LED應(yīng)用于醫(yī)療照明的現(xiàn)狀分析

1、LED 應(yīng)用于醫(yī)療照明的現(xiàn)狀分析 2011-8-23 來源:中國半導(dǎo)體照 明網(wǎng) 我要評論從室外照明到室內(nèi)照明,從一般到特殊, LED 的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴展,醫(yī)療 照明即是其中之一。 與一般照明相比, 醫(yī)療照明無論是在照明需求上還是市場準(zhǔn)入方面都有 一定的特殊性,目前也尚未大規(guī)模的普及。盡管如此,隨著技術(shù)進步,需求增長, LED 醫(yī)療 照明仍然被行業(yè)看好,國內(nèi) LED 醫(yī)療照明也在不斷的發(fā)展。LED 進入醫(yī)療照明領(lǐng)域的特點與優(yōu)勢作為一種特殊的照明方式,醫(yī)療照明具有一定的特殊要求,與傳統(tǒng)醫(yī)療照明相比, LED 具有定向、低光譜傷害等特點成為其進入醫(yī)療照明領(lǐng)域的優(yōu)勢。據(jù)了解,醫(yī)療照明具有定點、定向照

2、明、高強度照明、光色純正 (有極好的顯色性,能 夠使醫(yī)生清晰地區(qū)分不同器官與組織結(jié)構(gòu), 并最好在一定程度上可以根據(jù)需要進行色溫調(diào)節(jié)、 以突出顯示某種器官或組織 以及均勻、 無影照明, 低光譜傷害, 結(jié)構(gòu)密封消毒, 結(jié)構(gòu)透氣, 調(diào)光控制,高可靠性等特殊需求。傳統(tǒng)醫(yī)療照明長期都是采用鹵素?zé)糇鳛楣庠? 近年來開始采用金鹵燈作為光源。 鹵素?zé)簟?金鹵燈都是光線向四面八方全空間發(fā)散的典型發(fā)散光源, 這樣高熱輻射、 全光譜、 發(fā)散的光 源,要達到醫(yī)療照明 (手術(shù)無影燈 的上述特殊技術(shù)要求,必須采用一系列特種技術(shù)。比如, 調(diào)光控制方面, 鹵素?zé)敉ㄟ^調(diào)整供電電壓實現(xiàn)光強控制, 但光強變化會影響其色溫及顯色性

3、等。與傳統(tǒng)醫(yī)療照明產(chǎn)品相比, LED 在實現(xiàn)定點、定向照明、高強度照明、調(diào)光控制、實現(xiàn) 高顯色性、 低光譜傷害等方面具有先天優(yōu)勢, 可以有力克服常規(guī)醫(yī)療照明的不足。 比如, LED 是點光源、 定向照明光源,只需通過合理的芯片與封裝設(shè)計, 并稍微配合一點二次配光,就 可以實現(xiàn)理想的定向照明, 其光學(xué)系統(tǒng)簡單、 配光效果理想 ;LED 的發(fā)射光譜全部在可見光區(qū) 域, 沒有紫外、 紅外等有害光譜成分, 可以杜絕紫外光對人體組織的傷害以及紅外光造成的 體液揮發(fā)及組織灼傷等?？梢哉f, 以 LED 新光源替代以鹵素?zé)魹榇淼某Ｒ?guī)電光源, 在臨床手術(shù)照明、 醫(yī)療檢查 照明及醫(yī)療輔助診斷與治療照明中, 有利

4、于在提升醫(yī)療機構(gòu)臨床檢查診斷與手術(shù)治療質(zhì)量的 同時,實現(xiàn)綠色照明。醫(yī)療照明市場門檻高,規(guī)模小,但實際市值大如上所述,相比傳統(tǒng)醫(yī)療照明產(chǎn)品, LED 照明產(chǎn)品更容易滿足醫(yī)療照明的要求, LED 本 身的特點再加上醫(yī)療照明市場的特殊性也使得醫(yī)療照明成為 LED 的最佳切入點之一。一般醫(yī)療照明領(lǐng)域主要包含檢查照明、 手術(shù)照明、 治療照明幾大類。 而其中以手術(shù)無影 燈、口腔照明燈為代表的手術(shù)照明是技術(shù)難度最高、安全性要求最苛刻、價格最高、設(shè)計最 復(fù)雜的典型代表。也有業(yè)內(nèi)人士分析指出,在醫(yī)療領(lǐng)域, 除了手術(shù)無影燈外,局部檢查照明 燈具,如口腔燈、內(nèi)窺鏡燈 ; 用于區(qū)域照明的手術(shù)間照明燈、手術(shù)準(zhǔn)備照明燈

