LED光可聰明智慧地調整成適合上班或休息的光環境外,也可以做為醫療器材的追蹤光源,這些智慧光應用現正在醫院逐一發生。在經濟部技術處的支持下,工研院於8日與臺北榮總新竹分院攜手發表在護理站與病房交誼廳引進「同色異譜人因照明技術」、「光療照護系統」與「可見光定位系統」科技應用成果,以LED光調節人體生理時鐘、提升睡眠品質、還可結合定位功能,彷彿「千里眼」般能掌控各項醫療器材的位置通通一目了然,打造更優質有效率的環境、提升醫療品質,讓照明成為智慧醫療的好幫手。

工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,臺灣已是高齡社會,面對越來越多的就醫需求,醫護人力不足,尤其是疫情期間,醫療團隊更是付出許多心力。工研院在2030的技術策略藍圖中打造「健康樂活」的應用領域,以先進醫療照護讓生命更美好,因此,工研院串聯了產業界團隊包括精聯電子、鼎元光電、映興電子,將照明科技實際產品化,並透過與臺北榮總新竹分院這樣具備優良醫療經驗的場域合作,以光科技實際加值場域應用,適時調整醫護人員及病患的心情,有效提升工作、休息品質,並大幅節省交班清點時間。臺灣的醫療與ICT技術領先全球,期望藉由雙方的合作,強強相加,建構全新智慧醫院光環境產業鏈,發展出智慧醫療上更多元應用的價值。

臺北榮總新竹分院院長彭家勛指出,臺北榮總新竹分院擁有444床急性病床及399床護理之家,是醫養合一的醫療單位。除了長期在病房工作的醫護同仁外,更有一群長期住院療養需要照顧的長者,因著工作或身體狀況等原因,需長時間待在室內,無法接受到正常陽光照射的好處,間接影響身體的正常功能,導致如情緒易變、睡眠障礙、骨質疏鬆等。此次藉由與工研院的合作,在室內空間中,營造符合人體可感受自然光晝夜節律的人性空間,經在本院場域試驗發現,不僅可改善護理同仁的壓力及睡眠狀態,對精神患者也可明顯改善其精神疾病的嚴重度。同時本院也應用工研院研發之可見光通訊技術,進行儀器定位交班模式,可大幅提升護理同仁交班與盤點的效率,縮短交班所需時間。相信未來將光科技廣泛應用到醫療照護場域,營造出更友善適合人體的光環境時,必可更提升長期在醫院工作同仁與住院病患的照護品質。

工研院與臺北榮總新竹分院合作包括有「同色異譜人因照明技術」,工研院電子與光電系統研究所總監朱慕道表示,工研院「同色異譜人因照明技術」藉由調整同色溫光源中的波長、壓抑或刺激體內褪黑激素的產生,進而達到改善睡眠品質的功效。醫院護理人員多採日夜輪班制度,不僅工作時間長,還有大夜、小夜之分,長期工作下來容易造成生理時鐘大亂,影響睡眠品質,導入人因照明系統後,在照明顏色不變的情況下,藉由調控不同時段燈光波長,影響護理人員褪黑激素的分泌,改善其生理時鐘與睡眠品質,小夜班人員深層睡眠百分比由8%上升為25%,早班人員的深層睡眠百分比由12%上升為17%。

「光療照護系統」,臺北榮總新竹分院研究計畫主持人林明燈醫師表示,光照治療對於憂鬱症有一定的治療效果,特別是在高緯度光照不足的地區,可利用光照改善季節性憂鬱症。工研院團隊根據一般睡眠週期,定義出可有效改善病患睡眠品質問題的波長,並針對使用者需求,在相同色溫的光中調整出不同波長進行照明,2019年11月起,北榮新竹分院慢性精神病房導入這套「特殊光譜照護系統」,按照病患的日常生活作息調整不同波長、色溫的照明,院內36床的慢性精神病患可以接受全天候的光照治療。研究結果顯示,病患接受人因照明的光照治療後,總睡眠時數增加了1小時10分鐘,褪黑激素濃度平均增加49.6 pg/ml,精神疾病嚴重程度總分改善了38%,顯示光照治療對於慢性精神病人的改善有一定程度的效用。

「可見光定位系統」,可見光通訊傳輸(Visible Light Communications;VLC)利用LED照明具有明顯的指向性與區域性,以光波取代傳統無線射頻來傳遞訊號,不僅具有節能效益,還能確保高速資料傳輸以及網路通訊安全。工研院運用可見光通訊做定位,僅需在醫療儀器上加裝接收器,燈光所及之處即可偵測儀器所在,檢視螢幕一目了然,彷彿替護理人員裝上「千里眼」,定位精準度達30公分內,不會有一般室內定位易飄移的缺點,讓原本要花費0.5至1個小時的交班時間,縮短至10分鐘內即可完成盤點,正確性達100%,大幅節省交班清點儀器時間。

根據市調公司Marketsandmarkets指出,醫院照明的市場產值預估在2021年將達70.3億美元,藉由此次產研醫的串聯,促進智慧照明關鍵模組和系統國產化,促進智慧醫院照明產業生態體系成形,預計帶動衍生投資3.5億,未來希望能導入更多醫療機構,造福更多病人與醫療人員。未來智慧照明系統還能進一步結合物聯網、人工智慧、可見光通訊等技術,應用於倉儲、零售、長照、盲人導覽等需要特定照明、要求定位精確的場域,成為具有附加價值的智慧系統,展現LED照明技術多元應用的價值。

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