阵列式蓝光LED在黄疸治疗箱内照射均匀性的研究
2021-08-07王洪柱郑建
中国医疗器械杂志 2021年4期
关键词:优化
王洪柱,郑建
1 浙江大学医学院附属妇产科医院 医学工程科,杭州市,310006
2 浙江省医疗器械检验研究院,杭州市,310018
0 引言
蓝光LED光疗被认为是目前早产儿新生高胆红素血症的最佳临床治疗手段之一[1-2]。蓝光LED黄疸治疗箱具有设备体积小,治疗无创,副作用少等不可替代的优势,是国家重点监控的医疗器械产品之一,是儿童医院、妇产科医院以及综合性医院的医疗设备[3-4]。蓝光治疗的作用机制是让脂溶性的胆红素通过迅速光氧化和光致异构退化,而成为溶于水的化合物,经胆汁排泄到肠道或从尿中排出,从而使血清胆红素水平降低[1,5]。其疗效与光照体表面积、光照强度等因素密切相关[5]。所以探究照射面上的蓝光光照均匀性具有重要的医学意义。
单个LED的输出光强度可近似为Lambertian分布,而其在整个照明空间上的光照分布是不均匀的,所以国内外许多学者对LED阵列的光照分布开展了相关研究,雷风泽、赵芝璞等[8-9]采用粒子群算法分别对圆形结构和方形结构的LED阵列的结构参数进行优化,得到了可获得最优光照均匀度的LED的间距尺寸。MORENO等[10]通过理论推导建模,研究了6种不同结构LED阵列的光照分布情况,得到不同形状的阵列结构与获得照度均匀区域的面积大小的关系。由于受黄疸治疗箱的体积的限制,箱体内需要充分利用光照面,因而增加LED的阵列和更改阵列结构都不是最佳的提高光照均匀度的途径。故此笔者将研究如何在一定光照面积下,设计光照强度可调的LED内外阵列,使其得到最佳的光照均匀度。……
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