LED光源在醫(yī)療照明市場的前景 - 全文

　　我國用于醫(yī)療領域的照明類產(chǎn)品（功能性照明除外）及生產(chǎn)、技術水平整體較低，品牌集中度不高，大多數(shù)醫(yī)院用的醫(yī)用照明產(chǎn)品購自國外，如德國馬丁、創(chuàng)乎等品牌，市場幾乎被國外公司壟斷。雖然醫(yī)用照明產(chǎn)品數(shù)量不及常用照明，但價格昂貴，市值較高，值得關注。

　　在我國，醫(yī)用照明產(chǎn)業(yè)歸屬醫(yī)療器械行業(yè)。據(jù)2008年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國約有7300多家企業(yè)從事醫(yī)療器械生產(chǎn)，但能生產(chǎn)醫(yī)用照明產(chǎn)品的企業(yè)不到3%，且大多數(shù)企業(yè)僅生產(chǎn)觀片燈之類的低端產(chǎn)品。直到近幾年，才有以LED作為光源的醫(yī)用照明產(chǎn)品出現(xiàn)，并被應用。

　　隨著社會對醫(yī)療健康、醫(yī)療康復、綠色環(huán)保和節(jié)能的重視，從2007年起，我國LED醫(yī)療照明開始起步。但由于產(chǎn)品入門門檻高，技術風險大，且大多數(shù)醫(yī)療器械企業(yè)對LED性能、使用技術不太了解，加上用于醫(yī)療的照明產(chǎn)品涉及醫(yī)療機理、光、機、電、熱等復合技術，只有少部分大企業(yè)與醫(yī)療機構合作生產(chǎn)該類產(chǎn)品。另外，醫(yī)療照明產(chǎn)品認證程序復雜，因此LED醫(yī)療照明進展不理想，與需求不相適應。

　　目前，國內(nèi)有近3000多家LED企業(yè)，其中不少企業(yè)在LED景觀照明、功能性照明產(chǎn)品方面有較強的研制、開發(fā)和生產(chǎn)能力。但他們因不歸屬醫(yī)療器械行業(yè)，缺乏入門途徑。

　　據(jù)衛(wèi)生部《衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》，2008年，我國有27.8萬家醫(yī)療衛(wèi)生機構，其中醫(yī)院2萬余家，衛(wèi)生院6萬余家，街道、社區(qū)診所17余萬家。這些單位目前均使用傳統(tǒng)光源照明裝置，市場規(guī)模很大，僅從節(jié)能方面考慮，基于半導體照明技術的醫(yī)用照明升級換代成為必然。

　　但必須知道，醫(yī)療照明屬于醫(yī)用器械，有嚴格的法規(guī)和認證要求，在技術、安全規(guī)則方面要求極嚴，與普通功能性照明相比，技術風險更大。為此，對生產(chǎn)企業(yè)的準入許可審核應當更嚴格，但應不排斥非醫(yī)療器械企業(yè)，如許可LED照明企業(yè)進入該領域。

　　LED照明目前正在從景規(guī)照明到功能性照明，從戶外照明向戶內(nèi)照明，從一般照明到特殊照明延伸，這是技術進步、社會進步的必然。

　　適合醫(yī)療照明的LED光源符合可調可控、高可靠、長壽命的要求，是取代目前鹵素燈、汞燈、氙燈的最佳固體光源。

　　從2010年起，國產(chǎn)LED手術無影燈已在一些三甲醫(yī)院應用，并出口日本、澳大利亞、菲律賓等國家。

　　LED光源：節(jié)能環(huán)保 成本最低??優(yōu)勢明顯

　　LED是最節(jié)能的人工光源，用LED光源“替代”白熾燈、熒光燈、鈉燈（HID）、鹵素燈、汞蒸氣燈、氙燈，可節(jié)能30%～80%。目前，LED是在光源壽命周期內(nèi)使用成本最低的光源。

　　LED光源的技術特性

　　節(jié)能：截至目前，LED以外的人工光源中，電光轉換能效最高的是低壓鈉燈（LPS），約為140lm/W。2011年，功率型LED光效實驗室水平已達到203lm/W。LED是最節(jié)能的人工光源，用LED光源“替代”白熾燈、熒光燈、鈉燈（HID）、鹵素燈、汞蒸氣燈、氙燈，可節(jié)能30%～80%。

　　環(huán)保：LED光源為半導體固體光源（SSL），是電致發(fā)光，不是熱發(fā)光，是冷光，光源中不含有毒和有害物;而傳統(tǒng)光源如熒光燈、鈉燈（HID）、汞蒸氣燈、氙氣燈等均含有汞、鈉、鎘等有害物質，其廢棄物對環(huán)境會造成污染。一支節(jié)能（熒光）燈中含有5mg～10mg汞，一旦破碎，會對水、土地造成嚴重污染。1mg汞可污染5噸水。而且，傳統(tǒng)光源廢棄物回收處理成本也極高，而LED光源則不存在對環(huán)境造成污染等問題。

　　光譜純，無有害光譜：Ⅲ- Ⅴ族半導體電致發(fā)光，使得LED輻射光譜純，半波寬僅20nm～30nm。紅（R）、藍（B）、黃（Y）、綠（G）等單色光中均不含紫外光（UV）和紅外光（IR）（UVLED和IRLED除外）。即使是多色混合光，如白光（R或其他寬光譜光色，其光譜中也不含UV和IR等對人眼、皮膚造成危害的光輻射。對比其他人工光源，如白熾燈、鹵素燈的光譜中含45%～70%的IR光;熒光燈、鈉燈的光譜中均含有15%～25%UV光。使用該類產(chǎn)品，如不加防護，均會對使用人員產(chǎn)生光污染。LED燈被稱作21世紀的健康之光。

