التأثيرات البيولوجية بوساطة الضوء وتقييم إشعاع الضوء الأزرق: البحث والتطبيق لاختبار مخاطر الضوء الأزرق في شبكية العين

التأثيرات البيولوجية بوساطة الضوء تشير إلى التغيرات الفسيولوجية التي تحدث في جسم الإنسان نتيجة التعرض للإشعاع الضوئي. تختلف آلية التأثيرات البيولوجية بوساطة الضوء باختلاف المسارات المختلفة.

أولاً، يمكن للضوء أن يؤثر بشكل مباشر على العين البشرية، وينقل المعلومات المرئية ويحدث تأثيرات بصرية. ثانيًا، يمكن للضوء أن ينظم إيقاعات الجسم الفسيولوجية من خلال العمل على النظام التنظيمي الفسيولوجي للجسم، ونقل المعلومات غير المرئية وإثارة تأثيرات غير بصرية. وأخيرًا، يمكن للضوء أن يؤثر بشكل مباشر على جلد الإنسان، مما يسبب أضرارًا إشعاعية ويشكل تأثيرات إشعاعية.

استنادًا إلى التأثيرات البيولوجية التي يتوسطها الضوء، تم لفت الانتباه إلى السلامة البيولوجية الضوئية، وخاصة تأثيرات أطوال موجات الضوء المرئي المستخدمة للإضاءة على صحة الإنسان. مع تطور مصادر إضاءة LED واستخدامها على نطاق واسع، فقدت مصادر الإضاءة التقليدية قدرتها التنافسية في السوق تدريجيًا. توفر مصادر الإضاءة LED العديد من المزايا، مثل اللون الغني والحجم الصغير والمتانة والصداقة البيئية وقابلية التطبيق على نطاق واسع، مما يجعلها مصدر الضوء المفضل في مجال الإضاءة.

تولد مصادر ضوء LED البيضاء بشكل أساسي ضوءًا أبيض عالي السطوع من خلال الفوسفورات الصفراء المثيرة مع رقائق الضوء الأزرق، وبالتالي تحتوي على كمية كبيرة من الضوء الأزرق. ومع ذلك، فإن إشعاع الضوء الأزرق المفرط لا يمكن أن يؤدي إلى تلف العينين وشبكية العين والجلد فحسب، بل يؤثر أيضًا سلبًا على إيقاعات الجسم الفسيولوجية، مما يجعل خطر الضوء الأزرق أحد أكثر مشكلات السلامة البيولوجية الضوئية إثارة للقلق اليوم.

إشعاع الضوء الأزرق، المُصنف على أنه إشعاع كهرومغناطيسي، له طول موجي أقصر، يتراوح عادة بين 400 إلى 500 نانومتر، ضمن طيف الضوء المرئي. تُعرف ظاهرة التحول نحو الأطوال الموجية الأقصر باسم "التحول الأزرق" في علم البصريات. بالإضافة إلى ذلك، يعد الضوء الأزرق عنصرًا حاسمًا في مصادر إضاءة الضوء الأبيض LED الحالية.

تتعرض شبكية العين، الموجودة في الجزء الخلفي من العين، لخطر الإشعاع الضوئي ضمن نطاق الطول الموجي من 380 إلى 1400 نانومتر. ومع ذلك، يشكل إشعاع الضوء الأزرق أعلى خطر على شبكية العين، حيث أن شبكية العين البشرية حساسة للغاية لتحفيز الضوء الأزرق.

حاليًا، يتم تحديد مستوى السلامة البيولوجية الضوئية لمنتجات LED من خلال تقييم قيم مخاطر الضوء الأزرق الخاصة بها. إن التعرض للإشعاع الضوء الأزرق وكفاءة خطر الضوء الأزرق هي كميات فيزيائية تستخدم لتحديد درجة خطر الضوء الأزرق.

• التعرض للإشعاع: يمثل شدة الإشعاع الذي يمر عبر وحدة المساحة. يمكن تقسيم التعرض الإشعاعي الطيفي على أساس توزيع الطول الموجي، مما يعكس التعرض عند أطوال موجية مختلفة.

• التعرض للإشعاع الضوء الأزرق: تعكس هذه القيمة مدى الضرر الذي يلحقه الضوء الأزرق بجسم الإنسان، ويتم حسابه على أنه تكامل التعرض للإشعاع الطيفي مضروبًا في وظيفة وزن خطر الضوء الأزرق.

• مستوى خطر الضوء الأزرق: يتم تحديد مستوى خطر الضوء الأزرق النهائي بناءً على التعرض للإشعاع الضوء الأزرق. من خلال دمج التعرض للإشعاع الطيفي مع وظيفة وزن خطر الضوء الأزرق، يمكن تقييم مستويات خطر الضوء الأزرق لمنتج LED.

أثناء قياسات مصدر الضوء، يتم وضع أحكام عامة بناءً على نوع مصدر الضوء ومتطلبات القياس:

لمصادر الإضاءة العادية:

• مسافة القياس: يجب إجراء القياس على مسافة تنتج إضاءة 500 lx.

• الحد الأدنى للمسافة: يمكن التحكم بها في حدود 200 ملم.

أنواع أخرى من مصادر الضوء: مسافة القياس: يتم التحكم فيها بشكل عام في حدود 200 مم.

