Хирургическое освещение: от начала и до наших дней

2-4.jpg

Хирургический светильник – также называется операционным светом – это медицинское устройство предназначено для оказания помощи медицинского персонала во время хирургической процедуры, освещая локальную зону или полость пациента. Сочетание нескольких хирургических источников света часто называют «системой хирургического освещения».

Что важно в хирургическом свете?

Эффективное освещение требует специального баланса яркости, управления тенями, светового шума и температуры. Это максимизирует видимость в месте операции, минимизируя усталость глаз.

Терминология

Люкс – единица измерения количества видимого света, измеряется люксметром в определенной точке.

Центральная освещенность (Ec) – освещенность (измеряется в люксах) на расстоянии 1 м от светоизлучающей поверхности в центре светового поля. Соотношение между излучаемой энергией (Ее) и освещенностью (Ес) измеряется в  мВт / м².lx

Центр светового поля – точка в световом поле (освещенная область), где освещенность достигает максимальной яркости. Это контрольная точка для большинства измерений.

Глубина освещения – расстояние между точками 20% интенсивности освещения выше и ниже центральной точки. От точки максимального освещения, которая является центром светового поля на расстоянии 1 метра от светоизлучающей поверхности, фотометр перемещается в направлении света, пока измеренная интенсивность света не упадет до 20% от максимального значения. Расстояние между центром и этой точкой определяется как L1. Аналогичным образом измеренное расстояние в направлении от источника света равно L2. Глубина освещения без необходимости перефокусировки является суммой двух расстояний L1 и L2. Во втором издании стандарта МЭК, опубликованном в 2009 году, пороговое значение было пересмотрено с 20% до 60%.

Разведение теней – способность света минимизировать влияние препятствий.

Диаметр светового поля (D10) – диаметр светового поля вокруг центра светового поля, заканчивающийся там, где освещенность достигает 10% от Ec. Указанное значение является средним для четырех различных сечений через центр светового поля.

D50 – диаметр светового поля вокруг центра светового поля, заканчивающийся там, где освещенность достигает 50% от Ec. Указанное значение является средним для четырех различных сечений через центр светового поля.

CRI (Ra)  – Индекс цветопередачи, коэффициент цветопередачи. Количественная мера способности источника света верно отображать цвета освещаемых объектов в сравнении с идеальным или естественным источником света. Ra принимает значения от 1 до 100 (1 — наихудшая цветопередача, 100 — наилучшая).

МЭК – Международная электротехническая комиссия. 

История

История хирургического освещения восходит к 1850-м годам. До начала разработки хирургических светильников, операционные залы строились к юго-востоку и имели окна в потолке, чтобы максимально использовать естественный солнечный свет при операциях. К сожалению, проблема была в том, что хирурги зависели от времени суток и погодных условий, что в свою очередь влияло на общее освещение помещения.  Кроме того, во время операции, врач, медсестра или медицинское оборудование легко могли закрывать собою проницаемый свет. Данная проблема была немного уменьшена за счет использования зеркал на четырех разных углах потолка, чтобы отразить солнечный свет к операционному столу.

К концу 19-го века, лампочки заменили прямой солнечный свет и предоставили больше свободы для операций в течение дня, но появился другой ряд проблем. На раннем этапе электрических технологий, контроль испускаемого света был плохим. Электрический свет рассеивался, имел мерцание и давал сильное тепловое излучение. Были предприняты попытки использовать оптический конденсатор в непрямом свете для уменьшения нагрева, но безуспешно.

Но технология набирала все больших оборотов, и с каждым годом, с развитием индустрии, данные проблемы уменьшались.

 В 1950-х годах были разработаны напольные подставки для хирургического освещения, а немного позже, в начале 1990-х, хирургические светильники стали крепить на стену, по причинам, что операции стали более обширными и требовали разных углов освещения из-за затенения.

К 1960-м, чтобы увеличить количество света, доступного на операционном столе до 100 000 люкс (сопоставимо с ярким солнечным полуденным светом на средиземноморском пляже), начали использовать галогеновые лампы. С 1968 года, предпринимались попытки использовать в качестве источника света, светодиодную технологию. Но на тот период это было не совсем реализуемо. Тридцать лет спустя, газоразрядные лампы почти удвоили доступный свет до 200 000 люкс! Но такой подход «чем больше, тем лучше» приводил к усталости глаз, снижая эффективность хирургов.

