Светодиодный хирургический светильник

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к осветительному устройству на светодиодах с настраиваемым управляемым световым излучением, в частности к ветеринарии.
Из существующего уровня техники известен светодиодный хирургический светильник, включающий корпус, в котором расположены две группы светодиодных излучателей, которые расположены таким образом, что обе группы светодиодных излучателей образуют результирующее световое поле. В данной конструкции предусмотрена регулировка размеров операционного поля в зависимости от расстояния до хирургического светильника (см. патент US 9119668, МПК А61В 01/06, А61В 17/00, F21S 02/00, F21S 08/06, F21V 05/04, F21V 14/02, F21W 131/205, опубликован 01.09.2015г.).
Недостатком данного светильника является то, что при настройке освещенности хирургического поля на фиксированное расстояние до хирургического светильника при изменении расстояния будут изменяться и размеры площади засветки. Регулирующие устройство в данной конструкции позволяет сохранять требуемую освещенность операционного поля при изменении размера операционного поля, которое связано с изменением расстояния от хирургического светильника до операционной поверхности. Что касается равномерности освещенности операционного поля, то в силу того, что диаграмма направленности светодиодных излучателей имеет ярко выраженный максимум с достаточно резким спадом интенсивности, то равномерность в такой конструкции не высока.
Известен светодиодный хирургический светильник, включающий основную и дополнительную группы светодиодных излучателей, причем светодиодные излучатели дополнительной группы установлены наклонно к оптической оси светильника и их оптические оси направлены за пределы основного светового пятна. Для повышения равномерности освещенности излучатели дополнительной группы образуют две концентрических окружности вокруг основного светового пятна засветки. В результате, в силу большего перекрытия пятен засветки каждого отдельного светодиодного излучателя, равномерность освещенности увеличивается.
Однако в известном светодиодном хирургическом светильнике также увеличивается яркость основного пятна засветки из-за попадания части света на основное пятно засветки, что увеличивает общую неравномерность освещенности операционного поля (см. патент ЕР 2136126, МПК А61В 01/06, А61В 19/00, F21S 04/00, F21S 08/00, F21V 23/00, F21V 23/04, опубликован. 25.08.2010г.).
Недостатком данного светильника является то, что в данной конструкции отсутствует расположенная в центре светильника группа светодиодов, свет от которой падает вертикально в центр операционного поля, что не позволяет добиться требуемой глубины освещения необходимой при проведении глубоких операций в ограниченной по размерам операционной площади.
Известен светодиодный хирургический светильник, содержащий закрепленные на корпусе светильника основные и дополнительные светодиодный хирургический светильник, рассредоточенные по его поверхности и объединенные в группы из основных и группы из дополнительных светодиодов, и устройство регулирования светового поля. Группы из основных светодиодов и группы из дополнительных светодиодов соединены между собой и с устройством регулирования светового поля. Основные светодиоды закреплены на корпусе светильника с пересечением их оптических осей с осью светильника в центре светового пятна. Дополнительные светодиоды закреплены на корпусе с образованием их оптическими осями концентрического светового пятна в форме кольца вокруг основного пятна (см. патент RU 2413475, МПК А61В 19/00, F21W 131/205, F21S 2/00, опубликован 10.03.2011г.).
Известный светодиодный хирургический светильник не обеспечивает равномерного освещения операционного поля при увеличении площади засветки ввиду того, что отдельные светодиодные излучатели дополнительного блока не могут создать высокой степени равномерности освещенности увеличенного операционного поля, так как диаграмма направленности светодиодных излучателей имеет ярко выраженный максимум с достаточно резким спадом интенсивности. Такое распределение интенсивности излучения и приводит к неравномерному распределению освещенности по площади светового пятна. Кроме того, при создании концентрического пятна засветки часть светового потока излучателей дополнительных групп попадает на основное пятно засветки, что повышает его яркость и еще больше увеличивает неравномерность освещенности хирургического поля.
Известен хирургический светильник, включающий основную и дополнительную группы светодиодных излучателей, установленные на плоском основании, так что оптические оси светодиодных излучателей параллельны оптической оси светильника, оптический элемент, расположенный между светодиодными излучателями и освещаемой площадью, содержащий плоские грани, обращенные по направлению к оптической оси светильника под разными углами относительно друг друга, и блок управления параметрами светодиодных излучателей, причем, световыводящая поверхность светодиодных излучателей дополнительной группы выполнена в форме конуса (см. патент RU №191645, МПК F21S 8/00, опубликован15.08.2019г.).
Недостатком данной конструкции является то, что световое кольцо не регулируется и нельзя его изменять, повышая яркость в определенном требуемом участке.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является светодиодный хирургический светильник содержащий корпус, в котором размещены группы светодиодных излучателей, 3D сенсор для определения пространственного положения, по меньшей мере, одного объекта, управляющее устройство для включения, выключения и изменения интенсивности светодиодных излучателей и блок управления. Одна группа светодиодных излучателей предназначена для формирования основного поля засветки, другая группа светодиодных излучателей создает окружность вокруг светового поля и, тем самым, расширяет площадь засветки операционного поля (см. заявка DE 102014222794, МПК А61В 17/00, F21S 08/04, F21W 131/20, G05D 25/02, Н05В 37/02, опубликована 12.05.2016).
