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Wissenswertes rund um die Beleuchtung im OP

Die richtige Beleuchtung im OP ist entscheidend für die Patientensicherheit und den Komfort des Personals. Das Beleuchtungskonzept sollte daher sicherstellen, dass sich das medizinische Team ungestört auf den chirurgischen Eingriff konzentrieren kann.

Erfahren Sie, welche Beleuchtungsarten langfristige Vorteile für die Effizienz im OP bringen.

Was ist bei der Beleuchtung im OP zu beachten?

Für die richtige Beleuchtung muss ein fein abgestimmtes Verhältnis zwischen Leuchtkraft, Schattenmanagement, Lichtintensität und Temperatur hergestellt werden. So herrschen an der Operationsstelle optimale Sichtverhältnisse, und die Augen des Operateurs ermüden nicht so schnell.

Geschichte

Bevor die elektrische Lampe erfunden wurde, fanden chirurgische Eingriffe meist bei Tageslicht statt; die Beleuchtungsintensität lag hierbei in einem Bereich von 10.000 lx bis 80.000 lx, je nach Tageszeit und Bewölkung.  Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts ersetzen Glühbirnen das direkte Sonnenlicht, und Operationen konnten fortan zu jeder Tages- und Nachtzeit durchgeführt werden. In den Sechzigerjahren konnten Halogenlampen den OP-Tisch bereits mit 100.000 lx beleuchten – dies entspricht dem Licht der hellen Mittagssonne an einem mediterranen Strand. Dreißig Jahre später hatten moderne Entladungslampen die Intensität des verfügbaren Lichts auf ganze 200.000 lx erhöht! Doch dieses „Je heller, desto besser“-Prinzip führte auch zu einem schnelleren Ermüden der Augen und verringerte somit letztlich die Effizienz der Chirurgen. Heute arbeiten mehr und mehr OP-Leuchten mit LEDs. Diese Leuchtkörper benötigen weniger Energie und erzeugen ein klareres und kühleres Licht, in dem der Chirurg noch effizientere diagnostische Entscheidungen treffen kann.

Beleuchtung

Die richtige Beleuchtung ist eine Lösung aus optimalen Sichtverhältnissen und möglichst geringer Blendwirkung, welche die Augen des Operateurs belasten würde.

Die maximale zentrale Lichtstärke (Ec) muss im Zentrum des Lichtfelds und in einem Meter Entfernung von der Lichtquelle 40.000 bis 160.000 lx betragen.

Die Größe des Lichtfelds kann je nach Art der Operation angepasst werden, um eine periphere Blendung zu vermeiden. Dieses Lichtfeld wird an einem Punkt berechnet, an dem die Lichtstärke mindestens 10 % der maximalen zentralen Lichtstärke (Ec) beträgt. Der Durchmesser dieses Areals wird als D10 bezeichnet.

Die Beleuchtung muss einheitlich sein, damit eine Augenbelastung durch Blendung vermieden wird. Der Durchmesser wird gemessen, wenn die Lichtstärke 50 % der maximalen zentralen Lichtstärke beträgt (der sogenannte D50-Wert), und es wird ein D50/D10-Verhältnis ermittelt. Gemäß den Normvorgaben beträgt D50 mindestens 50 % des Lichtfelddurchmessers D10.

Schattenmanagement

Hinsichtlich des Schattenmanagements ist das entscheidende Kriterium, wie gut die Sichtverhältnisse für das chirurgische Team sind, das unter dem Leuchtenkörper operiert – es ist nicht allein entscheidend, wie leistungsstark der Leuchtenkörper ist.

Die Qualität der Beleuchtung im OP hängt auch davon ab, wie gut die Kavität ausgeleuchtet ist. Hierbei muss ein optimaler Ausgleich zwischen der Lichtmenge und dem Schattenmanagement gefunden werden.

Es gibt zwei Arten von Schatten: Schlagschatten und Konturschatten. Schlagschatten beeinträchtigen die Sichtbarkeit, Konturschatten hingegen helfen dem Auge, Tiefe und Volumen einzuschätzen. Eine effiziente Beleuchtung minimiert die Entstehung von Schlagschatten und hebt Konturen hervor.

Die Entstehung von Schlagschatten wird durch die Oberfläche der Lichtquelle beeinflusst: Wie wird das Licht zum Operationsfeld geleitet, wo wird es am meisten benötigt, und wie viele Lichtquellen sind optimal? Eine größere Zahl von Lichtkegeln schwächt entstehende Schatten ab und verschafft dem Chirurgen eine bessere Sicht.

Das Lichtvolumen

Da die Kavität nicht flach ist, benötigt der Operateur eine dreidimensionale Ausleuchtung. Wenn mehrere Lichtfelder miteinander verschmolzen werden (die allesamt Licht abgeben, jedoch in unterschiedlichen Stärken und auf verschiedenen Höhenebenen) ist eine einheitliche Ausleuchtung sichergestellt.

Das Lichtvolumen wird mithilfe einer IEC-Standardformel berechnet: L1 + L2.

