanism 11 in advance. Then, using screws 48 on the bracket 7, the board 47 of the tilt mechanism 11 is installed, then the tilt mechanism 6 of the light source with a large lens is installed using the bracket 50 and screws 49 and 48.

Отдельно собирают модуль центральной ручки 4. В корпус модуля центральной ручки 28 вставляют подшипники 29, расположив между подшипниками 29 проставочное кольцо 38, затем запрессовывают ось вращения центральной ручки 30 в корпус модуля центральной ручки 28. с помощью винтов 35 к оси центральной ручки привинчивают переходную втулку съемной ручки 37, за которую впоследствии крепиться съемная ручка 24, после устанавливают полый вал 32 при помощи винтов 35 крепят его на корпусе модуля центральной ручки 28. На противоположный конец полого вала навинчивают кронштейн 36 камеры, к которому посредством стоек крепежных 33 винтами 34 крепят камеру 31.Separately, the module of the central handle 4 is assembled. Bearings 29 are inserted into the body of the module of the central handle 28, placing a spacer ring 38 between the bearings 29, then the axis of rotation of the central handle 30 is pressed into the body of the module of the central handle 28. Using screws 35, an adapter sleeve is screwed to the axis of the central handle of the removable handle 37, for which the removable handle 24 is subsequently attached, then the hollow shaft 32 is installed with the help of screws 35, it is fixed on the module body of the central handle 28. On the opposite end of the hollow shaft, the camera bracket 36 is screwed, to which the camera is fixed by means of mounting racks 33 with screws 34 31.

На основу рамы 1 крепят модуль центральной ручки 4 при помощи винтов 41. Стойки 16 крепят к основе рамы 1 винтами 15. Два источника света 8 с большими линзами и один источник света 9 с малыми линзами закрепляют при помощи осей 12 на стойках 16. Модуль центрального источника света 14 крепится при помощи винтов 43 к основанию рамы 1. С обратной стороны основания рамы крепят блок управления 13 при помощи винтов 44.The module of the central handle 4 is attached to the base of the frame 1 with screws 41. The racks 16 are fixed to the base of the frame 1 with screws 15. Two light sources 8 with large lenses and one light source 9 with small lenses are fixed using axles 12 on the racks 16. The central module the light source 14 is attached with screws 43 to the base of the frame 1. On the reverse side of the base of the frame, the control unit 13 is fixed with screws 44.

Устройство работает следующим образом. Для взаимодействия с оператором светильник оснащен выносным блоком управления с клавиатурой и индикаторами. Подача питания на светильник осуществляется в дежурном режиме. Включение происходит посредством нажатия кнопки «включение питания» на внешнем пульте оператора 26 после чего загорается соответствующий индикатор на кнопке включения питания пульта оператора 26. После включения питания происходит поиск нулевой точки каждого источника света с линзой непосредственно, после чего источник света занимает последнее установленное положение. Блок управления 13 выдает команду на вращение шагового двигателя 17 каждого поворотного источника света 8 и 9. Шаговый двигатель вращается до тех пор, пока не сработает датчик нулевого положения, который находится на плате механизма наклона 11 и 6 каждого источника света 8 и 9. С этого момента лампа готова к работе. Оператору доступен выбор цветовой температуры и регулировка яркости освещения. Яркость освещения изменяется ступенчато, путем нажатия на кнопку пульта 27 «изменение яркости+» или «изменение яркости -» яркость увеличивается или уменьшается соответственно. Цветовая температура изменяется путем нажатия на кнопку пульта 26 «изменение «цветовой температуры +» или «изменение цветовой температуры -» цветовая температура изменяется от 3500 до 5000°К. Изменение цветовой температуры достигается за счет изменения яркости между «теплыми и холодными» светодиодами.The device works as follows. To interact with the operator, the luminaire is equipped with a remote control unit with a keyboard and indicators. The power supply to the lamp is carried out in standby mode. Switching on occurs by pressing the “power on” button on the external operator console 26, after which the corresponding indicator lights up on the power button of the operator console 26. After turning on the power, the zero point of each light source with the lens is searched directly, after which the light source takes the last set position. The control unit 13 issues a command to rotate the stepper motor 17 of each rotary light source 8 and 9. The stepper motor rotates until the zero position sensor is activated, which is located on the board of the tilt mechanism 11 and 6 of each light source 8 and 9. From this moment the lamp is ready for operation. The operator can choose the color temperature and adjust the brightness of the lighting. The brightness of the lighting changes in steps, by pressing the remote control button 27 "brightness change +" or "brightness change -" the brightness increases or decreases accordingly. The color temperature is changed by pressing the remote control button 26 "change" color temperature + "or" change color temperature - "the color temperature changes from 3500 to 5000 °K. Changing the color temperature is achieved by changing the brightness between the "warm" and "cold" LEDs.

