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。
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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
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。
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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,使用成本(指使用周期內,購置能耗+維修維護+更換等成本之和)最低的光源。
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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