专访│走进浙里LED手术无影灯的台前幕后-led手术无影灯的生产厂家

浙里光电学院申俊飞团队设计的光斑大小可调、颜色亮度均匀、光谱可调、能够实现深伤口照明的LED手术无影灯填补了手术无影灯光谱调节的空白领域。因此，我们特邀了申师兄谈谈其手术灯制作过程中的台前幕后，现在就让我们一起走进申师兄独有的科研道路，领略别样的科研风光。

无影灯

“手术灯这是一个5年的大项目，我们也是慢慢成长起来的……”一件白T，一个黑框眼镜，一脸笑容，申师兄兴致勃勃地聊起他的心爱之物。

Idea的诞生

大四确定本校直博，当时导师说有个医疗照明相关项目，但实验具体内容、方法及预期效果都不确定，需要自己摸索。在实验室之前制作隧道照明及农业照明等背景下，加上查阅不同资料，便萌生出手术灯的想法。最开始想法很简单，就是希望让医生手术过程中能看的更清楚。另外，我本身对交叉学科很感兴趣，而“医疗+照明”正是不同行业交叉，因此确定选择开展手术灯这个项目。

直击采访现场

Team的创建

我们的团队是逐渐扩大的，目前团队成员一共7人。一开始是实验室师兄和我共两人负责这个项目，之后师兄博士毕业，中间比较长的时间是自己在做。后来由于要参加挑战杯就邀请了实验室另外3个人，主要是负责技术型工作。然后又参加省赛及国赛等，对外观及软件设计等要求变高，需寻找相应专业人才。慢慢地，从原来的科研项目变得更应用，要落地化，因此加入负责财务的同学。我们也是四处招兵买马，广纳人才，主要途径包括同学推荐、老师推荐及上万能98招聘等。因为一个项目核心团队成员特别重要，作品本身决定最多走到哪，而团队本身决定具体走到哪。

申俊飞团队合照

项目开展

整个项目实施下来主要有四个阶段。第一个阶段是前期调研（1年），分为市场调研和科研调研。市场调研主要了解手术灯在国内外的发展情况。我们发现国内这一块基本处于空白，而荷兰、飞利浦等已经出现这样的手术灯。因此我们专门飞到荷兰实地调研，发现荷兰的手术灯也仅仅是加入绿光和蓝光从而缓解医生视觉疲劳，但没有实现对比度增强，同时光斑也比较散，聚光不强。因为荷兰光学虽然较强，但强在用户感知和外观设计，在光学设计方面反而较弱，而这正是浙大的强项。经过这样的市场调研，更坚定我们做这么一款光斑大小可调，颜色亮度均匀，光谱可调，能够实现深伤口照明的LED手术无影灯的信念。而科研调研主要是查阅相关文献，寻找实现光斑大小可调、颜色亮度均匀、光谱可调等技术的方法。

第二个阶段（1年）制作的手术灯较重，尺寸也较大。这一阶段主要是注重光学特性、实现亮度均匀、清晰度更高等目标。第一步是进行光谱优化，即是选光的过程。我们首次提出了熵分析以及光谱反射率对比理论，这是我们技术的核心所在。光谱优化的结果是：460nm蓝光、490nm绿光以及580nm琥珀色的光有助于组织分辨。同时，我们利用软件进一步确定该结果是否可行。软件模拟仿真的结果是光斑中心亮度为186000lux，而我国国家通用电气标准规定：中心亮度为150000lux的手术灯即满足最高标准需求。因此，我们加工出第一款满足光学特性但重量及尺寸需进一步改进的灯盘。

光谱优化：460nm蓝光、490nm绿光及580nm琥珀色

第三个阶段是立式单灯盘手术灯的设计与制作（2年），这是一个技术攻克，我们在满足之前技术指标前提下需将设备设计的更为轻便。而我们加工的第二款升级型灯盘（立式单灯盘手术灯），重量是原来的三分之一，尺寸是原来的二分之一。同时，我们为其量身定做了一款软件，医生可以根据自己不同类型的手术需求来选择不同模式的灯光。另外，软件具有记忆功能，可以保留医生的自定义操作。

立式单灯盘手术灯于医院试用

第四个阶段是四灯盘支架式手术无影灯的设计与制作（1年），有前面的基础这一步相对而言较为简单，但与单灯盘电路及软件控制均不同，因此也花了一定时间。四灯盘手术无影灯真正实现了光斑大小可调，颜色亮度均匀，并且光谱可调。

四灯盘支架式手术无影灯

无影灯优势

医生手术环境可长期维持在常温水平。传统手术灯是碘黄色的卤素灯，最大的优点是操作简单，成本低，但发光效率特别低，温度高。据实验统计，医生在长时间的手术操作过程中，温度能高达95℃，医生皮肤会有严重的灼伤感。而采用冷光源手术LED,经检测其点亮六到七个小时之后，温度仍然维持在常温水平。

