一种一体化手术室照明系统的制作方法

本发明涉及一体化手术室照明，属于照明领域。

背景技术：

一体化手术室是随着微创技术的发展而涎生的一个新的医疗项目，它是以创造手术室的高效率、高安全性、以及提升手术室对外交流平台为目的的多个系统（如医学、工控、通讯、数码等）的综合运用。

现阶段，数字化医院是未来医院的发展方向，而作为医院核心的外科手术室则是重中之重，一体化手术室系统的建设是医院实现数字化管理的标志工程，能够增强医院的环节管理，提高医院的知名度。本系统实施后,医院在充分利用现有设备的基础上，减少患者的等待时间，提高病人的满意度，能够吸引更多的病人和进修的医生，为医院带来更多的收益。同时为管理者提供有效的实用工具，医院可实时、有序、系统及监督性管理，提高医院设备资源利用率，完成医院病人信息的科学、系统的积累，提高诊疗保险，减少投资风险性，为医院创造极好的社会效益和经济效益。

目前的一体化手术室集成了内置摄像机的手术照明设备，通过触摸屏进行中央控制的手术照明设备、内置摄像机的室内照明的中央控制，但不够智能化，不能进行自主调节。

技术实现要素：

发明目的：提供一种一体化手术室照明系统，以解决上述问题。

技术方案：一种一体化手术室照明系统，包括智能控制单元、感应照明单元、信息采集单元、反馈调节单元和通信传输单元；

智能控制单元，设置手术流程，根据设置控制其他单元配合手术；

感应照明单元，感应手术室是否有人，控制照明切换；

信息采集单元，通过摄像头了解手术照明需求，收集信息；

反馈调节单元，根据反馈的信息进一步调节手术照明；

通信传输单元，实现系统信息交互，将手术记录上传保存。

根据本发明的一个方面，所述智能控制单元，包括mcu控制芯片，输入照明指令，在不同阶段采取不同照明方法，控制灯组调节照明亮度、照明角度。

根据本发明的一个方面，所述感应照明单元，还包括感应照明电路，包括红外传感器u1、运算放大器u2：a、运算放大器u2：b、运算放大器u3：a、集成电路u4、集成电路u5、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电位器rv1、电位器rv2、电位器rv3、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、稳压二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6、二极管d7、三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4和继电器rl1，所述红外传感器u1的第1引脚与所述电阻r1的一端连接，所述红外传感器u1的第2引脚与所述电容c1的一端、所述电阻r2的一端、所述稳压二极管d1的正极、所述三极管q1的发射极、所述电阻r8的一端、所述电容c4的一端、所述电阻r11的一端、所述二极管d2的负极、所述电位器rv1的第2引脚、所述电容c7的一端、所述电阻r17的一端、所述三极管q2的发射极、所述三极管q3的发射极、所述二极管d5的正极、所述电位器rv3的第1引脚、所述三极管q4的发射极、所述电容c11的一端、所述集成电路u5的第1引脚、所述电容c10的一端、所述二极管d7的正极和所述继电器rl1的一端均接地，所述红外传感器u1的第3引脚分别与所述电阻r2的另一端、所述电容c2的一端连接，所述电阻r1的另一端分别与所述电容c1的另一端、所述稳压二极管d1的负极和所述电阻r3的一端连接，所述电容c2的另一端分别与所述电阻r4的一端、所述三极管q1的基极连接，所述三极管q1的集电极分别与所述电阻r4的另一端、所述电阻r5的一端和所述电容c3的一端连接，所述电阻r3的另一端分别与所述电阻r5的另一端、所述电阻r7的一端、所述电阻r12的一端、所述电阻r14的一端、所述