健康照明成市場新競爭點
近年來光照對人體健康的影響機理研究不斷深入，關于光品質、健康醫(yī)療光照有太多技術和應用討論。前兩天召開的“2017國際健康照明論壇”就把視線聚焦在了“光(light)、智能(smart)、健康(health)”上，來自國內外相關領域的專家共同對健康光環(huán)境與智能照明應用等議題進行探討與交流(詳見今天最后一條微信)。
于是，不少企業(yè)開始在這個新的風口布局，諸多照明大企業(yè)爭相轉戰(zhàn)健康醫(yī)療領域，并且爭相打出健康照明理念，推出高品質健康照明燈具。像飛利浦、GE等都曾推出健康LED照明產品，以幫助人們盡早入睡。飛利浦更是多次開發(fā)出醫(yī)院照明用的LED燈及照明系統(tǒng)，想要為患者提供一種減少焦慮、舒適的康復環(huán)境，同時幫助醫(yī)護人員更好地完成工作。
不僅如此，一些主營健康產業(yè)的公司，也開始關注這個交叉領域。比如這家名為天圣制藥的公司昨晚就宣布了兩項對外投資決定，其中一項是擬用自有資金1460萬元投資重慶市光遙光電科技有限公司，獲得其20%的股份，從而涉足健康照明領域。據(jù)了解，光遙光電成立于2013年12月，注冊資本3000萬元，主營計算機、節(jié)能照明等業(yè)務。該公司在未來健康照明和節(jié)能照明(如激光照明)等領域，有很多全球領先性發(fā)現(xiàn)和獨特研發(fā)成果，已申報激光照明專利20余項，年內還將申報80余項該領域專利。
再舉個例子，目前全國各地正在開展創(chuàng)健康示范校園，其中就涉及到教室燈具的健康改造，其中涉及的市場及潛力相當可觀。與孩子相關的還有多次引發(fā)熱議的“護眼臺燈”等。
健康照明的生物學基礎
健康照明，通俗點講就是通過LED照明，改善并提高人們工作、學習、生活的條件和質量，促進心理和生理健康。
1 光對人的生物效應
可分為視覺效應和非視覺效應。
(1)光的視覺效應：
可見光穿過眼睛的角膜，通過晶狀體成像在視網膜上，經感光細胞轉化為生理信號，視神經接收后產生視覺，從而產生對空間中物體的顏色、形狀和距離的信息的判斷。視覺還可以引起人們心理機理反應，這就是視覺的心理效應。
有兩類視覺細胞：一類是錐狀細胞，感覺光度和色彩;第二類是桿狀細胞，只能感知光度，但敏感度是前者的一萬倍。
日常生活中的許多現(xiàn)象屬于光的視覺效應：
臥室、餐廳、咖啡廳，暖色光(如粉紅色和淺紫色)使整個空間具有溫暖、輕松的氣氛，同時使人皮膚、面容顯得更健康。
在夏季，藍、綠色的光會使人感覺涼爽;而冬季，紅色使人感覺到溫暖。
強烈的多彩照明可以把氣氛變得活躍和生動起來，增加繁華熱鬧的節(jié)日氣氛。
現(xiàn)代家庭居室也常用一些紅綠的裝飾燈來點綴起居室和餐廳，以增加歡樂的氣氛。
有些餐廳既無整體照明，也無桌上吊燈，只用柔弱的星星點點的燭光照明來烘托氣氛。
(2)光的非視覺效應，ipRGC的發(fā)現(xiàn)：
人眼視網膜上存在第三類感光細胞-內在光敏性視網膜神經節(jié)細胞(intrinsicallyphotosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs))，負責調節(jié)機體視覺以外的非視覺效應，如管理時間的功能，協(xié)調和控制人們在不同時段里的活動節(jié)律和幅度。
這種非視覺效應也稱司辰視覺效應(citopiceffects)， 這就是2002年英國Brown大學的Berson，Dunn和Takao在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)的，是2002年世界十大發(fā)現(xiàn)之一。
研究表明家鼠的非視覺效應在465nm為最大，但對人類來說，遺傳學的研究表明應在480～485nm為最大(錐狀細胞和桿狀細胞的峰值分別為555nm和507nm)。
(3)ipRGC控制生物鐘的原理：
ipRGC在人體大腦中有自己的神經傳輸網絡，與視覺神經傳輸網絡有很大的不同。接受光后，ipRGC產生生物電信號，傳遞到下丘腦(RHT)，之后進入視交叉上核(SCN)和腦外神經核(PVN)，最后達到松果體(Pineal)。
