Низкоэнергетические лампочки, компьютеры, планшеты и опасность синего света

1. Дж. Б. О'Хаган
2. М Хазова
3. LLA Price
4. Аннотация
5. Вступление
6. материалы и методы
7. Результаты
8. Таблица 1
9. обсуждение
10. Заметки
11. Рекомендации

Глаз (Лонд). 2016 февраль; 30 (2): 230–233.

Дж. Б. О'Хаган

1Центр радиационной, химической и экологической опасности, Общественное здравоохранение, Англия, Чилтон, Дидкот, Оксфордшир, Великобритания

М Хазова

1Центр радиационной, химической и экологической опасности, Общественное здравоохранение, Англия, Чилтон, Дидкот, Оксфордшир, Великобритания

LLA Price

1Центр радиационной, химической и экологической опасности, Общественное здравоохранение, Англия, Чилтон, Дидкот, Оксфордшир, Великобритания

1Центр радиационной, химической и экологической опасности, Общественное здравоохранение, Англия, Чилтон, Дидкот, Оксфордшир, Великобритания

* Public Health England, Руководитель группы, Группа лазерной и оптической радиационной дозиметрии, CRCE, Чилтон, Дидкот, Оксфордшир, OX11 0RQ, Великобритания, тел: 01235 825061; Факс: 01235 822650. E-mail: [email protected]

Поступило в 2015 году 17 ноября; Принято 2015 18 ноября.

Эта статья была цитируется другие статьи в PMC.

Аннотация

Внедрение низкоэнергетического освещения и широкое использование компьютерных и мобильных технологий изменили воздействие света на глаза человека. Случайные заявления о том, что источники света с излучением, содержащим синий свет, могут вызвать повреждение глаз, вызывают обеспокоенность в СМИ. Цель исследования состояла в том, чтобы определить, целесообразно ли давать рекомендации по проблемам общественного здравоохранения. Был оценен ряд источников, и условия воздействия были сопоставлены с международными пределами воздействия, и воздействие, вероятно, будет получено при взгляде на голубое небо. Ни один из оцененных источников не приблизился к пределам экспозиции, даже в течение длительного времени просмотра.

Вступление

Люди развивались под воздействием солнечного света. В течение ~ 100 лет надежный искусственный свет был доступен от ламп накаливания: источник света, который был похож по спектру на тот, который был получен от солнца. Давление на использование меньшего количества энергии привело к поэтапному отказу от ламп накаливания, которые заменяются так называемыми низкоэнергетическими устройствами, такими как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и светодиоды (светодиоды). Параллельно лампы накаливания в электрических и электронных изделиях были заменены светодиодами.

В процессе развития индустрии освещения было извлечено много уроков в отношении расположения ламп по отношению к глазу. Например, если источник высокой яркости находится в поле зрения, даже если условие воздействия не является вредным, воздействие может вызвать блики, ослепление и поставить под угрозу способность выполнять визуальные задачи. Поэтому традиционные источники, как правило, защищены от прямого просмотра, когда направление взгляда горизонтальное или ниже. Смотреть прямо в источник света будет считаться необычным поведением. Тем не менее, исследования были опубликованы 1 это подразумевает риски неблагоприятных последствий для здоровья в экстремальных условиях воздействия, которые затем освещаются средствами массовой информации.

Развитие карманных компьютерных технологий предоставило возможность длительного просмотра экранов с подсветкой. С практической точки зрения яркость источников должна быть низкой, чтобы их было удобно просматривать. Тем не менее, общепризнанно, что многие люди используют ноутбук или планшетный компьютер или технологию мобильного телефона по много часов в день.

Уже много лет синий свет фототоксичен для сетчатки. 2 Биологические данные периодически анализируются такими организациями, как Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP), в результате чего публикуются руководящие принципы. 3 Рекомендации представляют уровни, ниже которых неблагоприятные последствия для здоровья маловероятны. С точки зрения воздействия на сетчатку света, некоторые длины волн более эффективны, чем другие. Это подтверждается спектром действия для опасности синего света, который графически показан на рис. Чтобы оценить условия воздействия, измеряется спектр света в определенном месте, и значение на каждой длине волны взвешивается соответствующим фактором на этой длине волны. Наконец, взвешенные значения суммируются, чтобы дать взвешенное излучение или освещенность для сравнения с нормативным пределом воздействия.