电阻r15的一端、所述电阻r16的一端、所述电阻r18的一端、所述电容c9的一端和所述集成电路u4的第3引脚连接，所述电容c3的另一端与所述电阻r6的一端连接，所述电阻r7的另一端与所述电阻r8的一端连接，所述电阻r6的另一端与所述运算放大器u2：a的同相输入端连接，所述运算放大器u2：a的反相输入端分别与所述电容c5的一端、所述电阻r10的一端和所述电阻r9的一端连接，所述电阻r9的另一端与所述电容c4的另一端连接，所述运算放大器u2：a的输出端分别与所述电容c5的另一端、所述电阻r10的另一端和所述电容c6的一端连接，所述电容c6的另一端分别与所述电阻r11的另一端、所述电阻r11的另一端和所述运算放大器u2：b的反相输入端连接，所述电阻r12的另一端分别与所述电阻r13的一端、所述二极管d2的正极连接，所述电阻r13的另一端分别与所述电位器rv1的第1引脚、所述电位器rv1的第3引脚和所述运算放大器u2：b的同相输入端连接，所述运算放大器u2：b的输出端分别与所述电阻r14的另一端、所述二极管d3的负极连接，所述二极管d3的正极分别与所述电阻r15的另一端、所述电容c7的另一端和所述运算放大器u3：a的反相输入端连接，所述电阻r16的另一端分别与所述电阻r17的另一端、所述运算放大器u3：a的同相输入端连接，所述运算放大器u3：a的输出端分别与所述电阻r18的另一端、所述电阻r19的一端和所述电阻r20的一端连接，所述电阻r19的另一端与所述三极管q2的基极连接，所述三极管q2的集电极与所述集成电路u4的第1引脚、所述电容c8的一端、所述二极管d6的负极、所述电阻r22的一端、所述电阻r23的一端、所述集成电路u5的第8引脚、所述电位器rv2的第2引脚、所述电位器rv2的第3引脚均接电源电压，所述集成电路u4的第2引脚与所述电容c9的另一端连接，所述电阻r20的另一端与所述二极管d4的正极连接，所述二极管d4的负极与所述三极管q3的集电极连接，所述三极管q3的基极与所述电阻r21的一端连接，所述电阻r21的另一端分别与所述电容c8的另一端、所述二极管d5的负极连接，所述二极管d6的正极分别与所述电阻r22的另一端、所述集成电路u5的第2引脚连接，所述集成电路u5的第3引脚分别与所述二极管d7的负极、所述继电器rl1的另一端连接，所述集成电路u5的第4引脚分别与所述电阻r23的另一端、所述三极管q4的集电极连接，所述三极管q4的均接分别与所述电位器rv3的第2引脚、所述电位器rv3的第3引脚连接，所述集成电路u5的第5引脚与所述电容c11的另一端连接，所述集成电路u5的第6引脚分别与所述集成电路u5的第7引脚、所述电位器rv2的第1引脚和所述电容c10的另一端连接。

根据本发明的一个方面，所述集成电路u4为稳压电路7810，稳定输入电压。

根据本发明的一个方面，所述集成电路u5为时基集成电路555，根据接收的电压决定输出电压。

根据本发明的一个方面，所述红外传感器u1为人体红外传感器hc-sr501，通过红外线判断有无人员进入。

根据本发明的一个方面，所述信息采集单元，包括多角度摄像头，安装在手术室内各个角度，可调整角度，微型摄像头，安装在医生身上，跟随医生视角，将摄像信息完整收集。

根据本发明的一个方面，所述反馈调节单元，包括顶部无影灯，可根据收集的摄像信息对无影灯进行角度调节，使摄像更加清晰。

有益效果：本发明提高了手术照明的智能化，配合一体化手术室节省人力资源，增强手术照明效果。

附图说明

图1是本发明的一体化手术室照明系统的系统框图。

图2是本发明的感应照明电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，在该实施例中，一种一体化手术室照明系统，包括智能控制单元、感应照明单元、信息采集单元、反馈调节单元和通信传输单元；