　　易于實現(xiàn)智能控制：LED響應快，易于調色（色溫）、調光（光功率）和光的投射方向調節(jié)，便于實現(xiàn)智能化，構成智慧型光源。

　　由于是半導體發(fā)光器件，LED瞬態(tài)響應僅ns級，可用數(shù)十千赫茲到數(shù)百千赫茲頻率驅動，不存在導致視覺疲勞的頻閃。正因如此，其易于實現(xiàn)數(shù)字化、智能化控制。如其他人工光源難以實現(xiàn)的光源色溫（CCT）連續(xù)調節(jié)，LED則可輕易實施。這一點對在手術照明、手術清創(chuàng)照明中觀察不同病灶、不同組織、血液顏色的清晰度十分重要。

　　LED是低電壓驅動的光源，安全可靠：LED光源用低電壓驅動，在應急照明時可瞬時轉入電池工作，轉換時間僅零點幾秒，不會造成因停電引發(fā)意外。且LED光源轉換快，轉換過程無應急發(fā)電機的噪聲。

　　LED驅動供電裝置可達到醫(yī)用器械國際國內(nèi)標準要求。如EN60601-1-2、UL60950、IEC68-2-29和3C等以及對醫(yī)用設備電器安全和電磁干擾的認證要求。

　　LED是可靠性高與壽命周期長的光源：LED是固體光源，可靠性高、壽命長，其30%光衰的時間（即壽命判定值時間）可以在-30℃～+55℃環(huán)境溫度下工作，壽命時間可達30000小時～50000小時，是目前人工光源中壽命最長的光源。（白熾燈燈絲的壽命約2000小時，熒光燈為8000小時，鈉燈與汞蒸氣燈等也僅僅約為10000小時）。

　　LED是目前在光源壽命周期內(nèi)，使用成本（指使用周期內(nèi)，購置能耗+維修維護+更換等成本之和）最低的光源。

　　傳統(tǒng)光源的不足

　　目前，在醫(yī)療領域中常用的人工光源與LED光源，除上面提到的能效、光譜純度、色溫調控、響應時間、可靠性、壽命時間以及生命周期成本等基本特點，歸納起來還有以下一些不足。

　　汞蒸氣放電型光源——蒸氣藍燈等：

　　需用高電壓供電，響應慢，含UV和IR光輻射;是熱光源，會引起被照面升溫，使用時須防護;含汞，不利于廢棄物的處理。

　　固體激光光源——He-Ne激光器等：

　　成本高，供電系統(tǒng)復雜，使用時需加防護，安全性差;功率大時需要用水冷技術散熱，安全性差。

　　鹵素燈、氙燈等：

　　含有IR輻射，是熱光源;在必要場合需要設置濾除IR的透鏡，或在反光鏡上涂IR吸收膜等，生命周期使用成本高。

　　醫(yī)療照明的分類

　　醫(yī)院建筑內(nèi)、外功能性照明：指除醫(yī)療資源、導醫(yī)等信息顯示以外的功能性照明，大多使用熒光日光燈、格柵燈、吸頂燈、射燈、筒燈及HID路燈等。

　　這些傳統(tǒng)光源，如熒光節(jié)能燈、日光燈、鈉燈及鹵素燈等均可用LED照明替代。

　　窺視照明：用于病灶探測、觀察用照明。主要使用投射式、小角度、定向照明的燈具，分體內(nèi)、外兩種。目前已有產(chǎn)品用激光（LD）和LED作光源。

　　手術照明的要求

　　冷光與色溫可調、顯色性要求高

　　手術照明光源：輻射光中不含IR光譜，不會產(chǎn)生熱量，醫(yī)務人員不會產(chǎn)生疲勞感，可降低病員創(chuàng)傷部位因溫度過高而感染的風險。

　　由于人體組織中不同部位在不同光的色溫下視覺清晰度也不同，因此要求手術照明光的色溫達到2700k～6500k，可調節(jié)，同時顯色性要高于90，以提高醫(yī)務人員對病灶組織、血液等色澤變化的辨識、判斷能力。

　　光源可按需遙控調節(jié)

　　燈具的燈臂、燈頭等均可按需進行上下、左右循環(huán)移動，且可遙控，對光的照射光場大小也可調節(jié)。

　　燈具會對手術室空調、潔凈層流以及手術室溫度、潔凈度構成影響，這需要從燈具的造型設計、材料選用方面來解決問題。

　　應急處理

　　手術照明燈具必須具有停電應急功能，一旦停電，瞬間即轉入電池或備用電供電，轉換時間小于1分鐘，無噪音，應急時間4小時～6小時，確保不因停電造成醫(yī)療事故。

　　無眩光

　　手術照明不能因光照射在手術器械、床單、紗布、醫(yī)用器皿等物品上造成閃光或反射光，干擾醫(yī)務人員視線，造成眩光危害。

　　手術無影燈的要求十分嚴格，涉及光學、電子學、微機電、造型結構、層流分析以及色度學等綜合技術的復合運用，技術含量高。隨著心臟手術、踝關節(jié)手術的普及，對手術無影燈需求也逐漸增大，LED光源因其突出優(yōu)勢正在被廣泛認可，前景看好。


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