國內外醫用LED的產業調研及展望

黃瑞敏，劉敏榕，黃智鋒

1.福建中醫藥大學 a.圖書館，b.藥學院，福建 福州 350122；2.福州大學圖書館，福建 福州 350122；

0 前言

隨著半導體工藝的快速發展，節能、環保的新型發光二極管（Light Emitting Diode，LED）備受關注。發光二極管屬于半導體固體發光器件，具有使用壽命長、能耗低、體積小、光電轉換效率高、光譜覆蓋面廣等優點[1]。目前，半導體發光技術已廣泛應用于信號指示、裝飾照明、液晶背光、通信等領域。隨著國家對醫療衛生及國民健康的關注與投入的加大，醫療器械行業飛速發展，各種結合醫療技術的LED產品已被廣泛應用。本研究通過調研國內外醫用LED產業并對其現狀進行分析，為國內相關生產、銷售企業提供產品發展建議。

1 資料來源與方法

通過擬定的相關主題詞，檢索了由國家食品藥品監督管理局主管的中國醫療器械信息網（截至2012年7月30日數據）上刊登的有關國內外醫用LED相關企業的資料，并訪問該企業網站，查閱原始文獻，剔除重復報道，采用文獻計量學方法，分析國內外醫用LED產業現狀。

2 結果與分析

2.1 國內醫用LED產業現狀

中國半導體照明產業已經初步形成了珠江三角洲、長江三角洲、東南沿海地區、北方地區4大區域，且每一區域都初步形成了比較完整的產業鏈。此次調研查詢的全國范圍內生產、經營醫用LED及其相關產品的企業或廠家（包括臺灣）共103家。這些企業或廠家主要分布在江蘇、廣東、上海、北京、湖北、山東等地區。其中江蘇省24家（占23%）企業，廣東省14家（占14%）企業，上海市11家（占11%）企業，北京市、湖北省和山東省各有9家（各占9%）企業，臺灣地區已經成為全球重要的LED生產基地。國內醫用LED企業區域分析，見圖1。

圖1 國內醫用LED企業區域分析

國內醫用LED相關產品類別分析，見圖2。從圖中可以看出，在國內各大生產醫用LED相關產品的企業中，LED手術無影燈（37家，占32%）以及醫用LED觀片燈（22家，占19%）受到大多數企業的青睞；此外，LED光固化燈（13家，占11%）、LED頭燈（12家，占10%）、LED光動力治療儀(11家，占10%）也占據了市場上醫用LED相關產品的較大份額。

2.2 國外醫用LED產業現狀

目前全球形成了以美國、亞洲、歐洲為主導的三足鼎立的產業格局[2]，歐洲、美國的企業擁有LED的核心技術和專利。此次調研查詢的國外生產、經營醫用LED及其相關產品的企業或廠家共68家，總體上，呈現出以日、美、德為產業龍頭，中國臺灣、韓國緊隨其后，中國大陸、馬來西亞等國家和地區積極跟進的梯隊分布。

這些企業或廠家主要分布在美國和德國。其中美國20家（占30%）企業、德國18家（占27%）企業，兩個國家合起來生產或經營的醫用LED及其相關產品占全球總量的50%以上。如果從歐洲各國和美國兩大區域來看，歐洲各國共有38家（占56%）企業，美國則有20家（占29%）企業，可見醫用LED及其相關產品的生產和經營企業或廠家主要集中在歐洲各國以及美國，歐美集中了全球范圍內生產醫用LED相關產品的主力。

國外醫用LED生產商區域分析，見圖3；國外醫用LED生產區域分析，見圖4；國外醫用LED相關產品類別分析，見圖5。

從圖中可以看出，在國外各大生產醫用LED相關產品的企業中，LED手術無影燈（12家，占16%）、LED光固化燈（12家，占16%）及LED頭燈（11家，占15%）受到絕大多數企業的青睞。另外，國外醫用LED的其他產品，如手術顯微鏡、生化分析儀、壓力治療設備等，多采用LED作為醫用顯示屏或醫用冷光源；而國內同類產品則多采用液晶顯示屏（LCD），較少使用LED。

