Đánh giá hiệu ứng sinh học qua trung gian ánh sáng và bức xạ ánh sáng xanh: Nghiên cứu và ứng dụng Máy kiểm tra mức độ nguy hiểm của ánh sáng xanh võng mạc

Tác dụng sinh học qua trung gian ánh sáng đề cập đến những thay đổi sinh lý trong cơ thể con người do tiếp xúc với bức xạ ánh sáng. Cơ chế tác dụng sinh học qua trung gian ánh sáng khác nhau tùy thuộc vào các con đường khác nhau.

Thứ nhất, ánh sáng có thể tác động trực tiếp lên mắt người, truyền tải thông tin thị giác và tạo ra hiệu ứng thị giác. Thứ hai, ánh sáng có thể điều chỉnh nhịp sinh lý của cơ thể bằng cách tác động lên hệ thống điều hòa sinh lý của cơ thể, truyền thông tin không trực quan và kích hoạt các hiệu ứng phi thị giác. Cuối cùng, ánh sáng có thể tác động trực tiếp lên da người, gây tổn thương do bức xạ và hình thành các hiệu ứng bức xạ.

Dựa trên các hiệu ứng sinh học qua trung gian ánh sáng, người ta chú ý đến sự an toàn về quang sinh học, đặc biệt là ảnh hưởng của các bước sóng ánh sáng nhìn thấy được sử dụng để chiếu sáng đối với sức khỏe con người. Với sự phát triển và sử dụng rộng rãi của nguồn sáng LED, các nguồn sáng truyền thống đã dần mất đi khả năng cạnh tranh trên thị trường. Nguồn sáng LED có nhiều ưu điểm như màu sắc phong phú, kích thước nhỏ gọn, độ bền, thân thiện với môi trường và khả năng ứng dụng rộng rãi khiến chúng trở thành nguồn sáng được ưa chuộng trong lĩnh vực chiếu sáng.

Các nguồn sáng LED trắng chủ yếu tạo ra ánh sáng trắng có độ sáng cao bằng các photpho màu vàng thú vị với các chip ánh sáng xanh, do đó chứa một lượng ánh sáng xanh đáng kể. Tuy nhiên, bức xạ ánh sáng xanh quá mức không chỉ có thể làm hỏng mắt, võng mạc và da mà còn ảnh hưởng xấu đến nhịp sinh lý của cơ thể, khiến nguy cơ ánh sáng xanh trở thành một trong những vấn đề an toàn quang sinh học đáng lo ngại nhất hiện nay.

Bức xạ ánh sáng xanh, được phân loại là bức xạ điện từ, có bước sóng ngắn hơn, thường nằm trong khoảng từ 400 đến 500 nm, trong phổ ánh sáng khả kiến. Hiện tượng dịch chuyển về phía bước sóng ngắn hơn được gọi là “sự dịch chuyển xanh” trong quang học. Ngoài ra, ánh sáng xanh là thành phần quan trọng trong các nguồn chiếu sáng ánh sáng trắng LED hiện nay.

Võng mạc, nằm ở phía sau mắt, có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi bức xạ ánh sáng trong phạm vi bước sóng từ 380 đến 1400 nm. Tuy nhiên, bức xạ ánh sáng xanh có nguy cơ cao nhất đối với võng mạc vì võng mạc của con người rất nhạy cảm với sự kích thích của ánh sáng xanh.

Hiện tại, mức độ an toàn quang sinh học của các sản phẩm LED được xác định bằng cách đánh giá các giá trị nguy hiểm ánh sáng xanh của chúng. Tiếp xúc với bức xạ có trọng số ánh sáng xanh và hiệu quả nguy hiểm ánh sáng xanh là các đại lượng vật lý được sử dụng để định lượng mức độ nguy hiểm ánh sáng xanh.

• Phơi nhiễm bức xạ: Biểu thị cường độ bức xạ đi qua một đơn vị diện tích. Phơi nhiễm bức xạ quang phổ có thể được phân chia dựa trên sự phân bố bước sóng, phản ánh mức phơi nhiễm ở các bước sóng khác nhau.

• Phơi nhiễm bức xạ có trọng số ánh sáng xanh: Giá trị này phản ánh mức độ gây hại của ánh sáng xanh đối với cơ thể con người, được tính bằng tích phân của phơi nhiễm bức xạ quang phổ nhân với hàm trọng số nguy hiểm ánh sáng xanh.

• Mức độ nguy hiểm ánh sáng xanh: Mức độ nguy hiểm ánh sáng xanh cuối cùng được xác định dựa trên mức độ tiếp xúc với bức xạ có trọng lượng ánh sáng xanh. Bằng cách tích hợp phơi nhiễm bức xạ quang phổ với chức năng đo trọng số nguy hiểm ánh sáng xanh, có thể đánh giá mức độ nguy hiểm ánh sáng xanh của sản phẩm LED.

Trong quá trình đo nguồn sáng, các quy định chung được đưa ra dựa trên loại nguồn sáng và yêu cầu đo:

Đối với nguồn sáng thông thường:

• Khoảng cách đo: Phép đo phải được tiến hành ở khoảng cách tạo ra độ sáng 500 lx.

• Khoảng cách tối thiểu: Kiểm soát trong phạm vi 200 mm.