Синий свет действия опасности.

ICNIRP предложил триггерный уровень яркости по эмпирическому правилу для источников белого света, предполагая, что подробные оценки не требуются для значений яркости ниже 104 кд / м 2. 4 Это правило учитывает долю синего света, которая может содержаться в общей яркости источника.

Руководство ICNIRP от 1997 года 4 были включены в Директиву об искусственном оптическом излучении, 5 что ограничивает уровень воздействия оптического излучения на работников.

Это исследование не рассматривает последствия воздействия света для других эффектов, кроме повреждения сетчатки.

материалы и методы

Чтобы провести сравнение с естественным воздействием синего света, спектральное излучение, падающее на землю в южной части Великобритании (Чилтон, 51,5750 ° северной широты, 1,3177 ° западной долготы), было оценено по ясному голубому небу летом и в облачный день зимой. Излучение определяли, используя матричный спектрометр с прибором с зарядовой связью (CCD) (QE65000, Ocean Optics, Inc., Данидин, Флорида, США), волокно соединенное с диффузором (Bentham Instruments, Reading, UK). Коллимирующая трубка, установленная сверху диффузора диаметром 10 мм и длиной 200 мм, ограничивала поле зрения.

Ряд ламп (КЛЛ и LED), компьютерные экраны, планшетные компьютеры, ноутбуки и смартфоны были оценены для сравнения с пределом опасности синего света. Кроме того, из-за беспокойства офтальмолога была проведена оценка компьютерного переключателя HDMI с индикаторными лампами синего цвета. Измерения проводились с использованием спектрорадиометра матрицы CCD Exemplar Plus (B & W Tek Inc., Ньюарк, DE, США), S / N 655, соединенного с оптическим волокном QP600-2-SR / BX с металлической оболочкой (Ocean Optics, Inc., Dunedin). , FL, USA) к диффузору D7-H, S / N 10083 (Bentham Instruments, Reading, Великобритания). Система была откалибрована с использованием вольфрам-галогенных ламп мощностью 1000 Вт, откалиброванных для спектрального излучения в соответствии с прослеживаемыми эталонными стандартами Physikalisch-Technische Bundesanstalt, S / N 548.

Чтобы оценить условия воздействия в худшем случае, когда кто-то смотрит на экран в течение продолжительных периодов времени, изображения различных цветов были созданы с использованием цветовой гаммы Microsoft RGB. Была оценена спектральная освещенность, падающая на человека, смотрящего на экран с разными цветами.

Измерения проводились с открытым полем зрения, чтобы максимизировать количество собранного света. Если предел воздействия не был превышен в этих условиях, то он не будет превышен при ограниченном поле зрения.

Результаты

Спектральное излучение от лампы накаливания и модифицированной светодиодной лампы показано на рис. Применение веса опасности синего света () выделяет синюю часть спектра, как показано на рис. Взвешенное сияние синего света суммируется и затем сравнивается с пределом излучения. Аналогичный процесс был проведен для каждого источника, описанного ниже.

Спектральное излучение от лампы накаливания и светодиодной лампы.

Синий свет взвешивал спектральное излучение от ламп в.

Спектральное сияние голубого неба, оцененное для типичного ясного дня в июне и облачного дня в декабре, было взвешено с помощью функции взвешивания опасности синего света для определения опасности синего света. Взвешенное сияние составило 10,4 Вт м -2 ср-1 и 3,4 Вт м -2 ср-1 в июне и декабре соответственно. Предел воздействия ICNIRP 2 для длительного просмотра (то есть, глядя на небо) - 100 Вт / м 2 ср-1. Таким образом, можно видеть, что эти воздействия составляют 10,4% и 3,4% от предела воздействия. Также была определена яркость неба и рассчитано отношение опасности синего света к яркости. Для летних и зимних воздействий отношение рисков составило 1,09 × 10–3 и 1,46 × 10–3 Вт / м 2 соответственно (Вт м-2 ср-1 / кд м-2 = Вт лм-2, где 1 кд = 1 лм ср-1). Этот параметр полезен для оценки аналогичных источников, которые могут различаться по яркости, но имеют идентичные спектры излучения: он позволяет оценить опасность синего света путем измерения яркости.

