Сборники статей


 Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст
УДК:617.7-001.15

Профилактика глазных заболеваний у детей и подростков в учебных помещениях со светодиодными источниками света первого поколения


1 «Новые энергетические технологии», «Технопарк Сколково»
2ВНИИ железнодорожной гигиены Роспотребнадзора
3Санкт-Петербургский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехнологии
4Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова
5Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук
6ЛДЦ «Водоканал»
7Питерком-Сети / МС

     Предлагаемый аналитический обзор посвящён мало обсуждаемому в офтальмологической печати влиянию окружающей зрительной среды на возможный рост глазных заболеваний у детей и подростков. Офтальмологи и оптометристы, углублённо и, во-многом, успешно занимаясь коррекцией зрительных аномалий у детей и подростков, практически часто упускают из виду, что, например, компьютерный зрительный синдром и другие глазные заболевания могут быть тесно связаны ещё и с воздействием современных энергосберегающих искусственных источников света. Влияние некоторых типов таких источником может создавать серьёз-ный негативный фон для развития ряда зрительных аномалий, включая и приобретенную миопию.

    Следует заметить, что практически большая часть современной офтальмологии является частью прикладной физики, и с освоением этих новых знаний офтальмологи во всём мире успешно справля-ются. Несмотря на то, что рассматриваемая проблема также находится на стыке знаний разных наук, но ею необходимо активно заниматься офтальмологам для профилактики глазных заболеваний совместно со специалистами из смежных областей.

    Формирование и сохранение нормального зрения у детей и подростков, а также эффективная про-филактика глазных заболеваний, без сомнения, явля-ется важнейшей национальной задачей. Однако, несмотря на очевидные успехи в разработке новых технологий лечения, пока отсутствует регламент зрительной работы [1, 22-20, 27-28], а приобретенная миопия занимает уже первое место среди глазных заболеваний у детей и подростков не только в РФ, но и в мире. И тут огромную роль должны играть профилактика и гигиена зрительного труда, в частности, ведущая роль должна принадлежать обеспечению высококачественного освещения рабочего места в школе и в ВУЗе для снижения зрительных нагрузок.

    Ещё в 1887 г. Эрисман Ф.Ф. отмечал: «…неминуемой точкой отправления при всех гигиенических исследованиях является стремление найти те законы, которые управляют здоровьем человека, и исследовать как при помощи эксперимента, так и путем статистических наблюдений все те общественные и частные явления, понимание которых непосредственно может содействовать открытию этих законов, так что все явления окружающей среды интересуют гигиенистов лишь настолько, насколько они могут отражаться на здоровье человека» [цит. по: 23]. Великий Пирогов Н.И. говорил: «Я верю в гигиену. Вот где заключается истинный прогресс нашей науки. Будущее принадлежит медицине предупредительной» [25]. Полностью разде-ляя эти взгляды, рассмотрим проблему обеспече-ния здорового зрения в современном аспекте с привлечением полученных новых знаний из смежных областей.

    Сразу отметим, что будущее, без сомнения, принадлежит светодиодным источникам света, но со спектральным составом белого света, который будет в полной мере благоприятен для человеческого глаза, т.е. практически видеобезопасных с офтамологической точки зрения. К безусловным плюсам усовер-шенствованных светодиодных источников послед-него поколения следует отнести то, что они факти-чески не имеют жёсткой ультрафиолетовой состав-ляющей в своём спектре и благодаря стабилизаторам напряжения практически не меняют свои световые характеристики даже при напряжении ±40% от номинала. Кроме того, их собственная частота мерцаний, как правило, выше диапазона частот от 100 до 300 гц, что благоприятно для психики человека. Однако пока применяются и светодиоды с возбуждением люминафора УФ-светом.

    Наличие у компактных люминесцентных ламп синюшного белого света и частоты мерцаний в диапазоне частот от 100 до 300 Гц, как показывают неко-торые исследования, может наносить вред не только психике подростка, но также снижают работоспособность, повышают утомляемость [32].

    Также многие уже сталкивались с «необычным» перераспределением тонов в цветовой гамме в помещениях с холодным искусственном светом, когда «бледная» цветовая гамма, например, лица человека может быть воспринята крайне негативно. Эффект «сине-бледного лица» можно наблюдать у людей, которые работают с современными мобильными устройствами отображения информации. И этот дополнительный психологический фактор воздействия на психику человека также должен учитывать-ся и, конечно, серьёзно изучаться для создания ком-фортной зрительной среды.

    Кроме того, сегодня уже известно о вредном катарактагенном влиянии коротковолнового излучения на белки хрусталика и скорость развития ката-ракты. В Индии зрительная среда с постоянным ярким солнцем вызывает существенный рост числа больных катарактой.

    Ряд зарубежных исследований показал, что даже усовершенствованные светодиодные источники света первого поколения могут нанести заметный вред здоровью человека и животных, воздействуя на сетчатку глаза. Вред наносит коротковолновый синий и фиолетовый свет, который в спектре таких ламп имеет в ряде случаев повышенную до 30% интенсивность по сравнению с обычными лампами накаливания.

    Это коротковолновое излучение наносит сетчатке глаза травмы трех типов: фотомеханические (ударная энергия волны световой энергии), фототермические (при облучении происходит нагревание ткани клетчатки) и фотохимические (фотоны синего и фиолетового света могут вызывать химические изменения в структурах сетчатки). Зеленый и белый свет имеет гораздо меньшую фототоксичность, а при воздействии на сетчатку красным светом каких-либо негативных изменений не было обнаружено. Результаты исследования говорят о том, что смотреть на яркую светодиодную лампу первого поколения не рекомендуется [34].

    Коллективом ученых из Израиля, США и Италии было исследовано влияние различных искусственных источников света на выработку важного гормо-на – мелатонина, который вырабатывается у челове-ка и высших животных в эпифизе. Этот гормон отве-чает за старение, периодичность сна, кровяное дав-ление, участвует в работе клеток головного мозга. Мелатонин является мощным антиоксидантом, он замедляет процесс старения, активизирует иммунную систему и регулирует суточные ритмы. В этих исследованиях за образец сравнения был принят свет натриевых ламп высокого давления, имеющих теплый желтый цвет. Было выяснено, что галогенные лампы, имеющие более высокую цветовую температуру (и, конечно, более высокую интенсивность сине-го света в спектре лампы), подавляет секрецию мела-тонина в три раза. При исследованиях было замече-но, что угнетение секреции мелатонина происходит в 5 раз сильнее при одинаковой мощности натриевых и светодиодных ламп [35].

    Все эти негативные факты говорят о том, что сегодня офтальмологам и оптометристам совместно со специалистами из смежных областей знаний следует проводить углублённые исследования по видео-безопасности современных светодиодных источни-ков белого света.