智能控制单元，设置手术流程，根据设置控制其他单元配合手术；

感应照明单元，感应手术室是否有人，控制照明切换；

信息采集单元，通过摄像头了解手术照明需求，收集信息；

反馈调节单元，根据反馈的信息进一步调节手术照明；

通信传输单元，实现系统信息交互，将手术记录上传保存。

在进一步的实施例中，所述智能控制单元，包括mcu控制芯片，输入照明指令，在不同阶段采取不同照明方法，控制灯组调节照明亮度、照明角度。

如图2所示，在进一步的实施例中，所述感应照明单元，还包括感应照明电路，包括红外传感器u1、运算放大器u2：a、运算放大器u2：b、运算放大器u3：a、集成电路u4、集成电路u5、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电位器rv1、电位器rv2、电位器rv3、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、稳压二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6、二极管d7、三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4和继电器rl1，所述红外传感器u1的第1引脚与所述电阻r1的一端连接，所述红外传感器u1的第2引脚与所述电容c1的一端、所述电阻r2的一端、所述稳压二极管d1的正极、所述三极管q1的发射极、所述电阻r8的一端、所述电容c4的一端、所述电阻r11的一端、所述二极管d2的负极、所述电位器rv1的第2引脚、所述电容c7的一端、所述电阻r17的一端、所述三极管q2的发射极、所述三极管q3的发射极、所述二极管d5的正极、所述电位器rv3的第1引脚、所述三极管q4的发射极、所述电容c11的一端、所述集成电路u5的第1引脚、所述电容c10的一端、所述二极管d7的正极和所述继电器rl1的一端均接地，所述红外传感器u1的第3引脚分别与所述电阻r2的另一端、所述电容c2的一端连接，所述电阻r1的另一端分别与所述电容c1的另一端、所述稳压二极管d1的负极和所述电阻r3的一端连接，所述电容c2的另一端分别与所述电阻r4的一端、所述三极管q1的基极连接，所述三极管q1的集电极分别与所述电阻r4的另一端、所述电阻r5的一端和所述电容c3的一端连接，所述电阻r3的另一端分别与所述电阻r5的另一端、所述电阻r7的一端、所述电阻r12的一端、所述电阻r14的一端、所述电阻r15的一端、所述电阻r16的一端、所述电阻r18的一端、所述电容c9的一端和所述集成电路u4的第3引脚连接，所述电容c3的另一端与所述电阻r6的一端连接，所述电阻r7的另一端与所述电阻r8的一端连接，所述电阻r6的另一端与所述运算放大器u2：a的同相输入端连接，所述运算放大器u2：a的反相输入端分别与所述电容c5的一端、所述电阻r10的一端和所述电阻r9的一端连接，所述电阻r9的另一端与所述电容c4的另一端连接，所述运算放大器u2：a的输出端分别与所述电容c5的另一端、所述电阻r10的另一端和所述电容c6的一端连接，所述电容c6的另一端分别与所述电阻r11的另一端、所述电阻r11的另一端和所述运算放大器u2：b的反相输入端连接，所述电阻r12的另一端分别与所述电阻r13的一端、所述二极管d2的正极连接，所述电阻r13的另一端分别与所述电位器rv1的第1引脚、所述电位器rv1的第3引脚和所述运算放大器u2：b的同相输入端连接，所述运算放大器u2：b的输出端分别与所述电阻r14的另一端、所述二极管d3的负极连接，所述二极管d3的正极分别与所述电阻r15的另一端、所述电容c7的另一端和所述运算放大器u3：a的反相输入端连接，所述电阻r16的另一端分别与所述电阻r17的另一端、所述运算放大器u3：a的同相输入端连接，所述运算放大器u3：a的输出端分别与所述电阻r18的另一端、所述电阻r19的一端和所述电阻r20的一端连接，所述电阻r19的另一端与所述三极管q2的基极连接，所述三极管q2的集电极与所述集成电路u4的第1引脚、所述电容c8的一端、所述二极管d6的负极、所述电阻r22的一端、所述电阻r23的一端、所述集成电路u5的第8引脚、所述电位器rv2的第2引脚、所述电位器rv2的第3引脚均接电源电压，所述集成电路u4的第2引脚与所述电容c9的另一端连接，所述电阻r20的另一端与所述二极管d4的正极连接，所述二极管d4的负极与所述三极管q3的集电极连接，所述三极管q3的基极与所述电阻r21的一端连接，所述电阻r21的另一端分别与所述电容c8的另一端、所述二极管d5的负极连接，所述二极管d6的正极分别与所述电阻r22的另一端、所述集成电路u5的第2引脚连接，所述集成电路u5的第3引脚分别与所述二极管d7的负极、所述继电器rl1的另一端连接，所述集成电路u5的第4引脚分别与所述电阻r23的另一端、所述三极管q4的集电极连接，所述三极管q4的均接分别与所述电位器rv3的第2引脚、所述电位器rv3的第3引脚连接，所述集成电路u5的第5引脚与所述电容c11的另一端连接，所述集成电路u5的第6引脚分别与所述集成电路u5的第7引脚、所述电位器rv2的第1引脚和所述电容c10的另一端连接。