Опасность синего света от лампы накаливания сравнивалась с двумя светодиодными и одной модифицированной бытовой лампой CFL и с квадратной панелью 600 мм, предназначенной для офисного освещения. За исключением лампы на панели, все источники превышали значение яркости большого пальца ICNIRP, равное 104 кд / м2, в четыре-восемь раз. Поскольку панель представляла собой расширенный источник, яркость была ниже и составляла 35% от 104 кд / м 2. С точки зрения опасности синего света бытовые лампы находились в диапазоне от 10 до 20% от предела воздействия, предполагая преднамеренное долгосрочное наблюдение (> 10000 с в день). Примечательно, что лампа накаливания была ближе к середине диапазона (14%). Лампа на панели составляла 1,7% от предела воздействия синего света. Коэффициенты опасности синего света и яркости были аналогичны для бытовых ламп в диапазоне от 2,3 × 10–4 до 2,9 × 10–4 Вт / лм. Лампа на панели имела соотношение 5,0 × 10-4 Вт лм -1.

Экраны были разделены на компьютерные мониторы, экраны ноутбуков, планшетные компьютеры и смартфоны. Все устройства были настроены на максимальную яркость. После первой серии измерений стало ясно, что наибольшая яркость и спектральное излучение синего света имеют место на белом экране. Любые другие цвета были получены путем удаления части излучения с устройства. Поэтому, только в худшем случае, результаты белого экрана представлены в.

Таблица 1

Яркость и синяя опасность от экранов компьютеров, ноутбуков, планшетных компьютеров и смартфонов

IDЯркость, кд м-2% от ICNIRP 104кд м-2,эмпирическое правило (%)Взвешенное излучение синего света, Вт м-2с-1% от предела воздействия синего света ICNIRP (%)Коэффициент опасности, Вт лм- 1Компьютерные мониторы

1 126 1,26 0,110 0,11 8,73 × 10–4 24 71 0,71 0,054 0,05 7,61 × 10–4 Экраны ноутбуков 9 152 1,52 0,130 0,13 8,55 × 10–4 10 63 0,63 0,048 0,05 7,61 × 10−4 11 101 1,01 0,084 0,08 8,32 × 10–4 12 88 0,88 0,072 0,07 8,18 × 10–4 14 148 1,48 0,120 0,12 8,11 × 10–4 15 137 1,37 0,110 0,11 8,03 × 10–4 20 104 1,04 0,082 0,08 7,88 × 10–4 22 184 1,84 0,150 0,15 8,15 × 10–4 23 197 1,97 0,170 0,17 8,63 × 10–4 Экраны планшетного компьютера 3 175 1,75 0,150 0,15 8,57 × 10–4 4 94 0,94 0,084 0,08 8,94 × 10–4 5 63 0,63 0,053 0,05 8,41 × 10–4 6 43 0,43 0,034 0,03 7,91 × 10–4 7 142 1,42 0,131 0,13 9,23 × 10–4 17 238 2,38 0,214 0,21 8,99 × 10–4 18 140 1,40 0,120 0,12 8,57 × 10–4 19 191 1,91 0,176 0,18 9,21 × 10–4 26 203 2,03 0,180 0,18 8,87 × 10 4 смартфоны экраны 2 294 2,94 0,280 0,28 9,52 × 10-4 8 178 1,78 0,150 0,15 8,43 × 10-4 13 367 3,67 0,310 0,31 8,45 × 10-4 16 409 4,09 0,380 0,38 9,29 × 10-4 25 215 2,15 0,190 0,19 8,84 × 10-4

После того, как офтальмолог выразил беспокойство, компьютерный переключатель HDMI с тремя синими светодиодными индикаторами был оценен на худшем расстоянии просмотра 100 мм. Поскольку светодиоды не были источниками белого света, эмпирическое правило в 104 кд / м 2 было неуместным. Однако яркость светодиодов была в два раза выше этого значения. Весовой предел яркости синего света для длительного просмотра превышен в три раза. Поэтому было необходимо определить максимальную предполагаемую продолжительность воздействия до интегрированного предела излучения (106 Дж / м 2 ср-1) 3 для длительностей экспозиции было превышено от 0,25 до 10 000 с. Эта максимальная продолжительность воздействия составляла ~ 60 мин для каждого светодиода.