圖5 國外醫用LED相關產品類別分析

2.3 美國《科學引文索引》（SCI）上使用的國外醫用LED企業產品

SCI作為世界三大檢索工具之一[3]，是評價科研成果的重要工具，其上發表的論文所用的科學研究儀器先進性高、質量一流。為了更好地了解當下科研人員所使用的醫用LED產品情況，本次調研通過檢索SCI所發表的論文中用到的醫用LED產品，結果查到9家公司的產品在SCI論文中有涉及。

該數據庫涉及的國外醫用LED企業產品中多見醫用LED頭燈、LED紅藍光治療儀以及LED光固化燈。其中美國Orascoptic光學儀器公司專注于醫用LED頭燈以及牙科小型放大鏡的研究，近年發表了SCI相關論文2篇，英國Daray Lighting Ltd公司則專注于醫用LED牙科多用燈的研制，發表了SCI相關論文3篇；英國的Photo Therapeutics公司則專注于LED在光源醫療和美容應用等方面的研制，發表了SCI相關論文29篇；德國Heine Optotechnik GmbH公司專注于醫用LED紅藍光動力治療儀的研制，并在兒科眼鏡領域頗有造詣，發表了SCI相關論文5篇。由此可見，以上這些儀器生產商的產品質量為世界所認同。

2.4 醫用LED產業分析

2.4.1 醫用照明領域

調研結果顯示，目前各大醫院使用的手術燈光源多為氙氣燈和金屬鹵素燈，它們都屬于氣體放電燈，需要萬伏以上高壓放電，啟動電磁干擾大，氙氣的光效低，金屬鹵素燈平均壽命短。此外，金屬鹵素燈在照明中產熱高，容易造成手術室內氣體亂流，使無菌條件發生改變，影響無菌級別[4]。隨著制造工藝和技術水平的不斷提高，單個LED發光功率不斷地得到提高，進而使設計的光源光能輸出更大，從而可減少LED的使用個數，使手術燈結構更小型化。在國內各大生產醫用LED相關產品企業的調研中，醫用LED[5-8]手術無影燈占市場1/3（32%）的份額，市場潛力大是其最大的優勢。調研結果顯示，LED手術無影燈的價格比目前廣泛使用的鹵素燈要貴20%～30%，但LED手術無影燈在光照度以及聚焦方面有欠缺，難與鹵素燈比肩；且LED光源與氙氣光源相比，并不接近自然光源，容易造成醫生眼部的疲勞；此外，LED光源還具有色彩不純，顏色不夠真實等缺點。

調研結果顯示，國內生產LED無影燈較出名的公司有：深圳邁瑞電子有限公司、北京誼安醫療系統股份有限公司、上海匯豐醫療器械有限公司、重慶邦橋科技有限公司、臺灣鼎眾醫療等；國外方面，英國Daray Lighting Ltd、德國EMA-LED GmbH等公司專注生產包括LED無影燈在內的手術室醫療用燈具。有文獻報道，近年來，野戰型LED無影燈的研制也如火如荼地進行著，如光伏型野戰LED無影燈、野外太陽能LED無影燈，它們都具有發光效率高、發熱量低、熱輻射極少、耗電量小、使用時間長，耐震動、抗沖擊能力強，結構輕巧，組合簡單，便于戰時、野外攜行等優良特點，廣泛適用于野戰后勤保障[9-11]。此外，還可根據手術要求，將LED無影燈設計成任意所需的形狀，以更好地滿足各種外科手術的要求，克服傳統手術燈（整體反射型）回轉型旋轉曲線設計的局限[12]。

