田 燕 王京池 高麗偉

(1.中國(guó)人民解放軍空軍總醫(yī)院皮膚科，北京 100042;2.中央電視臺(tái);3.中國(guó)人民解放軍空軍總醫(yī)院衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)科，北京 100042)

1 引言

將LED光源應(yīng)用于照明，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一大進(jìn)步。與傳統(tǒng)光源的燈具相比，由于它是固態(tài)半導(dǎo)體材料，不存在汞的污染，具有環(huán)保的特性，順應(yīng)了節(jié)能減排的潮流。由于LED燈應(yīng)用于照明將可能對(duì)人體長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生照射作用，因此對(duì)LED燈的人體輻射安全測(cè)試顯得尤為重要。本實(shí)驗(yàn)擬評(píng)價(jià)演播室中使用的一種LED光源對(duì)人皮膚顏色和皮膚屏障功能的影響。

2 方法與材料

2.1 受試者

本試驗(yàn)共選擇了30名年齡在20～50歲的健康女性志愿者。受試者入選標(biāo)準(zhǔn)為:受試部位膚色均勻、年齡在20～50歲的健康人;無嚴(yán)重系統(tǒng)性疾病、無免疫缺陷或自身免疫性疾病者;無活動(dòng)性過敏性疾病者;近一月內(nèi)未曾全身使用激素類藥物及免疫抑制劑者;本試驗(yàn)期間未參加其他臨床試驗(yàn)者;志愿參加本試驗(yàn)，簽署知情同意書并能按試驗(yàn)要求完成規(guī)定內(nèi)容者;一月內(nèi)試驗(yàn)部位無日光暴曬史。排除標(biāo)準(zhǔn)如下:懷孕或哺乳期婦女;在過去12個(gè)月內(nèi)被診斷有皮膚腫瘤，并在接受治療;患有遺傳過敏性皮炎、濕疹、銀屑病或其它慢性皮膚疾病會(huì)影響到試驗(yàn)觀察;有其它和色素相關(guān)的皮膚疾病如白癜風(fēng)、惡性黑素瘤、日光角化等;有對(duì)化妝品、香料或其它皮膚護(hù)理產(chǎn)品或其成分的過敏史;正在使用抗炎類藥物如皮質(zhì)類固醇、阿斯匹林 (每周使用超過四天)，免疫抑制劑等;患有糖尿病、紅斑狼瘡、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。

2.2 試驗(yàn)相關(guān)儀器和設(shè)備

2.2.1 LED燈具

采用電視臺(tái)演播室實(shí)際使用的LED燈具(LED50W新聞燈，北京星光集團(tuán))，照度為2800lx。

2.2.2 CM2500d chromameter

CM2500d chromameter(Minolta Camera Co，Japan)是CIE推薦的測(cè)量顏色的儀器，其結(jié)果輸出以L*a*b*表示，L*值表示從白色到黑色的平衡，L*值越大，越靠近白色，L*值越小，越靠近黑色。a*值表示從紅色到綠色的平衡，正值表示紅色方向，負(fù)值表示綠色方向。b*值表示從黃色到藍(lán)色的平衡，正值表示黃色方向，負(fù)值表示藍(lán)色方向。

2.2.3 Maxmeter MX18

Mexameter MX18(Courage+Khazaka，德國(guó))是針對(duì)皮膚的兩種主要色基黑色素和血紅素而設(shè)計(jì)的，其結(jié)果輸出以色素指數(shù) (M)和紅斑指數(shù) (E)表示。

2.2.4 皮膚水分測(cè)試儀Corneometer

皮膚水分測(cè)試儀 Corneometer(Courage+Khazaka，德國(guó))，測(cè)試原理:由于水具有很高的介電常數(shù) (大約為81)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他物質(zhì)，通過測(cè)試探頭與皮膚接觸后，電容值 (F)的變化可以反映皮膚角質(zhì)層中的含水量，角質(zhì)層含水量越高，其電容量也越高;反之亦然。

