LED灯光辐射对人皮肤的影响

田 燕 王京池 高丽伟

(1.中国人民解放军空军总医院皮肤科，北京 100042;2.中央电视台;3.中国人民解放军空军总医院卫生经济科，北京 100042)

1 引言

将LED光源应用于照明，是科学技术发展的一大进步。与传统光源的灯具相比，由于它是固态半导体材料，不存在汞的污染，具有环保的特性，顺应了节能减排的潮流。由于LED灯应用于照明将可能对人体长时间产生照射作用，因此对LED灯的人体辐射安全测试显得尤为重要。本实验拟评价演播室中使用的一种LED光源对人皮肤颜色和皮肤屏障功能的影响。

2 方法与材料

2.1 受试者

本试验共选择了30名年龄在20～50岁的健康女性志愿者。受试者入选标准为:受试部位肤色均匀、年龄在20～50岁的健康人;无严重系统性疾病、无免疫缺陷或自身免疫性疾病者;无活动性过敏性疾病者;近一月内未曾全身使用激素类药物及免疫抑制剂者;本试验期间未参加其他临床试验者;志愿参加本试验，签署知情同意书并能按试验要求完成规定内容者;一月内试验部位无日光暴晒史。排除标准如下:怀孕或哺乳期妇女;在过去12个月内被诊断有皮肤肿瘤，并在接受治疗;患有遗传过敏性皮炎、湿疹、银屑病或其它慢性皮肤疾病会影响到试验观察;有其它和色素相关的皮肤疾病如白癜风、恶性黑素瘤、日光角化等;有对化妆品、香料或其它皮肤护理产品或其成分的过敏史;正在使用抗炎类药物如皮质类固醇、阿斯匹林 (每周使用超过四天)，免疫抑制剂等;患有糖尿病、红斑狼疮、风湿性关节炎等。

2.2 试验相关仪器和设备

2.2.1 LED灯具

采用电视台演播室实际使用的LED灯具(LED50W新闻灯，北京星光集团)，照度为2800lx。

2.2.2 CM2500d chromameter

CM2500d chromameter(Minolta Camera Co，Japan)是CIE推荐的测量颜色的仪器，其结果输出以L*a*b*表示，L*值表示从白色到黑色的平衡，L*值越大，越靠近白色，L*值越小，越靠近黑色。a*值表示从红色到绿色的平衡，正值表示红色方向，负值表示绿色方向。b*值表示从黄色到蓝色的平衡，正值表示黄色方向，负值表示蓝色方向。

2.2.3 Maxmeter MX18

Mexameter MX18(Courage+Khazaka，德国)是针对皮肤的两种主要色基黑色素和血红素而设计的，其结果输出以色素指数 (M)和红斑指数 (E)表示。

2.2.4 皮肤水分测试仪Corneometer

皮肤水分测试仪 Corneometer(Courage+Khazaka，德国)，测试原理:由于水具有很高的介电常数 (大约为81)，远远高于其他物质，通过测试探头与皮肤接触后，电容值 (F)的变化可以反映皮肤角质层中的含水量，角质层含水量越高，其电容量也越高;反之亦然。

2.2.5 Tewameter TM300

Tewameter TM300(Courage+Khazaka，德国)，为反映角质层屏障功能的标准方法。它不能直接表示角质层的水分含量，而是表明角质层水分散失的情况，TEWL值越高，表明经皮肤散失的水分越多，角质层的屏障功能越差。

2.3 方法

2.3.1 照射部位:选择非曝光部位——上臂屈侧作为照射区域，每次照射在同一部位。

2.3.2 照射剂量:试验中选用的照度为2800lx，照射时间15分钟，每天照射一次，连续照射30天。

2.3.3 皮肤生理物理指标的测定:在受试者接受LED灯具照射前和照射30次后分别测定皮肤L*a*b*值、M、E值、角质层含水量和TEWL值。上述指标的测定在恒温、恒湿的条件下进行，要求室温25℃、相对湿度为45% ～55%，被测试者提前30分钟进入测试环境中安静待测，在测定前10min将测试部位暴露。在LED光源照射前后分别测定3次，取平均值。

2.4 统计学处理

对LED光源照射前后L*a*b*值、M、E值、角质层含水量、TEWL采用配对t检验进行处理。

3 实验结果

3.1 受试者一般情况

本试验共选用受试者30名，均为女性，年龄25～48岁，平均年龄36.67岁，皮肤类型 II－IV型。

3.2 照射前后皮肤颜色L*a*b值的变化

分别比较照射前、后反映皮肤颜色指标的L*a*b值的变化 (表1，图1－1，2，3)，结果照射前后的L*、a*、b值相比均无统计学差异 (P>0.05)。

表1 照射前后L*a*b值的变化

3.3 照射前后皮肤颜色M和E值的变化

分别比较照射前、后反映皮肤颜色指标的M、E值 (表2，图2)的变化，结果照射前后的M、E值均无统计学差异 (P>0.05)。

表2 照射前后ME值的变化

图1 照射前后L值的变化 (P>0.05)

