DE102014214881A1 - Intelligent medical lighting system and method - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Behandlungsleuchten-System und ein dazugehöriges Verfahren zur Ausleuchtung eines Operationsfeldes bei medizinischen Anwendungen bestehend aus einem Leuchtenkörper mit mehreren Lichtquellen. Der dem erfindungsgemäßen Behandlungsleuchten-System zu Grunde liegende Gedanke beruht auf einem Verfahren, bei dem die Ausleuchtung des Operationsfeldes in Abhängigkeit von einem oder mehreren in dem Operationsfeld erfassten und erkannten Objekt(en) erfolgt. Damit ist es möglich, eine Objekt-bezogene räumliche Verteilung der Beleuchtungsparameter wie Helligkeit und Farbtemperatur zu erzielen. Dabei werden Bereiche des Operationsfeldes mit höherer Bedeutung, d. h. mit dem unmittelbar zu behandelnden Objekt, gegenüber unwesentlichen oder Randbereichen gezielt ausgeleuchtet. Das Behandlungsleuchten-System weist dazu eine Bildaufnahmevorrichtung zur Bilderfassung eines Operationsfeldes, eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Objekterkennung und ein Steuerungsmodul zur Ansteuerung der Lichtquellen auf.The invention relates to a treatment light system and an associated method for illuminating a surgical field in medical applications consisting of a lamp body with a plurality of light sources. The idea underlying the treatment light system according to the invention is based on a method in which the illumination of the surgical field is effected as a function of one or more object (s) detected and detected in the surgical field. This makes it possible to achieve an object-related spatial distribution of the illumination parameters such as brightness and color temperature. In this case, areas of the surgical field with higher importance, d. H. with the directly to be treated object, against unessential or edge areas specifically illuminated. For this purpose, the treatment light system has an image recording device for image acquisition of an operating field, an image processing device for object recognition and a control module for controlling the light sources.

Description

Die Erfindung betrifft ein Behandlungsleuchten-System zur Ausleuchtung eines Operationsfeldes bei medizinischen Anwendungen bestehend aus einem Leuchtenkörper mit mehreren Lichtquellen.The invention relates to a treatment light system for illuminating a surgical field in medical applications consisting of a lamp body with a plurality of light sources.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausleuchtung eines Operationsfeldes bei medizinischen Anwendungen mit Beleuchten des Operationsfeldes durch mehrere Lichtquellen.Furthermore, the invention relates to a method for illuminating an operating field in medical applications with illumination of the surgical field by a plurality of light sources.

Bei medizinischen Eingriffen, insbesondere bei zahnärztlichen Behandlungen, muss dafür Sorge getragen werden, dass die Behandlungsumgebung stets so gut ausgeleuchtet ist, dass der untersuchende Arzt sämtliche körperlichen Einzelheiten zuverlässig erkennen kann. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik Behandlungsleuchten bekannt, die das Operationsfeld durch eine zielgerichtete Beleuchtung mit möglichst hellem Licht bestrahlen. Damit dabei keine störenden Schattenbildungen oder Blendeffekte auftreten, sind spezielle Reflektorgeometrien der Leuchtenkörper entwickelt worden. Jedoch zeigt sich, dass diese geometrischen Ausgestaltungen oft nur einen unzulänglichen Kompromiss zwischen der optimalen Ausleuchtung von verdeckten Behandlungszonen und der Vermeidung von Schatten- und Blendwirkungen darstellen. So muss beispielsweise bei zahnärztlichen Untersuchungen des Öfteren eine manuelle mechanische Verstellung des Leuchtenkörpers vorgenommen werden, um eine einwandfreie Ausleuchtung zu erzielen. Eine derartige Anpassung oder Korrektur der Ausrichtung des Lichtkegels durch den untersuchenden Arzt aber kann den Behandlungsvorgang in seinem Ablauf stören, zumal der Erfolg der Nachjustierung durch einen einzigen Einstellvorgang nicht garantiert ist, beispielsweise wenn der Patient bei einer zahnärztlichen Untersuchung seinen Kopf bewegt oder der Arzt keine Rückmeldung von dem Patienten über die Richtigkeit der Einstellung erhält.In the case of medical interventions, in particular with dental treatments, care must be taken to ensure that the treatment environment is always well-lit so that the examining physician can reliably detect all physical details. For this purpose, treatment lights are known from the prior art, which irradiate the surgical field by a targeted illumination with the brightest possible light. So that no disturbing shadowing or glare effects occur, special reflector geometries of the luminaire bodies have been developed. However, it turns out that these geometric designs often represent only an inadequate compromise between the optimal illumination of hidden treatment zones and the avoidance of shadows and glare. For example, during dental examinations, manual mechanical adjustment of the luminaire body often has to be carried out in order to achieve perfect illumination. However, such adjustment or correction of the alignment of the light cone by the examining doctor may interfere with the treatment process in its course, especially since the success of the readjustment is not guaranteed by a single adjustment, for example, when the patient moves his head during a dental examination or the doctor none Feedback from the patient about the correctness of the setting receives.