2.2.5 Tewameter TM300

Tewameter TM300(Courage+Khazaka，德國(guó))，為反映角質(zhì)層屏障功能的標(biāo)準(zhǔn)方法。它不能直接表示角質(zhì)層的水分含量，而是表明角質(zhì)層水分散失的情況，TEWL值越高，表明經(jīng)皮膚散失的水分越多，角質(zhì)層的屏障功能越差。

2.3 方法

2.3.1 照射部位:選擇非曝光部位——上臂屈側(cè)作為照射區(qū)域，每次照射在同一部位。

2.3.2 照射劑量:試驗(yàn)中選用的照度為2800lx，照射時(shí)間15分鐘，每天照射一次，連續(xù)照射30天。

2.3.3 皮膚生理物理指標(biāo)的測(cè)定:在受試者接受LED燈具照射前和照射30次后分別測(cè)定皮膚L*a*b*值、M、E值、角質(zhì)層含水量和TEWL值。上述指標(biāo)的測(cè)定在恒溫、恒濕的條件下進(jìn)行，要求室溫25℃、相對(duì)濕度為45% ～55%，被測(cè)試者提前30分鐘進(jìn)入測(cè)試環(huán)境中安靜待測(cè)，在測(cè)定前10min將測(cè)試部位暴露。在LED光源照射前后分別測(cè)定3次，取平均值。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

對(duì)LED光源照射前后L*a*b*值、M、E值、角質(zhì)層含水量、TEWL采用配對(duì)t檢驗(yàn)進(jìn)行處理。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 受試者一般情況

本試驗(yàn)共選用受試者30名，均為女性，年齡25～48歲，平均年齡36.67歲，皮膚類型 II－IV型。

3.2 照射前后皮膚顏色L*a*b值的變化

分別比較照射前、后反映皮膚顏色指標(biāo)的L*a*b值的變化 (表1，圖1－1，2，3)，結(jié)果照射前后的L*、a*、b值相比均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P>0.05)。

表1 照射前后L*a*b值的變化

3.3 照射前后皮膚顏色M和E值的變化

分別比較照射前、后反映皮膚顏色指標(biāo)的M、E值 (表2，圖2)的變化，結(jié)果照射前后的M、E值均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P>0.05)。

表2 照射前后ME值的變化

圖1 照射前后L值的變化 (P>0.05)

圖2 照射前后a值的變化 (P>0.05)

圖3 照射前后a值的變化

圖4 照射前后M和E值的變化 (P>0.05)

3.4 照射前后皮膚角質(zhì)層含水量的變化

比較照射前后皮膚角質(zhì)層含水量 (表3，圖3)的變化，兩者之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P>0.05)。

表3 照射前后皮膚角質(zhì)層含水量的變化

圖5 照射前后角質(zhì)層含水量的變化 (P>0.05)

3.5 照射前后皮膚TEWL含水量的變化

比較照射前后皮膚 TEWL的變化 (表 4，圖4)，兩者之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P>0.05)。

表4 照射前后TEWL的變化

圖6 照射前后TEWL的變化

3.6 不良反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)過程中有三例受試者分別在照射第10次(2例)、第11次自述被照射皮膚有干燥、刺痛感，但皮膚并沒有出現(xiàn)肉眼可見的紅斑、丘疹、水皰、脫屑等異常反應(yīng)。在結(jié)束照射后10余分鐘上述不適感消失。三例受試者未退出本實(shí)驗(yàn)。