    Учитывая недостаточную изученность вопросов влияния светодиодного света на здоровье людей разных возрастных групп и оценки отдаленных рисков такого влияния Министерство здравоохранения Беларуси своим Постановлением от 29 декабря 2014 г. № 115 внесло изменения в регламент «Санитарные нормы и правила». В частности, в пункт 25 раздела «Требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению помещений жилых и общественных зданий» были внесены такие изменения: «Применение светодиодных источников света не допускается для искусственного освещения помещений учреждений образования, в которых органи-зован образовательный и воспитательный процесс, а также помещений функционального назначения организаций здравоохранения».

    Несмотря на недостаточную изученность вопросов влияния светодиодного света на здоровье людей разных возрастных групп и оценки отдаленных рисков такого влияния, диаметрально противоположные тенденции происходят сегодня в нашей стра-не: готовится государственная программа по широ-кому внедрению современных светодиодных источ-ников света во все области деятельности человека, включая школы и ВУЗы. Однако, к сожалению, офтальмологи в подготовке этой программы пока не участвуют.

    Состояние вопроса. Спектр чувствительности сетчатки, цветовая температура и спектр излучения серийных светодиодных ламп

    На рис. 1 представлена шкала цветовой температуры в градусах Кельвина у природного зритель-ного пространства и у энергосберегающих и обычных ламп.

    Эта цветовая температура фактически определяет спектр излучения от любого источника света. Видно, что безоблачное небо имеет максимальную цветовую температуру и создаёт мощный спектр темно-синего излучения по сравнению с красно-оран-жевым излучением на закате. Поэтому чем выше цве-товая температура любого нагретого тела, тем более мощное синее излучение оно создаёт.

    У источников света, например, поток излучения оранжевых лучей с длиной волны 610 нм (нанометров) и мощностью в 1 Вт (ватт) создает световое ощущение такой же интенсивности, как поток зеленых лучей с длиной волны 555 нм и мощностью 0,5 Вт. Если же, например, необходимо обеспечить одинаковое зрительное ощущение для темно-красного света 760 нм и зелёного света 555 нм, то поток излучения для темно-красного света должен быть в разы мощнее.

    На использовании этой первой особенности зрительного восприятия и появились энергосберегающие лампы, которые за счёт ухода в синюю, т.е. более мощную часть спектра, обеспечивают, по сравнению с лампой накаливания жёлтого света, одина-ковый уровень освещённости при сниженной на 50-80% потребляемой электрической мощности. Но, как оказалось на практике, энергосберегающие лампы первого поколения со «сдвинутым в синюю область спектром» могут негативно влиять на структуры глаза и всего организма человека в целом. Погоня за энергосбережением в ущерб видеобезопасности требует незамедлительно начать ускорен-ную разработку национального регламента «Безопасность зрительной работы» в каждой стране с обязательным учётом географического расположения входящих в неё регионов с разной солнечной активностью в году.

     Рассмотрим те определяющие данные, которые накоплены на сегодня в мире.

    Вид кривой относительной спектральной чувствительности глаза в разное время суток определя-ется светочувствительностью палочек и колбочек сетчатки (рис. 2). При уменьшении освещенности кривая относительной спектральной чувствительности глаза сдвигается в синюю область, и в сумерках максимум спектральной чувствительности глаза приходится на синезелёную часть спектра с максимумом на 555 нм. Это явление называется эффектом Пуркинье. Но для этого и физиологический спектр светочувствительности палочек должен быть смещён в сине-зелёную область, и палочки действительно имеют повышенную светочувствительность в этой более интенсивной части спектра.

    В мире техники воздействие на глазной анализатор потока излучения жёлтого света с длиной волны 555 нм условно принимают за единицу. Действие на глаз излучений других длин волн в видимом участке спектра оценивают коэффициентом относительной спектральной чувствительности (КОСЧ) Кλ=Vλ/ V λ=555 нм , где Vλ – абсолютная спек-тральная чувствительность излучения с длиной волны λ, а V λ=555 нм – абсолютная спектральная чувствительность для длины волны λ=555 нм.

    Если ввести этот важный сравнительный коэффициент в офтальмологическую и гигиеническую прак-тику, то получим новый физиологический зрительный критерий, который позволит оценивать численно видеобезопасность каждого искусственного источника света по отношению к спектру чувствительности сетчатки человека на фоне конкретного солнечного спектра в данном географическом регионе. После проведения необходимых исследований предельные зна-чения и разброс уровня КОСЧ должны быть вписаны в систему сертификации для любой лампы.

    Поскольку в сетчатке глаза около 130 миллионов палочек и только 7 миллионов колбочек (соотношение ≈20:1), то, согласно гипотезам Кошица И.Н., вполне возможно, что передаточная функция системы управле-ния механизмом аккомодации у человека, по-видимо-му, наиболее эффективно работает на основе возбуж-дения палочек, т.е. от сине-зелёного света.

    Причём, палочки, расположенные по окружности на ближайшем расстоянии от периферии фовеа, имеют максимальную плотность, и примерно каждые 100 палочек передают свой индивидуальный электрический сигнал возбуждения суммарно только на один аксон. А каждая колбочка при этом передаёт свой сигнал только на один связанный с ней аксон. Налицо мощная и высокочувствительная система обнаружения опасности у человека, приспособленная к работе и при сумеречном освещении. Ведь даже свет костра мы можем различить ночью на расстоянии десятков километров.

    Как известно, восприятие света палочками обусловлено химическими реакциями под действием света на родопсин. Колбочки реагируют на свет за счет реакции йодопсина. Кроме родопсина и йодопсина глазное дно обладает еще и пигментом черного цвета, роль которого состоит в предохранении светочувствительного аппарата от чересчур сильных световых раздражений. При воздействии, например, яркого солнечного света начинается перемещение зёрен навстречу падающему свету. Они про-никают в слои сетчатки и, поглощая значительную часть световой энергии, заслоняют тем самым, в первую очередь, палочки и колбочки от сильного свето-вого излучения.

    По гипотезе Кошица И.Н., вполне возможно, что суммарный световой поток (при перемещении зёрен «затемнения» навстречу интенсивному падающему свету) пропорционально падает у каждого из лучей спектра приходящего белого света, глаз начинает работать в условиях более низкой освещённости, что приводит к ответному расширению зрачка. Система управления зрачком должна при этом изменить начальную среднюю предустановку его диаметра, что приведёт к уменьшению функционального диапазона работы зрачка по сравнению с нормой, и может затруднять зрительную работу.

    Поэтому любой пик интенсивности приходящего в глаз синего света, на который в части регуляции аккомодации гипотетически настроен глаз, должен приводить к расширению зрачка, увеличению аббераций, снижению глубины резкости и контрастной чувствительности, дополнительному сокращению ресничной мышцы для формирования качественного зрения, ответному снижению интенсивности уве-осклерального пути оттока водянистой влаги и, как следствие, к ухудшению питания сетчатки и задней части склеры.

