医用光学智造商

手术无影灯并非越无影越好:深度感知对手术照明的挑战

发表时间:2024-08-27 21:54作者:Cheney网址:http://www.shbijian.com


摘要: 手术无影灯作为手术室必备设备,其无影率一直是评价其性能的重要指标。然而,过分追求绝对无影却忽视了阴影在深度感知中的积极作用。本文将探讨阴影与深度感知的关系,分析追求极致无影率带来的潜在问题,并提出未来手术照明的发展方向,即在保证充足照明的同时, 优化阴影信息,使其成为辅助医生进行深度感知的工具,而非简单粗暴地将其消除。

关键词: 手术无影灯,无影率,深度感知,手术照明,阴影,光源布局,视觉舒适度

引言

清晰明亮的手术视野是手术顺利进行的关键, 而手术无影灯正是为了满足这一需求而诞生的。 长期以来,手术无影灯的设计目标都是尽可能消除阴影, 追求更高的无影率。 然而,随着视觉科学研究的深入, 人们开始意识到阴影并非一无是处, 它在深度感知中扮演着不可或缺的角色。 过分追求绝对无影, 反而可能影响外科医生的深度感知能力, 降低手术操作的精准度和安全性。

阴影:深度感知的无形线索

人类的视觉系统并非完美无缺, 尤其是在判断物体的空间位置和深度信息时, 需要依赖多种视觉线索进行综合分析,而阴影正是其中之一。

  • 单眼线索: 即使闭上一只眼睛,我们依然可以通过阴影判断物体的形状、高度、凹凸等信息。

  • 双眼线索: 阴影可以增强双眼视差的效果, 使我们更容易感知物体的立体感和空间位置。

在手术操作中,外科医生需要对三维空间中的组织器官进行精细操作, 阴影的存在可以为其提供重要的深度信息, 帮助其准确判断手术器械与组织之间的相对位置, 避免误操作。

100% 无影:美丽的谎言?

目前,国内某上市公司推崇手术无影灯 “100% 无影”的概念, 利用多光源阵列、动态调光等技术手段, 最大程度地降低了阴影的可见度。然而, 这真的意味着手术照明越无影越好吗?

事实并非如此。

  • 绝对无影难以实现: 任何光源都会产生阴影, “100% 无影” 只是一种理想状态, 在实际操作中很难完全实现。

  • 可能影响深度感知: 过度追求无影, 反而可能剥夺了外科医生借助阴影判断深度的重要线索, 增加手术操作的难度和风险。

  • 局部照度过高: 为补偿阴影部分的亮度,未被遮挡的光源需要提升功率, 可能导致局部照度过高, 造成医生视觉疲劳, 甚至影响手术操作。

  • 成本高昂: 多光源阵列、传感器、控制系统等复杂的设计, 也增加了手术无影灯的制造成本, 最终可能转嫁到医院和患者身上。

技术参数的迷思:上市公司更应关注真正有益的技术

令人担忧的是目前上市公司不致力于研发真正有益的技术反而一味推崇“100%无影”这类看似“遥遥领先” 但实际意义不大的技术参数, 用概念包装产品, 用营销手段讨好客户, 这无疑是一种本末倒置的行为。

这种行为不仅不利于行业的长远发展, 还会误导消费者, 透支企业信誉, 最终损害的是整个行业的利益。 上市公司作为行业的领军者, 更应该承担起社会责任, 将精力集中在研发真正有益于用户、 有益于行业的技术上, 用实际行动推动行业进步, 这才是长远之计。

未来手术照明:平衡之道

未来的手术无影灯设计应该摒弃“唯无影率论”, 在保证充足照明的同时, 更加注重如何利用阴影信息, 使其成为辅助医生进行深度感知的工具,而非简单粗暴地将其消除。

  • 优化光源布局: 采用多光源设计时,应合理安排光源的位置和照射角度, 使阴影变得柔和、方向适宜, 避免产生过于浓重或方向混乱的阴影, 干扰医生的视觉判断。

  • 控制阴影清晰度: 可以通过调整光源的尺寸、光束的集中度等方式, 控制阴影的边缘清晰度, 使其既能提供深度信息,又不会过于刺眼或干扰观察。

  • 关注其他照明指标: 除了无影率, 还应该关注色温、显色性、眩光控制等影响医生视觉舒适度和手术效果的因素, 提供更全面、更人性化的照明环境。

结语

手术无影灯的设计理念应该从单纯追求“无影” 走向更科学、更全面的方向。 未来的手术无影灯应该是一种能够智能调节阴影, 将其转化为辅助医生进行深度感知的工具, 而非简单粗暴地将其消除。 只有这样, 才能真正提升手术照明的品质, 为外科医生创造更理想的操作环境, 最终造福广大患者。

参考文献

·       Bartlett D. 1978. Operating theatre lighting. NATNews. 15(11):24 –30.

·       Beck WC. 1980. Choosing surgical illumination. Am J Surg. 140(2):327–331.

·       Beck WC. 1981. Operating room illumination: the current state of the art. Bull Am Coll Surg 66(5):10 –15.

·       Berguer R. 1996. Ergonomics in the operating room. Am J Surg. 171(4):385–386.

·       Berguer R. 1997. The application of ergonomics in the work environment of general

·       surgeons. Rev Environ Health 12(2):99 –106.

·       Berguer R. 1999. Surgery and ergonomics. Arch Surg. 134(9):1011–1016.

·       Breedveld P, Stassen HG, Meijer DW, Stassen LPS. 1999. Theoretical background and

·       conceptual solution for depth perception and eye-hand coordination problems in

·       laparoscopic surgery. MITAT 8(4):227–234.

·       Geisse JK. 1994. The dermatologic surgical suite. Semin Dermatol. 13(1):2–9.

·       Knulst AJ, Mooijweer R, Jansen FW, Stassen LPS, Dankelman J. 2010. Indicating

·       shortcomings of surgical lighting systems. Minim Invasiv Ther. 20(5):267–275.

·       Knulst AJ, Stassen LPS, Grimbergen CA, Dankelman J. 2009a. Choosing surgical lighting in the LED era. Surg Innov. 16(4):317–323.

·       Knulst AJ, Stassen LPS, Grimbergen CA, Dankelman J. 2009b. Standards and performance indicators for surgical luminaires. Leukos. 6(1):37– 49.

·       Indicating shortcomings in surgical lighting systems

·       Arjan J. Knulst et al.Minimally Invasive Therapy & Allied TechnologiesPublished online: 17 Nov 2010

·       The Effect of Shadows on Performing Stereo visual Pointing Tasks: Is Shadow-Free Open Surgery Ideal?

·       Article in LEUKOS The Journal of the Illuminating Engineering Society of North America · September 2013 Arjan J Knulst Delft University of Technology Jenny Dankelman Delft University of Technology Jesse van Dongen National Institute for Subatomic Physics


分享到:
上海市景联路439号5号楼508~512室
021-61921008
cheney.guo@Hotmail.com
9:00-22:00