专利名称：具有彩色照明的医疗手术室的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于照明医疗手术室或检查室的方法，其中在医疗手 术室或检查室中操作多个光源，这些光源产生不同颜色的光，并受到至少 一个处理器的控制，所述处理器调节用于产生不同颜色的光的光源。
本发明还涉及一种包括多个光源的医疗手术室或检查室，这些光源产 生不同颜色的光，并连接到至少一个处理器，所述处理器调节用于产生不 同颜色的光的光源。
背景技术：
在US2004/0052076中公开了受控照明方法和装置。发现在此公开的是 一种用于提供受控照明的方法和系统，包括用于提供白色和非白色彩色照 明的方法和系统，其中包括彩色温控照明。这些方法和系统包括用于变换 来自照明单元的光的光学设备，所述照明单元例如是基于LED的照明单 元，这些光学设备包括可变光学设备和固定光学设备。还提供了在多种商 用场合采用多色照明单元的方法和系统。还提供了用于照明控制的方法和 系统，包括用于辅助照明设计者和安装者改进环境照明质量的方法。还提 供了智能调光器、开关、插座和固定装置，以及用于编程和利用它们的设 备。还提供了照明技术的传感器反馈应用，包括需要光感器和前向电压传 感器的传感器反馈。还提供了在时基参数上操作的方法和系统。
在医学部门，例如在医院中，普遍需要清楚明亮的照明，以便尽可能 地看清物体。尤其是在手术室，这一点至关重要，因为外科医生和其他辅 助人员需要看清每个细节。
然而，最近在许多外科领域，人们正在利用称为微创治疗的方法来代替传统的手术方法，和开放式手术通常切口较大相比，该孩i创治疗方法通 常只需在病人身体切开很小的口。微创治疗方法不仅用于手术，还用于一 些特殊手术，例如妇科、神经外科、眼科和放射科手术。这些方法前面还 可以加多个形容词，包括内窥镜、腹腔镜、胸腔镜等等，但是在下文为了 简《更起见，采用术语内窥镜来说明这些方法。
在这种孩i创外科治疗方法中，外科医生采用插入到病人身体中的多个 内窥镜操纵装置。为了继续操作，还插入小型内窥镜照相机，从而可以在 计算机显示器上进行成像。通常，在显示器屏幕上显示医疗手术室中的明 亮白光，这就是为什么要改变医疗手术室以便可以减小光强度的原因。然 而，虽然减小光强度对于外科医生而言有利，但是对于操作手术室中其它 设备的人员是不利的，例如在操作期间变换仪器的麻醉师或护士 。
发明内容
本发明的目的是改进手术人员的照明条件。这通过医疗手术室来实现， 其中手术室的大部分或整个手术室都利用不同于白光照明的彩色照明来照 亮。
本发明的目的可以通过权利要求1前序部分所述的方法来实现，条件
是通过处理器来执行至少下面这些准备步骤，从而初始改进该方法
a) 确定手术室或检查室中的手术或检查的不同任务；
b) 确定每个任务所需的人员；
c) 确定对于执行具体任务的人员的希望的具体颜色效果；
d) 分析室内哪一部分用于确定的不同任务；
e) 根据具体任务和具体人员将室内分成多个区域；
f) 对于每个区域分配具体颜色，从而实现所述希望的效果；
从而可利用具有相应具体分配颜色的光对这些区域进行照明。 从而，在手术室或检查室进行任何操作之前，决定在室内不同区域选 择的照明。在某些情况下，对照明进行编程相当简单，因为以前对于相同 类型的手术或检查就已经釆用良好的照明组合，所以可以简单地利用照明
5值或组合。在例如一组新的医生和护士必须在手术和检查室开始工作时， 他们就能够在几分钟之内利用不同区域的不同光改变室内照明。 一旦手术 人员执行了关于在何处设置例如监测屏幕的计划，就可以对这些区域的光 进行编程，从而可以使得屏幕出现在医学人员希望看到的位置。而且，根 据要进行的手术或检查的种类，病人的舒适度也可以成为室内不同区域中 光的定义的一部分。在进行手术和检查时大部分时间病人都是醒着的。在 这些情况下，病人的舒适度非常重要，因此还应当选择不同区域的光以便 改进其舒适度。而且，在手术或检查室中进行操作期间，可以改变多个区 域中的光，它可以编程为另一种颜色或不同强度。
