Biologické účinky zprostředkované světlem a hodnocení radiace modrého světla: Výzkum a aplikace testeru nebezpečí retinálního modrého světla

Světlem zprostředkované biologické účinky označují fyziologické změny v lidském těle způsobené expozicí světelnému záření. Mechanismus světlem zprostředkovaných biologických účinků se liší v závislosti na různých drahách.

Za prvé, světlo může přímo působit na lidské oko, přenášet vizuální informace a vyvolávat vizuální efekty. Za druhé, světlo může regulovat fyziologické rytmy těla tím, že působí na fyziologický regulační systém těla, přenáší nevizuální informace a spouští nevizuální efekty. A konečně, světlo může přímo dopadnout na lidskou pokožku, způsobit radiační poškození a vytvářet radiační účinky.

Na základě biologických účinků zprostředkovaných světlem byla pozornost věnována fotobiologické bezpečnosti, zejména účinkům vlnových délek viditelného světla používaných pro osvětlení na lidské zdraví. S rozvojem a rozšířeným používáním LED světelných zdrojů tradiční světelné zdroje postupně ztrácely konkurenceschopnost na trhu. LED světelné zdroje nabízejí mnoho výhod, jako je sytá barva, kompaktní velikost, odolnost, šetrnost k životnímu prostředí a široká použitelnost, díky čemuž jsou preferovaným světelným zdrojem v oblasti osvětlení.

Bílé světelné zdroje LED generují především vysoce jasné bílé světlo pomocí vzrušujících žlutých fosforů s čipy modrého světla, a proto obsahují značné množství modrého světla. Nadměrné záření modrého světla však může nejen poškodit oči, sítnici a kůži, ale také nepříznivě ovlivnit fyziologické rytmy těla, takže nebezpečí modrého světla je dnes jedním z nejzávažnějších problémů fotobiologické bezpečnosti.

Záření modrého světla, kategorizované jako elektromagnetické záření, má kratší vlnovou délku, typicky v rozmezí 400 až 500 nm, ve spektru viditelného světla. Fenomén posunu směrem ke kratším vlnovým délkám je v optice známý jako „modrý posun“. Modré světlo je navíc klíčovou součástí současných zdrojů bílého světla LED.

Sítnice, která se nachází v zadní části oka, je ohrožena světelným zářením v rozsahu vlnových délek 380 až 1400 nm. Záření modrého světla však představuje nejvyšší riziko pro sítnici, protože lidská sítnice je na stimulaci modrým světlem vysoce citlivá.

V současné době je úroveň fotobiologické bezpečnosti LED produktů určována vyhodnocením jejich hodnot nebezpečí modrého světla. Expozice záření vážená modrým světlem a účinnost nebezpečí modrého světla jsou fyzikální veličiny používané ke kvantifikaci stupně nebezpečí modrého světla.

• Vystavení záření: Představuje intenzitu záření procházející jednotkovou plochou. Spektrální radiační expozici lze rozdělit na základě distribuce vlnových délek, odrážející expozici na různých vlnových délkách.

• Expozice váženému modrému záření: Tato hodnota odráží rozsah poškození lidského těla modrým světlem, vypočítaný jako integrál expozice spektrálnímu záření vynásobený funkcí vážení rizika modrého světla.

• Úroveň nebezpečí modrého světla: Konečná úroveň nebezpečí modrého světla je určena na základě expozice modrého světla váženého záření. Integrací spektrální radiační expozice s funkcí vážení nebezpečí modrého světla lze hodnotit úrovně nebezpečí modrého světla produktu LED.

Během měření světelného zdroje jsou učiněna obecná opatření založená na typu světelného zdroje a požadavcích na měření:

Pro běžné světelné zdroje:

• Vzdálenost měření: Měření by mělo být prováděno na vzdálenost, která produkuje osvětlení 500 lx.

• Minimální vzdálenost: Kontrolováno do 200 mm.

Další typy světelných zdrojů: Vzdálenost měření: Obecně se kontroluje v rozmezí 200 mm.