В 1992 году, компания “RIMSA” разрабатывает первую открытую хирургическую лампу в форме лепестков для обеспечения ламинарного потока. И наконец, в 2002 году, та же компания “RIMSA” разработала первую в мире светодиодную (LED) лампу для операционных залов, в то время как эта технология еще находилась в зачаточном состоянии у многих компаниях. Это стало прорывом в области хирургического света.  С внедрением, в качестве источников света светодиодов (LED), проблема теплового излучения была устранена, а энергопотребление уменьшено. На сегодняшний день, LED технология является стандартом для любого освещения. «Ради справедливости стоит отметить, что только в 2005 году американский производитель “Trumpf Medical” заявил, что разработал первый операционный светильник со светодиодной технологией, обеспечивающий оптимальное и стабильное освещение для хирургов и врачей»

Внедрение потолочных хирургических светильников сыграло важную роль в эволюции хирургического света, поскольку они обеспечили выдающуюся визуализацию, благодаря которой улучшается исход пациента, обеспечивая эффективное освещение в месте операции.

multi_beam_vintage_medical_surgical_light_getbackinc_8_org
multi-beam-vintage-medical-surgical-light-getbackinc-7
Operay-multibeam-surgery-light-OR-room
d546b3bca41285014bf03e615a1c3951
20130913-20130913-044z_2
565.1_Amphitheater
b9abb8c584bf5631bf6f841bd5580bb4
837c8e2424a7aa7c82a7c55388e51579_medical_equipment_lighting_products
curator_co_hazelwood_santiatirum_2
mamonas-oper-room_1_2
c111b679c03b54f55bf329eedbbdf4aa
chi-photo-gallery-a-history-of-des-plaines-201-003_1_2
surgical-lights_image-gallery_1
surgical-lights_image-gallery_2
7b9709619489eed8333d6ddf9186ecc8
47d6d1270cfaa19a8ca340b004032819
c8c39671c178ca8e33de0af9a4d2933d
industrial-retro-design-surgical-lamp-6-1024x1021
cropbestbetmiddlecenter-1200x600--1045575306
1746838
1492413
Steris
#1
3 lightheads, 1 flat panel
860_2-700x700
151423049_images_15341065958

Типы хирургических светильников

Существуют различные типы хирургических источников света, и каждый тип играет определенную роль в освещении до, во время и после операционной процедуры. Они могут быть классифицированы по типу лампы или монтажной конфигурации.

Конфигурации хирургического освещения могут включать в себя потолочный, настенный или напольный стенд. В зависимости от модели, хирургический светильник также может использоваться во всех трех конфигурациях. Потолочный светильник можно установить в фиксированной точке на потолке операционного зала. Аналогичным образом настенные светильники монтируются на стене процедурного кабинета. Настенная конфигурация чаще используется с иными осветительными приборами, чем с хирургическими. Для большей мобильности напольные хирургические светильники автономны и, как правило, на колесах, что позволяет им перемещать из комнату в комнату. Также любой свет можно укомплектовать аккумуляторами на случай перебоев электроэнергии или оперативного развертывания мобильного госпиталя. Все три типа играют важную роль в освещении места операции во время процедуры.

Управление Тенями

Что действительно важно с точки зрения управления тенями, так это полезный свет, который будет иметь хирургическая бригада при работе.

Качество хирургического света зависит от количества полезного света, который проникает во внутрь полости. Это баланс между количеством света и способностью управлять тенями.

Существует два типа теней: отбрасываемые тени и контурные тени. Отбрасываемые тени мешают видимости, а контурные тени помогают нам измерять глубину и объем. Эффективное освещение минимизирует отбрасываемые тени, улучшая контур.

На отбрасываемые тени влияет поверхность источника света, то, как свет направляется к рабочему полю, где оно наиболее необходимо, и количество источников света. Больше световых лучей улучшает разбавление теней, улучшая обзор для хирурга.

Прямой и отраженный свет

Системы хирургического освещения могут быть двух разных видов по излучаемому свету: прямой свет и отраженный (рефлекторный) свет.

