文/Christian Lappe (卡爾蔡司光學國際有限公司)
高能藍光的兩面性
文/Christian Lappe (卡爾蔡司光學國際有限公司)
編者按:
中法德眼視光科技國際論壇是由國家眼鏡玻璃搪瓷制品質量監(jiān)督檢驗中心、法國依視路國際集團和德國卡爾蔡司光學,三方共同發(fā)起舉辦的學術論壇,每兩年舉辦一屆,第一屆已于2017年上海眼鏡展前成功舉辦。大會邀請了來自中、法、德三國的7名專家,圍繞“有害光線防護和研究”這一主題分別作了學術報告,對有害光線的來源和種類、如何界定有害光線的范圍、怎樣有效防護以及采取先進的防護技術等學術理論,進行了深入的探討和梳理,以前沿研究和數(shù)據支撐,為參會者奉上了一道思想大餐。為進一步在行業(yè)內傳播和普及相關專業(yè)技術,幫助更多的行業(yè)人士拓寬知識面、豐富國際視野,從而引導光線防護鏡片的正確消費理念,本刊特此開辟欄目將論壇的學術報告整理成文,以饗讀者。
在自然界中藍光無處不在,其中,太陽是最強的光源。盡管,人眼可以屏蔽多數(shù)的紫外光,但卻難以屏蔽藍光。無處不在的藍光包括自然的和人造的。在日常生活中,浴霸、平板顯示器、熒光燈、液晶顯示器、手機屏幕、LED燈等新型人造光源發(fā)出的可見光中都含有藍光,愈發(fā)普及的數(shù)碼產品和環(huán)境光源,使得人造藍光在我們的生活中普遍存在,可以說,現(xiàn)代人比以往任何時代接觸到的藍光都要多。
對人眼來說,藍光既有益又有害。因為,光對于視覺能力和表現(xiàn)力發(fā)展來說至關重要,但是過多的藍光輻射會提升眼睛的損傷風險,造成數(shù)碼眼壓,因此,我們需要了解并平衡藍光的利弊。
從太陽輻射寬光譜來看,光窗口描述了進入大氣層的光譜范圍,可見窗口是指人眼可感知的光譜范圍,380nm~780 nm的波段可被人眼感知,人眼對此波段的光線也最為敏感。光的能量和波長有一定的關系,藍紫光比紅黃光光子能量大。光穿過眼睛后,光的不同部分被眼睛所吸收和傳播,可見光和紅外到達視網膜,短波被角膜(300nm)和晶狀體(370nm)以下的其他部分強烈吸收。晶狀體對光的吸收和透過與年齡相關,因此,視網膜的感光度與年齡有關,最敏感的部分隨年齡衰減發(fā)生在藍紫光部分。
電磁光譜
視網膜上有3種感光細胞:管狀、錐狀和上皮視網膜感光細胞。其中,錐狀細胞對亮光敏感,帶給人們暗視覺和明視覺;管狀細胞對弱光敏感;上皮視網膜感光細胞則帶來環(huán)境光感覺,對460nm~484nm范圍內的光最敏感,帶來視覺意識和非成像功能,還能控制瞳孔尺寸及攝入光量、控制生物鐘,影響褪黑素的分泌,對警戒水平有貢獻,同時也有可能顯著影響視覺學習能力,如細胞藍光攝入不足將導致如睡眠紊亂、認知能力削弱等更多問題。
在人類的進化歷程中,不管是古代穴居人還是如今的數(shù)碼一代,人類在太陽光下適應生活,光是視覺健康和生命的必要元素。目前,視覺健康和視功能正受到太陽強光照射、人造現(xiàn)代照明、顯示技術和數(shù)碼時代的生活等因素的破壞。
高能藍光(HEV)
高能藍光通常是指波段在380nm~500nm范圍,波長變短,能量變大,可見光中的藍光比其他光能量更強。有時也可細分為藍紫光和藍綠光,雖然它們不及紫外光強,但高能藍光對人眼足夠造成損傷,導致視網膜損傷和老年黃斑變性,影響生物鐘。