Modré lehké ozáření (Es): Používá se k charakterizaci potenciálního poškození sítnice zářením modrého světla, které odráží vliv modrého světla na zdraví očí.

Poškození očí zářením modrého světla postihuje především strukturu oka, zejména ovlivňuje onemocnění, jako je šedý zákal a makulární degenerace. Lidské čočky jsou neúčinné při blokování záření modrého světla a umožňují mu pronikat přímo do sítnice. Buňky pigmentového epitelu sítnice jsou vysoce citlivé na záření modrého světla, což vede ke smršťování buněk a potenciální apoptóze při radiační stimulaci.

Toto zmenšování buněk a apoptóza může způsobit poškození zraku, přičemž závažné případy mohou potenciálně vést k nevratné makulární degeneraci a nakonec ke slepotě. Snížení dlouhodobého vystavení záření modrého světla je proto zásadní, zejména při použití světelných zdrojů s vysokým vyzařováním modrého světla, jako jsou LED diody, k ochraně sítnice a struktury oka před poškozením.

Testery fotobiologické bezpečnosti jsou zařízení používaná k hodnocení fotobiologické bezpečnosti lamp a osvětlovacích systémů na lidských tělech (zejména očí a kůže). Podle pokynů IEC TR62471-2 (2009) o bezpečnosti nelaserového optického záření se tyto testovací přístroje zaměřují na potenciální škody způsobené zdroji světla, zejména se zaměřením na nelaserové zdroje světla (např. produkty LED, UV záření v obecném osvětlení produkty).

Retinal Blue Light Hazard Tester vyvinutý společností Shanghai Lisun je přenosné zařízení pro hodnocení fotobiologické bezpečnosti založené na laboratorních systémech testování fotobiologické bezpečnosti, které nabízí následující výhody:

• Přenosnost: Zařízení je kompaktní a lehké, takže jej lze snadno přenášet a přemisťovat za účelem testování na různých místech.

• Uživatelsky přívětivý: Vyznačuje se jednoduchým a intuitivním ovládacím rozhraním, které uživatelům usnadňuje testování a hodnocení.

• Široké pokrytí aplikací: Tester je navržen tak, aby splňoval požadavky většiny současných aplikací světelných zdrojů a poskytoval komplexní hodnocení biologické bezpečnosti světelných zdrojů pro oči a pokožku.

Klíčové vlastnosti Retinal Blue Light Hazard Tester od Šanghaje LISUN patří:

• Optický design se simulovaným lidským okem: Využívá simulaci průměru zornice 7 mm, která využívá dvoucestné testování k zajištění přesných výsledků měření rozložení expozice záření a spektrální expozice záření.
• Měření spektra širokého rozsahu vlnových délek: Nabízí široký rozsah měření spektra od 300nm do 1050nm, plně pokrývá požadavky na měření rizika sítnice modrého světla (300nm-700nm) a částečně pokrývá měření pásma tepelného rizika sítnice (380nm-1400nm).
• Ultra-široká a ultrarychlá spektrální měření: Vysokorychlostní USB komunikace s minimální dobou integrace 11.4us, schopná měřit přes 1000k cd/m^2.
• Vestavěná elektrická světelná závěrka: Usnadňuje operace nulování pro zlepšení přesnosti měření.
• Programovatelné nastavení vzdálenosti měření: Zvyšuje pohodlí při měření.

Hlavní funkce Retinal Blue Light Hazard Tester od Shanghai LISUN zahrnují měření založená na IEC/EN62471:2008 a IEC62471-7:2023 (nahrazuje IEC62778), posuzování parametrů, jako je efektivní radiační expozice sítnicového modrého světla, úroveň ohrožení modrým světlem, koeficient ohrožení sítnice modrým světlem KB, V, spektrální distribuční křivka radiační expozice, poměr modrého záření váženého záření BR, sítnicové tepelné riziko efektivní radiační expozice, zdánlivé úhly zdroje, vyhodnocování bezpečnostních úrovní světelných zdrojů a funkce zpracování spektrální analýzy.

 

Tagy:EN62471-P