При регулировании геометрической формы светового поля в соответствии с программой 2 для уменьшения или увеличения диаметра светового поля оператору необходимо повернуть ручку модуля центральной ручки 4 по часовой или против часовой стрелки соответственно. Ось вращения центральной ручки 30 содержит зубчатое кольцо, зубцы которого считываются датчиком энкодера 39. При повороте ручки 4 в блок управления 13 поступают сигналы с датчика энкодера 39. Блок управления 13 рассчитывает коррекцию и выдает команду на смену угла наклона групп источников света 8 и 9 с тем, чтобы изменить диаметр светового поля. Шаговые двигатели 17 групп источников света 8 и 9 поворачиваются на определенное блоком управления 13 количество шагов. When adjusting the geometric shape of the light field in accordance with program 2, to reduce or increase the diameter of the light field, the operator must turn the knob of the central knob module 4 clockwise or counterclockwise, respectively. The axis of rotation of the central knob 30 contains a toothed ring, the teeth of which are read by the encoder sensor 39. When the knob 4 is turned, the signals from the encoder sensor 39 are sent to the control unit 13. The control unit 13 calculates the correction and issues a command to change the angle of inclination of the groups of light sources 8 and 9 with in order to change the diameter of the light field. Stepper motors 17 groups of light sources 8 and 9 are rotated by the number of steps determined by the control unit 13.

После этого блок управления 13 считывает изображение с камеры 31 и проверяет с помощью нейронных сетей наличие бликов и теней в рабочей зоне освещения светильника. В случае выявления бликов и теней блок управления рассчитывает и выдает команду на смену угла наклона некоторых источников света, выдает команду на изменение яркости некоторых источников света.After that, the control unit 13 reads the image from the camera 31 and checks using neural networks for the presence of glare and shadows in the working area of the lighting fixture. If highlights and shadows are detected, the control unit calculates and issues a command to change the angle of inclination of some light sources, issues a command to change the brightness of some light sources.

Для включения режима эндоскопической хирургии включается только центральный источник света. При этом освещенность рабочего поля будет не выше 4% от общей освещенности. Для активации этого режима работы на пульте оператора 26 присутствует соответствующая кнопка и загорается индикатор, подтверждающий переход светильника в режим эндоскопического света. Блок управления 13 получает изображение от камеры 31, которая расположена в модуле центральной ручки 4, на неподвижном полом валу 32. Алгоритм на основе нейронных сетей анализирует полученное с камеры 31 изображение и рассчитывает необходимую коррекцию положения и яркости, каждого источника света. После расчета коррекции каждый источник света занимает такое положение, которое позволяет создать бестеневой свет в зоне операции и подавить возникающие блики. Благодаря наличию нейронных сетей блок управления может предугадывать возникновение теней и бликов и принимать меры по предотвращению появления теней и бликов в зоне освещения. При работе в режиме эндоскопической хирургии расчет коррекций и яркости источников света не происходит. Съемная ручка 24 может быть снята для стерилизации.To enable endoscopic surgery mode, only the central light source is turned on. In this case, the illumination of the working field will not exceed 4% of the total illumination. To activate this mode of operation, the corresponding button is present on the operator's console 26 and the indicator lights up, confirming the transition of the lamp to the endoscopic light mode. The control unit 13 receives an image from the camera 31, which is located in the module of the central handle 4, on a stationary hollow shaft 32. The algorithm based on neural networks analyzes the image received from the camera 31 and calculates the necessary correction for the position and brightness of each light source. After calculating the correction, each light source occupies a position that allows you to create shadowless light in the operation area and suppress the resulting glare. Thanks to the presence of neural networks, the control unit can predict the occurrence of shadows and highlights and take measures to prevent the appearance of shadows and highlights in the lighting area. When working in the endoscopic surgery mode, the calculation of corrections and brightness of light sources does not occur. The removable handle 24 can be removed for sterilization.

