一种手术室护理用灯光照明控制方法

    专利查询2025-03-16  20


    本发明涉及手术室灯光控制,具体为一种手术室护理用灯光照明控制方法。


    背景技术:

    1、手术室中的照明系统是确保手术安全和效率的关键因素。现代的手术室照明系统使用无影灯技术,即通过多个灯源从不同角度照射,确保手术区域均匀受光,减少阴影产生。现代手术室的无影灯除了可以调节亮度外,还能调整光斑大小和焦距,以适应不同的手术需要。这些灯通常装有手动或遥控调节系统,使医生可以根据手术过程中的需求随时调整灯光的位置和亮度。为了进一步优化手术视野,现代手术室还可能配备有智能控制系统,通过传感器自动调节灯光的强度和方向,适应手术场景的变化。这些技术的发展极大提高了手术室的功能性和手术的安全性,使医生能在最佳的视觉条件下操作,从而提高手术成功率。

    2、现有的手术室照明系统中,不同的主刀医生使用无影灯亮度的习惯不同,一个手术室可供多个主刀医生使用,每次手术前,主刀医生都要依据亮度习惯调节无影灯的亮度,耗时。同时无影灯光线直射人体的眼睛会造成眼睛疲劳,影响病人的安全和医生的视力;无影灯调节照射方向的过程中,如果在手术区域上产生光斑,会对手术产生影响。

    3、本方案提出,统计标准次数个手术的预调亮度,执行亮度记录规划策略,获取主刀医生的标准预调亮度,获取无影灯的执行区域和移动时的旋转轨迹,执行位置调整策略,调节无影灯的位置。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种手术室护理用灯光照明控制方法,用于促进解决上述背景技术中所提到的问题。

    2、本发明提供如下技术方案:一种手术室护理用灯光照明控制方法,

    3、针对每位主刀医生:

    4、获取主刀医生已经完成手术的次数,记为完成次数;

    5、当完成次数≠0时;

    6、设置统计主刀医生使用无影灯亮度习惯的标准次数;

    7、获取主刀医生从第一次完成手术到完成标准次数个手术之间的所有手术组成手术集;

    8、设定预调亮度,为手术开始前,在手术室内预先设置的无影灯亮度;

    9、执行亮度记录规划策略,得到主刀医生使用无影灯的预调亮度;

    10、当完成次数=0时;

    11、执行亮度预估策略,得到主刀医生第一次手术时的预调亮度;

    12、将无影灯发出的光线在无影灯和手术台之间所形成的照明区域记为执行区域,所述执行区域的形状为圆锥,圆锥的底面为无影灯发出光线的平面;

    13、当无影灯照射在手术台上时,获取执行区域的高,记为执行高;

    14、获取执行高和手术台的夹角,记为限定角度;

    15、固定无影灯在手术台上照射点的位置,保持无影灯距离手术台的高度不变,保持执行高和手术台的夹角为限定角度,获取无影灯绕手术台旋转的轨迹,记为旋转轨迹;

    16、获取主刀医生手术时的视野区域;

    17、在主刀医生手术时,执行位置调整策略,调节无影灯的位置。

    18、可选的,所述执行亮度记录规划策略,包括:

    19、将完成次数不等于0的主刀医生记为第二主刀医生;

    20、针对每个第二主刀医生:

    21、针对手术集中的任意一次手术:

    22、获取手术结束时的无影灯亮度,作为下一次手术的预调亮度;

    23、获取手术集中最小的预调亮度,记为下限亮度;

    24、获取手术集中最大的预调亮度,记为上限亮度;

    25、设定亮度间隔,所述亮度间隔为人眼能识别出光照强度变化的数值;

    26、当(上限亮度-下限亮度)/亮度间隔为整数时:

    27、(上限亮度-下限亮度)/亮度间隔=区间数量m;

    28、当(上限亮度-下限亮度)/亮度间隔不为整数时:

    29、[(上限亮度-下限亮度)/亮度间隔]+1=区间数量m;

    30、计算下限亮度+亮度间隔*1=第一亮度;

    31、计算下限亮度+亮度间隔*2=第二亮度;

    32、……

    33、计算下限亮度+亮度间隔*m=第m亮度,第m亮度≥上限亮度;

    34、将下限亮度和第一亮度形成的区间记为第一亮度区间,将第一亮度和第二亮度形成的区间记为第二亮度区间……将第m-1亮度和第m亮度形成的区间记为第m亮度区间。

    35、可选的,所述执行亮度记录规划策略,包括:

    36、将亮度区间内包含预调亮度的个数记为区间数值;

    37、获取每个亮度区间的区间数值;

    38、针对一个亮度区间:

    39、计算区间数值÷标准次数,结果记为区间权重;

    40、获取亮度区间的中点值;

    41、计算区间权重*中点值,结果记为分支亮度;