4 討論

由于LED燈應(yīng)用于照明將可能對(duì)人體長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生照射作用，因此對(duì)LED燈的輻射安全測(cè)試顯得尤為重要。在歐洲，雖然LED不是激光產(chǎn)品，但是歐洲人仍然認(rèn)為照明用LED產(chǎn)品存在著安全隱患，要求照明產(chǎn)品中的LED應(yīng)符合IECPEN 60825－1《激光產(chǎn)品安全要求第1部分:設(shè)備分類，要求和使用者指南第1章－通用要求》標(biāo)準(zhǔn)的要求。IEC組織已經(jīng)制定出版了IEC 62471:2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》。我國(guó)出版了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB20145－2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》，對(duì)LED燈造成皮膚和眼睛的光化學(xué)危害、眼睛的近紫外危害、視網(wǎng)膜藍(lán)光光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜無晶狀體光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜熱危害和皮膚熱危害等危害的曝輻限值做出了規(guī)定。但上述標(biāo)準(zhǔn)的制定只是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的測(cè)量，尚缺乏在人體皮膚上的實(shí)際研究工作。

在本實(shí)驗(yàn)中采用電視臺(tái)演播室實(shí)際使用的LED燈具，模擬實(shí)際使用的情況照射人體皮膚，觀察照射前后皮膚顏色的變化。為了更準(zhǔn)確的記錄皮膚顏色的改變，在使用中使用了CM2500d chromameter和Mexameter MX18記錄皮膚的顏色。CM2500d chromameter是CIE推薦的測(cè)量顏色的儀器，其結(jié)果輸出以L*a*b*表示，L*值表示從白色到黑色的平衡，純黑色為0，純白色為100，L*值越大，越靠近白色，L*值越小，越靠近黑色。a*值表示從紅色到綠色的平衡，其變化范圍為+60～－60，正值表示紅色方向，負(fù)值表示綠色方向。b*值表示從黃色到藍(lán)色的平衡，其變化范圍為+60～－60，正值表示黃色方向，負(fù)值表示藍(lán)色方向。Mexameter MX18是針對(duì)皮膚的兩種主要色基黑色素和血紅素而設(shè)計(jì)的，其結(jié)果輸出以色素指數(shù) (M)和紅斑指數(shù) (E)表示。在本實(shí)驗(yàn)中采用的LED燈具連續(xù)照射30次后，反應(yīng)皮膚顏色指標(biāo)的L*、a*、b值和M、E值均未發(fā)生明顯的變化。提示在本實(shí)驗(yàn)短期測(cè)定的情況下，此LED燈具對(duì)于人體皮膚膚色無不良影響。

同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中還測(cè)定了反應(yīng)皮膚屏障功能和保濕功能的兩個(gè)指標(biāo):角質(zhì)層含水量和經(jīng)皮水分流失(TEWL)，結(jié)果在本實(shí)驗(yàn)的短期照射過程中，LED光源對(duì)上述兩個(gè)指標(biāo)均無明顯影響。

LED作為一種新型光源，將其運(yùn)用于照明是一種嶄新的嘗試一種新產(chǎn)品的出現(xiàn)，首先我們應(yīng)該考核其安全性。對(duì)于LED燈而言，用于照明是否會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，這將是人們最為關(guān)注的問題，也是LED燈能否廣泛推廣使用較為關(guān)鍵的一項(xiàng)因素。而評(píng)價(jià)一個(gè)新型光源對(duì)人體皮膚的安全性需要一個(gè)長(zhǎng)期的累積的過程，本實(shí)驗(yàn)中由于條件有限只進(jìn)行了小劑量的短期照射，只是對(duì)LED光源對(duì)人體皮膚安全性的初步探討，在今后的工作中我們將深入研究LED長(zhǎng)時(shí)間照射對(duì)人體安全性的評(píng)估。

［1］Daniel Barolet. Light-emitting diodes (LEDs) in dermatology.Semin Cutan Med Surg 27:227～238.

［2］葛莉葒.LED燈輻射安全測(cè)試的研究.現(xiàn)代顯示，2009，102(7):60～62

［3］楊樾.照明用 LED的輻射安全.中國(guó)照明電器，2008，12:31～33

［4］IECP EN 60825－1激光產(chǎn)品安全要求第1部分:設(shè)備分類，要求和使用者指南 第1章－通用要求.