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LED应用于医疗照明的现状分析
来源:Faith费思 作者:Faith费思 时间:2011-08-24 17:26 点击:收藏 推荐 打印
 

从室外照明到室内照明,从一般到特殊,LED的应用领域在不断扩展,医疗照明即是其中之一。与一般照明相比,医疗照明无论是在照明需求上还是市场准入方面都有一定的特殊性,目前也尚未大规模的普及。尽管如此,随着技术进步,需求增长,LED医疗照明仍然被行业看好,国内LED医疗照明也在不断的发展。

LED进入医疗照明领域的特点与优势

作为一种特殊的照明方式,医疗照明具有一定的特殊要求,与传统医疗照明相比,LED具有定向、低光谱伤害等特点成为其进入医疗照明领域的优势。

据了解,医疗照明具有定点、定向照明、高强度照明、光色纯正(有极好的显色性,能够使医生清晰地区分不同器官与组织结构,并最好在一定程度上可以根据需要进行色温调节、以突出显示某种器官或组织)以及均匀、无影照明,低光谱伤害,结构密封消毒,结构透气,调光控制,高可靠性等特殊需求。

传统医疗照明长期都是采用卤素灯作为光源,近年来开始采用金卤灯作为光源。卤素灯、金卤灯都是光线向四面八方全空间发散的典型发散光源,这样高热辐射、全光谱、发散的光源,要达到医疗照明(手术无影灯)的上述特殊技术要求,必须采用一系列特种技术。比如,调光控制方面,卤素灯通过调整供电电压实现光强控制,但光强变化会影响其色温及显色性等。

与传统医疗照明产品相比,LED在实现定点、定向照明、高强度照明、调光控制、实现高显色性、低光谱伤害等方面具有先天优势,可以有力克服常规医疗照明的不足。比如,LED是点光源、定向照明光源,只需通过合理的芯片与封装设计,并稍微配合一点二次配光,就可以实现理想的定向照明,其光学系统简单、配光效果理想;LED的发射光谱全部在可见光区域,没有紫外、红外等有害光谱成分,可以杜绝紫外光对人体组织的伤害以及红外光造成的体液挥发及组织灼伤等。

可以说,以LED新光源替代以卤素灯为代表的常规电光源,在临床手术照明、医疗检查照明及医疗辅助诊断与治疗照明中,有利于在提升医疗机构临床检查诊断与手术治疗质量的同时,实现绿色照明。

医疗照明市场门槛高,规模小,但实际市值大

如上所述,相比传统医疗照明产品,LED照明产品更容易满足医疗照明的要求,LED本身的特点再加上医疗照明市场的特殊性也使得医疗照明成为LED的最佳切入点之一。

一般医疗照明领域主要包含检查照明、手术照明、治疗照明几大类。而其中以手术无影灯、口腔照明灯为代表的手术照明是技术难度最高、安全性要求最苛刻、价格最高、设计最复杂的典型代表。也有业内人士分析指出,在医疗领域,除了手术无影灯外,局部检查照明灯具,如口腔灯、内窥镜灯;用于区域照明的手术间照明灯、手术准备照明灯;用于特殊病症治疗的光治疗设备,如光动力治疗仪、新生儿黄疸治疗仪、紫外消毒灯等,都适宜推广LED医疗照明。

从市场角度来看,独特的技术要求与特点使得以手术无影灯为代表的医疗照明成为照明产品中的极为特殊的产品,它必须按照医疗器械管理的法规,通过严格的临床试验考核、获得医疗器械产品许可证。因此是高技术、高风险、高进入门槛的特种照明产品,可以避免常规照明产品所面临的恶性竞争局面。

另外,虽然医疗照明准入门槛高、技术难大,但只是医疗器械的一个“很小”的细分市场,大型医疗器械企业大都只是顺带地经营医疗照明产品,很少有专业生产厂家,使得医疗照明产品市场价格昂贵,形成照明领域的价格高地,半导体照明产品在其它任何一个通用照明领域所面临的严峻价格问题,在医疗照明影响都相对不那么尖锐。

“由于医疗照明准入门槛高、市场规模小、但市场价格昂贵,因此其市场的实际市值大。医疗照明领域可说是半导体照明的最佳切入点之一,是能发挥其特长、易于被市场接受与推广的领域,也是易于立竿见影、创出专业品牌、走向世界的一个半导体照明的专业化细分市场。”重庆LED照明产业与研发联盟主任陈伟民教授说。

国内医疗照明市场潜力巨大,但尚处初级阶段

据了解,2008年我国从事医疗器械生产的企业大约有7300,生产种类47大类、5000余个品种、3万余个规格的医疗器械产品,医疗器械总产值已达300多亿元,年平均增长率超过15%;LED医院照明产品,特别是在医疗专用照明方面因其规格、规范及认证的要求严谨,需要医疗设备系统的整合能力与经验,至今欧美发达国家仅有少数LED照明企业在研发类似项目。国内从事常规医疗照明产品生产的企业大约有数十家,产值规模在医疗器械领域中不到5%。但是随着社会对医疗健康、医疗事故以及环保、能耗等方面的重视,LED医疗照明越来越引起社会的关注和重视。LED医疗照明需求也正在不断增长,众多的厂商表示将积极研发LED医疗照明产品以替代目前的产品,因而LED医疗照明将是国际医疗照明发展的趋势,其已经从初期的市场试探阶段逐步开始进入市场加速发展阶段。