Прямой свет – это свет, падающий от источника освещения на нужную область в помещении (полость пациента). Прямой свет позволяет расставлять акценты, но он же приводит к резким, контрастным теням. Резкие контрасты в освещении приводят к повышенной утомляемости глаз, поэтому даже при необходимости использовать в освещении пространства/полости акценты, все равно необходимо дополнять прямое освещение рассеянным отраженным светом для смягчения контраста.

Отраженный (рефлекторный) свет – возникает когда свет источника сперва падает на некоторую отражающую поверхность — часть светильника, а только потом уже освещает интересующую нас зону. В системах отраженного света также присутствует отражатель в виде зеркал, который создает рассеянное свечение без слепящего эффекта. Наилучшего бестеневого эффекта достигают лампы с технологией отраженного света. Здесь минимизируется теневой эффект, обеспечивается равномерность освещения рабочего поля и уменьшаются блики от света, что позволяет делать само освещение более комфортным и уменьшает усталость глаз у персонала. Так же стоит отметить, что светильники с данной системой имеют стильный современный дизайн и так же вандалоустойчивость к источнику света и системы в целом.

Цветовые тени

Даже самого яркого источника освещения недостаточно, если он не может удалить нежелательные тени из операционного поля. Тени делятся на два типа: контурные и контрастные. Контурные тени полезны, они помогают хирургу различать ткани в полости пациента  и сосудистую сеть. Контрастные тени, с другой стороны, являются помехой. Эти тени являются результатом препятствий, создаваемых руками или инструментами. Соответственно, хирургический светильник должен уменьшать контрастные тени, сохраняя при этом достаточное количество контурных теней, чтобы обеспечить хирургов оптимальным восприятием.      

Управление теплом

Свет всегда будет энергией, поэтому для предотвращения высыхания ткани необходимо безопасное управление теплом.

Тепло можно измерить в двух местах: на световом пятне и на световом наконечнике. Тепло может вызвать у хирурга дискомфорт и высушить открытые ткани пациента.

Хотя светодиоды не производят вредных инфракрасных лучей, некоторое количество тепла остается. Чем больше освещения, тем больше лучистой энергии. МЭК ограничивает это излучение не более 1000 Вт / м2 на световом пятне. Перекрывающиеся световые пятна всегда находятся под контролем хирургов.

Но световые купола также являются источником лучистого тепла. Даже источники LED выделяют тепло, поэтому очень важно для баланса света использовать такие материалы купола светильника, которые будут отводить тепло от светодиодов наружу. Это особенно важно при длительных операциях от шести и более часов, когда изза перегрева в свете начинает преобладать красный спектр.

Качественный хирургический свет минимизирует тепло, чтобы улучшить комфорт и результаты пациента.

Инфекционный контроль

Поддержание чистоты и стерильности в операционном зале является обязательным условием для инфекционного контроля и ухода за пациентами. Многие новые хирургические светильники поддерживают стерилизацию с помощью нескольких процедур очистки. Благодаря непрерывной работе освещения во время операции, санитарная обработка становится необходимостью. Производство хирургического освещения также должно обеспечивать минимальные расщелины и пыленепроницаемые поверхности для минимизации усилий по очистке. Одноразовые световые чехлы обычно доступны для большинства хирургических осветительных приборов. Многие хирургические светильники имеют съемные стерилизуемые ручки,  которые позволяют регулировать интенсивность и фокусировку света в рабочем стерильном поле, а также облегчают их очистку и стерилизацию.

Интеграция с оборудованием

Одним из основных факторов хирургического освещения, является способность поддерживать и аудиовизуальное оборудование. При выборе хирургических светильников следует учитывать взаимодействие между аудио-видео оборудованием, другим оборудованием операционной и системами освещения. Многие потолочные хирургические светильники могут быть оснащены несколькими кронштейнами, которые могут поддерживать дополнительные хирургические световые головки, мониторы и видеокамеры высокой четкости. Мониторы высокой четкости предоставляют различные варианты подключения к источнику видео или видеокоммутатору. Большинство производителей хирургического освещения предоставляют камеры высокого разрешения. Камеры высокой четкости, как правило, имеют несколько вариантов оптического и цифрового увеличения, а также функцию автоматической и ручной фокусировки. В этой части важна электромагнитная совместимость с большим количеством другого медицинского оборудования в операционной и больнице в целом.