    Вышеуказанные гипотезы также предполагают, что, поскольку в сетчатке число настроенных на синий свет палочек неизмеримо больше числа колбочек, то именно уровень сигнала возбуждения от синего света является эталоном сравнения в сетчатке для уровней сигнала от других цветовых лучей спектра. Это означает, что если в спектре искусственного источника света имеется перераспределение в сторону значительного увеличения синей составляю-щей, то это может привести к ответным изменениям в функционировании механизма аккомодации, включая один из них – регуляцию диаметра зрачка. Эти гипотезы, конечно, нуждаются в серьёзных клинических исследованиях, но пока позволяют объяс-нить полученные разными исследователями практи-ческие результаты.

    На рисунке 3 представлено сравнение спектров солнечного света со спектрами светодиодных ламп первого поколения и обычной лампы накаливания. Обычная лампа накаливания излучает желтый цвет, который схож с солнечным светом на закате, другие виды ламп продуцируют болеее холодный белый свет. Светодиодные лампы содержат высокий уровень синего цвета в спектре, который при включении в вечерние часы препятствует выработке мелатонина, гормона, отвечающего за противоопухолевую работу клеток и нормализацию ритмов сна и бодрствова-ния [34]. Их нежелательно использовать вечером и в спальнях. Так как наш глаз ориентирован на восприятие красно-желтого цвета, то синий повышает напряжение глаз и может снизить остроту зрения.

    Из рисунке 3 хорошо видно (чёрная вертикальная стрелка), что синяя составляющяя в спектре све-тодиодной лампы средней световой температуры ТК=4000 К (градусы Кельвина) увеличена в 8-10 раз. Цветовая температура зависит от спектра лампы и, соответственно, у ламп с цветовой температурой 4000 К и выше в спектре преобладает синий цвет с высокой энергией фотонов, а у ламп желтоватого свечения с температурой 2700-3000 К в спектре преобладает красный цвет с низкой энергией фотонов. Механизмы регуляции зрачка гипотетически могут быть различны.

    По мнению Кошица И.Н., поскольку палочки у сетчатки являются датчиками сумеречного зрения, то они наиболее чувствительны к синему цвету, поэтому уровень их возбуждения при воздействии света от светодиодной лампы слева на рис. 3с цветовой температурой 4000 К и выше будет существенно больше, чем у лампы справа с цветовой температурой 3000 К. Это состояние может восприниматься нейронами головного мозга как более яркое освещение (больше энергии стало приходить к полям палочек наиболее высокой концентрации, расположенных на ближайшем расстоянии от периферии окружности фовеа), и тогда на фоне одинаковой светоотдачи относительная ширина зрачка при повышении цветовой температуры светодиодной лампы должна увеличиваться из-за ответного выброса зёрен чёрного пигмента сетчатки. Тогда все светодиодные лампы должны частично расширять зрачок.

    Этому явлению можно дать и такое физиологическое объяснение. Речь идёт о безусловно приори-тетном порядке включения механизма аккомодации в глазу по сравнению с другими системами управления [19-28]. Ведь преобладание синей полосы в спек-тре солнца может говорить о наступлении сумерек с пониженной общей освещённостью, а для того, чтобы надёжно различать предметы в вечернее и ночное время, необходимо эту суммарную освещённость повысить, т.е. расширить зрачок для попадания на сетчатку энергии от всех составляющих спектра света. И если это так, то при проведении подобных экспериментов должен быть получен следующий результат: при повышении цветовой температуры светодиодной лампы средний диаметр зрачка также должен увеличиваться, как и при возникновении сумеречной миопии. Однако и эти гипотезы Кошица И.Н. требуют для своего подтверждения углублённых клинических исследований.

    Активное решение в масштабах страны задачи эффективного энергосбережения с использованием новых инновационных светодиодных источников света требует проведения необходимого комплекса мероприятий по видеобезопасности до их практического внедрения в детские сады, школы, ВУЗы и медицинские учреждения. Мы ни в коей мере не хотим сказать, что новые способы освещения недостойны внимания, но безусловно их видеобезопас-ность должна быть подтверждена достоверными исследованиями специалистов из разных областей знаний, включая офтальмологов. И пока мы можем лишь констатировать, что такие комплексные исследования в РФ с участием гигиенистов, офтальмологов и физиологов нам не известны.

    Светобиологическая безопасность. Теория

     Теперь рассмотрим кратко историю и современное состояние вопроса о светобиологической безо-пасности, важность которого хорошо понимают, в первую очередь, офтальмологи-лазерщики.

    В основе оценки светобиологической безопасности лежит теория рисков и методология количе-ственной оценки предельных норм воздействия опасного синего света на сетчатку. Предельные значения этих показателей рассчитываются по ГОСТ Р МЭК 62471-2013 для диаметра зрачка 3,0 мм (площадь 7 мм² ), хотя клинические наблюдения говорят о диапазоне изменения диаметра зрачка 1,5-8,0 мм. Эти минимально возможные значения диаметра зрачка 3,0 мм были выбраны разработчиками стандарта международной энергетической комиссии – МЭК 62471:2006, исходя из значения взвешенной спектральной функции опасности от синего света, максимум которой приходится на диапазон излучения 435-440 нм (нанометров). Если принять больший диаметр зрачка, то многие современные источники света уже перейдут в разряд опасных.

    Поэтому стандартизация диаметра зрачка с постоянным значением 3,0 мм в стандарте МЭК 62471:2006 была явно выбрана не случайно. Это позволило вывести на рынок продаж первые образцы све-тодиодных ламп со спектром, значительно отличаю-щимся от спектра солнечного света, к которому при-способлена чувствительность сетчатки. Принятый в стандарте МЭК эталонный диаметр зрачка 3,0 мм присутствует и в отечественном регламенте.

    Ограниченность такого подхода для сравнения различных источников света требует пояснения. В случае изменений соотношения интенсивности лучей какого-либо цвета в спектре этих ламп в ответ, как уже говорилось выше, могут заметно изменяться передаточные функции в системе управления диаметром зрачка из-за несоответствия спектра такого источника света спектру чувствительности сетчатки, «настроенной» на солнечный свет.

    Говоря «простыми словами», средний диаметр зрачка при использовании разных источников света будет разный и, вероятно, будет сравнительно отличаться от диаметра зрачка при естественном освещении! И этот диаметр не всегда точно будет 3,0 мм, а может быть и существенно больше. Совершенно очевидно, что больший диаметр зрачка значительно изменяет площадь засветки сетчатки опасным синим светом. Поэтому определять видеобезопасность любых источников света без учёта диаметра зрачка в принципе неправомерно. Сегодня стало ясно, что управляемость зрачка при освещении каждым цветом солнечного спектра должна быть подробно исследована офтальмологами и гигиенистами. Это позволит разработать важный физиологический критерий сравнения источников света разных конструкций и, при необходимости, включить этот параметр в сертификационные требования для светодиодных ламп.

    Относительно исполнительных физиологических механизмов управления диаметром зрачка пока нет общего мнения. Последние исследования указывают на разную чувствительность клеточных структур сетчатки на воздействие света разной цветовой окраски, что, возможно, связано с регуляцией диаметра зрачка. Практические результаты этих исследований мы рассмотрим ниже.

