楊斌1，陳義2，宗易昕3

　　(1.科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心;2.中國(guó)計(jì)量大學(xué)光學(xué)與電子科技學(xué)院;3.中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所)

　　現(xiàn)代光環(huán)境造成的視覺(jué)健康問(wèn)題已成為光電產(chǎn)業(yè)面臨的重要問(wèn)題。加強(qiáng)現(xiàn)代光環(huán)境與視覺(jué)健康研究，構(gòu)建健康、安全、舒適的光環(huán)境，是保障未來(lái)健康生活和良好民生狀態(tài)的重要內(nèi)容。本文對(duì)現(xiàn)代光環(huán)境與視覺(jué)健康問(wèn)題及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理分析，并提出了我國(guó)進(jìn)一步加強(qiáng)研究的對(duì)策建議。

　　一、現(xiàn)代光環(huán)境對(duì)視覺(jué)健康的影響及需要研究的問(wèn)題

　　人類(lèi)對(duì)外部信息的獲取85%以上通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)，隨著人工光源、顯示終端的大量應(yīng)用，人類(lèi)的視覺(jué)負(fù)荷顯著加重。WHO及《中國(guó)近視防治藍(lán)皮書(shū)》等報(bào)告均指出，目前中國(guó)的整體近視率已超過(guò)50%，而大中型城市初中以上青少年近視比例已超過(guò)80%，6~15歲的平均近視率達(dá)到46.64%，近視的低齡化現(xiàn)象日益嚴(yán)重。

　　現(xiàn)代光環(huán)境造成的視覺(jué)健康問(wèn)題已成為光電產(chǎn)業(yè)面臨的核心問(wèn)題。研究表明，2歲前夜晚開(kāi)燈睡覺(jué)的孩子近視率明顯高于熄燈睡覺(jué)的孩子。與紙質(zhì)文本閱讀相比，使用屏幕閱讀更容易出現(xiàn)人眼不正常調(diào)節(jié)、收斂和變小、近視等癥狀，隨著屏幕閱讀時(shí)間增加，中度近視和重度近視的比例也逐漸提高。長(zhǎng)期處于低品質(zhì)光照、光電顯示產(chǎn)品過(guò)度使用和城市夜晚光污染等導(dǎo)致的惡劣視覺(jué)環(huán)境中，是青少年近視、弱視高發(fā)的重要因素。

　　目前，人們對(duì)光照及光顯示的健康問(wèn)題缺乏系統(tǒng)深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)光品質(zhì)缺乏有效定義與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外光電產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)沒(méi)有相應(yīng)方面的測(cè)評(píng)準(zhǔn)入門(mén)檻。在健康照明、健康顯示標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，已發(fā)布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，全部以歐美人群的視覺(jué)功能基礎(chǔ)構(gòu)建。而醫(yī)學(xué)和基因研究表明東亞人種在視覺(jué)生理上與歐美人種存在極大的差異，導(dǎo)致東亞人種對(duì)于色溫、照度、色度等要求與歐美人種不一樣，不能照搬國(guó)外研究成果。在我國(guó)，缺少相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已成為阻礙產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要問(wèn)題。

　　二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　2004年在維也納召開(kāi)了第一屆光輻射與人類(lèi)健康的國(guó)際會(huì)議。2014年在渥太華召開(kāi)了主題為“照明與健康”的第二屆國(guó)際會(huì)議。2016年歐洲照明組織發(fā)布2025年戰(zhàn)略發(fā)展路線圖，明確“以人為本的照明”作為發(fā)展的核心。加強(qiáng)現(xiàn)代光環(huán)境與視覺(jué)健康研究，構(gòu)建健康、安全、舒適的光環(huán)境，成為保障未來(lái)健康生活和良好民生狀態(tài)的重要內(nèi)容。

　　(一)國(guó)際研究現(xiàn)狀

　　早在1992年，Mukae H等就提出光對(duì)生理功能存在著視覺(jué)及非視覺(jué)效應(yīng)2種不同影響。對(duì)視覺(jué)效應(yīng)來(lái)說(shuō)，強(qiáng)光可直接形成視力損傷;較長(zhǎng)時(shí)間的、低能量的光照也會(huì)引起視網(wǎng)膜的光化學(xué)反應(yīng)，形成老年性黃斑變性等疾病。2002年，Berson教授發(fā)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物的視網(wǎng)膜特化感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGC)。這類(lèi)細(xì)胞含有視黑素，通過(guò)產(chǎn)生光生物學(xué)效應(yīng)，調(diào)節(jié)生命體征、激素形成與分泌等，進(jìn)而控制生理節(jié)律。從此，非視覺(jué)效應(yīng)對(duì)應(yīng)的視覺(jué)任務(wù)績(jī)效和視覺(jué)舒適度影響的研究，逐步成為熱點(diǎn)。Yasukouchi的研究表明照明色溫對(duì)光生物效應(yīng)有明顯作用;Cajochen的研究表明短波長(zhǎng)光照比長(zhǎng)波長(zhǎng)光照能引起的體溫、心率變化的作用更為顯著;Van Bommel采用光源光譜基于白熾燈光譜的相對(duì)值來(lái)定量評(píng)價(jià)光源的光生物效應(yīng)。