本发明的目的还可以在根据权利要求2的前序部分所述的手术室或检 查室中实现，条件是对该处理器进行初始编程，以执行至少以下步骤
a) 确定手术室或检查室中的实际操作任务；
b) 确定每个任务所需的人员；
c) 确定对于执行具体任务的人员的希望的具体颜色效果；
d) 分析室内哪一部分用于确定的不同任务；
e) 根据具体任务和具体人员将室内分成多个区域；
f) 对于每个区域分配具体颜色，从而实现所述希望的效果； 从而可利用具有相应具体分配颜色的光对这些区域进行照明。 对计算机进行编程以及通过这种方式限定手术室或检查室中的不同选
择区域中的不同颜色的光可以容易地实现，该处理器可以存储该预先编程 照明程序，这不仅用于即将进行的操作期间，而且用于在相同的人员执行 类似手术的以后的使用中。在手术过程中也可以进行预先编程，例如在监 视器后面可以在给定区域中调节颜色，直到实现正确的对比度和光强度， 从而聚焦到将操作的监视器，所述聚焦与背景形成对比。
提供一种计算机光控制系统，并将其功能性地连接到用于显示用户界 面的触摸屏监视器，在所述用户界面中提供多个图标，这些图标被编程， 从而响应于在图标上的单压动作而开始照明的预先编程的设置。该触摸屏 是对不同选定区域进行编程的高效方法。在表面上可以容易地清洁该触摸屏，在手术或检查期间，如果因为某种原因需要在一个或多个区域中改变 光的颜色或强度，可以容易地调节照明。
提供一种计算机光控制系统，它可以被编程从而根据预定标准改变色 温。有不同方法来限定光的颜色。 一种限定颜色的普通方法是基于光波长， 这是限定光的颜色的最普通的技术方法。另一种限定光的颜色的方法是限 定色温。色温现在用于在例如生产电影或电视的场合下限定光。在工作室 中，所有灯泡通常都调节到相同的色温，照相机也调节到该具体色温。因 此，调节色温是调节颜色的另一种方法，但是在一些情况下，这是改变限
定区域中的颜色的最有效方法。在例如手术检查室中采用电视摄^4^的情 况下，将光编程为正确色温是非常有效的。该计算机系统可以设计成在两 种不同的调光方法进行切换。这依赖于处理器中使用的软件。
提供多个灯泡，每个灯泡能够提供具有大范围的不同颜色的光，这是 因为灯泡内部的颜色可以进行混合。每个灯泡通常包括至少三个光源，这 些光源例如选为红色、绿色、蓝色，从而通过组合可以获得大多数可能的
颜色。除了RGB光组合之外，还可以采用CMY光组合。在每个灯泡中， 采用例如三个或更多LED用于手术是优选的。从而可以利用超过三种不同 颜色，以及通过利用不同颜色的LED,实现人眼总体可视区域的更大范围 颜色区域。
提供一种计算机光控制系统，它可以被编程以在操作期间在外科医生 使用的监视器后面提供绿光。绿光照明减小了计算机屏幕发出的不舒服的 反射光。实验表明，外科医生在进行可能要持续数小时的手术时，如果手 术室是绿光照明，他们的眼睛要比手术室是白光照明放松得多。
而且，提供一种计算机光控制系统，它可以被编程以在操作或检查中 在外科医生后面的区域中提供红光。外科医生后面的光区正是辅助人员的 工作区域，该区域是红色是有利的。因此，除了手术室中的光的实际效果 之外，心理效果也非常重要，因此也可以使用。
该预先编程的设置根据监视器的预定位置而定，该监视器用于在手术 或检查期间显示来自内窺镜照相机顺序图像。对每个区域分配具体颜色的步骤也包含对该颜色分配具体色温。 该效果是心理效果，涉及工作条件。在手术介入方面，已经意识到病 人的精神状态影响手术效果。当病人被推入手术室时，由于紧张会使病人 不舒适，所以使病人尽可能放松非常重要。手术室中用温暖的黄色光发现 对病人有有益的效果。因此，除了对手术室中的特定区域分配具体颜色之 外，还可以才艮据预定标准改变色温。