    Несмотря на то, что уже разработана классификация механизмов аккомодации у человека [27], однако пока не совсем ясно, каким образом в сетчатке формируется сигнал управления их работой.

    В декабре 2015 г. в докладе на офтальмологической конференции МОНИКИ (г. Орехово-Зуево) наш соавтор Кошиц И.Н. высказал гипотезу о том, что, по-видимому, управление «наведением глаза на резкость» с помощью сокращения ресничной мышцы и сфинктера зрачка выполняется за счёт физиологического сравнения интенсивности электрических сигналов, наведённых светом по кругам светорассеяния на сетчатке. То есть вполне возможно, что сравнивается суммарный электрический сигнал от соседних площадей сетчатки, засвеченных лучами разного цвета и, соответственно, имеющих разный уровень возбуждения.

    Для реализации такого исполнительного механизма в области фовеа имеется природный морфофизиологический механизм, когда около 100 палочек передают возбуждённый в каждой палочке электрический сигнал только на один аксон. А каждая составляющая солнечного спектра имеет разную энергетическую мощность: наименьший уровень электрического сигнала в светорецепторах сетчатки будет возбуждать красный свет, а наибольший – фиолетовый. Следовательно, уровень сигнала возбуждения в соседних областях (полосах, кругах и т.п.) сетчатки, освещённых разными приходящими лучами спектра, будет разный. Сравнивая интенсивность интегрального электрического сигнала в соседних полях сетчатки, можно построить высокочувствительную систему управления тонусом ресничной мышцы, сфинктером и дилататором зрачка. Вероятно, это и реализовано в глазу.

    И что самое главное, этот возможный физиологический механизм, по мнению Кошица И.Н., позволяет мозгу точно определять положение фокуса по отношению к сетчатке даже у дальтоников, поскольку соотношение суммарной мощности сигнала в соседних зонах возбуждения на сетчатке при разном нахождении фокуса будет разный. И различать цвета при этом не требуется. Такой механизм может эффективно работать и у представителей фауны в Мировом океане, где низкая освещённость. А ведь мы эволюционно вышли из океана…

    И если это так, то любые отличия от спектра солнечного света у любого искусственного источника будут приводить к изменениям в нормальной работе механизма аккомодации. Клиническое подтверждение этой гипотезы требует специальных офтальмологических исследований, но в ряде клиник уже имеются необходимые для этих исследований современные аккомодографы и другие высокотехнологичные средства диагностики. Эти исследования позволят оптимизировать требования по зрительной безопасности при разработке национального регламента зрительной работы.

     Для оценки светобиологической безопасности светодиодных светильников используется регламент – ГОСТ Р МЭК 62471-2013 «Лампы и ламповые системы. Светобиологическая безопасность». Этот регламент, юридически обязательный для выполнения на территории РФ, подготовлен Государственным унитарным предприятием Республики Мордовия «Научно-исследовательский институт источников света имени А.Н. Лодыгина» (ГУП Республики Мордовия НИИИС им. А.Н. Лодыгина») на основе собственного перевода на русский язык международного стандарта МЭК 62471:2006 «Светобиологическая безопасность ламп и ламповых систем». В пункте 4 разработанного регламента РФ сказано, что российский стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту МЭК. Однако наша страна огромна, освещённость в регионах разная, не говоря уже том, что значительная часть нашего населения проживает за Полярным кругом, где зимой месяцами не бывает солнца.

    Теория рисков негативного влияния света и методология расчетов была разработана основателем фотобиологической безопасности искусственных источников света доктором David H. Sliney (Дэвид Слайни) [37]. Он в течение многих лет был руководителем отдела Центра по укреплению здоровья и профилактической медицины армии США и возглавлял проекты по фотобиологической безопасности.

    Научные интересы David H. Sliney были сосредоточены на проблемах, связанных с УФ-воздействием на глаза, взаимодействий лазерного излучения и тканей, опасностей при применении лазеров в медицине. Мы рады отметить, что в нашей стране первопроходцем в этой сфере является наш соавтор заслуженный деятель науки РФ проф. Балашевич Л.И. [25].

    Доктор David H. Sliney на протяжении десятилетий состоял членом, консультантом или председателем многочисленных комиссий и учреждений (Американский национальный институт стандартов (ANSI), Международная организация по стандартизации (ISO), Международная электротехническая комиссия (IEC), Ассоциация государственных промышленных гигиенистов (ACGIH) и Международная комиссия по неионизирующей радиационной защите (ICNRP) ), которые разрабатывали стандарты безопасности для защиты от неионизирующих излучений, в частности от лазеров и других высокоинтенсивных источников оптического излучения.

    Этот «гуру фотобиологической безопасности» издал в соавторстве в 1980 г. первый в мире справочник «Безопасность с лазерами и другими оптическими источниками» [39], а в 2008-2009 гг. являлся президентом Американского общества фотобиологов. Разработанные David H. Sliney основополагающие принципы и методология современной фотобиологической безопасности искусственных источников света были автоматически перенесены и на светодиодные источники света. На этой методологии в мире воспитана большая плеяда последователей и учеников, которые в своих трудах пытаются через классификацию рисков обосновывать и продвигать на рынок светодиодное освещение. Ежегодное количество публикаций по светодиодной тематике исчисляется сотнями, число международных конференций – десятками, а средства, потраченные на внедрение светодиодного освещения, – миллиардами рублей.

    Такие работы поддерживают компании-гиганты Philips Lumileds, Osram, Cree, Nichia и другие производители светодиодов. В настоящее время в сферу интенсивных исследований и анализа возможностей (и ограничений) в области светодиодного освещения вовлечены:

    • государственные учреждения, такие как Минэнерго США, Минэнерго РФ;

    • общественные организации типа Illuminating Engineering Society of North America (IESNA), Alliance for Solid-State Illumination and Technologies (ASSIST), International Dark-Sky Assosiation (IDA) и Некоммерческое партнерство производителей светодиодов и систем России;

    • крупнейшие фирмы-производители Philips Lumileds, Osram, Cree, Nichia и российские производители ООО «Оптоган», ООО «Светлана Оптоэлектроника», а также ряд НИИ, университетов, лабораторий: Lighting Research Center at Rensselaer Polytechnic Institute (LRC RPI), National Institute of Standards and Technology (NIST), American National Standard Institute (ANSI), а также вышеупомянутый НИИИС им. А.Н. Лодыгина» и Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский светотехнический институт (ВНИСИ) им. С.И. Вавилова.

    Обращаем внимание на то, что в РФ офтальмологи, оптометристы и специалисты по зрительной эргономике и охране труда в вышеуказанных исследованиях практически не присутствуют. А вопросам физиологической безопасности освещения и особенностям его длительного воздействия на зрительную функцию, на наш взгляд, пока не уделяется должного внимания. Например, в развитых странах Юго-Восточной Азии количество миопов, по зарубежным данным, уже составляет 75-85% [1, 18, 27].