    42、获取所有亮度区间的分支亮度,计算所有分支亮度的加和,结果记为标准预调亮度;

    43、则,第二主刀医生完成标准次数个手术后,第二主刀医生使用无影灯的预调亮度为标准预调亮度。

    44、可选的,所述执行亮度预估策略,包括:

    45、将完成次数等于0的主刀医生记为第一主刀医生;

    46、获取所有第二主刀医生的预调亮度,分别记为第一预调亮度、第二预调亮度……第n预调亮度;

    47、执行下列公式:

    48、计算(第一预调亮度+第二预调亮度+……+第n预调亮度)/n=第一主刀医生第一次手术时的预调亮度。

    49、可选的,所述执行位置调整策略,包括:

    50、将执行区域底面的圆心记为执行圆心;

    51、所述旋转轨迹为无影灯旋转时执行圆心的运动轨迹,旋转轨迹的形状为圆形;

    52、当主刀医生手术时:

    53、获取主刀医生视野区域外的旋转轨迹,记为执行轨迹;

    54、获取执行轨迹的两个端点分别记为第一交点和第二交点。

    55、可选的,所述执行位置调整策略,包括:

    56、所述视野区域的形状为圆锥;

    57、过视野区域所在圆锥的高作垂直于水平面的平面,与旋转轨迹交于两点,其中,将靠近主刀医生的交点记为分界点;

    58、设定用于调节无影灯位置的标准间隔;

    59、将距离分界点两侧标准间隔的点分别记为第一标记点和第二标记点;

    60、其中,第一标记点靠近第一交点,第二标记点靠近第二交点;

    61、在执行轨迹上将第一标记点到第一交点的轨迹记为第一轨迹;

    62、在执行轨迹上将第二标记点到第二交点的轨迹记为第二轨迹。

    63、可选的,所述执行位置调整策略,还包括:

    64、当主刀医生做手术时:

    65、在手术台的四边中,获取靠近主刀医生的一边,记为划分边;

    66、过划分边作垂直于水平面的平面,记为划分面;

    67、将划分面和旋转轨迹的交点记为划分点;

    68、当第一轨迹上存在划分点且第二轨迹上不存在划分点时:

    69、在第一轨迹上将第一交点和划分点之间的轨迹记为第一执行轨迹;

    70、将无影灯对应的执行圆在第一执行轨迹上移动;

    71、当第一轨迹上不存在划分点且第二轨迹上存在划分点时:

    72、在第二轨迹上将第二交点和划分点之间的轨迹记为第二执行轨迹;

    73、将无影灯对应的执行圆在第二执行轨迹上移动。

    74、可选的,所述执行位置调整策略,还包括:

    75、当第一轨迹上不存在划分点且第二轨迹上不存在划分点时:

    76、将无影灯对应的执行圆在第一轨迹和第二轨迹上移动;

    77、当第一轨迹上存在划分点且第二轨迹上存在划分点时:

    78、将第一轨迹上的划分点记为第一划分点;

    79、在第一轨迹上将第一交点和第一划分点之间的轨迹记为第一限定轨迹;

    80、将第二轨迹上的划分点记为第二划分点;

    81、在第二轨迹上将第二交点和第二划分点之间的轨迹记为第二限定轨迹;

    82、将无影灯对应的执行圆在第一限定轨迹和第二限定轨迹上移动。

    83、本发明具备以下有益效果:

    84、1、该手术室护理用灯光照明控制方法,对于第二主刀医生,对于手术集中的手术,将手术结束时的无影灯亮度,作为下一次手术的预调亮度,保留主刀医生上次手术结束时的无影灯亮度,默认作为下一次手术的预调亮度,保留主刀医生的亮度习惯,减少主刀医生调节无影灯亮度的时间,节省时间。

    85、2、该手术室护理用灯光照明控制方法,对于第二主刀医生,获取手术集中的上限亮度和下限亮度,通过设定亮度间隔,划分出多个亮度,得到多个亮度区间,每个亮度区间中的数值为主刀医生能识别出的无影灯亮度,即当无影灯的亮度在同一个亮度区间内变化时,主刀医生是识别不出来的,但是,当无影灯的亮度在不同区间内变化时,主刀医生识别不了,将手术集中的多个预调亮度统一到不同的亮度区间,以人眼能识别出的亮度区间将多个预调亮度分类,为后续计算标准预调亮度做准备。

