Efekty biologiczne za pośrednictwem światła i ocena promieniowania światła niebieskiego: badania i zastosowanie testera zagrożenia niebieskim światłem siatkówki

Efekty biologiczne za pośrednictwem światła odnoszą się do zmian fizjologicznych w organizmie człowieka spowodowanych ekspozycją na promieniowanie świetlne. Mechanizm efektów biologicznych za pośrednictwem światła różni się w zależności od różnych ścieżek.

Po pierwsze, światło może bezpośrednio oddziaływać na ludzkie oko, przekazując informacje wizualne i wywołując efekty wizualne. Po drugie, światło może regulować rytmy fizjologiczne organizmu, oddziałując na fizjologiczny układ regulacyjny organizmu, przekazując informacje niewizualne i wywołując efekty pozawizualne. Wreszcie światło może bezpośrednio oddziaływać na ludzką skórę, powodując uszkodzenia radiacyjne i tworząc skutki promieniowania.

Opierając się na efektach biologicznych za pośrednictwem światła, zwrócono uwagę na bezpieczeństwo fotobiologiczne, w szczególności wpływ długości fal światła widzialnego wykorzystywanego do oświetlenia na zdrowie człowieka. Wraz z rozwojem i powszechnym stosowaniem źródeł światła LED, tradycyjne źródła światła stopniowo traciły konkurencyjność rynkową. Źródła światła LED oferują wiele zalet, takich jak bogata kolorystyka, kompaktowe rozmiary, trwałość, przyjazność dla środowiska i szerokie zastosowanie, co czyni je preferowanym źródłem światła w dziedzinie iluminacji.

Białe źródła światła LED generują głównie białe światło o wysokiej jasności poprzez ekscytujące żółte luminofory z niebieskimi chipami świetlnymi, a zatem zawierają znaczną ilość niebieskiego światła. Jednak nadmierne promieniowanie światła niebieskiego może nie tylko uszkodzić oczy, siatkówkę i skórę, ale także niekorzystnie wpłynąć na rytmy fizjologiczne organizmu, co sprawia, że ​​zagrożenie niebieskim światłem jest obecnie jednym z najbardziej niepokojących problemów bezpieczeństwa fotobiologicznego.

Promieniowanie światła niebieskiego, sklasyfikowane jako promieniowanie elektromagnetyczne, ma krótszą długość fali, zwykle w zakresie od 400 do 500 nm, w widmie światła widzialnego. Zjawisko przesuwania się w stronę krótszych fal znane jest w optyce jako „przesunięcie ku błękitowi”. Ponadto niebieskie światło jest kluczowym elementem obecnych źródeł światła białego LED.

Siatkówka, znajdująca się w tylnej części oka, jest zagrożona promieniowaniem świetlnym w zakresie długości fal od 380 do 1400 nm. Jednakże promieniowanie światła niebieskiego stwarza największe ryzyko dla siatkówki, ponieważ ludzka siatkówka jest bardzo wrażliwa na stymulację światłem niebieskim.

Obecnie poziom bezpieczeństwa fotobiologicznego produktów LED określa się poprzez ocenę wartości zagrożenia światłem niebieskim. Ekspozycja na promieniowanie światłem niebieskim ważona i efektywność zagrożenia światłem niebieskim to wielkości fizyczne wykorzystywane do ilościowego określenia stopnia zagrożenia światłem niebieskim.

• Ekspozycja na promieniowanie: reprezentuje intensywność promieniowania przechodzącego przez jednostkę powierzchni. Widmową ekspozycję na promieniowanie można podzielić na podstawie rozkładu długości fal, odzwierciedlając ekspozycję przy różnych długościach fal.

• Narażenie na promieniowanie ważone światłem niebieskim: Wartość ta odzwierciedla stopień szkodliwości światła niebieskiego dla organizmu ludzkiego, obliczony jako całka widmowego narażenia na promieniowanie pomnożona przez funkcję ważenia zagrożenia światłem niebieskim.

• Poziom zagrożenia światłem niebieskim: Ostateczny poziom zagrożenia światłem niebieskim określa się na podstawie ekspozycji na promieniowanie ważone światłem niebieskim. Integrując ekspozycję widmową na promieniowanie z funkcją ważenia zagrożenia światłem niebieskim, można ocenić poziomy zagrożenia światłem niebieskim w produktach LED.

Podczas pomiarów źródła światła przyjmuje się ogólne ustalenia w zależności od rodzaju źródła światła i wymagań pomiarowych:

Dla zwykłych źródeł światła:

• Odległość pomiaru: Pomiar należy przeprowadzić w odległości wytwarzającej natężenie oświetlenia 500 lx.

• Minimalna odległość: kontrolowana w zakresie 200 mm.

Inne rodzaje źródeł światła: Odległość pomiaru: ogólnie kontrolowana w granicach 200 mm.