    В этих условиях оценка фотобиологической видеобезопасности является крайне актуальной для обеспечения способностей к нормальной жизнедеятельности и высокопроизводительному труду у целых поколений, а в конечном итоге – для снижения угроз их национальной безопасности. Ведь целые рода войск, высокотехнологичных производств, ряд инновационных предприятий и другие необходимые виды жизнедеятельности фактически не позволяют использовать людей с глазными заболеваниями.

    Цель нашего исследования – обратить внимание практикующих офтальмологов и оптометристов на то, что некоторые современные разработки в области светодиодного освещения нуждаются в серьёзных офтальмологических исследованиях для подтверждения необходимого уровня их видеобезопасности.

    Светобиологическая безопасность. Результаты опубликованных исследований.

     Руководитель лаборатории ГУН «Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН» академик РАН М.А. Островский и сотрудник этой лаборатории д.б.н. П.П. Зак в своих исследованиях раскрывают механизмы повреждения сетчатки глаза под воздействием солнечной радиации [40]. Было выяснено, что процесс повреждения сетчатки коротковолновым видимым излучением (синим светом) – это медленная фотохимическая цепная реакция, результаты которой постепенно накапливаются в течение всей жизни.

    Одним из действующих начал фотохимического повреждения, по их мнению, является липофусцин – фототоксичный пигмент старости, который из-за избирательного поглощения света в полосе 440-460 нм (при максимальном значении 450 нм) генерирует свободные радикалы, воздействующие на пигментный эпителий сетчатки. Токсичные гранулы липофусцина постоянно и необратимо накапливаются в клетках пигментного эпителия сетчатки и, возможно, способствуют её возрастным заболеваниям.

    Накопление липофусцина зависит от интегральной световой нагрузки на глаза, и уже к возрасту 10-20 лет количество липофусциновых гранул, ответственных за степень фотоповреждения, достигает половинного значения от накапливаемого в течение всей человеческой жизни. Результаты многочисленных биологических и медицинских исследований свидетельствуют о том, что именно фототоксичные эффекты сине-голубого света являются кумулятивными и приводят к медленному необратимому падению зрительных функций [40].

    Интегральная световая нагрузка на глаза складывается из световой нагрузки от солнечного света и света от искусственных источников света (энергосберегающих люминесцентных ламп, светодиодных ламп и подсветки экранов различных устройств отображения информации).

    Формирование глаза и его функциональных структур происходит при постоянном влиянии солнечного света. Цветовая температура и уровни освещенности меняются в широких пределах и формируют световую среду. От избыточной дозы опасной синей составляющей части солнечного спектра человек научился защищаться, применяя различные гигиенические меры по защите глаза от повреждения сетчатки. Однако при недостатке освещенности применяются искусственные источники света, которые зачастую требуют обязательного применения специальных мер защиты от синей составляющей спектра. Но для разработки таких средств защиты сначала необходимо выбрать или разработать объективные критерии сравнения опасности для глаз источников света.

    По нашим представлениям о гигиене зрения и по закону сохранения спектрального состава источника света эта оценка возможна на основе предложенных нами критериев эквивалентности и адекватности по отношению к комфортному (естественному) составу спектра солнечного света, под который и сформировано наше зрение в норме. Критерий эквивалентности представляет собой суммарную оценку величины избыточной дозы энергии соответствующих длин волн по отношению к солнечному спектру света одинаковой цветовой температуры и уровня освещенности. Критерий адекватности представляет собой оценку спектра света по эффективности управления диаметром зрачка [2, 3].

    Полезной для целей гигиены зрительного труда является зарубежный отчет «Оптическая безопасность светодиодного освещения» [30], который был составлен с учетом требований вышеуказанного стандарта МЭК 62471:2006. В этой работе было сделано сравнение спектров солнечного света со спектрами искусственных источников света: лампой накаливания, люминесцентными и светодиодными лампами при уровне освещенности 500 люкс. Применяя современный гигиенический подход, рассмотрим результаты этой сравнительной оценки спектров с целью определения избыточной дозы синего света в спектре энергосберегающих источников света. Избыточную дозу синего света определим по отношению к спектру солнечного света и спектру лампы накаливания.

    На рисунке 4 представлен спектр светодиода, изготовленного из полупроводникового кристалла, излучающего синий свет и покрытого желтым люминофором для получения «на выходе» белого света. На этом рисунке также указаны реперные точки, на которые должен обращать внимание гигиенист при анализе спектра света от любого источника.

    С позиций гигиениста при анализе спектра светового воздействия на орган зрения необходимо обращать внимание на следующие биорезонансные частоты:

    • 460 нм – это одна из ведущих частот управления гормональной системой человека;

    • 480 нм – это одна из резонансных частот управления сфинктером зрачка.

    При этом необходимо отметить (рис. 4), что наличие спадающего участка (провала при 480 нм) в энергетическом спектре в диапазоне 460 и 480 нм является характерным не только для светодиодов белого света первого поколения, но и для люминесцентных ламп различных типов. Такого спадающего участка, например, нет в спектральных характеристиках ламп накаливания, галогенных ламп и солнечного спектра, не имеющего избыточную дозу синего света, от которой нужно применять известные способы защиты (очки, полы шляп и т.п.).

     Для отражения особенностей пересечения энергоспектральных характеристик указанных источников света в области эффективной работы меланопсина ганглиозных клеток в диапазоне 460-480 нм в работе [4] было введено понятие – эффект «мелланопсинового креста». Этот эффект определяется из сравнения спектров ламп накаливания и светодиодной лампы с цветовой температурой 3000 К (рис. 5).

    Как видно из рис. 5, избыточная доля синего света в спектре светодиода на 55% (почти в 2 раза!) превышает долю синего света в спектре лампы накаливания. Но сетчатка человеческого глаза эволюционно приспособлена не к скачку уровня интенсивности синего света в светодиодных лампах, а к сравнительно низкому равномерному уровню излучения синего света по сравнению с другими цветами солнечного спектра (рис. 2). Поэтому избыточная доза синего света, да ещё при увеличенной площади засветки сетчатки, может ускорить в ней нежелательные процессы от воздействия квазибелого света светодиодных ламп.

    Теперь рассмотрим спектр солнечного света, представленный на рис. 6, с учетом вышеуказанных реперных точек (рис. 4)и эффекта «меланопсинового креста» (рис. 5). Из рисунка 6 видно, что в интервале цветовой температуры от 5 500 до 20 000 К у солнечного света соблюдаются условия «меланопсинового креста». Для соблюдения этих условий необходимо, чтобы в энергетическом спектре солнечного света амплитуда синих лучей с длиной волны 480 нм была бы меньше, чем у тёмно-синих лучей с длиной волны 460 и 450 нм. В этом интервале цветовой температуры необходимо применять гигиенические меры по защите от избыточной дозы синего света.