Функция «эндоскопической подсветки» или «фонового освещения» является весьма полезной опцией, позволяющая работать анестезиологической и хирургической бригадам, а также операционной сестре в условиях максимального комфорта. При задействовании функции «эндоскопической подсветки» светильник излучает освещение небольшой интенсивности с преобладанием зеленого спектра, что исключает образование бликов на мониторах эндоскопической стойки, и, следовательно, повышает безопасность пациента во время выполнения операции. Достаточно оборудовать лишь основной купол светильника этой функцией. Для специализированных эндоскопических операционных, на случай конверсии доступа, обязательным является наличие операционного светильника, позволяющего выполнить оперативное вмешательство, независимо от вида хирургического доступа.The function of "endoscopic illumination" or "background lighting" is a very useful option that allows the anesthesia and surgical teams, as well as the operating nurse, to work in conditions of maximum comfort. When the “endoscopic illumination” function is activated, the lamp emits light of low intensity with a predominance of the green spectrum, which eliminates the formation of glare on the monitors of the endoscopic stand, and therefore increases the safety of the patient during the operation. It is enough to equip only the main dome of the luminaire with this function. For specialized endoscopic operating rooms, in case of access conversion, it is mandatory to have an operating light that allows you to perform surgery, regardless of the type of surgical access.

Таким образом, использование в устройстве основного выносного пульта управления светильником с программным обеспечением, функциями памяти и воспроизводств произвольных форм светового поля указанных оператором обеспечивает индивидуальную регулировку геометрической формы как по площади, так и по глубине результирующего светового поля хирургического светильника, создаваемого световыми лучами отдельных ламп из группы всех ламп светильника, а также создать возможность сохранять варианты геометрической формы светового поля для повторного использования.Thus, the use in the device of the main remote control panel of the lamp with software, memory functions and reproductions of arbitrary forms of the light field specified by the operator provides individual adjustment of the geometric shape both in area and depth of the resulting light field of the surgical lamp created by the light rays of individual lamps from groups of all lamps of the luminaire, as well as to create the ability to save variants of the geometric shape of the light field for reuse.

Вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:The foregoing description testifies to the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленного изобретения, при его осуществлении, предназначено для равномерного освещения области раны вне зависимости от формы соответствующей области раны на оперируемом теле;- a tool embodying the claimed invention, when implemented, is designed to uniformly illuminate the wound area, regardless of the shape of the corresponding wound area on the operated body;

- для заявленного устройства, в том виде как оно охарактеризовано в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;- for the claimed device, in the form as it is characterized in the stated claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач: обеспечение индивидуальной регулировки геометрической формы как по площади, так и по глубине результирующего светового поля хирургического светильника, создаваемого световыми лучами отдельных ламп из группы всех ламп светильника, а также создать возможность сохранять варианты геометрической формы светового поля для повторного использования.- a means that embodies the claimed invention when implemented, is capable of achieving the technical tasks set by the applicant: providing individual adjustment of the geometric shape both in area and in depth of the resulting light field of the surgical lamp created by the light rays of individual lamps from the group of all lamps of the lamp, as well as create the ability to save variants of the geometric shape of the light field for reuse.