光谱优化。简单说，就是将不同的光优化搭配，使得优化搭配光谱下所呈现的组织纹理更为清楚。目前一些癌症病人术后复发很多是由于第一次肿瘤组织没切除干净，而准确区分健康组织以及病灶组织对临床医生而言较为困难。另外，很多疾病早期诊断不出来，早期病变组织与正常组织的差异是极其微弱的。因此我们根据组织结构及生物特性，通过前期实验选光并构建数据库。最终实现医生可根据不同手术类型选择不同光谱组合的手术照明，更有利于区别正常组织与病变组织。

需改进的地方

目前整个产品工艺需改进，离成品还有一定距离。设备材料强度安全等没问题，但总体附件支架还不够高质量，力求更为轻便。另外，技术层面可以优化。之前我们是通过图像呈现组织的结构纹理等，但现在我们希望实现人眼直接观察组织结构纹理，相当于设计的时候需更准确针对人眼的视觉系统，目前该技术已初具雏形，在实验验证阶段。

手术灯成本

从产品本身材料及制作等计算，四灯盘支架式手术无影灯8000元左右，立式单灯盘手术灯5000元左右。 两者可根据不同手术需求选择。立式单灯盘单支架适合口腔手术及门诊式照明等，比较简便，但无法实现太高亮度及无影；四灯盘支架式手术灯适合比较大型手术，更方便调节，能实现更高亮度及无影。

创业Get？

现在创业大环境很好，之前也有很多风投联系我们。我们团队当时还专门针对这进行讨论。后来我们认为学生阶段还是先将学业任务完成，同时我们的技术也需要再进一步锤炼，因此决定不急于创业，还是再积淀几年。

几个词

创新。我感觉自己是对创新执着到近乎偏执的人。我喜欢尝试新事物，喜欢交叉学科。曾经去HR猎头公司实习，想了解不同行业如何选人；又参加过金融相关的夏令营；去年去国外交流则选择心理学，感觉交叉学科很有趣，很能激发新的创意。

合作。我的生活一直没跟合作脱开边，手术灯这个项目进行到现在更是离不开团队小伙伴的合作。而且我喜欢跟不同的人聊天，聊天过程中往往会有新的思维碰撞。

有趣。我可能撒欢撒的比较晚。大学时期是学霸，反而是博士阶段参加各种活动，生活的比较有趣。这也跟我的导师相关，我的导师很开放，注重学生多样化发展，支持学生竞赛和创业。而且我一直很认同导师说的一句话“科研是为了更好地生活”，我平时常常跑步锻炼，周末也经常约朋友吃饭看电影逛街，该有的业余生活一点也不少。

过来人的经验

大学生科研：科研过程中有时候想法会实现不了，会卡在一个点上。那么就转个弯，先试试采用简单的思路，慢慢地有了技术积淀，最终往往能达到目的。尤其整个大项目，不是一下子能做完，可以分成几阶段完成。比如我们最开始无法直接实现人眼直接优化，因此我们就绕一步走，先通过图像处理，后来一步步转到人眼。

创业团队：一是打磨作品，作品本身决定最多走到哪；作品要足够创新，同时有实践意义。二是打磨团队，团队本身决定具体走到哪。我们参赛过程中就碰到有些团队作品很好，创新度较高，但是团队配合默契不太够，往往成绩就比较差，这就涉及到团队的创建。注意不要强行拉人比赛，要找真正有热情的人。而且一开始创建团队要特别谨慎，不要为了比赛人数随便加人。因为项目实施过程中会不断碰到不同问题，比方说技术、软件或者外观设计等，应该是根据项目需求慢慢加入相应的人才，这样的团队才能高效。

规划博士生生涯：根据自己性格找到自己的状态，走自己的路。我个人是属于不太能静下来的性格，因此我感觉做项目及参加各种比赛等这样的生活是最适合我的。但身边也有很多同学喜欢沉浸式科研，他们的博士生涯也很充实开心。同时，科研过程中不要太强迫自己，强迫不一定有正面效果，很可能反而出现逆反心理。因此科研过程中感觉难以继续下去时学会适时放松。

采访小队与申师兄的合照

个人简介

申俊飞，男，中共党员，光电学院光学工程专业。以第一作者发表国际TOP SCI论文两篇，EI论文两篇，两次出国做会议报告，申请国家发明专利十六篇、外观专利一篇以及软件著作登记权一项。曾获得博士生国家奖学金；浙江大学“浙报-阿里计划”创新特等奖学金；浙江大学“浙报-阿里计划”创业一等奖学金；第二届浙江省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖；浙江大学2016年“启真杯”学生十大学术新成果；浙江大学2016年学生十大学术新成果“风采展示奖”；“创青春”浙江省第十届挑战杯大学生创业大赛金奖；第44届日内瓦国际发明大赛银奖（世界级）；浙江大学第十届“蒲公英”大学生创业大赛二等奖；全国长三角高校创意公开赛三等奖；曾接受《中国青年报》、《杭州一套》、《钱江晚报》以及《浙江大学报》等多家官方媒体专题报道。

博会出品

策划 | 浙江大学博士生会新闻宣传部

来源 | 原创

文 | 王贝贝 张明 申俊飞

图 | 张明 申俊飞

责编 | “学术小咖”新媒体中心：张明 王贝贝