  • L1 ist der Abstand zwischen dem Punkt der maximalen zentralen Lichtstärke und dem Punkt, an dem in Richtung des Leuchtenkörpers eine Leuchtkraft von 60 % gemessen wird.
  • L2 ist der Abstand zwischen dem Punkt der maximalen zentralen Lichtstärke und dem Punkt, an dem aus der Richtung des Leuchtenkörpers eine Leuchtkraft von 60 % gemessen wird.

Optimalerweise sorgt die OP-Beleuchtung für eine möglichst starke Lichtintensität im Inneren der Operationshöhle, auch wenn die Lampe weiter als einen Meter von der Operationsstelle entfernt ist.
Die Bestimmung des L2-Wertes ist besonders wichtig bei tiefen Operationshöhlen.

Wärmemanagement

Licht ist immer auch Energie, daher ist ein sicheres Wärmemanagement für die Vermeidung der Austrocknung von Geweben unerlässlich.

Die Wärmeentwicklung kann an zwei Punkten gemessen werden: im Lichtfeld und am Leuchtenkörper. Zu viel Wärme kann unangenehm für den Chirurgen sein und freiliegendes Patientengewebe austrocknen.

LEDs erzeugen zwar keine schädliche Infrarotstrahlung, dennoch geben sie Wärme ab. Je stärker die Beleuchtung, desto mehr Strahlung entsteht. Die IEC hat als zulässige Höchstgrenze im Lichtfeld für diese Art der Strahlung 1000 W/m² festgelegt. Der Operateur hat hierbei immer die Möglichkeit, überlappende Lichtfelder herzustellen.

Leuchtenkörper erzeugen jedoch auch Strahlungswärme; diese muss minimiert werden, um eine Überhitzung und Störungen der Laminarströmung zu vermeiden.

Hochwertige Operationsleuchten erzeugen weniger Wärme und sorgen so für größeren Komfort und bessere Behandlungsergebnisse.

Ausfallsichere Operationsleuchten

Im OP dürfen keine Fehler unterlaufen. Ausfallsichere Geräte sind so konzipiert, dass sie beim Auftreten eines Einzeldefekts weiterhin gefahrlos funktionieren. Es wird sichergestellt, dass die Beleuchtung und Manövrierfähigkeit erhalten bleiben und eine zentrale Beleuchtungsstärke von mindestens 40.000 lx erreicht wird.

Einzelne Leuchtkörper ohne Vorrichtungen zum Schutz vor einem Lichtausfall im Falle eines Einzeldefekts sind nicht ausfallsicher. Eine Lampe mit zwei kleineren Leuchtkörpern mit separaten Transformatoren, Sicherungen, Verkabelungen und Gleitringen ist dagegen ausfallsicher.

Beispiele für Einzeldefekte:

  • Drahtbruch im Inneren der Lampe
  • Versagen des Gleitrings, einer Sicherung, eines Leuchtkörpers oder einer Isolierung
  • Störung in der Elektronik
  • Getrenntes Lampenstromkabel

Spezifische Normvorgaben für die Beleuchtung im OP

Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), Norm 60601-2-41

Die französische Firma ALM initiierte eine internationale Arbeitsgruppe (Deutschland: Heraeus – Berchtold, Großbritannien: Brandon, USA: Steris – Getinge, Japan: Yamada, UdSSR, Frankreich: ALM + Angenieux), die im Jahr 1990 auf der Grundlage eines französischen Projekts zusammengestellt wurde. Alle Partner aus dem produzierenden Bereich erzielten im Jahr 1997 eine Einigung. Die Abstimmung über die Norm sowie deren Veröffentlichung und Anwendung begann im Dezember 1999. Sie reguliert die Sicherheitsanforderungen an OP- und Untersuchungsleuchten. In der weltweit tätigen Organisation für Normung sind sämtliche nationalen elektrotechnischen Komitees vertreten. Ihr Ziel ist die Förderung der internationalen Zusammenarbeit in allen Fragen der Standardisierung. Die erarbeiteten Dokumente werden als Empfehlungen herausgegeben, die international befolgt werden sollen. Die nationalen Komitees der IEC verpflichten sich, die internationalen Normen der IEC transparent umzusetzen, so weit es im Rahmen ihrer nationalen und regionalen Normen möglich ist. Auf jegliche Abweichungen muss eindeutig hingewiesen werden. Die IEC schreibt hierfür jedoch kein Verfahren vor, das eine Voraussetzung für ihre Zustimmung wäre. Die IEC übernimmt keinerlei Verantwortung für Geräte, die laut Hersteller einer oder mehreren ihrer Normen entsprechen.

Heute entsenden die folgenden Firmen Vertreter in die IEC:

Steris (USA), Getinge (Schweden), Berchtold/Stryker (Deutschland bzw. USA), KLS Martin (Deutschland), Rimsa (Italien), Brandon (Großbritannien), Draeger (Deutschland), Skylux (Japan)*

 

*Stand November 2017