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从技术特性看LED光源的医疗照明市场前景

东流B网  2020-10-14 13:48:23
我国用于医疗领域的照明类产品(功能性照明除外)及生产、技术水平整体较低,品牌集中度不高,大多数医院用的医用照明产品购自国外,如德国马丁、创乎等品牌,市场几乎被国外公司垄断。虽然医用照明产品数量不及常用照明,但价格昂贵,市值较高,值得关注。   在我国,医用照明产业归属医疗器械行业。据2008年统计数据,全国约有7300多家企业从事医疗器械生产,但能生产医用照明产品的企业不到3%,且大多数企业仅生产观片灯之类的低端产品。直到近几年,才有以LED作为光源的医用照明产品出现,并被应用。   随着社会对医疗健康、医疗康复、绿色环保和节能的重视,从2007年起,我国LED医疗照明开始起步。但由于产品入门门槛高,技术风险大,且大多数医疗器械企业对LED性能、使用技术不太了解,加上用于医疗的照明产品涉及医疗机理、光、机、电、热等复合技术,只有少部分大企业与医疗机构合作生产该类产品。另外,医疗照明产品认证程序复杂,因此LED医疗照明进展不理想,与需求不相适应。   目前,国内有近3000多家LED企业,其中不少企业在LED景观照明、功能性照明产品方面有较强的研制、开发和生产能力。但他们因不归属医疗器械行业,缺乏入门途径。   据卫生部《卫生事业发展统计公报》,2008年,我国有27.8万家医疗卫生机构,其中医院2万余家,卫生院6万余家,街道、社区诊所17余万家。这些单位目前均使用传统光源照明装置,市场规模很大,仅从节能方面考虑,基于半导体照明技术的医用照明升级换代成为必然。   但必须知道,医疗照明属于医用器械,有严格的法规和认证要求,在技术、安全规则方面要求极严,与普通功能性照明相比,技术风险更大。为此,对生产企业的准入许可审核应当更严格,但应不排斥非医疗器械企业,如许可LED照明企业进入该领域。   LED照明目前正在从景规照明到功能性照明,从户外照明向户内照明,从一般照明到特殊照明延伸,这是技术进步、社会进步的必然。   适合医疗照明的LED光源符合可调可控、高可靠、长寿命的要求,是取代目前卤素灯、汞灯、氙灯的最佳固体光源。   从2010年起,国产LED手术无影灯已在一些三甲医院应用,并出口日本、澳大利亚、菲律宾等国家。   LED光源:节能环保 成本最低   LED是最节能的人工光源,用LED光源“替代”白炽灯、荧光灯、钠灯(HID)、卤素灯、汞蒸气灯、氙灯,可节能30%~80%。目前,LED是在光源寿命周期内使用成本最低的光源。   LED光源的技术特性   节能:截至目前,LED以外的人工光源中,电光转换能效最高的是低压钠灯(LPS),约为140lm/W。2011年,功率型LED光效实验室水平已达到203lm/W。LED是最节能的人工光源,用LED光源“替代”白炽灯、荧光灯、钠灯(HID)、卤素灯、汞蒸气灯、氙灯,可节能30%~80%。   环保:LED光源为半导体固体光源(SSL),是电致发光,不是热发光,是冷光,光源中不含有毒和有害物;而传统光源如荧光灯、钠灯(HID)、汞蒸气灯、氙气灯等均含有汞、钠、镉等有害物质,其废弃物对环境会造成污染。一支节能(荧光)灯中含有5mg~10mg汞,一旦破碎,会对水、土地造成严重污染。1mg汞可污染5吨水。而且,传统光源废弃物回收处理成本也极高,而LED光源则不存在对环境造成污染等问题。 光谱纯,无有害光谱:Ⅲ- Ⅴ族半导体电致发光,使得LED辐射光谱纯,半波宽仅20nm~30nm。红(R)、蓝(B)、黄(Y)、绿(G)等单色光中均不含紫外光(UV)和红外光(IR)(UVLED和IRLED除外)。即使是多色混合光,如白光(R或其他宽光谱光色,其光谱中也不含UV和IR等对人眼、皮肤造成危害的光辐射。对比其他人工光源,如白炽灯、卤素灯的光谱中含45%~70%的IR光;荧光灯、钠灯的光谱中均含有15%~25%UV光。使用该类产品,如不加防护,均会对使用人员产生光污染。LED灯被称作21世纪的健康之光。   易于实现智能控制:LED响应快,易于调色(色温)、调光(光功率)和光的投射方向调节,便于实现智能化,构成智慧型光源。   由于是半导体发光器件,LED瞬态响应仅ns级,可用数十千赫兹到数百千赫兹频率驱动,不存在导致视觉疲劳的频闪。正因如此,其易于实现数字化、智能化控制。如其他人工光源难以实现的光源色温(CCT)连续调节,LED则可轻易实施。这一点对在手术照明、手术清创照明中观察不同病灶、不同组织、血液颜色的清晰度十分重要。   LED是低电压驱动的光源,安全可靠:LED光源用低电压驱动,在应急照明时可瞬时转入电池工作,转换时间仅零点几秒,不会造成因停电引发意外。且LED光源转换快,转换过程无应急发电机的噪声。   LED驱动供电装置可达到医用器械国际国内标准要求。如EN60601-1-2、UL60950、IEC68-2-29和3C等以及对医用设备电器安全和电磁干扰的认证要求。   LED是可靠性高与寿命周期长的光源:LED是固体光源,可靠性高、寿命长,其30%光衰的时间(即寿命判定值时间)可以在-30℃~+55℃环境温度下工作,寿命时间可达30000小时~50000小时,是目前人工光源中寿命最长的光源。(白炽灯灯丝的寿命约2000小时,荧光灯为8000小时,钠灯与汞蒸气灯等也仅仅约为10000小时)。   LED是目前在光源寿命周期内,使用成本(指使用周期内,购置能耗+维修维护+更换等成本之和)最低的光源。   传统光源的不足   目前,在医疗领域中常用的人工光源与LED光源,除上面提到的能效、光谱纯度、色温调控、响应时间、可靠性、寿命时间以及生命周期成本等基本特点,归纳起来还有以下一些不足。   汞蒸气放电型光源——蒸气蓝灯等:   需用高电压供电,响应慢,含UV和IR光辐射;是热光源,会引起被照面升温,使用时须防护;含汞,不利于废弃物的处理。   固体激光光源——He-Ne激光器等:   成本高,供电系统复杂,使用时需加防护,安全性差;功率大时需要用水冷技术散热,安全性差。   卤素灯、氙灯等:   含有IR辐射,是热光源;在必要场合需要设置滤除IR的透镜,或在反光镜上涂IR吸收膜等,生命周期使用成本高。   LED光源医疗应用:范围广泛 优势明显 1
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