LED應用于醫(yī)療照明的現(xiàn)狀分析
從室外照明到室內照明，從一般到特殊，LED的應用領域在不斷擴展，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，隨著技術進步，需求增長，LED醫(yī)療照明仍然被行業(yè)看好，國內LED醫(yī)療照明也在不斷的發(fā)展。
LED進入醫(yī)療照明領域的特點與優(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)療照明領域的優(yōu)勢。
據了解，醫(yī)療照明具有定點、定向照明、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構，并最好在一定程度上可以根據需要進行色溫調節(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，結構密封消毒，結構透氣，調光控制，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燈作為光源，近年來開始采用金鹵燈作為光源。鹵素燈、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(手術無影燈)的上述特殊技術要求，必須采用一系列特種技術。比如，調光控制方面，鹵素燈通過調整供電電壓實現(xiàn)光強控制，但光強變化會影響其色溫及顯色性等。
與傳統(tǒng)醫(yī)療照明產品相比，LED在實現(xiàn)定點、定向照明、高強度照明、調光控制、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。
可以說，以LED新光源替代以鹵素燈為代表的常規(guī)電光源，在臨床手術照明、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)療機構臨床檢查診斷與手術治療質量的同時，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)療照明產品，LED照明產品更容易滿足醫(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)療照明領域主要包含檢查照明、手術照明、治療照明幾大類。而其中以手術無影燈、口腔照明燈為代表的手術照明是技術難度最高、安全性要求最苛刻、價格最高、設計最復雜的典型代表。也有業(yè)內人士分析指出，在醫(yī)療領域，除了手術無影燈外，局部檢查照明燈具，如口腔燈、內窺鏡燈;用于區(qū)域照明的手術間照明燈、手術準備照明燈;用于特殊病癥治療的光治療設備，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，獨特的技術要求與特點使得以手術無影燈為代表的醫(yī)療照明成為照明產品中的極為特殊的產品，它必須按照醫(yī)療器械管理的法規(guī)，通過嚴格的臨床試驗考核、獲得醫(yī)療器械產品許可證。因此是高技術、高風險、高進入門檻的特種照明產品，可以避免常規(guī)照明產品所面臨的惡性競爭局面。
另外，雖然醫(yī)療照明準入門檻高、技術難大，但只是醫(yī)療器械的一個“很小”的細分市場，大型醫(yī)療器械企業(yè)大都只是順帶地經營醫(yī)療照明產品，很少有專業(yè)生產廠家，使得醫(yī)療照明產品市場價格昂貴，形成照明領域的價格高地，半導體照明產品在其它任何一個通用照明領域所面臨的嚴峻價格問題，在醫(yī)療照明影響都相對不那么尖銳。
“由于醫(yī)療照明準入門檻高、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)療照明領域可說是半導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體照明的專業(yè)化細分市場?！敝貞cLED照明產業(yè)與研發(fā)聯(lián)盟主任陳偉民教授說。
國內醫(yī)療照明市場潛力巨大，但尚處初級階段
據了解，2008年我國從事醫(yī)療器械生產的企業(yè)大約有7300家,生產種類47大類、5000余個品種、3萬余個規(guī)格的醫(yī)療器械產品，醫(yī)療器械總產值已達300多億元，年平均增長率超過15%;LED醫(yī)院照明產品，特別是在醫(yī)療專用照明方面因其規(guī)格、規(guī)范及認證的要求嚴謹，需要醫(yī)療設備系統(tǒng)的整合能力與經驗，至今歐美發(fā)達國家僅有少數LED照明企業(yè)在研發(fā)類似項目。國內從事常規(guī)醫(yī)療照明產品生產的企業(yè)大約有數十家，產值規(guī)模在醫(yī)療器械領域中不到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)療照明產品以替代目前的產品，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)療照明產業(yè)技術整體較低、品牌效應不足，中國潛在的巨大應用市場令人垂涎，而目前國內大醫(yī)院用的設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)療照明產品價格相對高昂(國外品牌售價高達60萬元/臺)，國內LED醫(yī)療照明產品相對價格較低具有價格優(yōu)勢因而目前在國內市場中仍占半壁江山。”