根据现有技术，彩色照明通常用于多种场合。尤其是，公知的是，娱 乐业在室内外广泛运用彩色照明。而且，在商店中运用彩色照明通常可以 强调特定推广效果或吸引注意。然而，就我们所知，在手术室中采用彩色 照明具有有益效果尚未祐人发现。在医疗手术室中进行彩色照明的目的不 同于上述其它场合。在医疗手术室中采用彩色光要比釆用白色光更能营造 良好的工作条件。
才艮据本发明，不必将整个手术室笼罩在同一颜色光下。有利的是，室 内不同区域可以具有具体的光。例如，在内窥皿视器后面的光可以是绿 光，从而外科医生可以实现放松状态，并且外科医生眼睛所看到的内窥镜 监视器的图像质量得到最优化。外科医生后面也就是辅助人员工作的区域 的光可以是有利的红色。从而，除了医疗手术室的实际光效果之外，它的 心理效果同样非常重要。
而且，麻醉师可以在室内另一部分拥有自己的光，实验表明，对麻醉 师而言白光是优选的。
对于不同的手术，手术人员所需的具体光条件通常不同。为了快速简 便地从一种设置变换到另一种设置，照明条件可以通过计算机控制，从而 可以容易地选择手术室照明的预先编程的设置。有利的是，不同的程序显 示在计算机界面上，从而可以通过简单的指向动作，例如通过操纵杆、计
算机鼠标或者徒手手势操作的指向动作，可以选择不同的程序，如Tyrsted 申请的美国专利申请US2004060037所述，该美国专利在此结合作为参考。 然而，触摸屏是优选的，其中如要实现光变换，只需按压用户界面上的特 定区域，例如是虛拟按钮的图标。如果需要提供简单的技术方案，可以将这种屏幕安装成手术室墙壁上 的特殊专用控制器。在改进实施例中，可以在用于其它操作目的的监视器 的显示器中集成计算机光控制器，并可将其设置在外科医生旁边。例如可 以利用个人计算机进行集成设计而实现光控制。
可以根据执行手术的具体外科医生的需要和期望来对手术室照明预先 编程的设置进行编程。可选的是，这些预设值可以根据将要进行的操作类 型而定。对于不同类型的操作，外科医生的位置会发生变化，从而相应的 内窥镜监视器的位置也会发生变化。因此，光会变化。而且，当手术期间 监视器位置需要变化时，只需按压触摸屏上的虚拟按钮就能改变室内照明。
在本发明的另 一个发展中，通过计算机照明系统自动检测监视器的位 置，该计算机照明系统确定彩色照明区域的位置和范围。
在本发明的另 一个发展中，通过计算机照明系统自动检测手术室中的
不同仪器和人员，并且根据所i^A员和/或所述仪器的位置自动控制和改变 照明。例如可以通过室内自动照相机监视装置来执行检测。此外，可以通 过在室内提供孩吏波检测来执行检测，例如Mahmoud Tavakoli Shiraji & Shunsuke Yamamoto在题目为 "Human Tracking Device: the Active Badge/Bat and Digital Angel/Verichip systems"的ECE 399项目书# 1中 所述。在该项目书中，利用超声波通过三角测量信号来追踪人体位置。也 可以利用不同类型的标识符，例如磁性、电性或无线射频标识符。
在本发明的特定实施例中，执行以下步骤
确定手术室中中的不同操作任务，以及确定每个任务的相关人员；
确定执行具体任务的每个人员的希望的具体颜色效果；
分析室内哪一部分用于确定的不同任务；
根据具体任务和具体人员将室内分成多个区域；
对于每个区域分配具体颜色，从而实现所需效果； 利用具有相应具体分配颜色的光对这些区域进行照明。 如果天花板顶灯能够发出不同颜色的光，就可以容易地变换照明。可 以利用灯泡的颜色混合，从而利用手术室中的具体灯泡发出正确颜色光。
9在特定操作期间或在手术介入期间的特定时间段，某个具体灯泡可以发出 绿光，而在另一个手术介入期间或手术介入期间的另一个时间段，该个具 体灯泡发出另一个光。
根据本发明，提供了一种手术室，其中一方面利用彩色光来改进工作 人员工作条件，另一方面利用彩色的心理效果为手术室内人员营造更加令
人舒适的总体环境，从而让病人觉得舒服。此外，改进了集中度和性能。
