齐树波，喻锡成，骆星九，刘 勇，吕传禄

（海军特色医学中心，上海 200433）

0 引言

目前，因海军舰艇手术室空间狭小、净层高小于2.1 m、船体晃动严重等不利因素[1]，通用手术无影灯必须进行复杂的舰用化改造后才能上舰，且使用管理不便[2]，在大型水面舰艇中推广应用难。小型舰艇手术室照明采用7 个分散于天花板的海军专用舰艇手术灯。术前，通过手动调整每个舰用手术灯的旋转、俯仰角度实现聚焦。其光源为1 只24 W 医用卤素灯，光学元件为反光碗，照度和无影效率很差。近年来，冷光源LED 具有电光转换效率高、寿命长、尺寸小、功耗低等优点，能够满足特定照明需求[3]，在手术无影照明领域得到了广泛应用[4-6]。为提升海军小型舰艇手术室照明效果，本文设计一种基于平面LED阵列的舰用手术无影灯。

1 可行性分析

1.1 手术照明基本要求

手术照明系统能够提供符合照度、显色指数、光温、电气等要求的无影照明[7]，使医务人员能够清晰识别手术部位，同时，照明区域能够覆盖到整个手术床。通用手术无影灯基于多点光源效应，由数十个甚至上百个光源组成，形成满足照度分布、直径为20～30 cm 的光斑，通过结构复杂、具有多个自由度的机械臂来实现光斑移动[8]。其要求手术室净层高大于2.6 m，舰艇环境不能满足。同时，机械臂结构抗晃动能力差，舰艇环境适应能力差。

1.2 非成像光学理论

如果移除机械臂，手术照明系统必须能够提供一个面积与手术床面积相当、符合照度标准的光斑。根据非成像光学系统设计的光通量相等理论，实现上述照明要求需要的光源数量n 可由公式（1）确定：