    При цветовой температуре Тк<5500 К в энергетическом спектре солнечного света условия «меланопсинового креста» уже отсутствуют, поскольку амплитуда синих лучей с длиной волны 480 нм уже выше, чем у тёмно-синих лучей с длиной волны 460 и 450 нм. В этом диапазоне цветовой температуры гигиенические меры по видеобезопасности можно не применять.

    Однако заметим, что видеобезопасность уровня цветовой температуры Тк=5500 К необходимо уточнить специальными исследованиями, исходя из условий зрительной комфортности по правилу Крюитхофа [22]. С помощью эмпирических наблюдений Крюитхоф составил график комфортного состояния при различных уровнях освещения и цветовой температуры в определенной окружающей обстановке. Он показал, что можно чувствовать себя комфортно в определенной обстановке даже при низких уровнях освещения, если цветовая температура также является низкой.

    С гигиенической точки зрения приемлемой цветовой температурой для солнечного света является Тк = 3000 К – 4000 К, которая по правилу Крюитхофа обеспечивает комфортное освещение в диапазоне 200-2000 люкс. Этот уровень освещенности достаточен для выполнения любых видов зрительной работы. Из правила Крюитхофа следует, что при одинаковой цветовой температуре и уровне освещенности можно сравнивать между собой различные источники белого света по критерию зрительной комфортности. Это ещё один важный физиологический критерий, который необходимо учитывать в системе сертификации светодиодных ламп.

    Такие сравнения следует проводить относительно спектра солнечного света с цветовой температурой Тк≥4000 К, ниже которой можно не применять гигиенические методы защиты от избыточной дозы синего света в солнечном спектре света. При этом отметим, что доля составляющей тёмно-синего света с длиной волны 460 нм в спектре солнечного света с цветовой температурой Тк=6500 К будет на 40% больше, чем у солнечного света с цветовой температурой Тк=4000±200 К.

    Оценку уровня избыточной доли синего света в спектре светодиодного света проведем по критерию эквивалентности. На первом этапе оценки сравним спектр солнечного света с цветовой температурой Тк = 6500 К со спектрами белого света следующих ламп: лампы накаливания с цветовой температурой Тк=2700 К и светодиодной лампы с цветовой температурой Тк=4200 К при одинаковом уровне освещенности 500 люкс.(рис. 7).

    Из рисунка 7видно следующее:

    • светодиодная лампа с цветовой температурой Тк = 4200 К имеет в своём спектре пик интенсивности синего света (460 нм – управление гормональной системой) значительно больше, чем у слепящего солнечного света с максимальной цветовой температурой Тк=6500 К;

    • в спектре света светодиодной лампы с Тк=4200 К «провал» интенсивности на длине волны излучения 480 нм в 10 раз (!) больше, чем в спектре солнечного света с Тк=6500 К;

    • в спектре света светодиодной лампы Тк=4200 К провал на 480 нм в 5-8 раз больше, чем в спектре света обычной лампы накаливания с цветовой температурой Тк=2700 К.

    Схема защиты сетчатки глаза человека и животных в норме сформировалась в условиях солнечного света. При интенсивном солнечном спектре происходит адекватное сокращение диаметра зрачка, что позволяет уменьшить интенсивность света, попадающего на сетчатку, и обеспечить сохранность её структур. Диаметр зрачка у взрослого человека изменяется от 1,5 до 8,0 мм, что обеспечивает изменение суммарной интенсивности падающего на сетчатку света примерно в 30 раз.

    Однако по ГОСТ Р МЭК 62471-2013 «Лампы и ламповые системы. Светобиологическая безопасность» при светодиодном освещении принят фиксированный и постоянный диаметр зрачка глаза 3,0 мм (площадь 7 мм² ). То есть полный физиоло-гический диапазон регуляции диаметра зрачка в этом ГОСТе не учитывается, что позволило применять светодиодные лампы первого поколения при отсутствии расширенных клинических исследований по влиянию их интенсивного излучения в синей части спектра на структуры сетчатки. Ведь при диаметре зрачка не 3,0 мм, а 8,0 мм площадь облучаемой поверхности сетчатки увеличивается в 7 раз на фоне увеличенной в 30 раз интенсивности излучения.

    Из данных, приведенных на рис. 6 и 7видно, что доза синего света 460 нм в спектре солнечного света для цветовой температуры 4000 К намного меньше, чем доля синего света 460 нм в спектре солнечного света при цветовой температуре 6500 К. Из этого следует, что доза синего света 460 нм в спектре светодиодного освещения с цветовой температурой 4200 К будет значительно (на 40%) превышать дозу синего света 460 нм в спектре солнечного света с цветовой температурой 4000 К при одинаковом уровне освещенности.

    Вывод: при светодиодном освещении лампами первого поколения имеется значительная избыточная доза синего света относительно спектра солнечного света той же цветовой температуры и при одинаковом уровне освещенности.

    В отечественных исследованиях [13-17] было показано, что именно суммарная избыточная доза синего света приводит к ускорению деградационных процессов, которые увеличивают риски раннего ухудшения зрения по сравнению с солнечным светом при прочих равных условиях в виде заданного уровня освещенности, цветовой температуры и эффективной работы желтого пятна сетчатки. Защита клеток сетчатки от синего света осуществляется пигментом желтого пятна (с максимумом поглощения синей части спектра 460 нм), формирование которого имеет свою эволюционную историю.

    У новорожденных область желтого пятна светло-желтого цвета с нечеткими контурами. С трехмесячного возраста появляется макулярный рефлекс и уменьшается интенсивность желтого цвета. К одному году определяется фовеолярный рефлекс, центр становится более темным. К 3-5-летнему возрасту желтоватый тон макулярной области почти сливается с розовым или красным тоном центральной зоны сетчатки. Область желтого пятна у детей 7-10 лет и старше, как и у взрослых, определяется по бессосудистой центральной зоне сетчатки и световым рефлексам.

    Долгое время химический состав пигмента, окрашивающего эту зону сетчатки, был неизвестен. В настоящее время выделены два пигмента – лютеин и изомер лютеина зеаксантин, которые называют пигментом желтого пятна или макулярным пигментом. Уровень лютеина выше в местах большей концентрации палочек, уровень зеаксантина – в местах большей концентрации колбочек. Лютеин и зеаксантин относятся к семейству каротиноидов – группе натуральных пигментов растительного происхождения.

    Считается, что лютеин выполняет две важные функции: во-первых, он поглощает вредный для глаз синий свет; во-вторых, является антиоксидантом, блокирует и удаляет образующиеся под действием света активные формы кислорода. Концентрация лютеина и зеаксантина в макуле неравномерно распределена по площади (в центре – максимум, а по краям – в разы меньше) и снижается с возрастом. Это означает, что и физиологические возможности защиты от синего света (460 нм) уменьшаются с возрастом. Эти пигменты в организме не синтезируются, их можно получить только с пищей. Значит, общая эффективность защиты от синего света в центре желтого пятна напрямую зависит и от качественного питания.

    Общая схема сравнения проекций светового пятна галогенной лампы (она по спектру близка к солнечному спектру) и светодиодной лампы (LED) приведена на рис. 8.