Claims

1. A method for controlling the geometric shape of the light field created by surgical lamps, including illuminating the wound area with a group of lamps on the instructions of the control unit to create a light field, characterized in that the creation of a given light field is ensured by forming a beam of light of a given size by rotating a group of light sources, moreover, the control unit adjusts both the rotation of the group of light sources, and their brightness and color temperature by means of the central handle module and control panels, while this adjustment can be carried out using programs 1 and 2, and in accordance with program 1, the control unit before starting performs diagnostics of the nodes of a group of light sources, then generates a signal for the inclination of all groups of lamps to the extreme position, and the extreme positions of the group of lamps are determined by the sensors of the extreme position, and only then each group of lamps deviates to the required desired angle for forming a beam of light of a given size and brightness, while in accordance with program 2, the control unit, before starting work, diagnoses the nodes of a group of luminaires, then immediately forms the desired angle, while the angular position of each segment is determined by linear encoders, in addition, the formation of a light Spots and calculation of the angle of rotation are carried out by neural networks using machine learning, the neural network receives an image from a camera installed in the lamp handle, processes the image and makes the necessary calculation of the position of each segment and its brightness, as well as color temperature to eliminate the appearance of shadows and glare .

2. The method according to claim 1, characterized in that when the endoscopic surgery mode is turned on, only the central light source is turned on, while the illumination of the working field does not exceed 4% of the total illumination.

3. A surgical lamp containing groups of lamps powered by voltage through a control unit is equipped with light sensors installed in the ceiling or in the handle of the surgical lamp, characterized in that the handle is made in the form of a central handle module, and the groups of lamps are divided into several subgroups: one subgroup light sources, consisting of at least two light sources equipped with large reflective lenses, made of a triangular shape with an LED board, and half of them are equipped with "warm" LEDs, and half of the LEDs - with "cold" color temperature of light; the second subgroup of light sources, consisting of at least two light sources equipped with small lenses - reflectors, made of a triangular shape with an LED board, and half of them are equipped with "warm" LEDs, and half of the LEDs - with "cold" color temperature of light; the third subgroup of fixtures is fixed rigidly to the base of the frame and consists of at least two light sources, one of them with a "cold" color temperature of the light, and the other with a "warm" color temperature of the light, and is the central light source.

4. Surgical lamp according to claim 3, characterized in that on the axis of rotation of the central handle module there is a camera equipped with light, brightness and color temperature sensors, and the central handle module itself is equipped with a hollow fixed shaft through which the electrical wiring passes to connect the camera to the unit control, the handle of the central handle module is removable and fixed on the mounting sleeve, which is fixed on bearings with the ability to rotate around the axis by means of an axis, an encoder sensor is fixed on the body of the central handle module, which reads the direction and angle of rotation of the removable handle of the central handle module.

5. Surgical lamp according to claim 3, characterized in that the lenses of the light sources are installed separately and fixed by melting or expanding the retaining protrusions, in addition, fastening is provided using miniature self-tapping screws or glue, and the group of lamps itself is fixed using brackets and screws on the tilt mechanisms, where the sensors of the extreme position of the groups of lamps are additionally attached.

6. Surgical lamp according to claim 3, characterized in that the mechanisms for tilting groups of lamps consist of a stepper motor, a board, an end position sensor and connectors, and the upward tilt mechanism is fixed to the rack with screws, and the downward tilt mechanism is fixed to the segment by means of a bracket with screws.

7. Surgical lamp according to claim 3, characterized in that it contains a central light source, which is formed by LEDs with small and large lenses and with equal shares of LEDs of "warm" and "cold" color temperature of light, with small and large lenses located on concentric circles of different diameters, and the central light source itself is equipped with a power supply board and has an annular shape, small and large LED lenses are arranged in such a way as to exclude mutual shading.

8. Surgical lamp according to claim 3, characterized in that, with the help of a rotary hinge, the lamp is attached to the rotary arcs, on which two control panels are also attached, with the help of which the operator controls the operation of the lamp.