在此实施例中，所述红外传感器u1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由所述红外传感器u1的第3引脚输出微弱的电信号，经所述三极管q1等组成第一级放大电路放大，再通过所述电容c2输入到所述运算放大器u2：a中进行高增益、低噪声放大，此时由所述运算放大器u2：a的输出端输出的信号已足够强。所述运算放大器u2：b作电压比较器，所述运算放大器u2：b的同相输入端由所述电阻r12、所述二极管d2提供基准电压，当所述运算放大器u2：a的输出端输出的信号电压到达所述运算放大器u2：b的反相输入端时，两个输入端的电压进行比较，此时所述运算放大器u2：b的输出端由原来的高电平变为低电平。所述运算放大器u3：a为延时电路，所述电阻r15和所述电容c7组成延时电路，其时间约为1分钟。当所述运算放大器u2：b的输出端变为低电平时，所述电容c7通过所述二极管d3放电，此时所述运算放大器u3：a的反相输入端变为低电平，它与所述运算放大器u3：a的同相输入端的基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，所述运算放大器u3：a的输出端变为高电平，所述三极管q2导通，此时所述集成电路u5输出高电平，所述继电器rl1控制紫外线杀菌灯电路的开关断开，控制手术照明灯电路的开关接通。人体的红外线信号消失后，所述运算放大器u2：b的输出端又恢复高电平输出，此时所述二极管d3截止。由于所述电容c7两端的电压不能突变，故通过所述电阻r15向所述电容c7缓慢充电，当所述电容c7两端的电压高于其基准电压时，所述运算放大器u3：a的输出端才变为低电平，时间约为1分钟，即持续1分钟照明。

由所述三极管q3、所述电阻r21、所述电容c8组成开机延时电路，时间也约为1分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即开启照明，好让使用者有足够的时间离开一体化手术室，同时可防止停电后又来电时产生误开。

在进一步的实施例中，所述信息采集单元，包括多角度摄像头，安装在手术室内各个角度，可调整角度，微型摄像头，安装在医生身上，跟随医生视角，将摄像信息完整收集。

在进一步的实施例中，所述反馈调节单元，包括顶部无影灯，可根据收集的摄像信息对无影灯进行角度调节，使摄像更加清晰。

在更进一步的实施例中，在一体化手术室内无人时，电路开启紫外线杀菌灯，当有人进入一体化手术室后紫外线杀菌灯关闭，照明灯开启。在手术之前进行准备时，将根据需要的灯光将灯光开关顺序以及灯光角度调整的流程预先输入到系统中。此照明系统在手术开启后就会根据预先设定的流程控制灯光，在预定的时间开启预定的灯具，进行预定的角度调整。当手术根据实际情况的不同，需要对灯光进行调整时，可进行手动控制调整，根据医生的经验与实际需要完善光照流程。同时改系统的信息采集单元有多个摄像头，可进行角度调整，保证手术过程完整记录，为教学或者研究提供完善数据。在医生的身上也安装有微型摄像头跟随医生视角记录手术过程，同时此第一视角摄像头在摄像时作为医生视角的判断依据，如果出现摄像不清晰，画面多阴影，系统即判断医生视角出现光照缺失，自动调整灯光角度，直到画面清晰，阴影减少。此调整根据摄像即时调整，智能化工作。

总之，本发明具有以下优点：提高了手术照明的智能化，配合一体化手术室节省人力资源，增强手术照明效果。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，用于通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。