Aus der Automobilindustrie sind nun Beleuchtungssysteme bekannt, die in Verbindung mit einer Matrix-Anordnung von LED-Lichtquellen eine kameragesteuerte Ausleuchtung der Umgebung vorsehen. Allerdings sind diese LED-Scheinwerfersysteme nicht ohne Weiteres auf die Medizintechnik übertragbar, da sich die Beleuchtungssituation erheblich unterscheidet. Automobile Beleuchtungssysteme sind naturgemäß für ein dunkles Beleuchtungsumfeld ausgelegt, in das unerwartete Ereignisse eintreten können, die schnell erkannt werden müssen. Vorliegend hingegen kann von einer gewissen Grundhelligkeit der Beleuchtungsumgebung mit sich langsam bewegenden Objekten ausgegangen werden. Die im medizinischen Umfeld gegebenen Rahmenbedingungen sind durch kurze Distanzen und hohe partielle Helligkeitsdifferenzen gekennzeichnet. Im Automobilbereich spielt die vorliegend erforderliche detaillierte Auflösung der Lichtpunkte, gerade im Nahbereich, eine eher untergeordnete Rolle.From the automotive industry lighting systems are now known, which provide a camera-controlled illumination of the environment in conjunction with a matrix arrangement of LED light sources. However, these LED headlight systems are not readily transferable to medical technology, as the lighting situation differs considerably. Automotive lighting systems are naturally designed for a dark lighting environment that can experience unexpected events that must be detected quickly. In the present case, however, a certain basic brightness of the lighting environment with slowly moving objects can be assumed. The framework conditions in the medical environment are characterized by short distances and high partial brightness differences. In the automotive sector, the presently required detailed resolution of the light points plays a rather subordinate role, especially in the close range.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Behandlungsleuchten-System für medizinische Anwendungen und ein diesem Behandlungsleuchten-System zu Grunde liegendes Verfahren zu entwerfen, die eine optimale Ausleuchtung des Operationsfeldes gewährleisten ohne den Behandlungsvorgang zu stören.The object of the present invention is to design a treatment light system for medical applications and a method underlying this treatment light system, which ensure an optimal illumination of the surgical field without disturbing the treatment process.

Diese Aufgabe wird bezogen auf eine Vorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine Bildaufnahmevorrichtung zur Bilderfassung eines Operationsfeldes, eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Objekterkennung und ein Steuerungsmodul zur Ansteuerung der Lichtquellen vorgesehen sind.This object is achieved in relation to a device in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that an image recording device for image acquisition of an operating field, an image processing device for object recognition and a control module for controlling the light sources are provided.

Das Behandlungsleuchten-System umfasst somit neben dem Leuchtenkörper erfindungsgemäß eine Bildaufnahmevorrichtung, die mittels eines Bildsensors ein Abbild des Operationsfeldes mit dem zu untersuchenden Behandlungsobjekt erfasst. Der Bildsensor ist dem Stand der Technik gemäß als Halbleiter-Sensor ausgeführt, der die erfassten Lichtsignale als elektrische Signale an eine digitale Bildverarbeitungseinheit weiterleitet. Dort wird der Bildinhalt im Sinne einer Objekterkennung ausgewertet. Parallel dazu ist es möglich, den rohen oder den ausgewerteten Bildinhalt auf einem Bildschirm zu betrachten und über eine Anbindung in ein Datennetzwerk einzuspeisen. Dies wiederum ermöglicht beispielsweise eine Ferndiagnose.The treatment light system thus comprises, in addition to the lamp body according to the invention, an image recording device which detects an image of the surgical field with the treatment object to be examined by means of an image sensor. According to the state of the art, the image sensor is designed as a semiconductor sensor which forwards the detected light signals as electrical signals to a digital image processing unit. There, the image content is evaluated in the sense of object recognition. In parallel, it is possible to view the raw or the evaluated image content on a screen and feed it via a connection to a data network. This in turn allows, for example, a remote diagnosis.