除了多數(shù)源于太陽的藍光之外,現(xiàn)代生活中的LED燈、電視機、電腦、手機和其他電子產品輻射出的人造藍光越來越多。隨著人們使用數(shù)碼產品時間的增多,藍光影響視覺健康的作用在加大。和人類適應的自然光比起來,人造藍光給人類帶來的挑戰(zhàn)更大。藍光損傷主要來源于電磁輻射對視網膜的光化學損傷,藍光損傷覆蓋390nm~510nm的范圍,在450nm處的危害最大。藍光可能是老年黃斑變性的重要因素,不同光源的藍光危害性有差異,近期的研究表明,正常工作中的藍光照明即可造成視網膜損傷,而無需極端實驗條件。
數(shù)碼眼壓是用來描述數(shù)碼一族長期用眼所引起的不適感,癥狀有視覺模糊、聚焦難、眼干、發(fā)炎、肩背痛等表現(xiàn),這是由于藍光的散射和色差帶來的不適,短波藍光更容易散射,聚焦更難,未聚焦“噪音”降低視覺對比度引起眼壓。不僅是成年人,如果兒童使用過多的電子產品也會導致眼壓,從而影響工作和學習效率。
過度使用數(shù)碼設備、特定光譜和LED照明顯示技術,人造光源發(fā)射出大量的藍光,對成人、兒童均有影響。有報道指出,夜晚人造光可能影響健康,包括乳腺癌和睡眠障礙、心理、生物鐘和新陳代謝,尤其長期在夜晚接觸人造光源的話,會影響生物鐘。晝夜節(jié)奏(生物鐘)是基于24小時的生物周期,它受晝夜變化影響的同時也受到藍光的影響。睡眠周期是每天睡眠和蘇醒的模式,它由生物鐘控制,受褪黑素影響。當峰值與生物鐘最敏感的波長吻合時,LED中的藍光會抑制褪黑素分泌,從而影響生物鐘,危害健康。因此,調節(jié)室內光照條件是能夠提高精神狀態(tài)、警覺性、認知能力及有益健康的方法。
藍光有利與弊的兩面性——有利的一面,它提供基本照明;影響生物鐘;促進警覺、記憶和認知能力;治療手段;影響屈光發(fā)展;支持健康生活。危害方面,大量藍光會散射降低對比度、引起數(shù)碼眼壓等,危害眼睛的健康。
這其中的關鍵在于量——波長550nm以下的光破壞與劑量成正比。正如德國醫(yī)學博士Paracelsus所言:“無一例外到處都有毒藥,劑量不同使其為毒藥或良藥?!币悦刻旃饩€攝入最大量建立的標準作為參考,近期的科學研究表明,正常的數(shù)碼顯示并無風險,多數(shù)都在標準范圍內。
光是地球上很多化學、生物和心理變化的誘因。人類眼睛適應了光線,光不僅是視覺必需,也是生理、心理健康的組成要素。同時,人眼會受到劇烈和大劑量的太陽輻射損傷,損傷程度取決于輻射時間、強度和波長。因此,我們必須重視藍光輻射,學術界和工業(yè)界正在努力提高對藍光機理的了解,在認識到藍光戶外輻射的重要性的同時,還要從消費者和市場需求的角度尋求適當?shù)慕鉀Q方案。對于成人及兒童用眼,過量的紫外光和戶外藍光是非常值得引起重視的。蔡司光學認為,防護戶外藍光最好的辦法是太陽鏡和染色鏡片。根據相關標準,很多光源和數(shù)碼產品都在可接受范圍,但是,這些標準僅僅考慮了短期暴露的情況,使用的是30年前的數(shù)據,大都在近期大量視網膜被藍光損害的案例發(fā)生之前,雖然蔡司不認為室內照明會引起視網膜高風險損傷,但這樣的暴露是否會隨著時間的積累而增加風險,目前仍是一個未知數(shù),在現(xiàn)有的標準中并未得到有效研究。?