健康照明成市場(chǎng)新競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)
近年來光照對(duì)人體健康的影響機(jī)理研究不斷深入，關(guān)于光品質(zhì)、健康醫(yī)療光照有太多技術(shù)和應(yīng)用討論。前兩天召開的“2017國(guó)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(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家共同對(duì)健康光環(huán)境與智能照明應(yīng)用等議題進(jìn)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(gè)新的風(fēng)口布局，諸多照明大企業(yè)爭(zhēng)相轉(zhuǎn)戰(zhàn)健康醫(yī)療領(lǐng)域，并且爭(zhēng)相打出健康照明理念，推出高品質(zhì)健康照明燈具。像飛利浦、GE等都曾推出健康LED照明產(chǎn)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(fù)環(huán)境，同時(shí)幫助醫(yī)護(hù)人員更好地完成工作。
不僅如此，一些主營(yíng)健康產(chǎn)業(yè)的公司，也開始關(guān)注這個(gè)交叉領(lǐng)域。比如這家名為天圣制藥的公司昨晚就宣布了兩項(xiàng)對(duì)外投資決定，其中一項(xiàng)是擬用自有資金1460萬(wàn)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(lǐng)域。據(jù)了解，光遙光電成立于2013年12月，注冊(cè)資本3000萬(wàn)元，主營(yíng)計(jì)算機(jī)、節(jié)能照明等業(yè)務(wù)。該公司在未來健康照明和節(jié)能照明(如激光照明)等領(lǐng)域，有很多全球領(lǐng)先性發(fā)現(xiàn)和獨(dú)特研發(fā)成果，已申報(bào)激光照明專利20余項(xiàng)，年內(nèi)還將申報(bào)80余項(xiàng)該領(lǐng)域?qū)＠?/div>
再舉個(gè)例子，目前全國(guó)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(chǎng)及潛力相當(dāng)可觀。與孩子相關(guān)的還有多次引發(fā)熱議的“護(hù)眼臺(tái)燈”等。
健康照明的生物學(xué)基礎(chǔ)
健康照明，通俗點(diǎn)講就是通過LED照明，改善并提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，促進(jìn)心理和生理健康。
1 光對(duì)人的生物效應(yīng)
可分為視覺效應(yīng)和非視覺效應(yīng)。
(1)光的視覺效應(yīng)：
可見光穿過眼睛的角膜，通過晶狀體成像在視網(wǎng)膜上，經(jīng)感光細(xì)胞轉(zhuǎn)化為生理信號(hào)，視神經(jīng)接收后產(chǎn)生視覺，從而產(chǎn)生對(duì)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(jī)理反應(yīng)，這就是視覺的心理效應(yīng)。
有兩類視覺細(xì)胞：一類是錐狀細(xì)胞，感覺光度和色彩;第二類是桿狀細(xì)胞，只能感知光度，但敏感度是前者的一萬(wàn)倍。
日常生活中的許多現(xiàn)象屬于光的視覺效應(yīng)：
臥室、餐廳、咖啡廳，暖色光(如粉紅色和淺紫色)使整個(gè)空間具有溫暖、輕松的氣氛，同時(shí)使人皮膚、面容顯得更健康。
在夏季，藍(lán)、綠色的光會(huì)使人感覺涼爽;而冬季，紅色使人感覺到溫暖。
強(qiáng)烈的多彩照明可以把氣氛變得活躍和生動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)點(diǎn)的燭光照明來烘托氣氛。
(2)光的非視覺效應(yīng)，ipRGC的發(fā)現(xiàn)：
人眼視網(wǎng)膜上存在第三類感光細(xì)胞-內(nèi)在光敏性視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(intrinsicallyphotosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs))，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)機(jī)體視覺以外的非視覺效應(yīng)，如管理時(shí)間的功能，協(xié)調(diào)和控制人們?cè)诓煌瑫r(shí)段里的活動(dòng)節(jié)律和幅度。
