LED應(yīng)用于醫(yī)療照明的現(xiàn)狀分析
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(kuò)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(jìn)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(jìn)入醫(yī)療照明領(lǐng)域的特點(diǎn)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(diǎn)成為其進(jìn)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(diǎn)、定向照明、高強(qiáng)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(jìn)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)糇鳛楣庠矗陙黹_始采用金鹵燈作為光源。鹵素?zé)簟⒔瘥u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(dá)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(shí)現(xiàn)光強(qiáng)控制，但光強(qiáng)變化會(huì)影響其色溫及顯色性等。
與傳統(tǒng)醫(yī)療照明產(chǎn)品相比，LED在實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、定向照明、高強(qiáng)度照明、調(diào)光控制、實(shí)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(diǎn)光源、定向照明光源，只需通過合理的芯片與封裝設(shè)計(jì)，并稍微配合一點(diǎn)二次配光，就可以實(shí)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(duì)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。
可以說，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，有利于在提升醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床檢查診斷與手術(shù)治療質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)綠色照明。
醫(yī)療照明市場門檻高，規(guī)模小，但實(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(jià)格最高、設(shè)計(jì)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;用于特殊病癥治療的光治療設(shè)備，如光動(dòng)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(dú)特的技術(shù)要求與特點(diǎn)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(yàn)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(xiǎn)、高進(jìn)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(gè)“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(jià)格昂貴，形成照明領(lǐng)域的價(jià)格高地，半導(dǎo)體照明產(chǎn)品在其它任何一個(gè)通用照明領(lǐng)域所面臨的嚴(yán)峻價(jià)格問題，在醫(yī)療照明影響都相對(duì)不那么尖銳。
“由于醫(yī)療照明準(zhǔn)入門檻高、市場規(guī)模小、但市場價(jià)格昂貴，因此其市場的實(shí)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(diǎn)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(gè)半導(dǎo)體照明的專業(yè)化細(xì)分市場?！敝貞cLED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(jí)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(gè)品種、3萬余個(gè)規(guī)格的醫(yī)療器械產(chǎn)品，醫(yī)療器械總產(chǎn)值已達(dá)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(yàn)，至今歐美發(fā)達(dá)國家僅有少數(shù)LED照明企業(yè)在研發(fā)類似項(xiàng)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(huì)對(duì)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(huì)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)展的趨勢，其已經(jīng)從初期的市場試探階段逐步開始進(jìn)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?！爸袊t(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(jià)格相對(duì)高昂(國外品牌售價(jià)高達(dá)60萬元/臺(tái))，國內(nèi)LED醫(yī)療照明產(chǎn)品相對(duì)價(jià)格較低具有價(jià)格優(yōu)勢因而目前在國內(nèi)市場中仍占半壁江山?！标悅ッ癖硎?。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(xiàng)目在縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、社區(qū)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jìn)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(dá)國家醫(yī)療機(jī)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(gè)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(dòng)。
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(cè)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(cè)證的有重慶邦橋科技有限公司、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(jī)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(shí)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(jìn)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(jì)、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(tái)、醫(yī)用吊塔。
改進(jìn)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(diǎn)
市場需求在不斷增長，LED醫(yī)療照明的技術(shù)也在不斷進(jìn)步，面對(duì)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(qiáng)。
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(jìn)行簡單組合，隨后大功率芯片集成、燈具的光機(jī)電熱一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(jì)上，為達(dá)到定點(diǎn)、高強(qiáng)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(jìn)行配光聚焦。
在色溫調(diào)節(jié)上，早期是采用三個(gè)光強(qiáng)度可以獨(dú)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(gè)獨(dú)立照明區(qū)各自的光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié);采用一個(gè)白光單元和幾個(gè)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(qiáng)比例調(diào)節(jié)、實(shí)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(jì)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(diǎn)結(jié)合的各種新形式。
對(duì)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)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(xiàng)目計(jì)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(jì)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(jìn)入自主研發(fā)、創(chuàng)新的階段，并開始擁有自主知識(shí)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(shí)驗(yàn)樣機(jī)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(duì)層流效果影響模型及臨床驗(yàn)證，并提出了LED照明整體化解決方案。
“與室內(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(diǎn)、解決LED醫(yī)療照明的關(guān)鍵技術(shù)，并重點(diǎn)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(jì)和高效率的LED成組驅(qū)動(dòng)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(jià)比、國際領(lǐng)先水平的LED醫(yī)療照明產(chǎn)品?！标悅ッ裾f。
可以預(yù)見，未來兩年內(nèi)國內(nèi)競爭對(duì)手將會(huì)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)品牌，最終實(shí)現(xiàn)可以與國外進(jìn)口醫(yī)療照明產(chǎn)品相抗衡。陳偉民同時(shí)表示，目前國內(nèi)公司占有率和進(jìn)口公司占有率可以說是五五分成，而現(xiàn)在主要市場購買力還是在三甲醫(yī)院，重點(diǎn)區(qū)域在北京、上海、重慶、廣州等重點(diǎn)大城市。通過技術(shù)投入、規(guī)模化生產(chǎn)、成本降低，預(yù)計(jì)在“十二五”期間，半導(dǎo)體醫(yī)療照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增長率在20%左右，產(chǎn)品市場占有率逐年提高，醫(yī)療照明照明達(dá)到20%左右，規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)3~5家，產(chǎn)業(yè)集中度顯著提高,擁有自主品牌。