    Видно, что при светодиодном свете площадь засветки значительно больше, чем от галогенной лампы (ГЛ). По разнице выделенных площадей засветки можно рассчитать дополнительную дозу синего света в условиях светодиодного освещения и с учетом неравномерности распределения пигментов, поглощающих синий свет 460 нм, по объему и площади. Данная качественная оценки избыточной доли синего света в спектре белых светодиодов может стать методической основой для количественных оценок в будущем. Из этого ясно, что необходимо техническое решение по заполнению «провала» в области 480 нм до уровня ликвидации эффекта «меланопсинового креста». Такое решение было защищено Дейнего В.Н. с соавт. в 2011 г. патентом РФ № 2502917 от 30.12.2011 г. «Светодиодный источник белого света с комбинируемым удаленным фотолюминесцентным конвектором» [8].

    Физиологическое увеличение диаметра зрачка при освещении светодиодом создает условия для получения дополнительной избыточной дозы синего света.

    Исследования ФГБУН «Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН» [9, 10, 29] показали, что избыточная доза синего света (мощностью 2×10-3 Вт/см² ) негативно воздействует на клеточные структуры сетчатки. В ходе проведенных исследований было установлено, что под воздействием света от синих светодиодов происходят:

    • изменения в сосудистой оболочке глаза;

    • фотоиндуцированные изменения субклеточных структур ретинального пигментного эпителия.

    Так же показано, что умеренное повседневное синее светодиодное освещение молодых животных оказывает 1,5-кратную перегрузку клеточного метаболизма сетчатки, приводящее к ее ускоренному старению и снижению функциональной активности структур гематоретинального барьера.

    Американские эпидемиологические исследования показывают, что ежедневное дополнительное воздействие синего света на глаза, начиная с подросткового возраста, к тридцати годам вызывает начало дегенерации сетчатки (AMD), т.е. на 10 лет раньше, чем она возникает от воздействия естественного света [2]. Такие нежелательные эффекты справедливы и для люминесцентных ламп(рис. 9).

     При этом отмечается повышенная доля света с длиной волны 435 нм [30]. Повышенная доза синего света в спектре светодиодного освещения может негативно влиять на функционирование зрительного анализатора и увеличивать риски возникновения глазных болезней в трудоспособном возрасте. В школах США были проведены сравнительные измерения диаметра зрачка у школьников при использовании люминесцентных ламп с низким значением цветовой температуры Тк=3600 К и люминесцентных ламп с высокой цветовой температурой Тк = 5500 К при одинаковом уровне освещенности. Отметим, что повышение уровня цветовой температуры в классах от минимального к максимальному привело к уменьшению диаметра зрачка на 1,7 мм, а его площади – на 2,3 мм² при общем улучшении психофизического состояния учеников [37].

    Причём, уже при использовании люминесцентных ламп с цветовой температурой даже не высокого, а среднего диапазона Тк = 4000 К диаметр зрачка в этих опытах достигал физиологически возможного максимума и составил 4,9 мм. При этом амплитуда мощности на 480 нм равна 20 микроватт. Обратим внимание на следующий важный факт: уже при средней цветовой температуре люминесцентного источника света зрачок был раскрыт максимально, чего не наблюдается при источниках с коррелированной цветовой температурой 17000К ( при амплитуде мощности на 480 нм равна 80 микроватт)(рис. 9), но при такой мощности диаметр зрачка все равно больше, чем при солнечном свете при том же уровне освещенности.

    В целом полученный в работе [43] результат нам представляется совершенно естественным, поскольку при увеличении коррелированной цветовой температуры интенсивность света в классе при одинаковой освещённости увеличиваются, значит должен обязательно сокращаться диаметр зрачка. Именно это мы наблюдаем при воздействии на глаз спектра солнечного света разной интенсивности, когда повышение цветовой температуры приводит к естественному ответному снижению диаметра зрачка, увеличению глубины резкости и уменьшению аберраций. Это и воспринималось школьниками в вышеуказанных опытах как более комфортная зрительная среда.

    Однако при длительном воздействии интенсивных источников света глаза человека постепенно начинают уставать и, в конце концов, контрастная чувствительность заметно падает. Возникает зрительный дискомфорт. Например, мы не можем долго смотреть на сцену в театре при включённом освещении зала: мы перестаём различать детали представления. Или, например, вынуждены носить чёрные очки в яркий солнечный день.

    К сожалению, мы пока не имеем сведений об углублённых психофизиологических исследованиях по определению для любого искусственного источника света разного спектра такого видеобезопасного уровня интенсивности (цветовой температуры), который позволяет осуществлять комфортную зрительную работу нашим детям на протяжении многих часов. И такие исследования, без сомнения, надо проводить совместно разработчикам, офтальмологам, физиологам и гигиенистам.

    Негативное действие света даже активно используется для создания современного оружия. Свет определенного спектра и частоты мигания может являться оружием воздействия на большие массы людей. Исследования, проведенные в 2008 г. по заказу Военно-морского флота США [31], показали, что синий свет изменяет психо-эмоциональное состояние военнослужащих ВМФ.

    С уменьшением коррелированной цветовой температуры искусственных источников света увеличивался диаметр зрачка. В этой связи следует обратить внимание на необходимость проведения клинических исследований видеобезопасности светодиодных светильников первого поколения при планировании их использования в школах РФ. Минэнерго в настоящий момент подготавливает новые требования к школьному освещению для общероссийской программы модернизации школ, включая закупку отечественных светодиодных светильников «с высокими качественными характеристиками». Наиболее активно в разработке этой программы участвуют производители люминесцентных и светодиодных ламп. Насколько нам известно, офтальмологи и оптометристы в разработке этой программы пока не участвуют.

    8 декабря 2015 г. агентство Интерфакс сообщило, что «…в Химках внедряется уникальный в Московской области и вообще в нашей стране эколого-энергетический проект в рамках «реализации программы развития ООН по внедрению энергосберегающих технологий с целью сокращения выброса парниковых газов и негативного влияния на природу современной цивилизации». В семи школах г. Химки установлено или планируется установить новое осветительное оборудование. Это энергосберегающие приборы с регуляторами степени освещения. В результате расход электроэнергии в тех школах, где уже реализован проект, сократился в 2,5 раза. Причем качество освещения улучшилось, а срок эксплуатации осветительных приборов увеличился. Проект реализуется под руководством замдиректора офиса ПРООН по Европе и СНГ Адама Оливье. Одним из объектов внедрения новшества стала школа № 22 в микрорайоне Сходня, где лампы на 80% заменили» [43].

    Реализации этого пилотного проекта ООН начата со школ Московской области. Клинические исследования по влиянию синей части спектра светодиодных ламп на зрение детей и подростков в Московской области не проводились. При реализации этого проекта уровень освещённости в классах с модернизированным освещением с помощью отечественных светодиодных светильников первого поколения «с высокими качественными характеристиками» составил на уровне стола 500-600 люкс при норме 300-400 люкс (рис. 10).