這種非視覺效應(yīng)也稱司辰視覺效應(yīng)(citopiceffects)， 這就是2002年英國(guó)Brown大學(xué)的Berson，Dunn和Takao在哺乳動(dòng)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(yīng)在465nm為最大，但對(duì)人類來說，遺傳學(xué)的研究表明應(yīng)在480～485nm為最大(錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)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(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，與視覺神經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)有很大的不同。接受光后，ipRGC產(chǎn)生生物電信號(hào)，傳遞到下丘腦(RHT)，之后進(jìn)入視交叉上核(SCN)和腦外神經(jīng)核(PVN)，最后達(dá)到松果體(Pineal)。
松果體是大腦生物鐘的中樞，它會(huì)分泌褪黑素。褪黑素合成后，儲(chǔ)存在松果體內(nèi)。交感神經(jīng)興奮支配松果體細(xì)胞釋放褪黑素到流動(dòng)的血液中，并誘導(dǎo)自然睡眠，因此其是調(diào)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(jīng)的興奮度與達(dá)到松果體的光的能量和顏色密切相關(guān)，光色和光照強(qiáng)度會(huì)影響褪黑素分泌和釋放。
除了調(diào)節(jié)生物鐘的同時(shí)，ipRGC對(duì)人體心率、血壓、警覺性、活力等都產(chǎn)生影響，都屬于光的非視覺效應(yīng)。此外，光引起的生理?yè)p傷也應(yīng)該歸到光的非視覺效應(yīng)。
2 光的生物效應(yīng)的實(shí)例
這里主要列舉一些非視覺效應(yīng)的例子：
紅、綠、藍(lán)3種色光分別在1000 lx的照射下，對(duì)人體尿中褪黑色激素的代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明對(duì)褪黑色激素的抑制率，紅光很小，綠光最大，藍(lán)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(duì)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(lán)光照射，可以明顯使身體的狀態(tài)更快地適應(yīng)工作需要。
光的照射會(huì)明顯增加心率，波長(zhǎng)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(jìn)行照明試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在高色溫(6800 K)照明環(huán)境中，人的擴(kuò)張血壓(即低壓)高于中、低色溫的，表明前者對(duì)心臟有明顯的覺醒作用。
一種稱為AD病(德國(guó)一位神經(jīng)科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的)的早期老年癡呆癥，可以用藍(lán)光治療：病人在每天睡覺前觀察藍(lán)光一定時(shí)間后，經(jīng)過一定時(shí)時(shí)期，病情會(huì)得到明顯的緩解。
藍(lán)光波長(zhǎng)比其他可見光短，容易透過眼球，抵達(dá)視網(wǎng)膜。如果溫度較高，還會(huì)發(fā)生凝固效應(yīng)，產(chǎn)生白內(nèi)障。
中紅外IRB(1400～3 000 nm)和遠(yuǎn)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(nèi)障眼病。
當(dāng)人們準(zhǔn)備健身時(shí)，戶外的光環(huán)境比室內(nèi)的光環(huán)境更容易使人興奮起來。
健康照明指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)
健康照明概念提出的時(shí)間并不長(zhǎng)，目前國(guó)內(nèi)及國(guó)際上關(guān)于健康照明相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)仍不多。現(xiàn)階段對(duì)光的健康相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)包括了光的色品要求(光譜、照度、頻閃、眩光、光生物輻射)、測(cè)試方法、產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范等。
在光生物安全標(biāo)準(zhǔn)方面，最有名的是IEC62471以及衍生出來的IEC62778，它對(duì)藍(lán)光進(jìn)行等級(jí)的劃分，通過有無危害、低危害之間的具體數(shù)值檢測(cè)是否安全。
光生物安全標(biāo)準(zhǔn)：
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(guān)的制造要求指南
IECTR 62778：Considers only blue light hazard ofprimary light sources and finished products：照明產(chǎn)品的藍(lán)光危害
