夜间病房光源对护理工作及病人主观感受和睡眠的影响

2016-09-13任泽凤秦存玲马洪荣孙文娟

循证护理 2016年3期

任泽凤，秦存玲，马洪荣，孙文娟

任泽凤，秦存玲，马洪荣，孙文娟

病房光源;LED灯;护理工作;睡眠；舒适度

照明光源对夜间医护工作有重要影响,不当的照明光源可能会对夜间工作带来不便，潜在的光生物安全隐患可能会造成医护工作者以及病人、陪侍人的视力损害，同时高色温人造光源也会带来生物钟等方面的负面影响。在现行室内照明光源中，传统的白炽灯显色性最佳，低色温更符合人类的自然作息要求，但是能耗大、发光效率低下、寿命短、色温单一。目前应用最广泛的荧光灯，节能高效，有多种色温可供选择，但显色性差，同时灯具含重金属汞，对环境污染大。正在逐步替代荧光灯的新型光源LED灯更进一步降低能耗，延长寿命，但显色性差，更有高能短波蓝光和频闪的光生物安全隐患。为了探究不同光源对护理工作效率和病人主观感受的影响，研究组人员进行了实地试验，现介绍如下。

1　研究背景

在研制浆膜胸腔穿刺桌时，为给医生提供更佳的灯光照明，我们在桌上设计了使用锂离子蓄电池驱动的双臂照明灯。而在选择照明光源时，遇到了这样的问题：选购的LED灯虽然节能效果非常理想，但试用过程发现所购买的LED灯晃眼、色彩极差，对夜间护理工作带来了困难。同时，本院正在新建外科病房楼，院内“应选用节能环保的LED灯具”的呼声此起彼伏。

2　常用光源的发光原理与特点

照明光源的发光方式多种多样，分类方法也有多种。在本研究中根据光源所发出的可见光光谱的不同，将光源按照热致发光、紫外线荧光粉发光、蓝光荧光粉发光分为3种不同类型。

2.1热致发光

正如烧红的铁块发出红光，物体在达到一定温度后会向外发出可见光，称这种发光方式为热致发光。对光线颜色的度量也是根据热致发光的原理，将某种光线对应的发光体所处热力学温度称为色温。如晴天正午最强烈的阳光，对应太阳表面温度约6 500 K(见图1)，白炽灯灯光对应钨丝温度约2 700 K(见图2)。白炽灯的优点在于与太阳光发光原理相同，光谱连续性强，在各种光源中对色彩的还原性最好(显色性指数Ra=100)，但受钨丝温度限制，色温低，光色偏黄，偏向于傍晚时分的自然光，光效差，且寿命短。普通白炽灯寿命600 h～1 000 h，光效10 lm/w ～15 lm/w(流明每瓦，每消耗1单位电力所能发出光的量)，白炽灯的改进版卤素灯寿命2 000 h，光效不超过25 lm/w。

图1　太阳光光谱示意图(正午，6 500 K)

图2　白炽灯光谱示意图(2 700 K)

2.2紫外线荧光粉发光

包括普通荧光灯和使用紫外线芯片的紫外线型LED灯，均是先将电能转化为紫外光，再通过激发荧光粉发出可见光。与热致发光不同，荧光粉只能发出单色的、波长集中的光线，所以荧光灯一般采用混合红、绿、蓝3种不同荧光粉(RGB三基色荧光粉)混色得到白光(见图3)。

图3　RGB荧光粉光谱示意图(6 500 K)

该种发光方式的优点在于节能和色温可以灵活调节。紧凑型节能的发光效率一般在60 lm/w左右，即10.0 w左右的荧光灯即可达到40.0 w普通白炽灯的亮度，而采用镇流器的荧光灯和LED灯可以达到90 lm/w以上。通过调节荧光粉比例的不同可以自由调节色温，常见的有2 700 K、4 000 K、6 500 K 3种色温产品。虽然使用三基色荧光粉可以模拟各种色温，但是荧光粉光谱窄的缺点不能避免，所带来的后果便是比较低的显色性，常见紧凑型荧光灯的显色性指数往往只有Ra=75，其中对红色的显色性非常差，往往低达R9=60，与白炽灯R9>100相比差别十分明显[1]。