2.4.2 醫用診斷領域

LED光源應用于醫療診斷的產品主要包括醫用頭燈和醫用LED觀片燈。醫用頭燈常用于醫院門診、口腔科、耳鼻喉科、普外科、眼科、整形外科和血管外科等各種檢查和手術的場合，具有攜帶方便、定向照明效果優良等優點，為精細手術、深部手術提供了極大方便。LED觀片燈能極大的提升醫學影像照片觀察裝置的品質，對保證醫學影像診斷質量具有重要價值。目前LED觀片燈采用最先進的LED固態照明技術及背光源技術，使光分布均勻、無暗區、無頻閃、色溫穩定，使屏幕更加明亮、柔和。楊祺[13]等為醫學影像診斷研制了高效節能LED醫用觀片燈，結果顯示超高亮的LED醫學觀片燈不僅高效節能，且能提高醫生診斷疾病能力，必將廣泛應用于醫用診斷領域。國內生產醫用LED觀片燈和醫用頭燈技術領先的公司有長沙錦德電子科技有限公司及常州欣佳盟自動化設備有限公司。國外方面，美國Orascoptic光學儀器公司專業生產醫用LED頭燈，德國Heine Optotechnik GmbH公司專業生產醫用LED觀片燈。

2.4.3 醫用治療領域

近年來LED光療法在醫學上的研究和應用越來越廣泛。目前，LED所能覆蓋的波長從紫外到紅外都有，典型的波長 有 365、380、410、460、500、520、560、590、610、630、650、670、730、880 nm等[14]。現階段單個LED的光效果已經超過100 Mv，峰值波長越來越穩定，半波帶寬更窄，單色性能好，方向性好，覆蓋波長范圍廣，幾乎可以找到任意波長的單色LED。

LED在臨床無創診療中多應用于痤瘡、新生兒黃疸等一些皮膚性疾病的治療。調研發現生產LED光動力治療儀的企業多集中在湖北省。其中科研院所已使用由武漢光福生物醫學工程有限公司以及武漢亞格光電技術有限公司等公司生產的LED產品進行LED紅藍光治療痤瘡的研究，成果已發表多篇論文[15-16]。

通過調研，對國內醫用LED市場上醫用照明、醫用診斷、醫用治療3方面進行分析，國內企業LED的醫療應用以醫用照明領域數量最多（占37%），醫用診斷領域（占34%）和醫用治療（占29%）領域緊隨其后。國內醫用LED相關產品應用類別分析，見圖6。

圖6 國內醫用LED相關產品應用類別分析

2.5 國內醫用LED市場需求與發展潛力

衛生部《2012年6月份全國醫療服務情況》數據顯示，截至2012年6月底，全國醫療衛生機構數達96.0萬個，其中：醫院2.3萬個，基層醫療衛生機構92.3萬個，其他機構1.4萬個。基層醫療衛生機構中，社區衛生服務中心(站)3.4萬個，鄉鎮衛生院3.7萬個，村衛生室66.4萬個，診所（醫務室）17.8萬個。全國共有三級醫院1474個，平均每個醫院配備手術室20間，每個手術室必須配備手術無影燈1套，全國三級醫院所需的手術無影燈約為29480套（1474×20），若全部更換為LED手術無影燈，按15萬元/套的價格計算，三級醫院的LED手術無影燈市場需求總量約為44億元。按照醫療設備更新制度，醫用電子設備及光學儀器每8年需更新一次，LED手術無影燈在三級醫院每年的市場需求量約為5.5億元。同樣，全國共有二級醫院6539個，平均每個醫院最低配備手術室8間，按照上述計算方法，全國二級醫院所需的手術無影燈約有52312套（6539×8），市場需求總量約為78億元。LED手術無影燈在二級醫院每年的市場需求量約為9.8億元。由此可見，僅以我國二級以上的醫院市場需求量計算，LED手術無影燈每年的需求就高達15.3億元左右，具有巨大的市場潛力[17]。隨著國家對醫療衛生及國民健康的關注與投入的加大，醫療器械行業飛速發展，醫療照明需求日益擴大，LED在醫療設備領域的發展具有廣闊的前景。

3 醫用LED產業的展望

就國內醫用LED應用的情況來看，國內醫用LED相關產品多為醫用LED手術無影燈、醫用LED頭燈、醫用LED觀片燈以及醫用LED光動力治療儀等。LED作為冷光源，在醫療應用中與傳統光源相比，具有安全、可靠、體積小、光電轉換效率高、壽命長、響應迅速等特點。若能將LED較好地應用于醫療照明、診斷和治療，不僅可以降低醫療成本，同時又能提高安全性能。通過對國內外醫用LED產業的調研，現就國內醫用LED產業的發展提出以下幾點建議：