Über ein Steuerungsmodul werden in Abhängigkeit der in dem Operationsfeld erkannten Objekte Steuersignale zur Kontrolle der Lichtquellen erzeugt.Control signals for controlling the light sources are generated via a control module as a function of the objects detected in the operating field.

Die Bilderfassung ermöglicht in Verbindung mit der Objekterkennung eine Identifikation sämtlicher sich in dem Operationsfeld befindlichen Objekte. So können beispielsweise bei einer zahnärztlichen Untersuchung und mit einer einstellbaren niedrigen Auflösung das Gesicht und die Umrandung der OP-Decke erkannt werden, während bei einer einstellbaren höheren Auflösung beispielsweise die Augen und der Mund bis hin zu einzelnen Details innerhalb der Mundhöhle als einzelne Objekte identifiziert werden. Für diese erkannten (Teil-)Objekte erfolgt eine der Bedeutung dieser Objekte entsprechende Ausleuchtung und damit aufgabengemäß die Ausleuchtung eines definierten Bereiches des Operationsfeldes.The image capture, in conjunction with object recognition, enables identification of all objects in the surgical field. For example, in a dental examination and with an adjustable low resolution, the face and the border of the surgical blanket can be recognized, while at an adjustable higher resolution, for example, the eyes and mouth to individual details within the oral cavity are identified as individual objects , For these detected (partial) objects, the illumination corresponding to the meaning of these objects takes place and, as a result, the illumination of a defined area of the surgical field.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Steuerungsmodul zur Einstellung der Beleuchtungsstärke der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen ausgelegt.In an advantageous embodiment, the control module is designed for adjusting the illuminance of the individual and / or the grouped light sources.

Die Lichtquellen sind mittels des Steuermoduls derart ansteuerbar, dass die von der Bildverarbeitungseinrichtung gemäß der einstellbaren Auflösung erkannten Objekte entsprechend Ihrer Bedeutung mit unterschiedlicher Beleuchtungsstärke angestrahlt werden. Dabei sind die vorzugsweise in einer Matrix angeordneten Lichtquellen einzeln oder gruppenweise ansteuerbar verschaltet. The light sources can be controlled by means of the control module in such a way that the objects recognized by the image processing device in accordance with the settable resolution are illuminated according to their significance with different illuminance. In this case, the light sources, which are preferably arranged in a matrix, are interconnected individually or in groups.

So können beispielsweise bei der Zahnuntersuchung die Augen des Patienten als unwesentliche Objekte erkannt und von der Ausleuchtung gezielt ausgenommen werden, um eine Blendwirkung zu vermeiden, wohingegen das unmittelbare Operationsgebiet hell ausgeleuchtet wird.Thus, for example, during the examination of the teeth, the eyes of the patient can be recognized as immaterial objects and specifically excluded from the illumination, in order to avoid dazzling, whereas the immediate operating area is brightly illuminated.