上述颜色仅仅是用于示例，在根据本发明的手术室中可以根据给定条 件下的实际需要和期望，采用其它颜色。例如可以利用蓝色来实现心理镇 定效果。
下面参照附图更加详细地说明本发明，其中
图l示出根据本发明具有不同区域的手术室； 图2示出根据本发明的计算机照明系统； 图3示出根据本发明的控制单元；
图4示出根据本发明在中央设有手术台、分成多个区域的手术室； 图5示出根据本发明用于手术室的控制单元和不同选定设置； 图6示出一种可选安装示意图；以及
图7和图6的不同之处在于光控制面板220现在位于无菌区内。
具体实施例方式
图1示意性示出手术室1。手术台2通常大致位于手术室中央。外科 医生4位于手术台一侧，而监测内窥镜屏幕3位于手术台2的相反侧。操 作麻醉设备的麻醉师6位于手术室上端，从存#^殳备7供给手术器具的辅 助人员位于外科医生背后。根据本发明，手术室例如分为不同区域8至10, 如图所示，第一区8围绕监视器3，第二区9包围麻醉师的设备5，以及第 三区10是外科医生4背后的供给区。第一区8优选为绿色，第二区9为白 色或黄色，第三区10可以是红色。也可以采用其它颜色，以及可以添加其它区域。
为了在不同区域中获得光，设置多个灯泡，这些灯泡能够通过灯泡内 发出的彩色光混合来调节颜色。此外，手术灯泡能够提供定向光锥，从而
转动、倾斜和移动(mobbing)所述灯泡可以改变光的方向和位置。这样， 室内限定区域就可以根据需要进行照明。
图2示出根据本发明的计算机照明系统11。计算机12电连接13到触 摸屏显示器14，所述触摸屏显示器14示出具有虛拟按钮16的用户界面15， 每个虛拟按钮和手术室1中的特定照明结构相关。根据用户界面15中的按 钮的选定在手术室中提供不同的光场景。为此，计算机12电连接到灯泡 18。灯泡18用于通过在灯泡内进行颜色混合或利用适当的光颜色滤波来发 射预选颜色的光。例如利用棱镜、透镜和/或反射镜，光定向发射成锥形19， 从而仅在手术室1的特定区域IO提供特定颜色的光。
图3示出具有控制器116的控制单元115,其中每个控制器代表手术 室中的基本照明设置。在该实施例中，控制单元或控制面板具有六个不同 的基本设置。控制器116以及设置的数量可以和该数量不同。控制单元可 以具有超过六个不同的设置，或者它可以具有小于六个的不同设置。而且， 它还可以通过控制单元来调节光的颜色和强度。
图4示出才艮据本发明的手术室。手术台102位于手术室中央。图4示 出分为多个区域的手术室的示例。在该示例中，分为八个区域。每个区域 122、 124、 126、 128、 130、 132、 134和136分配一种具体颜色。该颜色 表示手术室区域中的操作。因此，根据这些具体区域中的操作为每个区域 分配一种具体颜色。手术室中不同区域中标出的字母表示颜色。G表示绿 色，R表示红色，W表示白色以及N表示该区域的光被断开。作为示例， 区域134用表示绿色的字母G来表示，其中绿色大约为505至560纳米范 围。区域136中的字母W表示该区域为白色。
图5示出该系统的整套设置的示例。控制单元115上的每个控制器116 表示手术室中的一个设置。这可以是在开始操作之前选择的基本设置。根 据手术的不同类型分配手术室中的基本照明设置。在图5中，数字122-136表示手术室中的多个区域。
图6示出用于操作无菌区204内照明器材204的可选安装示意图200。
该视图示出无菌区202，它包含多个照明器材204,其中每个照明器材可以
形成一个光区。在无菌室204内，示出用于连通到控制器208的触摸屏205。
还示出开闭开关206。光控制器208连接到另一个控制器210，控制器210
可以是手术设M应商提供的控制器装置，光控制信号从控制器210传输 $il r A/r\r A击哭？17 nMY Z玄县5从，t卜,佑烚511昭日日哭5bh 7n4 生由一此昭
明器材204包括用于连接到其它照明器材的终端插头209。