5、; 用于特殊病癥 治療的光治療設(shè)備,如光動力治療儀、新生兒黃疸治療儀、紫外消毒燈等,都適宜推廣 LED 醫(yī)療照明。從市場角度來看, 獨特的技術(shù)要求與特點使得以手術(shù)無影燈為代表的醫(yī)療照明成為照明 產(chǎn)品中的極為特殊的產(chǎn)品, 它必須按照醫(yī)療器械管理的法規(guī), 通過嚴(yán)格的臨床試驗考核、 獲 得醫(yī)療器械產(chǎn)品許可證。 因此是高技術(shù)、 高風(fēng)險、 高進入門檻的特種照明產(chǎn)品,可以避免常 規(guī)照明產(chǎn)品所面臨的惡性競爭局面。另外,雖然醫(yī)療照明準(zhǔn)入門檻高、技術(shù)難大,但只是醫(yī)療器械的一個“很小”的細(xì)分市 場, 大型醫(yī)療器械企業(yè)大都只是順帶地經(jīng)營醫(yī)療照明產(chǎn)品, 很少有專業(yè)生產(chǎn)廠家, 使得醫(yī)療 照明產(chǎn)品市場價格昂貴, 形成照明

6、領(lǐng)域的價格高地, 半導(dǎo)體照明產(chǎn)品在其它任何一個通用照 明領(lǐng)域所面臨的嚴(yán)峻價格問題,在醫(yī)療照明影響都相對不那么尖銳?！坝捎卺t(yī)療照明準(zhǔn)入門檻高、 市場規(guī)模小、 但市場價格昂貴, 因此其市場的實際市值大。 醫(yī)療照明領(lǐng)域可說是半導(dǎo)體照明的最佳切入點之一, 是能發(fā)揮其特長、 易于被市場接受與推 廣的領(lǐng)域, 也是易于立竿見影、 創(chuàng)出專業(yè)品牌、 走向世界的一個半導(dǎo)體照明的專業(yè)化細(xì)分市 場。 ”重慶 LED 照明產(chǎn)業(yè)與研發(fā)聯(lián)盟主任陳偉民教授說。國內(nèi)醫(yī)療照明市場潛力巨大,但尚處初級階段據(jù)了解, 2008年我國從事醫(yī)療器械生產(chǎn)的企業(yè)大約有 7300家 , 生產(chǎn)種類 47大類、 5000余個品種、 3萬余個規(guī)格的醫(yī)

7、療器械產(chǎn)品,醫(yī)療器械總產(chǎn)值已達 300多億元,年平均增長率 超過 15%;LED醫(yī)院照明產(chǎn)品, 特別是在醫(yī)療專用照明方面因其規(guī)格、 規(guī)范及認(rèn)證的要求嚴(yán)謹(jǐn), 需要醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)的整合能力與經(jīng)驗, 至今歐美發(fā)達國家僅有少數(shù) LED 照明企業(yè)在研發(fā)類似 項目。 國內(nèi)從事常規(guī)醫(yī)療照明產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)大約有數(shù)十家, 產(chǎn)值規(guī)模在醫(yī)療器械領(lǐng)域中不 到 5%。但是隨著社會對醫(yī)療健康、醫(yī)療事故以及環(huán)保、能耗等方面的重視, LED 醫(yī)療照明 越來越引起社會的關(guān)注和重視。 LED 醫(yī)療照明需求也正在不斷增長, 眾多的廠商表示將積極 研發(fā) LED 醫(yī)療照明產(chǎn)品以替代目前的產(chǎn)品, 因而 LED 醫(yī)療照明將是國際醫(yī)療照明發(fā)展