　　這些研究衡量任務(wù)表現(xiàn)與心理感覺(jué)的指標(biāo)分為四大類(lèi)：主觀量表、生理信號(hào)、生理化學(xué)指標(biāo)和任務(wù)表現(xiàn)，主要還是從主觀認(rèn)知變化及反饋的角度來(lái)進(jìn)行。

　　(二)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

　　近年來(lái)，我國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)圍繞著現(xiàn)代光環(huán)境與視覺(jué)健康問(wèn)題也開(kāi)展了多方面的研究。

　　2012年開(kāi)始，中科院醫(yī)工所研制了第一代眼科光學(xué)綜合測(cè)量?jī)x器，可定量測(cè)量人眼的屈光、視覺(jué)光學(xué)傳遞函數(shù)(MTF)、高階波像差等客觀指標(biāo);交由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院視覺(jué)健康實(shí)驗(yàn)室后，以主觀評(píng)價(jià)和客觀指標(biāo)測(cè)試為依托，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建人眼健康舒適度量化分級(jí)體系，建立了我國(guó)首例可客觀量化評(píng)價(jià)的可視化產(chǎn)品健康舒適度評(píng)價(jià)體系，從而成為CSA 0.35.1-2016標(biāo)準(zhǔn)的核心。

　　在光損傷研究方面，溫州醫(yī)科大學(xué)基于自主研發(fā)的細(xì)胞研究裝置，從形態(tài)、分子機(jī)制、基因組學(xué)等多角度，開(kāi)展了LED光源對(duì)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(RPE)的影響的研究，解析了急性光刺激引起RPE凋亡的分子機(jī)制，初步找到細(xì)胞凋亡的抑制劑;并進(jìn)行致病基因篩查，首次鑒定了中國(guó)人視網(wǎng)膜色素變性的致病基因SLC7A14，研究結(jié)果發(fā)表在Nature Communication上。

　　復(fù)旦大學(xué)自2004年起，通過(guò)調(diào)整光譜、照度、時(shí)間等參數(shù)，研究視覺(jué)績(jī)效、情緒與生理指標(biāo)等的變化，并就學(xué)校、機(jī)艙、船艙等場(chǎng)所，開(kāi)展進(jìn)一步的機(jī)理研究和應(yīng)用研究，初步建立光影響視覺(jué)和生物效應(yīng)的量效規(guī)律，并在一些產(chǎn)品研制中得到了實(shí)際應(yīng)用。

　　同濟(jì)大學(xué)則采用循證設(shè)計(jì)研究方法，通過(guò)3次在南極長(zhǎng)城站進(jìn)行光環(huán)境非視覺(jué)生物效應(yīng)研究，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)城站和中山站的光環(huán)境改造。

　　2016年，CSA聯(lián)盟整合了我國(guó)在健康照明領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)力量，推出了CSA 0.35.1-2016(LED照明產(chǎn)品視覺(jué)健康舒適度測(cè)試第1部分：概述)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，并正式向ISO/TC274光與照明技術(shù)委員會(huì)提交國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，該方案得到了廣泛認(rèn)可。

　　三、加強(qiáng)現(xiàn)代光環(huán)境與視覺(jué)健康問(wèn)題研究的對(duì)策建議

　　隨著健康中國(guó)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，針對(duì)“健康”光電產(chǎn)品市場(chǎng)目前所存在的問(wèn)題，建議在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”專(zhuān)項(xiàng)支持下，進(jìn)一步做好以下幾方面的工作。

　　(一)加強(qiáng)光生物機(jī)理的基礎(chǔ)研究

　　從青少年視覺(jué)發(fā)育健康出發(fā)，加強(qiáng)光生物機(jī)理研究，建立以視覺(jué)生理和心理指標(biāo)為主體的、定量化的健康評(píng)價(jià)體系，解決“光致視覺(jué)系統(tǒng)生理影響機(jī)制”問(wèn)題，形成涵蓋光致視覺(jué)系統(tǒng)短、中、長(zhǎng)期生理及心理影響的評(píng)價(jià)模型，以及光心理生理指標(biāo)與產(chǎn)品物理指標(biāo)的映射模型，指導(dǎo)“健康”光電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

　　(二)健全“健康”光電產(chǎn)品檢測(cè)認(rèn)證體系

　　針對(duì)當(dāng)今復(fù)雜的光分布特點(diǎn)和光污染情況，完善并建立以光譜能量分布、亮度、照度、垂直均勻性等指標(biāo)為主體的物理檢測(cè)方法。同時(shí)，從對(duì)人體健康的影響出發(fā)，形成以顯性視覺(jué)心理生理指標(biāo)為主體的人因評(píng)測(cè)方法，同時(shí)建立科學(xué)的光污染評(píng)價(jià)認(rèn)證體系。

　　(三)建立“健康”光電產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系

　　加快建立以“健康、安全、舒適、高效”為目標(biāo)的，以人為本的“健康”光電產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，制定以東亞人種為主體對(duì)象的“健康”光電產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)取更多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)權(quán)和話語(yǔ)權(quán)。加速推動(dòng)國(guó)內(nèi)相對(duì)滯后的標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)進(jìn)程，將部分測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)檎J(rèn)證認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)或強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，建立我國(guó)自己的技術(shù)貿(mào)易壁壘，對(duì)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的光電產(chǎn)品實(shí)施健康準(zhǔn)入許可。

　　本文特約編輯：姜念云