在使用中可以通过如下方式来操作示意图200，其中位于无菌区外部 的控制器208用于控制照明器材204。在控制器208中，可以对具体照明 时期进行编程，在控制器210中，在无菌室中操作期间，可以根据控制器 208中预限定的设置来改变设置。当在手术室中需要控制器208的其它设 置时，需要与无菌区外部的人员进行通信。
图7和图6的不同之处仅在于，光控制面板220现在位于无菌区内部， 所有功能都是相同的。
权利要求
1.一种用于照明医疗手术室或检查室的方法，其中在手术室或检查室中操作多个光源，其中所述光源发出不同颜色的光，这些光源由至少一个处理器控制，所述处理器调节用于产生不同颜色光的光源，其特征在于由处理器初始执行至少以下准备步骤a)确定手术室或检查室中的手术或检查的不同任务；b)确定每个任务所需的人员；c)确定对于执行所述具体任务的人员的希望的具体颜色效果；d)分析室内哪一部分用于识别的不同任务；e)根据具体任务和具体人员将室内分成多个区域；f)对每个区域分配具体颜色，以实现所述希望的效果；从而利用具有相应具体分配颜色的光对所述区域进行照明。
2. —种包括多个光源的医疗手术室或检查室，所述光源发出不同颜色 的光，这些光源与至少一个处理器连接，所述处理器调节用于产生不同颜 色的光的光源，其特征在于，对所述处理器初始编程以执行至少以下步骤a) 确定手术室或检查室中的实际操作任务；b) 确定每个任务所需的人员；c) 确定对于执行具体任务的人员的希望的具体颜色效果；d) 分析室内哪一部分用于识别的不同任务；e) 根据具体任务和具体人员将室内分成多个区域；f) 对每个区域分配具体颜色，以实现所述希望的效果； 从而利用具有相应具体分配颜色的光对所述区域进行照明。
3. 根据权利要求2所述的医疗手术室或检查室，其特征在于，提供计 算机光控制系统，并将其功能性地连接到用于显示用户界面的触摸屏监视 器，在所述用户界面中提供多个图标，所述图标净皮编程，从而响应于在图 标上的单压动作而开始照明的预先编程的设置。
4. 根据权利要求2或3所述的医疗手术室或检查室，其特征在于，提供计算机光控制系统，其被编程以根据预定标准改变色温。
5. 根据权利要求2至4之一所述的医疗手术室或检查室，其特征在于， 提供多个灯泡，利用灯泡内部的颜色混合，每个灯泡能够提供具有大范围 的不同颜色的光。
6. 根据权利要求2至5之一所述的医疗手术室或检查室，其特征在于， 提供计算机光控制系统，其被编程以在操作期间在外科医生使用的监视器后面提供绿光。
7. 根据权利要求2至6之一所述的医疗手术室或检查室，其特征在于， 提供计算机光控制系统，其被编程以在操作或检查中在外科医生后面的区 域中提供红光。
8. 根据权利要求2至7之一所述的医疗手术室或检查室，其特征在于， 所述预先编程的设置取决于所述监视器的预定位置，该监视器用于在操作 或检查期间显示来自内窥镜照相机的顺序图像。
9. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，对每个区域分配具体颜 色的步骤还包含对所述选定颜色分配具体色温。
10. 根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述效果是心理 效果，或涉及工作条件。
11. 根据权利要求2至8之一所述的医疗手术室或检查室，其特征在 于，室内大部分或整个手术室都利用不同于白光照明的彩色照明来照明。
全文摘要
一种医疗手术室或检查室以及用于照明该室的方法，其中室内大部分或整个手术室都利用不同于白光照明的彩色照明来照亮，从而实现有利的心理效果或主要改进工作条件。例如，在操作期间，在外科医生使用的监视器后面提供绿光，在操作或检查期间，在外科医生后面的区域提供红光。该照明可以受到具有触摸屏界面的计算机控制。
文档编号F21S8/00GK101517311SQ200780034854
公开日2009年8月26日 申请日期2007年8月21日 优先权日2006年8月21日
发明者A·K·K·尼尔森, J·迪吕 申请人:克罗马维索Ip有限公司