松果體是大腦生物鐘的中樞，它會分泌褪黑素。褪黑素合成后，儲存在松果體內。交感神經興奮支配松果體細胞釋放褪黑素到流動的血液中，并誘導自然睡眠，因此其是調節(jié)生理節(jié)律的一種最重要的激素。
褪黑素的分泌具有明顯的晝夜節(jié)律，白天分泌受抑制，晚上分泌活躍。但交感神經的興奮度與達到松果體的光的能量和顏色密切相關，光色和光照強度會影響褪黑素分泌和釋放。
除了調節(jié)生物鐘的同時，ipRGC對人體心率、血壓、警覺性、活力等都產生影響，都屬于光的非視覺效應。此外，光引起的生理損傷也應該歸到光的非視覺效應。
2 光的生物效應的實例
這里主要列舉一些非視覺效應的例子：
紅、綠、藍3種色光分別在1000 lx的照射下，對人體尿中褪黑色激素的代謝產物進行檢測，結果表明對褪黑色激素的抑制率，紅光很小，綠光最大，藍光稍低。用6500 K日光色和3000 K的暖白色光在同樣照度下有研究表明，前者對褪黑色激素抑制率約為暖白色的1倍。
工廠三班倒的人員中，使用藍光照射，可以明顯使身體的狀態(tài)更快地適應工作需要。
光的照射會明顯增加心率，波長越短越顯著，年輕人比老年人明顯。
Kobayashi等用3種白色光(色溫為3150、5200、6800 K)進行照明試驗發(fā)現(xiàn)，在高色溫(6800 K)照明環(huán)境中，人的擴張血壓(即低壓)高于中、低色溫的，表明前者對心臟有明顯的覺醒作用。
一種稱為AD病(德國一位神經科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的)的早期老年癡呆癥，可以用藍光治療：病人在每天睡覺前觀察藍光一定時間后，經過一定時時期，病情會得到明顯的緩解。
藍光波長比其他可見光短，容易透過眼球，抵達視網膜。如果溫度較高，還會發(fā)生凝固效應，產生白內障。
中紅外IRB(1400～3 000 nm)和遠紅外IRC(>3 000 nm)可被角膜、房水、晶狀體、玻璃體中的水分吸收。因此，玻璃加工者、紅外激光器研究者等容易患白內障眼病。
當人們準備健身時，戶外的光環(huán)境比室內的光環(huán)境更容易使人興奮起來。
健康照明指標和標準
健康照明概念提出的時間并不長，目前國內及國際上關于健康照明相關的標準仍不多。現(xiàn)階段對光的健康相關的標準包括了光的色品要求(光譜、照度、頻閃、眩光、光生物輻射)、測試方法、產品設計規(guī)范等。
在光生物安全標準方面，最有名的是IEC62471以及衍生出來的IEC62778，它對藍光進行等級的劃分，通過有無危害、低危害之間的具體數(shù)值檢測是否安全。
光生物安全標準：
CIES 009/E：2002 Photobiological saferty of lamps and lamp systerms (IEC TR 62471)
GB/T20145-2006 燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性(等同采用)
IECTR 62471-2：2009Photobiological safety of lamps and lamp systems- Part2：Guidance onmanufacturing requirements relating to non-laser optical radiation safety
GB/T30117.2-2013 燈和燈系統(tǒng)的光生物安全第2部分：非激光光輻射安全 相關的制造要求指南
IECTR 62778：Considers only blue light hazard ofprimary light sources and finished products：照明產品的藍光危害
IEC TR62471系列國際標準：
IECTR 62471-2：2009 2016年10月在北京召開的IECTC76 年度會議確定修訂
IECTR62471-3：2015Photobiological safety of lamps and lamp systems-Part 3： Guidance for the safeuse of intense pulsed light source equipment on humans