陳偉民表示。目前國內的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)療照明產品，中、低端產品通過“國家中央資金農村衛(wèi)生服務體系基本醫(yī)療設備國內招標”及“國產醫(yī)療器械產品應用示范工程(簡稱十百千萬工程)”等項目在縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、社區(qū)衛(wèi)生機構進行推廣應用，中、高端產品已在國內眾多三甲醫(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)療機構的認可。國內市場發(fā)展完成了前期的市場引導并奠定了一定的市場基礎，但整個市場的健康有序發(fā)展急需相關部門在產業(yè)發(fā)展的指導及推動。
企業(yè)方面，在國內，醫(yī)療照明產品須經過國家食品藥品監(jiān)督局的生產許可及產品注冊許可，獲得相應證書后才能在市場銷售。據了解，國產LED手術無影燈已經取得注冊證的有重慶邦橋科技有限公司、上海第二醫(yī)科大學杜行醫(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技術研究機照明應用產品的開發(fā)、生產、銷售和服務，擁有LED手術無影燈、LED檢查燈、LED頭燈等醫(yī)療照明產品，同時公司結合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，包括低碳手術間、整體式手術照明系統(tǒng)、色溫可調病房等。上海第二醫(yī)科大學杜行醫(yī)用器械廠主要從事醫(yī)療設備的開發(fā)、設計、制造、銷售、安裝、維修的業(yè)務，主要產品有DL系列手術刀片、手術無影燈、手術臺、醫(yī)用吊塔。
改進技術，提高產業(yè)集中度，樹立國內品牌應是未來發(fā)展重點
市場需求在不斷增長，LED醫(yī)療照明的技術也在不斷進步，面對今后的競爭，國內醫(yī)療照明無論是在技術研發(fā)還是品牌建設方面都還需要加強。
據了解，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構設計、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、流線型燈具結構降低手術室層流凈化影響等各種新技術層出不窮。
如在光源配光設計上，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成蜂巢或復眼式結構;也有采用大功率芯片矩陣模塊、結合微透鏡陣列進行配光聚焦。
在色溫調節(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)色溫的調節(jié);采用一個白光單元和幾個有色光源組成大燈盤結構;采用不同顏色、色溫的LED組合，通過各種LED光強比例調節(jié)、實現(xiàn)在一定范圍內調節(jié)色溫。
在整體結構設計上，從簡單模仿傳統(tǒng)鹵素光源的整體燈盤式結構，逐步向模塊化、平面化、流線型、分體多頭式結構發(fā)展，探索將半導體照明的特性與醫(yī)療照明特點結合的各種新形式。
對于國內LED醫(yī)療照明的技術發(fā)展，陳偉民表示，國內醫(yī)療照明早期主要仿制德國創(chuàng)孚公司的LED手術無影燈等醫(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、相關省市的科技攻關計劃支持下，我國LED醫(yī)療照明技術獲得了明顯提升，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權。如大功率LED醫(yī)療照明矩陣陣列芯片樣品、色溫連續(xù)可調大功率LED芯片手術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。
“與室內、室外照明等其它領域照明情況類似，國內LED醫(yī)療照明企業(yè)目前所面臨的主要技術問題，還是結合醫(yī)療照明的特點、解決LED醫(yī)療照明的關鍵技術，并重點在燈具配光、LED醫(yī)療照明光源模塊及其散熱和結構的優(yōu)化、燈具的無影化與高均勻度二次光學設計和高效率的LED成組驅動及智能控制、LED的衰減和色坐標的漂移問題、規(guī)?；a工藝技術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、國際領先水平的LED醫(yī)療照明產品?！标悅ッ裾f。
可以預見，未來兩年內國內競爭對手將會增加，因此國內應該引導技術領先的龍頭企業(yè)，提高產業(yè)集中度，樹立國內品牌，最終實現(xiàn)可以與國外進口醫(yī)療照明產品相抗衡。陳偉民同時表示，目前國內公司占有率和進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，重點區(qū)域在北京、上海、重慶、廣州等重點大城市。通過技術投入、規(guī)模化生產、成本降低，預計在“十二五”期間，半導體醫(yī)療照明產業(yè)產值年均增長率在20%左右，產品市場占有率逐年提高，醫(yī)療照明照明達到20%左右，規(guī)?；a企業(yè)3~5家，產業(yè)集中度顯著提高,擁有自主品牌。