Weiterhin ist das Steuerungsmodul zur Einstellung der Farbtemperatur der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen ausgelegt. In gleicher Weise wie die Beleuchtungsstärke ist mittels des Steuermoduls auch die Farbtemperatur objektbezogen steuerbar, um eine möglichst natürliche Farbwiedergabe bei geringer Wärmeabstrahlung zu erzeugen und damit dem Operateur eine zuverlässige Diagnose zu ermöglichen.Furthermore, the control module for adjusting the color temperature of the individual and / or grouped in light sources is designed. In the same way as the illuminance by means of the control module, the color temperature is object-related controllable to produce the most natural color rendering possible with low heat radiation and thus to allow the surgeon reliable diagnosis.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Bildverarbeitungseinrichtung zur Voreinstellung eines räumlichen Beleuchtungsprofils konfigurierbar. In der Bildverarbeitungseinrichtung ist, beispielsweise mittels Speichereinheiten, eine Mehrzahl von Beleuchtungsprofilen ablegbar, die jeweils als Grundeinstellung für eine bestimmte Anwendung dienen. Jedes Beleuchtungsprofil umfasst dabei ein für eine bestimmte Operationstätigkeit geeignetes, definiertes Muster der Beleuchtungsstärke und/oder der Farbtemperatur. So unterscheidet sich beispielsweise bei der zahnärztlichen Behandlung die Ausleuchtung für eine Zahnreinigung von der Ausleuchtung für eine Zahnimplantation.In a further advantageous embodiment, the image processing device is configurable for presetting a spatial illumination profile. In the image processing device, for example by means of storage units, a plurality of illumination profiles can be stored, each of which serves as a basic setting for a specific application. Each illumination profile comprises a defined pattern of illuminance and / or color temperature suitable for a specific operation. For example, in dentistry treatment, the illumination for a tooth cleaning differs from the illumination for a dental implant.

Vorteilhafterweise ist die Bildverarbeitungseinrichtung auch zur Voreinstellung eines zeitlichen Beleuchtungsprofils konfigurierbar. Dabei weist die Bildverarbeitungseinrichtung weitere Speichereinheiten auf, die eine zeitliche Änderung der Beleuchtungsstärke und/oder der Farbtemperatur für jede angesteuerte Lichtquelle oder Gruppe von Lichtquellen vorgeben. Dies ermöglicht eine „Abtastung” des Operationsfeldes zur gezielten Untersuchung des erkannten Objekts.Advantageously, the image processing device is also configurable for presetting a temporal illumination profile. In this case, the image processing device has further memory units which predetermine a change in the illuminance and / or the color temperature over time for each controlled light source or group of light sources. This allows a "scan" of the surgical field for targeted examination of the detected object.

Bevorzugt weist die Bildaufnahmevorrichtung mehrere, räumlich getrennt angeordnete Bildaufnahmevorrichtungen auf. Durch die räumlich getrennte Anordnung mehrerer Bildaufnahmeeinrichtungen kann das Operationsfeld mit den darin befindlichen Objekten mehrdimensional erfasst werden. Dies ermöglicht eine zuverlässigere Objekterkennung und kann darüber hinaus in Verbindung mit einem bildgebenden System einen räumlichen Seheindruck vermitteln. Im Fall von zwei oder mehreren installierten Bildaufnahmevorrichtungen (Kameras) ist somit eine stereoskopische Bilderfassung möglich.The image recording device preferably has a plurality of image recording devices arranged spatially separately. Due to the spatially separated arrangement of a plurality of image recording devices, the surgical field with the objects located therein can be detected in a multi-dimensional manner. This allows a more reliable object recognition and, moreover, can convey a spatial visual impression in conjunction with an imaging system. Thus, in the case of two or more installed image pickup devices (cameras), stereoscopic image capture is possible.

Mit Vorteil ist/sind die Bildaufnahmevorrichtung/en in den Leuchtenkörper integriert.Advantageously, the image pickup device (s) are / are integrated in the lamp body.

Neben einer räumlich von dem Leuchtenkörper getrennten Anordnung der Bildaufnahmevorrichtung/en kann/können die das Operationsfeld erfassenden Bildaufnahmevorrichtung/en in raumsparender Weise auch in den Leuchtenkörper integriert sein.In addition to a spatially separated from the lamp body arrangement of the image recording device / s can / the operating field sensing image recording device / s be integrated in a space-saving manner in the lamp body.

Bevorzugt weist das Behandlungsleuchten-System einen Sensor zur Temperaturüberwachung des Operationsfeldes auf. Mit dem Sensor, der als Infrarot-Sensor ausgeführt sein kann, kann eine gefährdende Erwärmung innerhalb des Operationsfeldes, insbesondere an dem erkannten Objekt, beispielsweise dem menschlichen Gewebe, erkannt und somit gesundheitlichen Schäden vorgebeugt werden.The treatment light system preferably has a sensor for monitoring the temperature of the surgical field. With the sensor, which may be embodied as an infrared sensor, a dangerous heating within the surgical field, in particular on the detected object, such as the human tissue, recognized and thus prevent health damage.