При выборе систем хирургического освещения важно найти систему, которая обеспечивает баланс между техническими преимуществами, характеристиками и ценой.

Будущее хирургического освещения

Область хирургического освещения чрезвычайно изменилась. По мере развития медицинской науки крайне важно, чтобы требования и характеристики хирургического освещения постоянно менялись. Некоторые направления, которые исследуются в области хирургического освещения, включают технологию холодного зеркала, которые отделяют инфракрасное излучение от не инфракрасного, создавая более экономичное решение для хирургического освещения.

По мере совершенствования технологии виртуальной реальности, возможности трехмерного моделирования станут более доступными для больниц и других медицинских учреждений. Создание 3D-модели вашей операционной комнаты поможет проверить наличие проблем со здоровьем и безопасностью, связанных с электрическими кабелями, соединениями и оборудованием. Среда операционной комнаты очень чувствительна к электрическим авариям, с большим количеством электрического оборудования и жидкостей, таких как моча, кровь и солевой раствор. Эти комбинации представляют большой риск для безопасности. Комплексная 3D-модель поможет вам устранить любые факторы риска.

Будущие технологические достижения также будут включать освещение, которое воспринимает препятствие или движение человека, и автоматически настраивается, чтобы восстановить максимальную визуализацию для медицинской команды. Эти достижения окажутся весьма полезными и сократят время операции, создавая более безопасную рабочую среду как для хирургов, так и для пациентов.

Нормы и требования к хирургическому освещению

Международная электротехническая комиссия (МЭК) в 2009 году создала документ IEC 60601-2-41 – Особые требования к основной безопасности и важных показателей работы хирургических светильников и светильников для диагностики. Этот документ установил нормы и рекомендации относительно характеристик хирургического и смотрового света для обеспечения безопасности как для пациента, так и для персонала. Некоторые стандарты представлены ниже:

  • Однородный свет: свет должен обеспечивать хорошее освещение на плоской, узкой или глубокой поверхности в полости, несмотря на препятствия, такие как головы хирургов или руки.
  • Люкс : центральная освещенность должна составлять от 160 000 до 40 000 люкс .
  • Диаметр светового поля : диаметр D50 должен составлять не менее 50% от D10.
  • Цветопередача : с целью различения истинного цвета ткани в полости, индекс цветопередачи (Ra) должен быть между 85 и 100.
  • Возможность резервного копирования : В случае прерывания электропитания , свет должен быть восстановлен в течение 5 секунд с интенсивностью не менее 50% от предыдущего люкса, но не менее 40 000 люкс. В течение 40 секунд свет должен быть полностью восстановлен до первоначальной яркости.
  • Примечание: в документе МЭК также упоминается, что необходимо уведомить пользователя о характеристиках. Например, напряжение и потребляемая мощность должны быть отмечены на или рядом с патроном лампы, а также на головке лампы. В инструкции по применению должно быть объявлено следующее:
    • Об очистке и обеззараживании хирургического светильника
    • Аспекты безопасности оптического фильтра (назначение и предупреждение)
    • Центральная освещенность
    • Диаметр светового поля
    • Глубина освещения
    • Разведение теней
    • Коррелированная цветовая температура и индекс цветопередачи
    • Общая освещенность
    • Обращение с головкой в ​​случае сбоя
    • Как пользователь должен соблюдать национальные правила гигиены и дезинфекции

По состоянию на ноябрь 2017, в МЭК участвуют следующие компании:

  • Steris (США)
  • Getinge (Швеция)
  • Berchtold / Stryker (Германия или США)
  • KLS Martin (Германия)
  • Rimsa (Италия)
  • Brandon (Великобритания)
  • Draeger (Германия)
  • Skylux (Япония)

Залишити коментар


logo_MC_dark

___________________________________

Аналіз, експертиза, консалтинг, проектування, будівництво, оснащення та реконцепція медичних закладів у приватному та державному сегменті, відповідно до українських та міжнародних стандартів.

Підписка на новини

ГРОМАДСЬКА ОРГАНІЗАЦІЯ «ЕКСПЕРТНО-АНАЛІТИЧНИЙ ЦЕНТР «МЕДИЧНИЙ КОНСТРУКТОР» (код ЄДРПОУ: 43594300) Copyright by MEDICAL CONSTRUCTOR© 2020. All rights reserved.