無影燈的原理

無影燈其實并不(bu)(bu)能“無影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)”，它只是減淡本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)，使本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)不(bu)(bu)明顯(xian)。影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)是光(guang)(guang)照射(she)物(wu)體形成(cheng)(cheng)的(de)(de)。地球(qiu)上(shang)各處的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)是不(bu)(bu)同的(de)(de)。仔細觀(guan)察(cha)電燈(deng)光(guang)(guang)下(xia)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)，還會(hui)發(fa)現(xian)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)中部(bu)特別(bie)黑(hei)暗(an)(an)，四周稍淺。影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)中部(bu)特別(bie)黑(hei)暗(an)(an)的(de)(de)部(bu)分(fen)叫本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)，四周灰(hui)暗(an)(an)的(de)(de)部(bu)分(fen)叫半影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)。這些現(xian)象的(de)(de)產(chan)生(sheng)都和光(guang)(guang)的(de)(de)直線(xian)(xian)(xian)傳播有(you)密切關(guan)系。假如(ru)(ru)把(ba)一(yi)個(ge)柱形茶葉(xie)筒(tong)放在(zai)(zai)(zai)桌(zhuo)上(shang)，旁邊點(dian)(dian)燃一(yi)支蠟燭，茶葉(xie)筒(tong)就(jiu)(jiu)會(hui)投下(xia)清晰的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)。如(ru)(ru)果(guo)(guo)在(zai)(zai)(zai)茶葉(xie)筒(tong)旁點(dian)(dian)燃兩支蠟燭，就(jiu)(jiu)會(hui)形成(cheng)(cheng)兩個(ge)相(xiang)疊而(er)不(bu)(bu)重合的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)。兩影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)相(xiang)疊部(bu)分(fen)完(wan)全(quan)沒有(you)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)射(she)到，是全(quan)黑(hei)的(de)(de)，這就(jiu)(jiu)是本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)；本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)旁邊只有(you)一(yi)支蠟燭可(ke)照到的(de)(de)地方，就(jiu)(jiu)是半明半暗(an)(an)的(de)(de)半影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)。如(ru)(ru)果(guo)(guo)點(dian)(dian)燃三支甚至四支蠟燭，本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)部(bu)分(fen)就(jiu)(jiu)會(hui)逐漸(jian)縮小，半影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)部(bu)分(fen)會(hui)出現(xian)很多層(ceng)次。物(wu)體在(zai)(zai)(zai)電燈(deng)光(guang)(guang)下(xia)能生(sheng)成(cheng)(cheng)由本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)和半影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)組成(cheng)(cheng)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)，也是這個(ge)道(dao)理(li)。很顯(xian)然，發(fa)光(guang)(guang)物(wu)體的(de)(de)面(mian)(mian)積(ji)越大，本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)就(jiu)(jiu)越小。如(ru)(ru)果(guo)(guo)我們在(zai)(zai)(zai)上(shang)述茶葉(xie)筒(tong)周圍點(dian)(dian)上(shang)一(yi)圈蠟燭，這時本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)完(wan)全(quan)消(xiao)失，半影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)也淡得看不(bu)(bu)見了(le)。科學家根據上(shang)述原理(li)制(zhi)成(cheng)(cheng)了(le)手(shou)(shou)術(shu)用(yong)的(de)(de)無影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)燈(deng)。它將發(fa)光(guang)(guang)強度(du)很大的(de)(de)燈(deng)在(zai)(zai)(zai)燈(deng)盤上(shang)排(pai)列(lie)成(cheng)(cheng)圓(yuan)形，合成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)大面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)光(guang)(guang)源。這樣，就(jiu)(jiu)能從(cong)不(bu)(bu)同角度(du)把(ba)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)照射(she)到手(shou)(shou)術(shu)臺上(shang)，既保證手(shou)(shou)術(shu)視野有(you)足夠的(de)(de)亮度(du)，同時又(you)不(bu)(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)明顯(xian)的(de)(de)本(ben)(ben)(ben)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)，所(suo)以稱為無影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)燈(deng)。