обсуждение

Люди эволюционировали под естественным светом солнца. Преднамеренное наблюдение за солнцем вызывает травмы глаз, о чем сообщается после солнечных затмений. 6 , 7 Тем не менее, постоянный просмотр голубого неба, безусловно, в Великобритании, не представляет опасности для глазных травм. Сравнение естественных воздействий с разумно предсказуемым воздействием оптического излучения ламп, экранов компьютеров и мобильных устройств, таких как смартфоны, показывает, что фактическое спектрально-взвешенное излучение ниже, чем естественное облучение.

Для источников с аналогичными спектрами излучения можно измерять яркость и прогнозировать опасность синего света, поскольку отношение взвешенного излучения синего света к яркости приблизительно является постоянным для данного типа источника.

В заключение, даже в экстремальных условиях длительного наблюдения ни один из оцененных источников не вызвал беспокойства для общественного здравоохранения. Источник с наихудшей оценкой состоял из трех светодиодных индикаторов, которые вряд ли можно было рассматривать вблизи достаточно долго, чтобы вызывать беспокойство. Однако эти источники были репрезентативными для индикаторных ламп, которым не требовалось оценивать яркость для их предполагаемой функции. Процент передачи синего света от поверхности роговицы к сетчатке зависит от возраста, причем у детей он выше, чем у взрослых. 8 Поэтому, когда такие источники неудобны для просмотра взрослыми, они могут причинять беспокойство детям.

Влияние синего света из изучаемых источников на циркадный ритм и качество сна не входило в рамки данного исследования.

Заметки

Авторы объявили, что нет никаких конфликтов интересов.

Рекомендации

• 1Chamorro E, Carralero SF, Bonnin-Arias C, Pérez-Carrasco MJ, de Luna JM et al. Фотозащитные эффекты синего светопоглощающего фильтра от воздействия светодиода на человеческие пигментные эпителиальные клетки сетчатки in vitro . J Carcinog Mutagen 2013. S6: 008 doi: 10.4172 / 2157-2518.
• 2Ham WT, Mueller HA. Чувствительность сетчатки к повреждению от коротковолнового света. Природа 1976; 260: 153–155. [ PubMed ] [ Google ученый ]
• 3 Международная комиссия по защите от неионизирующих излучений. Руководство по пределам воздействия некогерентного видимого и инфракрасного излучения. Health Phys 2013; 105: 74–96. [ Google ученый ]
• 4Международная комиссия по защите от неионизирующих излучений. Руководство по пределам воздействия некогерентного оптического излучения (0,38–3 мкм). Health Phys 1997; 73: 539–554. [ PubMed ] [ Google ученый ]
• 5Европейский союз. Директива 2006/25 / EC Европейского Парламента и Совета от 5 апреля 2006 года о минимальных требованиях к охране труда и технике безопасности в отношении воздействия на работников рисков, связанных с физическими веществами (искусственным оптическим излучением) (19-я отдельная Директива по смыслу Статьи 16 (1) Директивы 89/391 / EEC). Официальный журнал Европейского Союза 2006; L 114: 38–59. [ Google ученый ]
• 6 Михаэлидес М., Раджендрам Р., Маршалл Дж., Кейтли С. Затмение ретинопатии. Глаз 2001; 15: 148–151. [ PubMed ] [ Google ученый ]
• 7Дойл Е., Саху Д., Онг Г. Солнечная ретинопатия после солнечного затмения 1999 года в Восточном Суссексе. Eye 2002; 16: 203–206. [ PubMed ] [ Google ученый ]
• 8 Международная комиссия по освещению (CIE). Компьютеризированный подход к характеристикам передачи и поглощения человеческого глаза, CIE 203: 2012 вкл. Ошибка 1: Вена, Австрия, 2012.

Похожие

Комментарии