Weiterhin weist das Behandlungsleuchten-System eine Spracheingabevorrichtung zur Steuerung einer Ausleuchtzone durch Sprachbefehle auf. Neben einer manuellen Einstellung der Ausleuchtzonen kann der untersuchende Arzt die Ausleuchtung des Operationsfeldes durch Sprachbefehle steuern, so dass er beide Hände zur Behandlung des Patienten frei behält.Furthermore, the treatment light system has a voice input device for controlling a footprint by voice commands. In addition to manually setting the footprints, the examining doctor can control the illumination of the surgical field by voice commands so that he keeps both hands free to treat the patient.

Bezogen auf ein Verfahren wird die Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 10 dadurch gelöst, dass eine Bilderfassung des Operationsfeldes erfolgt, eine digitale Bildverarbeitung zur Objekterkennung ausgeführt wird und in Abhängigkeit eines erkannten Objekts eine Ansteuerung der Lichtquellen stattfindet.Relative to a method, the object is achieved in conjunction with the preamble of claim 10 in that an image acquisition of the surgical field takes place, a digital image processing is carried out for object recognition and takes place depending on a detected object, a control of the light sources.

Der dem erfindungsgemäßen Behandlungsleuchten-System zu Grunde liegende Gedanke beruht auf einem Verfahren, bei dem die Ausleuchtung des Operationsfeldes in Abhängigkeit von einem oder mehreren in dem Operationsfeld erfassten und erkannten Objekt(en) erfolgt. Damit ist es möglich, eine Objekt-bezogene räumliche Verteilung der Beleuchtungsparameter wie Helligkeit und Farbtemperatur zu erzielen. Indem Bereiche des Operationsfeldes mit höherer Bedeutung, d. h. mit dem unmittelbar zu behandelnden Objekt, gegenüber unwesentlichen oder Randbereichen gezielt ausgeleuchtet werden, kann der Operateur beispielsweise Gewebekonturen besser erkennen.The idea underlying the treatment light system according to the invention is based on a method in which the illumination of the surgical field is effected as a function of one or more object (s) detected and detected in the surgical field. This makes it possible to achieve an object-related spatial distribution of the illumination parameters such as brightness and color temperature. By providing regions of the surgical field of higher importance, i. H. With the directly to be treated object, against insignificant or edge areas selectively illuminated, the surgeon, for example, better recognize tissue contours.

In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Ansteuerung der Lichtquellen durch Einstellung der Beleuchtungsstärke und/oder der Farbtemperatur der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen.In a preferred embodiment, the control of the light sources by adjustment of the illuminance and / or the color temperature of the individual and / or grouped in groups light sources takes place.

Die Ausleuchtung des Operationsfeldes setzt sich aus Ausleuchtzonen zusammen, deren Form, Helligkeit und Farbwiedergabe sich aus den jeweils zur Erzeugung dieser Ausleuchtzone einzeln und/oder zusammengeschaltet angesteuerten Lichtquellen mit ihren Beleuchtungsparametern ergibt.The illumination of the operating field is composed of footprints, the shape, brightness and color reproduction resulting from each individually and / or interconnected to generate this footprint light sources with their illumination parameters.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird ein räumliches Beleuchtungsprofil für das Operationsfeld voreingestellt und entsprechend der Anwendung abgerufen. Im Vorfeld des Behandlungsvorgangs können somit unterschiedliche, für die jeweilige Anwendung optimierte Beleuchtungsprofile hinterlegt werden, die dann bei Bedarf aufgerufen werden können und als Grundeinstellung dienen. Damit ist eine schnelle und einfache Adaption an die spezielle Anwendung möglich.In a further advantageous embodiment, a spatial illumination profile for the surgical field is preset and retrieved according to the application. In the run-up to the treatment process, different illumination profiles optimized for the respective application can thus be stored, which can then be called up as needed and serve as a basic setting. This allows quick and easy adaptation to the specific application.

Insbesondere kann auf Grund eines gespeicherten Beleuchtungsprofils der Fokus direkt auf eine defekte Stelle innerhalb des als wesentlich erkannten Bereichs gerichtet werden. Die Bildaufnahmevorrichtung stellt dann nur noch den Betrachtungswinkel zur schattenfreien Ausleuchtung fest oder arbeitet adaptiv zur Nachführung, falls der Patient sich bewegt oder die Operationsleuchte manuell verstellt wird.In particular, due to a stored illumination profile, the focus can be directed directly to a defective location within the area recognized as essential. The image acquisition device then only determines the viewing angle for shadow-free illumination or works adaptively to tracking if the patient moves or the surgical light is manually adjusted.