8、的趨勢, 其已經(jīng)從初期的市場試探階段逐步開始進入市場加速發(fā)展階段。我國的 LED 醫(yī)療照明大約從 2007年左右起步。 “中國醫(yī)療照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)整體較低、 品牌效應(yīng) 不足, 中國潛在的巨大應(yīng)用市場令人垂涎, 而目前國內(nèi)大醫(yī)院用的設(shè)備基本上大部分來自國 外的品牌如德國馬丁、創(chuàng)孚、德爾等。不過, LED 醫(yī)療照明產(chǎn)品價格相對高昂 (國外品牌售 價高達 60萬元 /臺 ,國內(nèi) LED 醫(yī)療照明產(chǎn)品相對價格較低具有價格優(yōu)勢因而目前在國內(nèi)市 場中仍占半壁江山。 ”陳偉民表示。目前國內(nèi)的 LED 醫(yī)療照明企業(yè)已初步形成了與市場需求 匹配的 LED 醫(yī)療照明產(chǎn)品, 中、 低端產(chǎn)品通過 “國家中央資金農(nóng)村衛(wèi)生服

9、務(wù)體系基本醫(yī)療設(shè) 備國內(nèi)招標(biāo)”及“國產(chǎn)醫(yī)療器械產(chǎn)品應(yīng)用示范工程 (簡稱十百千萬工程 ”等項目在縣級、鄉(xiāng) 鎮(zhèn)、 社區(qū)衛(wèi)生機構(gòu)進行推廣應(yīng)用, 中、 高端產(chǎn)品已在國內(nèi)眾多三甲醫(yī)院進行了樣板示范和部 分銷售,并出口到了日本、澳大利亞、菲律賓、土耳其及南美地區(qū),得到發(fā)達國家醫(yī)療機構(gòu) 的認(rèn)可。 國內(nèi)市場發(fā)展完成了前期的市場引導(dǎo)并奠定了一定的市場基礎(chǔ), 但整個市場的健康 有序發(fā)展急需相關(guān)部門在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)及推動。企業(yè)方面, 在國內(nèi), 醫(yī)療照明產(chǎn)品須經(jīng)過國家食品藥品監(jiān)督局的生產(chǎn)許可及產(chǎn)品注冊許 可, 獲得相應(yīng)證書后才能在市場銷售。 據(jù)了解, 國產(chǎn) LED 手術(shù)無影燈已經(jīng)取得注冊證的有重 慶邦橋科技有限公司、

10、 上海第二醫(yī)科大學(xué)杜行醫(yī)用器械廠和北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司 等。 其中, 重慶邦橋科技有限公司專業(yè)從事 LED 技術(shù)研究機照明應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、銷 售和服務(wù), 擁有 LED 手術(shù)無影燈、 LED 檢查燈、 LED 頭燈等醫(yī)療照明產(chǎn)品, 同時公司結(jié)合 LED醫(yī)院通用照明形成了醫(yī)院整體化解決方案并進行樣本醫(yī)院的建立, 包括低碳手術(shù)間、 整體式 手術(shù)照明系統(tǒng)、 色溫可調(diào)病房等。 上海第二醫(yī)科大學(xué)杜行醫(yī)用器械廠主要從事醫(yī)療設(shè)備的開 發(fā)、設(shè)計、制造、銷售、安裝、維修的業(yè)務(wù),主要產(chǎn)品有 DL 系列手術(shù)刀片、手術(shù)無影燈、 手術(shù)臺、醫(yī)用吊塔。改進技術(shù),提高產(chǎn)業(yè)集中度,樹立國內(nèi)品牌應(yīng)是未來發(fā)展重點市場需

