無影燈的原理

無影燈其實并不(bu)能(neng)(neng)“無影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)”，它只是(shi)(shi)減淡(dan)本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)，使本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)不(bu)明顯(xian)。影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)是(shi)(shi)光(guang)(guang)照(zhao)射(she)物體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)的(de)(de)。地(di)球上各處的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)是(shi)(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)。仔細觀(guan)察電(dian)燈(deng)(deng)光(guang)(guang)下(xia)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)，還會(hui)(hui)發(fa)(fa)現(xian)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)中(zhong)部特別黑(hei)暗(an)，四周稍(shao)淺。影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)中(zhong)部特別黑(hei)暗(an)的(de)(de)部分叫本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)，四周灰暗(an)的(de)(de)部分叫半(ban)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)。這(zhe)些現(xian)象(xiang)的(de)(de)產生都(dou)和光(guang)(guang)的(de)(de)直(zhi)線傳(chuan)播有密切關系。假如把一個(ge)(ge)柱形(xing)茶(cha)葉筒(tong)(tong)放在(zai)桌(zhuo)上，旁邊點(dian)(dian)燃一支(zhi)蠟(la)(la)燭，茶(cha)葉筒(tong)(tong)就會(hui)(hui)投下(xia)清晰(xi)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)。如果(guo)在(zai)茶(cha)葉筒(tong)(tong)旁點(dian)(dian)燃兩支(zhi)蠟(la)(la)燭，就會(hui)(hui)形(xing)成(cheng)兩個(ge)(ge)相疊而不(bu)重合(he)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)。兩影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)相疊部分完全(quan)(quan)沒有光(guang)(guang)線射(she)到，是(shi)(shi)全(quan)(quan)黑(hei)的(de)(de)，這(zhe)就是(shi)(shi)本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)；本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)旁邊只有一支(zhi)蠟(la)(la)燭可照(zhao)到的(de)(de)地(di)方(fang)，就是(shi)(shi)半(ban)明半(ban)暗(an)的(de)(de)半(ban)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)。如果(guo)點(dian)(dian)燃三支(zhi)甚至(zhi)四支(zhi)蠟(la)(la)燭，本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)部分就會(hui)(hui)逐漸縮小，半(ban)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)部分會(hui)(hui)出現(xian)很多層次。物體(ti)(ti)在(zai)電(dian)燈(deng)(deng)光(guang)(guang)下(xia)能(neng)(neng)生成(cheng)由本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)和半(ban)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)組成(cheng)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)，也是(shi)(shi)這(zhe)個(ge)(ge)道理(li)。很顯(xian)然(ran)，發(fa)(fa)光(guang)(guang)物體(ti)(ti)的(de)(de)面積(ji)(ji)越(yue)大，本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)就越(yue)小。如果(guo)我們(men)在(zai)上述(shu)茶(cha)葉筒(tong)(tong)周圍點(dian)(dian)上一圈(quan)蠟(la)(la)燭，這(zhe)時(shi)本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)完全(quan)(quan)消失，半(ban)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)也淡(dan)得(de)看不(bu)見了(le)(le)。科學家(jia)根據上述(shu)原理(li)制成(cheng)了(le)(le)手術(shu)用的(de)(de)無影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)燈(deng)(deng)。它將發(fa)(fa)光(guang)(guang)強度(du)很大的(de)(de)燈(deng)(deng)在(zai)燈(deng)(deng)盤上排(pai)列成(cheng)圓(yuan)形(xing)，合(he)成(cheng)一個(ge)(ge)大面積(ji)(ji)的(de)(de)光(guang)(guang)源。這(zhe)樣，就能(neng)(neng)從不(bu)同(tong)(tong)角度(du)把光(guang)(guang)線照(zhao)射(she)到手術(shu)臺上，既保證手術(shu)視野有足夠的(de)(de)亮度(du)，同(tong)(tong)時(shi)又(you)不(bu)會(hui)(hui)產生明顯(xian)的(de)(de)本影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)，所以(yi)稱(cheng)為(wei)無影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)燈(deng)(deng)。