（1）盡快研究制定國家醫用LED產業政策。盡管國家“十一五”863計劃新材料技術領域“半導體照明工程”重大項目中重點課題“LED在醫用設備方面的應用”已順利通過驗收，但國內各項扶持文件，均未涉及醫用LED產業。衛生行政部門應該結合當下國內現狀，借鑒國外經驗，制定出有利于醫用LED產業發展的科學化政策及法規。

（2）醫用LED產業界應從戰略高度建立起合作伙伴關系。國內具備實力的光電企業可以引進國外先進技術，對LED產品缺陷進行技術攻關，生產出更為完美的醫用LED產品，在轉變中發展，在發展中轉變，帶動整個醫療器械行業飛速發展。我國臺灣省產業界有一些好的合作發展經驗，例如上下游企業相互持股形成戰略合作伙伴關系，工業研究院模式開發新技術等值得產業界借鑒。

（3）集中精力，實現關鍵技術的突破，形成自主知識產權。歐洲、美國的企業擁有LED的核心技術和專利，國內企業要想贏得國際競爭，必須要不斷的創新，抓住產品的自主知識產權，同時加強人才的培養。

隨著LED技術的不斷發展，未來的醫用LED產業將向治療更加安全、檢測更加準確的新型醫療設備發展。另外大功率芯片集成、高無影率與高均勻性、色溫的大范圍連續可調、光機電熱一體化等也將是未來發展的熱點，將會掀起一個醫療照明革命的新浪潮。

[1]周小茜,王鴻龍.LED在醫療領域中的應用[J].中外健康文摘,2009,8(21):263-265.

[2]國內外以及深圳LED照明發展中小企業戰略研究[EB/OL][2011-08-23].http://www.hqew.com/tech/news/225486.html

[3]邊吉辰.美國《科學引文索引》(SCI)簡介[J].河北工業科技,2005(03):161-162.

[4]侯玨,劉陳.LED在醫學中的應用及展望[J].光學儀器,2010,32(1):90-94.

[5]陳昌鴻,鄒春艷,王友建.LED普通照明產品商品化,產業化思考[J].燈與照明,2008,(04):16-20.

[6]周文光,孔悅.一種新型發光二極管手術無影燈的研制[J].中國醫療設備,2009,24(11):17-19.

[7]卓龍彩,王春飛,周文光,等.新型LED野戰手術無影燈的臨床應用[J].醫療衛生裝備,2012,33(12):74.

[8]黃磊,陳洪林.LED照明散熱研究進展[J].廣州化工,2012,40(08):26-30.

[9]周文光,魏培德,沙益夫,等.野戰LED手術無影燈的光路設計[J].中國醫療設備,2011,26(12):31-34.

[10]胡軍智,徐新民,杜生明.一種光伏型野戰LED無影燈的研制[J].醫療衛生裝備,2010,31(9):81-83.

[11]胡軍智,杜生明,徐新民.一種新型野外太陽能LED無影燈的設計與研制[J].中國醫療設備,2010,25(9):27-29.

[12]朱根娣,劉敏娟.新型LED手術無影燈的光照度特性的研究[J].中國醫療器械雜志,2009,33(3):183-187.

[13]楊祺,高新竹,高俊霞.用太陽能充電的LED觀片燈[J].醫療裝備,2011,(4):27-28.

[14]項紅升,李明,霍榮齡,等.LED應用于光療的研究進展[J].北京生物醫學工程,2005,24(4):311-315.

[15]陳丹,徐剛林.LED紅藍光照射聯合果酸治療痤瘡60例臨床療效觀察[J].中外健康文摘,2011,8(27):158-159.

[16]何艷艷,余墨生,李正佳,等.LED藍光配合紅光治療痤瘡的臨床療效觀察[J].中國美容整形外科雜志,2009,20(12):744-745.

[17]侯長春.淺談LED照明燈具的節能優勢與發展潛力[J].建筑知識(學術刊),2012,(B06):188.