Các loại nguồn sáng khác: Khoảng cách đo: Thường được kiểm soát trong phạm vi 200 mm.

Bức xạ trọng lượng ánh sáng xanh (Es): Được sử dụng để mô tả tác hại tiềm ẩn của bức xạ ánh sáng xanh đối với võng mạc, phản ánh tác động của ánh sáng xanh đối với sức khỏe của mắt.

Tổn thương từ bức xạ ánh sáng xanh tới mắt chủ yếu ảnh hưởng đến cấu trúc của mắt, đặc biệt ảnh hưởng đến các bệnh như đục thủy tinh thể và thoái hóa điểm vàng. Thấu kính của con người không có hiệu quả trong việc ngăn chặn bức xạ ánh sáng xanh, cho phép nó xuyên trực tiếp vào võng mạc. Các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc rất nhạy cảm với bức xạ ánh sáng xanh, dẫn đến sự co rút của tế bào và khả năng bị chết tế bào khi bị kích thích bởi bức xạ.

Sự co rút tế bào và apoptosis này có thể gây suy giảm thị lực, với những trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến thoái hóa điểm vàng không thể phục hồi và cuối cùng là mù lòa. Vì vậy, việc giảm tiếp xúc kéo dài với bức xạ ánh sáng xanh là rất quan trọng, đặc biệt là khi sử dụng các nguồn sáng có bức xạ ánh sáng xanh cao như đèn LED, để bảo vệ võng mạc và cấu trúc mắt khỏi bị hư hại.

Máy kiểm tra độ an toàn quang sinh học là thiết bị dùng để đánh giá độ an toàn quang sinh học của đèn và hệ thống chiếu sáng trên cơ thể con người (chủ yếu là mắt và da). Theo hướng dẫn của IEC TR62471-2 (2009) về an toàn bức xạ quang không laze, các thiết bị thử nghiệm này nhằm mục đích giải quyết tác hại tiềm ẩn do nguồn sáng gây ra, đặc biệt tập trung vào các nguồn sáng không laze (ví dụ: các sản phẩm LED, bức xạ tia cực tím trong chiếu sáng chung). các sản phẩm).

Thiết bị kiểm tra nguy cơ ánh sáng xanh võng mạc do Thượng Hải phát triển Lisun là thiết bị đánh giá an toàn quang sinh học di động dựa trên hệ thống kiểm tra an toàn quang sinh học trong phòng thí nghiệm, mang lại những ưu điểm sau:

• Tính di động: Thiết bị nhỏ gọn và nhẹ nên dễ dàng mang theo và di chuyển để thử nghiệm ở nhiều địa điểm khác nhau.

• Thân thiện với người dùng: Nó có giao diện hoạt động đơn giản và trực quan, tạo điều kiện cho người dùng dễ dàng kiểm tra và đánh giá.

• Phạm vi ứng dụng rộng rãi: Máy thử được thiết kế để đáp ứng yêu cầu của hầu hết các ứng dụng nguồn sáng hiện nay, cung cấp những đánh giá toàn diện về độ an toàn sinh học của nguồn sáng cho mắt và da.

EN62471-P_Máy kiểm tra nguy cơ ánh sáng xanh võng mạc di động

Các tính năng chính của Máy kiểm tra nguy cơ ánh sáng xanh võng mạc bởi Thượng Hải LISUN bao gồm:

• Thiết kế quang học mô phỏng mắt người: Sử dụng mô phỏng đường kính đồng tử 7mm, sử dụng thử nghiệm đường dẫn kép để đảm bảo kết quả đo chính xác về phân bố phơi nhiễm bức xạ và phơi nhiễm bức xạ quang phổ.
• Đo phổ phạm vi bước sóng rộng: Cung cấp phạm vi đo phổ rộng từ 300nm đến 1050nm, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đối với phép đo nguy hiểm ánh sáng xanh võng mạc (300nm-700nm) và bao phủ một phần các phép đo dải nguy hiểm nhiệt võng mạc (380nm-1400nm).
• Đo phổ cực rộng và cực nhanh: Giao tiếp USB tốc độ cao, thời gian tích hợp tối thiểu 11.4us, có khả năng đo trên 1000k cd/m^2.
• Màn trập đèn điện tích hợp: Tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động về 0 để cải thiện độ chính xác của phép đo.
• Điều chỉnh khoảng cách đo có thể lập trình: Tăng cường sự thuận tiện cho hoạt động đo.

Các chức năng chính của Máy kiểm tra nguy hiểm ánh sáng xanh võng mạc của Thượng Hải LISUN bao gồm các phép đo dựa trên IEC/EN62471:2008 và IEC62471-7:2023 (thay thế IEC62778), đánh giá các thông số như phơi nhiễm bức xạ hiệu quả nguy hiểm ánh sáng xanh võng mạc, mức độ nguy hiểm ánh sáng xanh, hệ số nguy hiểm ánh sáng xanh võng mạc KB, V, đường cong phân bố phơi nhiễm bức xạ quang phổ, tỷ lệ phơi nhiễm bức xạ trọng lượng ánh sáng xanh BR, phơi nhiễm bức xạ hiệu quả nguy hiểm nhiệt võng mạc, góc nguồn rõ ràng, đánh giá mức độ an toàn của nguồn sáng và có khả năng xử lý phân tích quang phổ.