Недостатком является наличие в конструкции группы светодиодов, что не даёт возможность использовать все освещение. Создается вероятность поймать блик повышенной мощности.
Была поставлена задача: создать простой по конструкции и эффективный в эксплуатации светодиодный светильник.
Поставленная задача решается тем, что у светодиодного светильника, содержащего корпус, в котором размещены группы светодиодных излучателей, управляющее устройство для включения, выключения и изменения интенсивности светодиодных излучателей, у которого все группы размещены в разных плоскостях симметрично относительно центральной продольной оси корпуса и установлены с возможностью изменения угла плоскостей, управляющее устройство фокусировкой лучей выполнено механическим.
Выполнение группы светодиодных излучателей (не менее 3 групп) в одной плоскости, позволяет найти компромисс между сложностью выполнения и возможностью управления фокусировкой в одну точку. Выполняется качественная фокусировка при простоте конструкции, что дает преимущество по сравнению с прототипом.
,
Размещение светодиодов в разных плоскостях, но симметрично относительно центральной продольной оси корпуса и установлены с возможностью изменения угла плоскостей, позволяет фокусировать световые потоки групп в единое световое поле. Таким образом, достигается бестеневой эффект, улучшается безбликовость и появляется четкая граница между освещенной и не освещенной участкамичто обеспечивает эффективность эксплуатации и создает комфортные условия для работы хирурга.
Выполнение управляющего устройство фокусировкой лучей механически позволяет добиться более однородно освещенного операционного поля в любой его точке по сравнения с прототипом, что так же повышает эффективность данного светильника.
Наличие потенциометра позволяет плавно регулировать интенсивность освещения, что создает комфортные условия для пользователя, это дает возможность сберечь зрение хирурга, особенно при продолжительных операциях, что позволяет при меньшей освещенности достичь максимальный эффект.
Наличие центральной, неподвижной группы излучателей позволяет обеспечить глубину освещения при полостных операциях.
Наличие видеокамеры с большим разрешением позволяет диагностировать на мониторе трудноразличимые симптомы, недоступные для невооруженного глаза, так же получение видеоматериалов для доказательства в спорных ситуациях, а также использовать в качестве обучающего материала для студентов. Также видеомонитор облегчает работу хирургу, имеющему слабое зрение.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом.
Для работы светильник может быть укреплен к потолку с помощью крепежной площадки и вертикальной трубой. Длина трубы выбирается с учетом высоты потолка. Также крепление оснащают поворотными рычагами с функцией крепления. Корпус 1 светильника крепится с помощью вилки к подвесу и поворачивается в рычаге на 90 градусов, а сам корпус 1 поворачивается в вилке на 180 градусов (на чертеже не показаны). Также возможно установить светильник к стойке на полу, в этом случае его можно будет переносить в другие помещения без особого труда. Для успешной работы хирурга свет должен быть максимально бестеневым, передавать натуральные оттенки кожи, слизистых, крови и пр. Для плавной регулировки яркости максимальная интенсивность света должна быть сильнее требуемой для глаза человека. Для достижения заданных параметров в корпусе 1 установлены, например, пять групп 2 светодиодных излучателей 3, в группе 2 находятся, например, по 12 излучателей 3 в каждой. Излучатель 3 имеет специальную собирающую линзу. Наиболее оптимальным является 60 излучателей 3.  Группа 2 закреплена на осях, для возможности ее поворота. Светодиодный хирургический светильник, содержащий корпус 1, в котором размещены группы 2 светодиодных излучателей 3, управляющее устройство для включения, выключения и изменения интенсивности светодиодных излучателей 3, причем все группы 2 размещены в разных плоскостях симметрично относительно центральной продольной оси корпуса и установлены с возможностью изменения угла плоскостей, управляющие устройство фокусировкой лучей выполнено механическим. По желанию заказчика на корпусе 1  возможно размещение видеокамеры с высоким разрешением и большим оптическим зумом позволяющей транслировать и записывать ход операции.
Светодиодный хирургический светильник, установленный над операционным столом, работает следующим образом:
Группы 2 двигаются специальной ручкой, для фокусировки в единое световое поле (примерно диаметром 20 см) для обеспечения бестеневого эффекта. Интенсивность света изменяется от 0 до 100000 люкс, достигается это с помощью потенциометра. Ось 4 качания группы 2 позволяет точно выверить и собрать все лучи на операционном поле 5 стола. Так же есть возможность разместить в центе корпуса 1 в группе 2 видеокамеру с высоким разрешением и большим оптическим зумом (обеспечивает возможность увеличения). Возможна запись на жесткий диск и вывод на монитор.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.