Vorteilhafterweise kann auch ein zeitliches Beleuchtungsprofil für das Operationsfeld voreingestellt und entsprechend der Anwendung abgerufen werden. Dabei kann eine zeitabhängige Ausleuchtung des Operationsfeldes nach einem zuvor festgelegten zeitlichen Ablauf vorgegeben werden. So kann jede angesteuerte Lichtquelle oder Gruppe von Lichtquellen eine zeitliche Änderung der Beleuchtungsstärke und/oder Farbtemperatur erfahren, um beispielsweise ein automatisches Scannen der Mundhöhle zu ermöglichen.Advantageously, a temporal illumination profile for the surgical field can also be preset and retrieved according to the application. In this case, a time-dependent illumination of the surgical field can be specified according to a predetermined time sequence. Thus, each controlled light source or group of light sources can experience a temporal change in illuminance and / or color temperature, for example, to enable automatic scanning of the oral cavity.

Weiterhin erfolgt die Bilderfassung gleichzeitig aus verschiedenen Bildaufnahmepositionen. Die gleichzeitige fototechnische Erfassung des Operationsfeldes aus mehreren (Kamera-)Positionen führt zu einer zuverlässigeren Objekterkennung und damit zu einer besser an die Behandlungssituation angepassten Beleuchtung.Furthermore, the image acquisition takes place simultaneously from different image acquisition positions. The simultaneous phototechnical detection of the surgical field from multiple (camera) positions leads to a more reliable object recognition and thus to a better adapted to the treatment situation lighting.

Bevorzugt erfolgt eine Temperaturüberwachung des Operationsfeldes. Sollte sich, beispielsweise durch eine zu hohe Beleuchtungsstärke, eine Temperaturerhöhung innerhalb des Operationsfeldes ergeben, so wird diese Temperaturerhöhung festgestellt und gegebenenfalls die Beleuchtungsstärke lokal, d. h. partiell an dieser Stelle, reduziert.Preferably, a temperature monitoring of the surgical field. If, for example, by an excessively high illuminance, a temperature increase within the surgical field arise, this temperature increase is determined and, where appropriate, the illuminance is locally, d. H. partially at this point, reduced.

Mit Vorteil erfolgt eine Steuerung einer Ausleuchtzone durch Spracheingabe. Eine derartige Sprachsteuerung erlaubt dem Arzt die Untersuchung konzentriert durchzuführen, ohne dass der Behandlungsvorgang wegen einer unzureichenden Ausleuchtung bzw. manueller Nachstellung der Leuchtquellen unterbrochen werden muss.Advantageously, a control of a footprint by voice input. Such a voice control allows the physician to perform the investigation concentrated, without the treatment process must be interrupted because of insufficient illumination or manual adjustment of the light sources.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand eines Beispiels erläutert. Es zeigt die:Further advantageous design features will become apparent from the following description and the drawing, which illustrates a preferred embodiment of the invention with reference to an example. It shows the:

Fig.: ein erfindungsgemäßes Behandlungsleuchten-System für eine zahnärztliche Behandlung.FIG. 1 shows an inventive treatment light system for a dental treatment. FIG.