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無影燈的組成

手術(shu)無影(ying)燈(deng)一般(ban)由(you)單個(ge)或(huo)多個(ge)燈(deng)頭組成，系定(ding)(ding)(ding)(ding)在(zai)(zai)懸臂上，能(neng)做(zuo)垂直或(huo)循環移動，懸臂通常連接在(zai)(zai)固(gu)定(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)結合器上，并能(neng)圍著它旋轉(zhuan)。無影(ying)燈(deng)采用可消(xiao)毒的(de)手柄或(huo)設消(xiao)毒的(de)箍（曲軌(gui)）作靈活定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)，并具有自動剎車和(he)停止(zhi)功能(neng)以操縱其定(ding)(ding)(ding)(ding)位(wei)(wei)，在(zai)(zai)手術(shu)部位(wei)(wei)的(de)上面和(he)周(zhou)圍，保持相宜(yi)的(de)空間。無影(ying)燈(deng)的(de)固(gu)定(ding)(ding)(ding)(ding)裝置可安置在(zai)(zai)天花板或(huo)墻(qiang)壁上的(de)固(gu)定(ding)(ding)(ding)(ding)點上，也可安置在(zai)(zai)天花板的(de)軌(gui)道上。

無影燈的五個要求

亮度要求

手術室外(wai)(wai)科(ke)醫師必須能(neng)夠精確地分辨(bian)輪廓(kuo)、顏色(se)和移動。因此(ci)作為外(wai)(wai)科(ke)醫師，需要(yao)接近日光質量的(de)(de)光強(qiang)度。100,000lux的(de)(de)光確定(ding)相當于正(zheng)午(wu)時(shi)太陽的(de)(de)亮(liang)度。除此(ci)之外(wai)(wai)，在手術環境中，大(da)(da)部分的(de)(de)光被(bei)吸收而不是被(bei)反射，這就意味著手術無影燈必須提供更大(da)(da)的(de)(de)亮(liang)度。

無影燈最大可產生150,000lux的(de)亮度，而且亮度均可進(jin)行無級調節。只有(you)在(zai)此亮度下，外科醫(yi)生才能(neng)在(zai)術區擁有(you)50%的(de)可見(jian)光。

無產熱要求

光照明亮的同時會伴隨著熱量的產生。手術過程如果有熱的產生，會給外科醫師及病人帶來很大的(de)危(wei)害。因此，外(wai)科手術過程中我們需要的(de)是只(zhi)有光(guang)而無熱(re)的(de)照明。

無病原體要求

外科(ke)手術的(de)基本要(yao)素之(zhi)一是必(bi)須保持手術過程中病(bing)原體數量最低，因此我們采用最佳手術無影燈外形設(she)計，配合(he)適當的(de)安放位置（外科(ke)醫生身后），能有(you)效的(de)控制病(bing)原體的(de)數量。

色溫要求

顏色(se)(se)感知(zhi)由所(suo)處光(guang)(guang)(guang)照的色(se)(se)溫(wen)(wen)所(suo)決定，例如：日光(guang)(guang)(guang)的色(se)(se)溫(wen)(wen)是5600kelvin；在(zai)5600kelvin色(se)(se)溫(wen)(wen)下人(ren)類(lei)研究感受到的光(guang)(guang)(guang)是白光(guang)(guang)(guang)。因此專家(jia)建議手術室中(zhong)光(guang)(guang)(guang)色(se)(se)溫(wen)(wen)至少在(zai)4000kelvin；所(suo)以可以產(chan)生與日光(guang)(guang)(guang)治(zhi)療相同的光(guang)(guang)(guang)。而對于人(ren)類(lei)的眼睛，日光(guang)(guang)(guang)下的顏色(se)(se)才清楚，使診斷更加準確(que)并且不會(hui)使醫護(hu)人(ren)員因長時(shi)間(jian)工作(zuo)而眼睛疲勞。

無陰影要求

通過多邊反射器，無影燈能夠達到無影照明要求。此反射由計算機涉及，工(gong)業(ye)沖壓一次成型(xing)，反光(guang)(guang)(guang)率高達(da)95%。他的(de)(de)形(xing)狀很特殊(shu)：由各個反光(guang)(guang)(guang)并且照亮(liang)整個術(shu)(shu)區的(de)(de)許許多多反射面組成。由此(ci)(ci)使許許多多的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)影疊合，形(xing)成一個絕(jue)對同源的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)柱。手(shou)術(shu)(shu)在此(ci)(ci)光(guang)(guang)(guang)柱中進行(xing)，即從燈盤下80cm開(kai)始(shi)形(xing)成的(de)(de)深達(da)術(shu)(shu)區的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)柱中進行(xing)。

由于反射面的完美設(she)計以及大尺(chi)寸光(guang)(guang)(guang)反射面，這種同光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)柱不僅與日光(guang)(guang)(guang)一樣明亮而且絕無(wu)陰(yin)影。并且在(zai)外科醫生的肩、手或(huo)頭部遮擋部分光(guang)(guang)(guang)源(yuan)時，仍然能夠(gou)保持非常均(jun)勻(yun)。