IECTR62471-4 Photobiological safetys and lamp systems – Part4： measuringmethod 正在制訂中
IEC62471-5：2015 Photobiological safety of lamps and lamp systems – Part 5： imageprojectors
IECTR 62471-6 Photobiological safety of ultraviolet lamp products 新立項
非視覺相關技術報告及標準：
CSA發(fā)布聯(lián)盟標準CSA035 基于人眼視覺生理功能的健康舒適度測試，用于評價照明產品對于人眼在視光學角度下的視覺疲勞影響——眼軸和角膜屈光影響。
在非視覺相關技術報告及標準方面，CIE(國際照明委員會)、DIN(德國標準化協(xié)會)都提出了相應的標準：
CIE158-2009 Ocular Lighting Effects on Human Physiology and Behavior
CIE 218-2016 Research Roadmap for Healthful Interior Lighting Applications
DIN SPEC 5031-100-2015 Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik - Teil 100
光學領域的輻射物理和光學技術-第100部分：通過人眼的光對人的褪黑色素影響-量、公式符號和作用光譜
DIN SPEC 67600 Technical Report "Biologically Effective Illumination - Design Guidelines"
規(guī)范包含居住空間的主南，為敬老院、養(yǎng)老院、培訓機構、保健場所、辦公室和控制室提供特定設計建議
在健康照明方面，國內最新推出了《普通照明用LED產品光輻射安全要求》和《普通照明用LED產品光輻射安全測量方法》兩項國家標準。
《普通照明用LED產品光輻射安全要求》規(guī)定了普通照明用LED產品(主要發(fā)射波長為可見光(380nm～780nm))的光輻射安全要求，確立LED產品光輻射安全評估以及光輻射危害分類的一般原則。《普通照明用LED產品光輻射安全測量方法》則規(guī)定了普通照明用LED產品光輻射安全測量方法，都將于2018年2月1日起實施。
針對今年關注度最高的健康護眼臺燈方面，國家近日發(fā)布了新修訂的推薦性國家標準GB/T 9473-2017《讀寫作業(yè)臺燈性能要求》，將于2018年4月1日起實施，屆時將取代GB/T9473-2008。其中更為強調對健康的規(guī)定，包括：
1)足夠和均勻的照度：在進行讀寫作業(yè)的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域，燈具的照度和照度均勻度至少要達到A級或AA級。A級即中央?yún)^(qū)域照度至少達到300lx，邊緣達到150lx，AA級即中央?yún)^(qū)域照度至少達到500lx，邊緣達到250lx。A級和AA級照度均勻度(最大值與最小值的比值)的要求均為不超過3;
2)燈具應有遮光性，避免眩光。讀寫臺燈要有遮光性，當人處于坐姿的位置時，人眼觀察到的所有發(fā)光部件的表面亮度不應高于2000 cd/m2;
3)色溫不宜超過4000K。若高于4000K，燈具使用說明書上應有避免夜晚使用的說明;若具有色溫調節(jié)功能，說明書上應提示夜晚使用時將色溫調節(jié)到4000K以下;
4)防止視網膜藍光危害。讀寫作業(yè)臺燈的視網膜藍光危害組別不能超過RG0。
5)控制燈具對人體的電磁輻射。評估內容包括20 kHz～10 MHz的感應電流密度和100 kHz～300 MHz的比吸收率(SAR)。
目前市場上的健康照明產品并不少，但質量參差不齊，更多是商家促銷的噱頭，市場較為混亂。無論是健康照明標準的建立，還是LED的光品質與健康醫(yī)療光照的研究和技術的應用，都仍需發(fā)展和完善。從另一個角度來看也意味著，目前國內外光健康產業(yè)技術及市場均處在同一個初始階段的起跑線上，可拓展市場空間巨大。你有在關注健康照明嗎?