In der Figur ist schematisch ein erfindungsgemäßes Behandlungsleuchten-System 2 für eine zahnärztliche Behandlung dargestellt. Das Behandlungsleuchten-System 2 weist einen Leuchtenkörper 4 mit Lichtquellen 6 auf, deren Lichtstrahlen auf das Operationsfeld 10 treffen. Zur Bilderfassung des Operationsfeldes 10 sind an dem Leuchtenkörper 4 zwei Bildaufnahmevorrichtungen 12 angeordnet. Die Bildaufnahmevorrichtungen 12 erfassen das Objekt 14 in dem Operationsfeld 10 und leiten die Bildinformation an eine Bildverarbeitungseinrichtung weiter. In der Bildverarbeitungseinrichtung wird die Bildinformation zur Erkennung des erfassten Objektes 14 einschließlich der das erkannte Objekt 14 bildenden Teilobjekte wie Mund und Augen ausgewertet. Auf der Grundlage der erkannten (Teil-)Objekte veranlasst die Bildverarbeitungseinrichtung, dass ein Steuerungsmodul die Lichtquellen 6 entsprechend des Bildinhalts ansteuert. In dem vorliegenden Beispiel ergeben sich entlang des gezeigten Querschnitts fünf Ausleuchtungszonen 20a bis 20e mit drei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken. So beträgt die relative Beleuchtungsstärke in dem unmittelbaren Operationsbereich des Mundes (Ausleuchtzone 20b) nahezu 100%, während der Augenbereich (Ausleuchtzone 20d) zur Vermeidung der Blendwirkung nur eine Beleuchtungsstärke von 0% bis 50% erfährt und die Rand- und Zwischenbereiche (Ausleuchtzonen 20a, 20c, 20e) mit einer Beleuchtungsstärke von 50% bis 100% bedacht werden.In the figure, schematically, an inventive treatment light system 2 presented for a dental treatment. The treatment light system 2 has a lamp body 4 with light sources 6 on, whose rays of light on the surgical field 10 to meet. For image capture of the surgical field 10 are on the lamp body 4 two imaging devices 12 arranged. The image pickup devices 12 capture the object 14 in the surgical field 10 and forward the image information to an image processing device. In the image processing device, the image information becomes the recognition of the detected object 14 including the recognized object 14 forming sub-objects such as mouth and eyes evaluated. Based on the detected (sub) objects, the image processing device causes a control module to control the light sources 6 according to the image content. In the present example, five illumination zones result along the cross section shown 20a to 20e with three different illuminances. Thus, the relative illuminance in the immediate operating area of the mouth (footprint 20b ) almost 100%, while the eye area (footprint 20d ) to avoid dazzling only illuminance from 0% to 50% experiences and the marginal and intermediate areas (footprints 20a . 20c . 20e ) with an illuminance of 50% to 100%.

Claims (17)

