[發明專利]一種全自動智能恒光控制的LED手術無影燈系統

有效

• 申請號: 201410588273.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104363676B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 劉宇紅;傅建國;吳配貴;李樂樂
• 申請（專利權）人: 許敏
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及到一種醫療專用照明設備，尤其涉及到一種全自動智能恒光控制的LED手術無影燈系統。

背景技術

手術無影燈是醫院手術室內重要的專用手術照明設備，所以手術無影燈的主要性能指標、功能特征的改良等，對提高手術的成功率、效率等十分重要。根據長期醫療機構臨床應用的各種類型的無影燈，按光源和性能我們可以將無影燈的發展歷程分為三個階段：

第一階段，也稱可稱為“第一代手術無影燈”，以傳統的鹵素燈泡、氙氣燈泡為光源的手術無影燈時代，即熱光源時代，這個階段沿用了很長時間。但由于鹵素燈泡、氙氣燈泡自身固有的重大缺陷，如熱輻射、性能指標低、成本高、壽命短等，醫療界迫切需要改進。

第二階段：以LED為光源的手術無影燈時代，即冷光源時代，我們可稱之為“第二代手術無影燈”，這個階段應該說是近幾年才興起，隨著LED技術和光效的不斷提高，LED特別是近幾年手術無影燈相比于傳統無影燈優勢就十分明顯；如：冷光源熱輻射極低，節能、環保、安全、可靠性高、實用性強、性能指標高等優點。因此，以LED綠色光源代替以鹵素燈為代表的傳統光源手術無影燈將是手術照明光源的發展趨勢。

第三階段：LED光源的數字化、智能化手術無影燈時代，我們也可稱之為“第三代手術無影燈”。因為LED光源雖然解決了熱輻射、節能、環保等問題，但臨床手術過程中發現由于光斑遮擋造成光照度不足、光強分布不均勻等因素，都是采用人工調節無影燈的高度和方位來解決，這種人工調節方式既不方便又不精準，影響手術質量。所以迫切需求一種能自動調光和及時補光的數字化監控的無影燈。

傳統的手術無影燈大多采用鹵素燈作為光源，它是通過多面反射鏡將光線反射到手術部位。這種手術無影燈使用的鹵素燈光源使用壽命短，發出的光譜中含有紫外到紅外的光線，長時間使用這種手術燈會使病人產生灼熱與不適，甚至病人的皮膚和手術部位會造成傷害。LED光源作為一種冷光源，光源溫度低，耗電少，使用壽命很長，色溫也可調，相對于傳統的鹵素燈光源具有很大的優勢，基于上述原因，目前用LED光源取代傳統鹵素燈光源成為新一代手術無影燈的基本配置。

手術無影燈的光亮度及無影度等性能的好壞直接關系到手術質量和病人健康。現在的手術無影燈多采用人工方式調節，這種調節是操作者依據自身的適應度人為調整的，光亮度的準確度難以保證，存在很大的局限性，其光照位置及亮度能否得到準確、及時的調整將影響到手術的正常進行。另外手術時，醫生的身體、頭、手和器械均會對手術部位造成遮擋，形成陰影，如果不及時消除就會影響手術質量。現有的無影燈雖然配有亮度調節器，可進行亮度調節，但是，不能完全消除陰影，只能減弱陰影的影響；同時，這種調節是通過操作者手動完成的，具有一定的模糊性，實時性、精確性不夠高，且容易造成手術環境污染，影響手術正常進行。目前，手術無影燈的實時自動調光技術的報道尚不多見。隨著全球醫療設備的數字化、信息化、智能化的發展，手術無影燈的自動數字化調光技術正逐步成為一個研究熱點。

針對目前普通無影燈技術存在光源發熱量大、功率高、壽命短、無影效果不高、安全可靠性差、調整頻繁等問題，迫切需求一種新型的照明光源和調光技術替代傳統的無影燈。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種全自動智能恒光控制的LED手術無影燈系統。該系統能夠解決現有的技術中存在的調節品質差、操著繁瑣等問題，實現全自動調光及光照度恒定，及無影與精準補光的全自動智能化功能。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種全自動智能恒光控制的LED手術無影燈系統，其采用攝像傳感技術實現系統的閉環控制；系統包括：CMOS攝像頭，超聲波測距儀，圖像預處理模塊，視頻幀圖像存儲單元，模糊視頻圖像處理模塊，智能控制器，恒流控制器，LED光源組件，步進電機控制器等單元模塊；系統通過CMOS攝像頭獲取被照區域的視頻圖像，通過圖像預處理模塊對圖像進行去噪和增強處理，處理后的數據送入視頻幀圖像存儲單元存放，接著進行模糊視頻圖像處理，通過圖像處理算法獲取照明區域的亮度信息和被照物體的顏色信息，并實時分割處理圖像中出現的遮擋物，獲取遮擋物形成的陰影區域。完成上述處理過程后，智能控制器要根據獲取的信息，通過模糊神經網絡推算出需調節的LED光源的驅動電流值，再將這些信息發送給LED恒流驅動器，調節相應LED的亮度和色溫，從而達到消除陰影、使照明區域的照度均勻、恒定的目地。