我国的LED医疗照明大约从2007年左右起步。“中国医疗照明产业技术整体较低、品牌效应不足,中国潜在的巨大应用市场令人垂涎,而目前国内大医院用的设备基本上大部分来自国外的品牌如德国马丁、创孚、德尔等。不过,LED医疗照明产品价格相对高昂(国外品牌售价高达60万元/),国内LED医疗照明产品相对价格较低具有价格优势因而目前在国内市场中仍占半壁江山。”陈伟民表示。目前国内的LED医疗照明企业已初步形成了与市场需求匹配的LED医疗照明产品,中、低端产品通过“国家中央资金农村卫生服务体系基本医疗设备国内招标”及“国产医疗器械产品应用示范工程(简称十百千万工程)”等项目在县级、乡镇、社区卫生机构进行推广应用,中、高端产品已在国内众多三甲医院进行了样板示范和部分销售,并出口到了日本、澳大利亚、菲律宾、土耳其及南美地区,得到发达国家医疗机构的认可。国内市场发展完成了前期的市场引导并奠定了一定的市场基础,但整个市场的健康有序发展急需相关部门在产业发展的指导及推动。

企业方面,在国内,医疗照明产品须经过国家食品药品监督局的生产许可及产品注册许可,获得相应证书后才能在市场销售。据了解,国产LED手术无影灯已经取得注册证的有重庆邦桥科技有限公司、上海第二医科大学杜行医用器械厂和北京谊安医疗系统股份有限公司等。其中,重庆邦桥科技有限公司专业从事LED技术研究机照明应用产品的开发、生产、销售和服务,拥有LED手术无影灯、LED检查灯、LED头灯等医疗照明产品,同时公司结合LED医院通用照明形成了医院整体化解决方案并进行样本医院的建立,包括低碳手术间、整体式手术照明系统、色温可调病房等。上海第二医科大学杜行医用器械厂主要从事医疗设备的开发、设计、制造、销售、安装、维修的业务,主要产品有DL系列手术刀片、手术无影灯、手术台、医用吊塔。

改进技术,提高产业集中度,树立国内品牌应是未来发展重点

市场需求在不断增长,LED医疗照明的技术也在不断进步,面对今后的竞争,国内医疗照明无论是在技术研发还是品牌建设方面都还需要加强。

据了解,LED医疗照明虽然刚刚起步,但已被医疗行业寄予厚望,初期单纯将LED单灯与透镜进行简单组合,随后大功率芯片集成、灯具的光机电热一体化结构设计、高无影率与高均匀性的照明效果、色温的大范围连续可调、流线型灯具结构降低手术室层流净化影响等各种新技术层出不穷。

如在光源配光设计上,为达到定点、高强度、高均匀、无影照明效果,有以分离大功率LED单灯为主、通过专用聚焦透镜构成蜂巢或复眼式结构;也有采用大功率芯片矩阵模块、结合微透镜阵列进行配光聚焦。

在色温调节上,早期是采用三个光强度可以独立控制的单色照明区,并使它们彼此同心地布置,通过控制三个独立照明区各自的光强,实现色温的调节;采用一个白光单元和几个有色光源组成大灯盘结构;采用不同颜色、色温的LED组合,通过各种LED光强比例调节、实现在一定范围内调节色温。

在整体结构设计上,从简单模仿传统卤素光源的整体灯盘式结构,逐步向模块化、平面化、流线型、分体多头式结构发展,探索将半导体照明的特性与医疗照明特点结合的各种新形式。

对于国内LED医疗照明的技术发展,陈伟民表示,国内医疗照明早期主要仿制德国创孚公司的LED手术无影灯等医疗照明灯具,主要基于多颗单颗大功率LED配合简单透镜方式。随着技术的发展,在国家863高科技项目计划、国家中小企业创新基金、相关省市的科技攻关计划支持下,我国LED医疗照明技术获得了明显提升,LED医疗照明的企业也开始逐步进入自主研发、创新的阶段,并开始拥有自主知识产权。如大功率LED医疗照明矩阵阵列芯片样品、色温连续可调大功率LED芯片手术无影灯实验样机开发,不同色温下不同器官组织的显色特性研究、流线型LED手术无影灯对层流效果影响模型及临床验证,并提出了LED照明整体化解决方案。

“与室内、室外照明等其它领域照明情况类似,国内LED医疗照明企业目前所面临的主要技术问题,还是结合医疗照明的特点、解决LED医疗照明的关键技术,并重点在灯具配光、LED医疗照明光源模块及其散热和结构的优化、灯具的无影化与高均匀度二次光学设计和高效率的LED成组驱动及智能控制、LED的衰减和色坐标的漂移问题、规模化生产工艺技术以及灯具成本控制方法等方面寻求取得突破,开发出低成本、高性价比、国际领先水平的LED医疗照明产品。”陈伟民说。

可以预见,未来两年内国内竞争对手将会增加,因此国内应该引导技术领先的龙头企业,提高产业集中度,树立国内品牌,最终实现可以与国外进口医疗照明产品相抗衡。陈伟民同时表示,目前国内公司占有率和进口公司占有率可以说是五五分成,而现在主要市场购买力还是在三甲医院,重点区域在北京、上海、重庆、广州等重点大城市。通过技术投入、规模化生产、成本降低,预计在“十二五”期间,半导体医疗照明产业产值年均增长率在20%左右,产品市场占有率逐年提高,医疗照明照明达到20%左右,规模化生产企业3~5家,产业集中度显著提高,拥有自主品牌

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