11、求在不斷增長, LED 醫(yī)療照明的技術(shù)也在不斷進步,面對今后的競爭,國內(nèi)醫(yī)療 照明無論是在技術(shù)研發(fā)還是品牌建設(shè)方面都還需要加強。據(jù)了解, LED 醫(yī)療照明雖然剛剛起步,但已被醫(yī)療行業(yè)寄予厚望,初期單純將 LED 單燈 與透鏡進行簡單組合, 隨后大功率芯片集成、 燈具的光機電熱一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計、 高無影率與 高均勻性的照明效果、 色溫的大范圍連續(xù)可調(diào)、 流線型燈具結(jié)構(gòu)降低手術(shù)室層流凈化影響等 各種新技術(shù)層出不窮。如在光源配光設(shè)計上,為達到定點、高強度、高均勻、無影照明效果,有以分離大功率 LED 單燈為主、 通過專用聚焦透鏡構(gòu)成蜂巢或復(fù)眼式結(jié)構(gòu) ; 也有采用大功率芯片矩陣模塊、 結(jié) 合微透鏡陣列進

12、行配光聚焦。在色溫調(diào)節(jié)上, 早期是采用三個光強度可以獨立控制的單色照明區(qū), 并使它們彼此同心地布 置,通過控制三個獨立照明區(qū)各自的光強,實現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié) ; 采用一個白光單元和幾個有色 光源組成大燈盤結(jié)構(gòu) ; 采用不同顏色、色溫的 LED 組合,通過各種 LED 光強比例調(diào)節(jié)、實現(xiàn) 在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)色溫。在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計上, 從簡單模仿傳統(tǒng)鹵素光源的整體燈盤式結(jié)構(gòu), 逐步向模塊化、 平面 化、 流線型、 分體多頭式結(jié)構(gòu)發(fā)展, 探索將半導(dǎo)體照明的特性與醫(yī)療照明特點結(jié)合的各種新 形式。對于國內(nèi) LED 醫(yī)療照明的技術(shù)發(fā)展, 陳偉民表示, 國內(nèi)醫(yī)療照明早期主要仿制德國創(chuàng)孚 公司的 LED 手術(shù)無影燈等醫(yī)

13、療照明燈具,主要基于多顆單顆大功率 LED 配合簡單透鏡方式。 隨著技術(shù)的發(fā)展, 在國家 863高科技項目計劃、 國家中小企業(yè)創(chuàng)新基金、 相關(guān)省市的科技攻 關(guān)計劃支持下, 我國 LED 醫(yī)療照明技術(shù)獲得了明顯提升, LED 醫(yī)療照明的企業(yè)也開始逐步進 入自主研發(fā)、 創(chuàng)新的階段, 并開始擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。 如大功率 LED 醫(yī)療照明矩陣陣列芯片 樣品、 色溫連續(xù)可調(diào)大功率 LED 芯片手術(shù)無影燈實驗樣機開發(fā), 不同色溫下不同器官組織的 顯色特性研究、 流線型 LED 手術(shù)無影燈對層流效果影響模型及臨床驗證, 并提出了 LED 照明 整體化解決方案?！芭c室內(nèi)、 室外照明等其它領(lǐng)域照明情況類似, 國內(nèi) LED 醫(yī)療照明企業(yè)目前所面臨的主 要技術(shù)問題, 還是結(jié)合醫(yī)療照明的特點、 解決 LED 醫(yī)療照明的關(guān)鍵技術(shù), 并重點在燈具配光、 LED 醫(yī)療照明光源模塊及其散熱和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、 燈具的無影化與高均勻度二次光學(xué)設(shè)計和高 效率的 LED 成組驅(qū)動及智能控制、 LED 的衰減和色坐標(biāo)的漂移問題、 規(guī)?；a(chǎn)工藝技術(shù)以 及燈具成本控制方法等方面尋求取得突破,開發(fā)出低成本、高性價比、國際領(lǐng)先水平的 LED 醫(yī)療照明產(chǎn)品。 ”陳偉民說?？梢灶A(yù)見, 未來兩年內(nèi)國內(nèi)競爭對手將會增加, 因此國內(nèi)應(yīng)該引導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)先的龍頭企業(yè), 提高產(chǎn)業(yè)集中度, 樹立國內(nèi)品