الإشعاع الأزرق الخفيف الوزن (Es): يستخدم لتوصيف الضرر المحتمل لإشعاع الضوء الأزرق على شبكية العين، مما يعكس تأثير الضوء الأزرق على صحة العين.

يؤثر الضرر الناجم عن إشعاع الضوء الأزرق على العين بشكل أساسي على بنية العين، وخاصة التأثير على أمراض مثل إعتام عدسة العين والضمور البقعي. العدسات البشرية غير فعالة في حجب إشعاع الضوء الأزرق، مما يسمح له بالاختراق مباشرة إلى شبكية العين. الخلايا الظهارية الصبغية في شبكية العين حساسة للغاية لإشعاع الضوء الأزرق، مما يؤدي إلى انكماش الخلايا واحتمال موت الخلايا المبرمج تحت التحفيز الإشعاعي.

هذا الانكماش في الخلايا وموت الخلايا المبرمج يمكن أن يسبب ضعف البصر، مع الحالات الشديدة التي قد تؤدي إلى الضمور البقعي الذي لا رجعة فيه والعمى في نهاية المطاف. لذلك، يعد تقليل التعرض لفترات طويلة لأشعة الضوء الأزرق أمرًا بالغ الأهمية، خاصة عند استخدام مصادر الضوء ذات إشعاع الضوء الأزرق العالي مثل مصابيح LED، لحماية شبكية العين وبنية العين من التلف.

أجهزة اختبار السلامة البيولوجية الضوئية هي أجهزة تستخدم لتقييم السلامة البيولوجية الضوئية للمصابيح وأنظمة الإضاءة على الأجسام البشرية (العينين والجلد بشكل أساسي). وفقًا لإرشادات IEC TR62471-2 (2009) بشأن السلامة من الإشعاع البصري غير الليزر، تهدف أدوات الاختبار هذه إلى معالجة الضرر المحتمل الناجم عن مصادر الضوء، مع التركيز بشكل خاص على مصادر الضوء غير الليزر (مثل منتجات LED والأشعة فوق البنفسجية في الإضاءة العامة) منتجات).

جهاز اختبار مخاطر الضوء الأزرق على شبكية العين، الذي طورته شركة شنغهاي Lisun هو جهاز محمول لتقييم السلامة الضوئية البيولوجية يعتمد على أنظمة اختبار السلامة الضوئية البيولوجية المختبرية، ويقدم المزايا التالية:

• قابلية النقل: الجهاز صغير الحجم وخفيف الوزن، مما يسهل حمله ونقله للاختبار في مواقع مختلفة.

• سهل الاستخدام: يتميز بواجهة تشغيل بسيطة وبديهية، مما يسهل الاختبار والتقييم للمستخدمين.

• تغطية واسعة للتطبيق: تم تصميم جهاز الاختبار لتلبية متطلبات معظم تطبيقات مصادر الضوء الحالية، وتوفير تقييمات شاملة للسلامة البيولوجية لمصدر الضوء للعينين والجلد.

EN62471-P_جهاز اختبار مخاطر الضوء الأزرق الشبكي المحمول

الملامح الرئيسية لل جهاز اختبار مخاطر الضوء الأزرق لشبكية العين بواسطة شنغهاي LISUN تتضمن:

• تصميم بصري لمحاكاة العين البشرية: يستخدم محاكاة قطر حدقة العين 7 مم، باستخدام اختبار المسار المزدوج لضمان نتائج قياس دقيقة لتوزيع التعرض للإشعاع والتعرض للإشعاع الطيفي.
• قياس طيف واسع النطاق للطول الموجي: يقدم نطاقًا واسعًا من قياسات الطيف من 300 نانومتر إلى 1050 نانومتر، ويغطي بشكل كامل متطلبات قياسات خطر الضوء الأزرق على شبكية العين (300 نانومتر - 700 نانومتر) ويغطي جزئيًا قياسات نطاق الخطر الحراري على شبكية العين (380 نانومتر - 1400 نانومتر).
• قياسات طيفية واسعة النطاق وفائقة السرعة: اتصال USB عالي السرعة، مع حد أدنى لوقت التكامل يبلغ 11.4us، قادر على قياس أكثر من 1000 ألف قرص/م^2.
• مصراع الضوء الكهربائي المدمج: يسهل عمليات التصفير لتحسين دقة القياس.
• تعديل مسافة القياس القابلة للبرمجة: يعزز راحة عملية القياس.

الوظائف الرئيسية لاختبار مخاطر الضوء الأزرق الشبكي من شنغهاي LISUN تشمل القياسات على أساس IEC/EN62471:2008 و IEC62471-7:2023 (يستبدل IEC62778) ، تقييم المعلمات مثل التعرض الإشعاعي الفعال لخطر الضوء الأزرق في شبكية العين، ومستوى خطر الضوء الأزرق، ومعامل خطر الضوء الأزرق في شبكية العين KB، V، منحنى توزيع التعرض الإشعاعي الطيفي، نسبة التعرض الإشعاعي للضوء الأزرق BR، التعرض الإشعاعي الفعال للخطر الحراري في شبكية العين، زوايا المصدر الواضحة، وتقييم مستويات سلامة مصدر الضوء، وتتميز بقدرات معالجة التحليل الطيفي.