Behandlungsleuchten-System (2) zur Ausleuchtung eines Operationsfeldes (10) bei medizinischen Anwendungen bestehend aus einem Leuchtenkörper (4) mit mehreren Lichtquellen (6), gekennzeichnet durch eine Bildaufnahmevorrichtung (12) zur Bilderfassung eines Operationsfeldes (10), eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Objekterkennung und ein Steuerungsmodul zur Ansteuerung der Lichtquellen (6).Treatment light system ( 2 ) for illuminating a surgical field ( 10 ) in medical applications consisting of a lamp body ( 4 ) with several light sources ( 6 ), characterized by an image recording device ( 12 ) for image acquisition of a surgical field ( 10 ), an image processing device for object recognition and a control module for controlling the light sources ( 6 ). Behandlungsleuchten-System (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmodul zur Einstellung der Beleuchtungsstärke der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen (6) ausgelegt ist.Treatment light system ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the control module for adjusting the Illuminance of individual and / or grouped light sources ( 6 ) is designed. Behandlungsleuchten-System (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmodul zur Einstellung der Farbtemperatur der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen (6) ausgelegt ist.Treatment light system ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the control module for adjusting the color temperature of the individual and / or grouped in light sources ( 6 ) is designed. Behandlungsleuchten-System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung zur Voreinstellung eines räumlichen Beleuchtungsprofils konfigurierbar ist.Treatment light system ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the image processing device for presetting a spatial illumination profile is configurable. Behandlungsleuchten-System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung zur Voreinstellung eines zeitlichen Beleuchtungsprofils konfigurierbar ist.Treatment light system ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the image processing device for presetting a temporal illumination profile is configurable. Behandlungsleuchten-System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere, räumlich getrennt angeordnete Bildaufnahmevorrichtungen (12).Treatment light system ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, characterized by a plurality of spatially separated image pickup devices ( 12 ). Behandlungsleuchten-System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung/en (12) in den Leuchtenkörper (4) integriert ist/sind.Treatment light system ( 2 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the image recording device (s) ( 12 ) in the lamp body ( 4 ) is / are integrated. Behandlungsleuchten-System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Temperaturüberwachung des Operationsfeldes (10).Treatment light system ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, characterized by a sensor for monitoring the temperature of the surgical field ( 10 ). Behandlungsleuchten-System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Spracheingabevorrichtung zur Steuerung einer Ausleuchtzone durch Sprachbefehle.Treatment light system ( 2 ) according to one of claims 1 to 8, characterized by a voice input device for controlling a footprint by voice commands. Verfahren zur Ausleuchtung eines Operationsfeldes (10) bei medizinischen Anwendungen mit Beleuchten des Operationsfeldes (10) durch mehrere Lichtquellen (6), dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderfassung des Operationsfeldes (10) erfolgt, eine digitale Bildverarbeitung zur Objekterkennung ausgeführt wird und in Abhängigkeit eines erkannten Objekts (14) eine Ansteuerung der Lichtquellen (6) stattfindet.Method for illuminating a surgical field ( 10 ) in medical applications with illumination of the surgical field ( 10 ) by several light sources ( 6 ), characterized in that an image acquisition of the surgical field ( 10 ), a digital image processing for object recognition is carried out and in dependence of a recognized object ( 14 ) an activation of the light sources ( 6 ) takes place. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Lichtquellen (6) durch Einstellung der Beleuchtungsstärke der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen (6) erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the control of the light sources ( 6 ) by adjusting the illuminance of the individual and / or grouped light sources ( 6 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Lichtquellen (6) durch Einstellung der Farbtemperatur der einzelnen und/oder der in Gruppen zusammengefassten Lichtquellen (6) erfolgt.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the control of the light sources ( 6 ) by adjusting the color temperature of the individual and / or grouped light sources ( 6 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein räumliches Beleuchtungsprofil für das Operationsfeld (10) voreingestellt und entsprechend der Anwendung abgerufen wird.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that a spatial illumination profile for the surgical field ( 10 ) and retrieved according to the application. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitliches Beleuchtungsprofil für das Operationsfeld (10) voreingestellt und entsprechend der Anwendung abgerufen wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that a temporal illumination profile for the surgical field ( 10 ) and retrieved according to the application. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassung gleichzeitig aus verschiedenen Bildaufnahmepostionen erfolgt.Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the image acquisition takes place simultaneously from different image acquisition stations. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturüberwachung des Operationsfeldes (10) erfolgt.Method according to one of claims 10 to 15, characterized in that a temperature monitoring of the surgical field ( 10 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung einer Ausleuchtzone durch Spracheingabe erfolgt.Method according to one of claims 10 to 16, characterized in that a control of a footprint is done by voice input.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3842689A4 (en) * 2018-07-06 2021-11-03 Nanjing Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. Method for adjusting surgical light parameters, surgical lighting device, and readable storage medium
DE102020117242A1 (en) 2020-06-30 2021-12-30 die Haptiker GmbH Procedure for glare-free illumination

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20315225U1 (en) * 2003-10-02 2005-02-10 Karl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Medical illumination device includes a contactless temperature sensor for monitoring the temperature in an operation area to prevent overheating of patient tissue
DE60300647T2 (en) * 2002-12-24 2006-02-02 Alm Lighting device and its use
EP2215987A1 (en) * 2009-02-07 2010-08-11 Bernd Dr. Radl Device for lighting an operation area of a sterile operating theatre
DE102009037316A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Control and method for operating a surgical light
US8016470B2 (en) * 2007-10-05 2011-09-13 Dental Equipment, Llc LED-based dental exam lamp with variable chromaticity

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60300647T2 (en) * 2002-12-24 2006-02-02 Alm Lighting device and its use
DE20315225U1 (en) * 2003-10-02 2005-02-10 Karl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Medical illumination device includes a contactless temperature sensor for monitoring the temperature in an operation area to prevent overheating of patient tissue
US8016470B2 (en) * 2007-10-05 2011-09-13 Dental Equipment, Llc LED-based dental exam lamp with variable chromaticity
EP2215987A1 (en) * 2009-02-07 2010-08-11 Bernd Dr. Radl Device for lighting an operation area of a sterile operating theatre
DE102009037316A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Control and method for operating a surgical light

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3842689A4 (en) * 2018-07-06 2021-11-03 Nanjing Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. Method for adjusting surgical light parameters, surgical lighting device, and readable storage medium
DE102020117242A1 (en) 2020-06-30 2021-12-30 die Haptiker GmbH Procedure for glare-free illumination

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