图2 照射前后a值的变化 (P>0.05)

图3 照射前后a值的变化

图4 照射前后M和E值的变化 (P>0.05)

3.4 照射前后皮肤角质层含水量的变化

比较照射前后皮肤角质层含水量 (表3，图3)的变化，两者之间无统计学差异 (P>0.05)。

表3 照射前后皮肤角质层含水量的变化

图5 照射前后角质层含水量的变化 (P>0.05)

3.5 照射前后皮肤TEWL含水量的变化

比较照射前后皮肤 TEWL的变化 (表 4，图4)，两者之间无统计学差异 (P>0.05)。

表4 照射前后TEWL的变化

图6 照射前后TEWL的变化

3.6 不良反应

实验过程中有三例受试者分别在照射第10次(2例)、第11次自述被照射皮肤有干燥、刺痛感，但皮肤并没有出现肉眼可见的红斑、丘疹、水疱、脱屑等异常反应。在结束照射后10余分钟上述不适感消失。三例受试者未退出本实验。

4 讨论

由于LED灯应用于照明将可能对人体长时间产生照射作用，因此对LED灯的辐射安全测试显得尤为重要。在欧洲，虽然LED不是激光产品，但是欧洲人仍然认为照明用LED产品存在着安全隐患，要求照明产品中的LED应符合IECPEN 60825－1《激光产品安全要求第1部分:设备分类，要求和使用者指南第1章－通用要求》标准的要求。IEC组织已经制定出版了IEC 62471:2006《灯和灯系统的光生物安全性》。我国出版了国家标准GB20145－2006《灯和灯系统的光生物安全性》，对LED灯造成皮肤和眼睛的光化学危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜无晶状体光化学危害、视网膜热危害和皮肤热危害等危害的曝辐限值做出了规定。但上述标准的制定只是在实验室条件下进行的测量，尚缺乏在人体皮肤上的实际研究工作。

在本实验中采用电视台演播室实际使用的LED灯具，模拟实际使用的情况照射人体皮肤，观察照射前后皮肤颜色的变化。为了更准确的记录皮肤颜色的改变，在使用中使用了CM2500d chromameter和Mexameter MX18记录皮肤的颜色。CM2500d chromameter是CIE推荐的测量颜色的仪器，其结果输出以L*a*b*表示，L*值表示从白色到黑色的平衡，纯黑色为0，纯白色为100，L*值越大，越靠近白色，L*值越小，越靠近黑色。a*值表示从红色到绿色的平衡，其变化范围为+60～－60，正值表示红色方向，负值表示绿色方向。b*值表示从黄色到蓝色的平衡，其变化范围为+60～－60，正值表示黄色方向，负值表示蓝色方向。Mexameter MX18是针对皮肤的两种主要色基黑色素和血红素而设计的，其结果输出以色素指数 (M)和红斑指数 (E)表示。在本实验中采用的LED灯具连续照射30次后，反应皮肤颜色指标的L*、a*、b值和M、E值均未发生明显的变化。提示在本实验短期测定的情况下，此LED灯具对于人体皮肤肤色无不良影响。

同时在实验中还测定了反应皮肤屏障功能和保湿功能的两个指标:角质层含水量和经皮水分流失(TEWL)，结果在本实验的短期照射过程中，LED光源对上述两个指标均无明显影响。

LED作为一种新型光源，将其运用于照明是一种崭新的尝试一种新产品的出现，首先我们应该考核其安全性。对于LED灯而言，用于照明是否会对人体产生伤害，这将是人们最为关注的问题，也是LED灯能否广泛推广使用较为关键的一项因素。而评价一个新型光源对人体皮肤的安全性需要一个长期的累积的过程，本实验中由于条件有限只进行了小剂量的短期照射，只是对LED光源对人体皮肤安全性的初步探讨，在今后的工作中我们将深入研究LED长时间照射对人体安全性的评估。

［1］Daniel Barolet. Light-emitting diodes (LEDs) in dermatology.Semin Cutan Med Surg 27:227～238.

［2］葛莉葒.LED灯辐射安全测试的研究.现代显示，2009，102(7):60～62

［3］杨樾.照明用 LED的辐射安全.中国照明电器，2008，12:31～33

［4］IECP EN 60825－1激光产品安全要求第1部分:设备分类，要求和使用者指南 第1章－通用要求.