    86、3、该手术室护理用灯光照明控制方法,对于第二主刀医生,获取亮度区间的中点值,作为人眼在这个亮度区间能识别的亮度,将在亮度区间的多个预调亮度统一为亮度区间的中点值,简化计算,获取区间数值,区间数值代表主刀医生使用每个亮度区间的频率,用区间数值除以标准次数,得到区间权重,区间权重代表在所有的亮度区间中,主刀医生调节无影灯的亮度在每个亮度区间的概率,用区间权重乘以中点值,得到分支亮度,所有分支亮度的和作为第二主刀医生完成标准次数个手术后的预调亮度,统计标准次数个手术的预调亮度,利用加权平均的方法计算标准预调亮度,通过历史记录计算的预调亮度,贴合主刀医生的习惯,更具有说服性和可实用性。

    87、4、该手术室护理用灯光照明控制方法,当第一主刀医生第一次进行手术时,获取所有的第二主刀医生的预调亮度,计算均值,作为第一主刀医生第一次手术时的预调亮度,借鉴其他更有经验医生的照明偏好和实践,减少由于照明不当引起的视觉问题或手术中的误操作。通过使用经验丰富的医生的平均亮度设置,可以帮助确保手术区的光照是适宜的,从而有助于提高手术的效率和安全性。

    88、5、该手术室护理用灯光照明控制方法,获取主刀医生视野区域外的执行轨迹,并关注其两个端点,分别记为第一交点和第二交点,有助于优化无影灯的位置设置,避免灯光直接射入医生的眼睛或造成不必要的反光和眩光,这可以减少视觉干扰,使医生能更集中注意力于手术本身。

    89、6、该手术室护理用灯光照明控制方法,通过视野区域所在圆锥的高作垂直于水平面的平面,获取分界点,若无影灯在分界点照射手术台,情况为无影灯在照射手术台时同时也照射主刀医生的后脑勺,增加手术台上的光斑,所以无影灯需要避免在分界点周围照射手术台,设置标准间隔,确定第一标记点和第二标记点,确定第一轨迹和第二轨迹,在第一轨迹和第二轨迹照射时为无影灯在照射手术台的过程中不直射人的眼睛同时不会由于照射人导致手术台上有光斑,增加手术的光照亮度,减小对主刀医生的光照刺激。

    90、7、该手术室护理用灯光照明控制方法,获取划分边,划分边为主刀医生在手术时身体站立的一边,做出划分面,获取划分边和旋转轨迹的交点,得到划分点,当第一轨迹上存在划分点且第二轨迹上不存在划分点时,获取第一执行轨迹,将无影灯对应的执行圆在第一执行轨迹上移动;当第一轨迹上存在划分点且第二轨迹上存在划分点时,得到第一限定轨迹和第二限定轨迹,将无影灯对应的执行圆在第一限定轨迹和第二限定轨迹上移动,否则,当第一轨迹上不存在划分点且第二轨迹上不存在划分点时,将无影灯对应的执行圆在第一轨迹和第二轨迹上移动;手术中阴影是一个常见问题,特别是在进行深部手术时。通过调整无影灯,可以有效地减少由手术团队自身或手术器械产生的阴影,确保手术区域的光线均匀和连续。划分点的使用允许无影灯根据手术类型和主刀医生的具体需求进行个性化设置。每一种手术和每位医生可能对光线的强度和角度都有不同的需求,通过精确控制可以提供最适合的照明条件。通过在旋转轨迹上设定划分点,无影灯可以根据手术进程和主刀医生的位置需要,调整光源位置。这种灵活性使得手术区始终处于最佳的视觉条件下,即无影灯每次照射都应该尽量避免在人的后侧方照射手术台。


    技术特征:

    1.一种手术室护理用灯光照明控制方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行亮度记录规划策略,包括:

    3.根据权利要求2所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行亮度记录规划策略,包括:

    4.根据权利要求3所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行亮度预估策略,包括:

    5.根据权利要求1所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行位置调整策略,包括:

    6.根据权利要求5所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行位置调整策略,包括:

    7.根据权利要求6所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行位置调整策略,还包括:

    8.根据权利要求7所述的手术室护理用灯光照明控制方法,其特征在于:所述执行位置调整策略,还包括:


    技术总结
    本发明涉及手术室灯光控制技术领域,且公开了一种手术室护理用灯光照明控制方法,包括:执行亮度记录规划策略,得到主刀医生使用无影灯的预调亮度;执行亮度预估策略,得到主刀医生第一次手术时的预调亮度;当无影灯照射在手术台上时,获取执行区域的高,记为执行高;获取执行高和手术台的夹角,记为限定角度;固定无影灯在手术台上照射点的位置,保持无影灯距离手术台的高度不变,保持执行高和手术台的夹角为限定角度,获取无影灯绕手术台旋转的轨迹,记为旋转轨迹;获取主刀医生手术时的视野区域;在主刀医生手术时,执行位置调整策略,调节无影灯的位置。减少调节无影灯亮度的时间,减少视觉干扰,提高手术成功率。

    技术研发人员:单静,宋歌,唐迎节
    受保护的技术使用者:首都医科大学附属北京世纪坛医院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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