Irradiancja światła niebieskiego (Es): Służy do charakteryzowania potencjalnego uszkodzenia siatkówki przez promieniowanie światła niebieskiego, odzwierciedlając wpływ światła niebieskiego na zdrowie oczu.

Uszkodzenia oczu spowodowane promieniowaniem światła niebieskiego wpływają głównie na strukturę oka, szczególnie wpływając na choroby takie jak zaćma i zwyrodnienie plamki żółtej. Ludzkie soczewki są nieskuteczne w blokowaniu promieniowania światła niebieskiego, umożliwiając jego penetrację bezpośrednio do siatkówki. Komórki nabłonka barwnikowego siatkówki są bardzo wrażliwe na promieniowanie światła niebieskiego, co pod wpływem stymulacji promieniowaniem powoduje kurczenie się komórek i potencjalną apoptozę.

Kurczenie się komórek i apoptoza mogą powodować zaburzenia widzenia, a w ciężkich przypadkach mogą prowadzić do nieodwracalnego zwyrodnienia plamki żółtej i ostatecznie do ślepoty. Dlatego kluczowe znaczenie ma ograniczenie długotrwałego narażenia na promieniowanie światła niebieskiego, szczególnie w przypadku stosowania źródeł światła o wysokim natężeniu promieniowania niebieskiego, takich jak diody LED, w celu ochrony siatkówki i struktury oka przed uszkodzeniem.

Testery bezpieczeństwa fotobiologicznego to urządzenia służące do oceny bezpieczeństwa fotobiologicznego lamp i systemów oświetleniowych na ciele człowieka (głównie oczach i skórze). Zgodnie z wytycznymi IEC TR62471-2 (2009) dotyczącymi bezpieczeństwa nielaserowego promieniowania optycznego, te przyrządy testujące mają na celu zajęcie się potencjalnymi szkodami powodowanymi przez źródła światła, ze szczególnym uwzględnieniem nielaserowych źródeł światła (np. produkty LED, promieniowanie UV w oświetleniu ogólnym produkty).

Tester zagrożenia światłem niebieskim siatkówki opracowany przez Szanghaj Lisun jest przenośnym urządzeniem do oceny bezpieczeństwa fotobiologicznego, opartym na laboratoryjnych systemach testowania bezpieczeństwa fotobiologicznego, oferującym następujące zalety:

• Przenośność: Urządzenie jest kompaktowe i lekkie, co ułatwia przenoszenie i przenoszenie w celu przeprowadzenia testów w różnych lokalizacjach.

• Przyjazny dla użytkownika: Posiada prosty i intuicyjny interfejs obsługi, ułatwiający użytkownikom testowanie i ocenę.

• Szeroki zakres zastosowań: Tester zaprojektowano tak, aby spełniał wymagania większości aktualnych zastosowań źródeł światła, zapewniając wszechstronną ocenę bezpieczeństwa biologicznego źródła światła dla oczu i skóry.

EN62471-P_Przenośny tester zagrożenia niebieskim światłem siatkówki

Najważniejsze cechy Tester zagrożenia niebieskim światłem siatkówki przez Szanghaj LISUN zawierać:

• Konstrukcja optyczna symulująca ludzkie oko: wykorzystuje symulację średnicy źrenicy 7 mm i testowanie dwuścieżkowe, aby zapewnić dokładne wyniki pomiarów rozkładu ekspozycji na promieniowanie i widmowej ekspozycji na promieniowanie.
• Pomiar widma w szerokim zakresie długości fal: Oferuje szeroki zakres pomiarów widma od 300 nm do 1050 nm, w pełni pokrywając wymagania pomiarów zagrożenia światłem niebieskim siatkówki (300 nm-700 nm) i częściowo pokrywając pomiary pasma zagrożenia termicznego siatkówki (380 nm-1400 nm).
• Ultraszerokie i ultraszybkie pomiary widma: Szybka komunikacja USB, z minimalnym czasem integracji 11.4us, zdolna do pomiaru ponad 1000 tys. cd/m^2.
• Wbudowana elektryczna przesłona świetlna: ułatwia operacje zerowania w celu poprawy dokładności pomiaru.
• Programowalna regulacja odległości pomiaru: zwiększa wygodę wykonywania pomiarów.

Główne funkcje testera zagrożenia niebieskim światłem siatkówki firmy Shanghai LISUN uwzględniać pomiary oparte na IEC/EN62471:2008 oraz IEC62471-7:2023 (zastępuje IEC62778), ocenę parametrów, takich jak efektywna ekspozycja na promieniowanie światła niebieskiego siatkówki, poziom zagrożenia światłem niebieskim, współczynnik zagrożenia światłem niebieskim siatkówki KB, V, krzywa rozkładu widmowego ekspozycji na promieniowanie, współczynnik ważonej ekspozycji na promieniowanie światłem niebieskim BR, efektywne narażenie na promieniowanie światła niebieskiego siatkówki, pozornych kątów źródła, oceniający poziom bezpieczeństwa źródła światła i oferujący możliwości przetwarzania analizy widmowej.