    Высокий уровень освещённости может приводить к усталости внутриглазных мышц, поскольку необходимо постоянно обеспечивать минимально возможный диаметр зрачка. Кроме того, в этом проекте используются светодиодные светильники с высокой коррелированной цветовой температурой 4000-4500 К и увеличенной на 40% долей синего цвета, т.е. обладающие всеми вышеописанными недостатками в части негативного воздействия на глаза человека. К сожалению, многие офтальмологи Московской области узнали об этом событии в г. Химки из СМИ.

    Стало очевидно, что участие офтальмологов, оптометристов и специалистов по охране зрительного труда в создании комфортной зрительной среды у детей, подростков и работоспособного населения нашей страны необходимо, что позволит выявить возможные негативные тенденции при использовании новых средств освещения и принять адекватные меры для профилактики глазных заболеваний.

    И для благоприятного решения этого вопроса появились весомые основания, поскольку недавно японцем Сюдзи Накамура с соавт. предложена новая концепция светодиодных ламп, которая распространяется на все значимые области применения светодиодных источников света [15].

    Для её реализации три профессора – Стив Ден Баарс, Джим Спек и Сюдзи Накамура, к которым присоединились ведущие специалисты компаний Philips Lumileds и Intel, собрали команду высококлассных инженеров и основали новую компанию Soraa по выпуску светодиодных ламп нового поколения (фиолетовый светодиод и RGB-люминофор). А также построили опытный завод во Фримонте, штат Калифорния (США) [15]. Разработка фирмы Soraa защищена патентом US 2015 / 0062892 A1 от 5 марта 2015 г. [31]. В соответствии с этим патентом идеология «циркадно дружественного светодиодного источника света» распространяется на источники света для общего освещения, подсветки мониторов и на автомобильные фары.

    Ранее отечественными специалистами была создана концепция полупроводниковых источников белого света с биологически адекватным светом [2, 3], которая сегодня набирает сторонником по всему миру. Например, в Японии фирмой Toshiba Material Co., LTD уже созданы светодиоды по технологии TRI-R (рис. 11). Такая комбинация фиолетовых кристаллов и люминофоров позволяет синтезировать светодиоды со спектрами, близкими к спектру солнечного света с различной цветовой температурой, и устранить недостатки в спектре традиционного светодиода (синий кристалл, покрытый желтым люминофором).

    На рисунке 12 представлено сравнение спектра солнечного света со спектрами светодиодов по технологии TRI-R и традиционной технологии (синий кристалл, покрытый желтым люминофором). Из анализа представленных данных видно, что в спектре белого света светодиодов по технологии TRI-R устранен провал на 480 нм и отсутствует избыточная доза синего. Сегодня можно констатировать, что появилась практическая возможность нормализовать зрительные нагрузки за счёт применения светодиодных ламп последнего поколения со спектром, близким к солнечному свету. Также стало понятно, что нужно проводить углублённые клинические исследования по выявлению механизмов воздействия света определенного спектра на глаза человека. Это позволит эффективно решать в масштабах государства одновременно две задачи – энергосбережения и создания безопасных и комфортных условий при продолжительной работе с повышенными зрительными нагрузками. И такой взвешенный государственный подход, без сомнения, будет является одним из важнейших в профилактике глазных заболеваний.

    Выводы

    Технические решения по разработке светодиодов, светильников и экранов персональных компьютеров должны быть подтверждены клиническими исследованиями офтальмологов по обеспечению безопасность глаз человека, а в их спектре света необходимо исключать эффект «меланопсинового креста», характерного для всех ныне существующих энергосберегающих источников света и устройств отображения информации.

    Нахождение детей и подростков в условиях световой среды с избыточной дозой синего света может приводить к деградации сетчатки на 10 лет раньше, чем при воздействии естественного света.

    При светодиодном освещении белыми светодиодами первого поколения (синий кристалл и желтый люминофор), которые имеют провал в спектре на 480 нм, происходит значительное увеличение площади засветки сетчатки синей частью спектра.

    Для родильных домов, детских учреждений и школ предпочтительнее использовать светильники последнего поколения с биологически адекватным спектром белого света, прошедшие обязательную гигиеническую сертификацию.

    Энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы первого поколения могут формировать не в полной мере благоприятную световую среду, поскольку в их спектре имеется опасная избыточная доза синего света по сравнению с дозой синего в спектре солнечного света при той же цветовой температуре и уровне освещенности.

    

    Сведения об авторах

    Дейнего Виталий Николаевич – инженер-механик, оптик. Руководитель проекта по светотехнике ООО «Новые энергетические технологии», «Технопарк Сколково».

    Капцов Валерий Александрович – член-корр. РАМН, профессор, докт. мед. наук, зав. отделом гигиены труда ФГУП ВНИИ железнодорожной гигиены.

    Балашевич Леонид Иосифович – докт. мед. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, главный консультант Санкт-Петербургского филиала ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России

    Светлова Ольга Валентиновна – докт. мед. наук, доцент, профессор кафедры офтальмологии. ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова Минздрава России»

    Макаров Феликс Николаевич –докт. мед. наук, профессор, зав. лабораторией нейроморфологии ФГУН Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН. 199034, Санкт-Петербург, Макарова наб., д. 6

    Гусева Марина Геннадьевна – врач-офтальмолог, оптометрист Лечебно-диагностического центра ГУП «Водоканал СПб.»

    Кошиц Иван Николаевич – инженер-механик, биомеханик, ген. директор ЗАО «Питерком-Сети / МС Консультационная группа».


Страница источника: 57-73

Новые технологии в контактной коррекции.  В рамках  Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в офтальмологии - 2017»Новые технологии в контактной коррекции. В рамках Всеросси...

Новые технологии в офтальмологии -  2017 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии - 2017 Всероссийская научн...

XVI Всероссийская школа офтальмологаXVI Всероссийская школа офтальмолога

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017 ХV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Роговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении кератоэктазий Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении...

Сателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Рос...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенациональ...

На стыке науки и практикиНа стыке науки и практики

Федоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практиче...

Актуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная к...

Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтальмохирургии с международным участием Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтал...

Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Невские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологовНевские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологов

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмологов «Невские горизонты - 2016»Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмо...

Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-п...

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2016 ХIV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта использования новой офтальмологической системы CENTURION®Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта исполь...

HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незаменимой!HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незам...

Три письма пациента. Доказанная эффективность леченияТри письма пациента. Доказанная эффективность лечения

Синдром «сухого» глаза: новые перспективыСиндром «сухого» глаза: новые перспективы

Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?

Прошлое... Настоящее! Будущее?Прошлое... Настоящее! Будущее?

Проблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиумПроблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиум

Секундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT Lisa Tri ToricСекундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT...

Инновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной хирургииИнновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной ...

Применение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических ИОЛ HOYA iSert Toric в рефракционной хирургии катарактыПрименение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических...

Рейтинг@Mail.ru