IEC TR62471系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
IECTR 62471-2：2009 2016年10月在北京召開的IECTC76 年度會(huì)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(xiàng)
非視覺相關(guān)技術(shù)報(bào)告及標(biāo)準(zhǔn)：
CSA發(fā)布聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)CSA035 基于人眼視覺生理功能的健康舒適度測(cè)試，用于評(píng)價(jià)照明產(chǎn)品對(duì)于人眼在視光學(xué)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(guān)技術(shù)報(bào)告及標(biāo)準(zhǔn)方面，CIE(國(guó)際照明委員會(huì))、DIN(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì))都提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：
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(xué)領(lǐng)域的輻射物理和光學(xué)技術(shù)-第100部分：通過人眼的光對(duì)人的褪黑色素影響-量、公式符號(hào)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(xùn)機(jī)構(gòu)、保健場(chǎng)所、辦公室和控制室提供特定設(shè)計(jì)建議
在健康照明方面，國(guó)內(nèi)最新推出了《普通照明用LED產(chǎn)品光輻射安全要求》和《普通照明用LED產(chǎn)品光輻射安全測(cè)量方法》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
《普通照明用LED產(chǎn)品光輻射安全要求》規(guī)定了普通照明用LED產(chǎn)品(主要發(fā)射波長(zhǎng)為可見光(380nm～780nm))的光輻射安全要求，確立LED產(chǎn)品光輻射安全評(píng)估以及光輻射危害分類的一般原則。《普通照明用LED產(chǎn)品光輻射安全測(cè)量方法》則規(guī)定了普通照明用LED產(chǎn)品光輻射安全測(cè)量方法，都將于2018年2月1日起實(shí)施。
針對(duì)今年關(guān)注度最高的健康護(hù)眼臺(tái)燈方面，國(guó)家近日發(fā)布了新修訂的推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9473-2017《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求》，將于2018年4月1日起實(shí)施，屆時(shí)將取代GB/T9473-2008。其中更為強(qiáng)調(diào)對(duì)健康的規(guī)定，包括：
1)足夠和均勻的照度：在進(jìn)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(dá)到A級(jí)或AA級(jí)。A級(jí)即中央?yún)^(qū)域照度至少達(dá)到300lx，邊緣達(dá)到150lx，AA級(jí)即中央?yún)^(qū)域照度至少達(dá)到500lx，邊緣達(dá)到250lx。A級(jí)和AA級(jí)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(yīng)有遮光性，避免眩光。讀寫臺(tái)燈要有遮光性，當(dāng)人處于坐姿的位置時(shí)，人眼觀察到的所有發(fā)光部件的表面亮度不應(yīng)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(yīng)有避免夜晚使用的說明;若具有色溫調(diào)節(jié)功能，說明書上應(yīng)提示夜晚使用時(shí)將色溫調(diào)節(jié)到4000K以下;
4)防止視網(wǎng)膜藍(lán)光危害。讀寫作業(yè)臺(tái)燈的視網(wǎng)膜藍(lán)光危害組別不能超過RG0。
5)控制燈具對(duì)人體的電磁輻射。評(píng)估內(nèi)容包括20 kHz～10 MHz的感應(yīng)電流密度和100 kHz～300 MHz的比吸收率(SAR)。
目前市場(chǎng)上的健康照明產(chǎn)品并不少，但質(zhì)量參差不齊，更多是商家促銷的噱頭，市場(chǎng)較為混亂。無論是健康照明標(biāo)準(zhǔn)的建立，還是LED的光品質(zhì)與健康醫(yī)療光照的研究和技術(shù)的應(yīng)用，都仍需發(fā)展和完善。從另一個(gè)角度來看也意味著，目前國(guó)內(nèi)外光健康產(chǎn)業(yè)技術(shù)及市場(chǎng)均處在同一個(gè)初始階段的起跑線上，可拓展市場(chǎng)空間巨大。你有在關(guān)注健康照明嗎?
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