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無影燈的組成

手(shou)術無影燈(deng)一般由單個(ge)或多個(ge)燈(deng)頭組成，系定在懸臂上(shang)，能做(zuo)垂(chui)直(zhi)或循環移動(dong)，懸臂通常連(lian)接(jie)在固(gu)定的(de)結(jie)合器(qi)上(shang)，并能圍著(zhu)它旋轉。無影燈(deng)采用可消(xiao)毒(du)的(de)手(shou)柄或設消(xiao)毒(du)的(de)箍(gu)（曲軌）作(zuo)靈(ling)活(huo)定位(wei)，并具有自(zi)動(dong)剎車和停止功能以操(cao)縱其定位(wei)，在手(shou)術部位(wei)的(de)上(shang)面和周圍，保持相宜的(de)空間(jian)。無影燈(deng)的(de)固(gu)定裝置(zhi)可安(an)置(zhi)在天花板或墻壁上(shang)的(de)固(gu)定點(dian)上(shang)，也(ye)可安(an)置(zhi)在天花板的(de)軌道上(shang)。

無影燈的五個要求

亮度要求

手術室(shi)外(wai)科醫(yi)師必(bi)須能夠精確地分(fen)辨輪廓、顏色和(he)移動(dong)。因此(ci)作(zuo)為外(wai)科醫(yi)師，需要接近(jin)日光(guang)質量的光(guang)強度(du)(du)(du)。100,000lux的光(guang)確定相當于正午時(shi)太陽的亮度(du)(du)(du)。除此(ci)之外(wai)，在(zai)手術環境中(zhong)，大部分(fen)的光(guang)被吸收而不是(shi)被反射，這就意味著手術無影燈必(bi)須提(ti)供更大的亮度(du)(du)(du)。

無(wu)影燈最大可產生150,000lux的(de)(de)亮度(du)(du)，而(er)且亮度(du)(du)均可進行(xing)無(wu)級調(diao)節。只(zhi)有在此亮度(du)(du)下，外科醫生才(cai)能(neng)在術(shu)區擁有50%的(de)(de)可見光。

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(lai)很大的危(wei)害。因此(ci)，外(wai)科手術過程中我們需(xu)要的是只有光而無熱的照明。

無病原體要求

外(wai)科手術的(de)(de)基本要(yao)素之一是(shi)必(bi)須保持手術過(guo)程中病原體數(shu)量最(zui)低，因此我們采用最(zui)佳手術無影燈(deng)外(wai)形設(she)計，配合適當的(de)(de)安放位置（外(wai)科醫生身后），能有效的(de)(de)控制病原體的(de)(de)數(shu)量。

色溫要求

顏(yan)色(se)(se)感知由所(suo)處光(guang)(guang)照的(de)色(se)(se)溫(wen)所(suo)決定，例如：日光(guang)(guang)的(de)色(se)(se)溫(wen)是5600kelvin；在5600kelvin色(se)(se)溫(wen)下人類研究(jiu)感受到(dao)的(de)光(guang)(guang)是白光(guang)(guang)。因此專家建議手術室中光(guang)(guang)色(se)(se)溫(wen)至少在4000kelvin；所(suo)以可(ke)以產生(sheng)與日光(guang)(guang)治(zhi)療相(xiang)同的(de)光(guang)(guang)。而對于人類的(de)眼睛，日光(guang)(guang)下的(de)顏(yan)色(se)(se)才清(qing)楚，使診斷更(geng)加準確并且不會使醫(yi)護人員因長時(shi)間工作而眼睛疲(pi)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(ji)，工(gong)業沖壓(ya)一(yi)次成型(xing)，反光(guang)率(lv)高達95%。他的(de)形(xing)(xing)(xing)狀很特(te)殊：由(you)各個反光(guang)并且照亮(liang)整個術區的(de)許(xu)(xu)許(xu)(xu)多多反射面組成。由(you)此使許(xu)(xu)許(xu)(xu)多多的(de)光(guang)影疊合，形(xing)(xing)(xing)成一(yi)個絕(jue)對同源的(de)光(guang)柱。手術在此光(guang)柱中進(jin)行，即從(cong)燈盤下80cm開始形(xing)(xing)(xing)成的(de)深達術區的(de)光(guang)柱中進(jin)行。

由于反(fan)射面(mian)的完(wan)美設計以及大尺寸光(guang)反(fan)射面(mian)，這種同光(guang)光(guang)柱不僅與日光(guang)一樣明亮而(er)且(qie)絕(jue)無陰影(ying)。并且(qie)在外科醫生的肩(jian)、手(shou)或頭(tou)部遮(zhe)擋部分光(guang)源(yuan)時，仍(reng)然能夠保持(chi)非(fei)常均勻。