2.3蓝光荧光粉发光

蓝光荧光粉发光是蓝光型LED灯的发光方式。其发光方式与紫外线荧光粉发光类似，采用对440 nm波长蓝光敏感的黄色荧光粉可以发出基于550 nm黄光的连续光谱，与芯片本身所发出的蓝光混色成为白光，并可以通过调节黄光蓝光的比例模拟各种色温。

图4　蓝光型LED光谱示意图(6 500 K)

由于半导体激发的蓝光本身参与混色，所以蓝光型LED灯的光效可以高达110 lm/w，同时对黄色表现优秀[2]。但是此种发光方式在红色上表现更差，同时参与混光的440 nm蓝光是一种光生物安全隐患：长时间的蓝光照射会抑制体内褪黑色素水平，使神经中枢保持较高的兴奋度，不容易入眠，并会降低肢端温度；使人体生物钟节律受损，影响人体免疫机制[3]。强烈的蓝光照射使黄斑区细胞氧化，造成视网膜退行性改变[4-5]。

3　临床试验

3.1方法

试验在呼吸内科、胸外科、烧伤科、老年保健病房4个住院科室中随机选取共计10间病房作为试验场所，并在共计8个月的试验期内，周期性的对病房内安装的试验灯具进行轮换。在10间不同病房内，由不同的受测者分别测试不同的10种光源产品，产品分别标记为1号～10号，其中2号、3号、5号、7号、8号样本是同一公司生产，其余样本产自不同公司。光源产品的有关相关参数见表1。所有测试样本均是通过独立供电线路安装在各个病房的相同位置，能达到较均匀的照明效果，并由3具开关分组控制。同时向病人及家属说明，试验灯具均是通过国家检验的正规厂家的合格产品，不会对人体产生任何不良影响，进行试验的目的是评价各种光源产品在病房应用的优劣，为今后病房照明设计提供参考。病房原有照明一并保留，若病人或家属对现有照明有任何不良反应，均可切断试验照明切换至原有照明。出于对意外情况的规避，本试验避开了有重症病人的病房。 10间病房共涉及23名医生，57名护士，200例病人和300名陪侍人。实验样本中不包含患有眼科疾病或者与试验目的相关病史的病人。

表1　受测光源产品参数

3.2评价方式

对于光源各种参数的评价，已有许多研究成果，我们并非专业的光源研究机构，也没有专业的光源评价仪器，所以主要通过主观评价的方式对不同光源进行测量，主要内容有:①对于医生、护士来讲，光源是否能够担负夜间诊疗、技术操作等工作，能否减轻夜间值班医生的疲劳，提供高效率的工作环境。②对于病人来讲，光源是否能够提供舒适、安心的休息环境，能否减轻眼部不适、头痛等症状。③对于陪侍人来讲，光源是否能够负担夜间对病人的照料以及能够提供舒适、安心的休息环境。每项回答答案相同人数大于该组人数的40%即为此项的最终答案。

4　结果(见表2～表4)

表2　病人对样本的感受(n=200)

表3　陪侍人对样本的感受(n=300)

表4　医生及护士对样本的感受(n=80)

5　讨论

5.1色温

较低的色温与傍晚的自然光相似，更符合人类生物钟对光源色温的要求。试验中低色温光源样本最能给人以舒适的感觉，同时会引导受测者进入睡眠状态，所以在舒适的同时会引发困倦。因此低色温光源可以避免扰乱病人的生物钟，降低外界环境和失眠对病人精力、体力的消耗。同时，相同亮度的样本对比，色温高的样本给病人带来的刺激大，容易激发眼部不适、头痛等症状。但低色温光源带来的舒适性和困倦的同时会带来警惕性降低、反应时间延长的负面影响，不利于夜间工作的展开；高色温光源虽然在短时间内可以有较高的工作效率，但长时间使用会使人感到肢端温度降低、疲惫却难以入眠、烦躁不安等。试验组人员认为，对病人而言，2 700 K色温的光源代替6 500 K的高色温光源可以避免高色温光源对病人睡眠的不良影响，减少人造光源对病人生物钟带来的不良影响，使病人能够更安稳的睡眠，得到充分的休息。而4 000 K～5 000 K的色温则更适合夜间的诊疗、技术操作以及对病人的护理。所以建议病房中应该安装色温可调的光源，可以分别提供低色温光照和中等色温光照。

5.2亮度

较高的光照亮度会影响病人夜间的休息，而较低的亮度则会给夜间技术操作带来困难。所以病房夜晚往往维持较低的亮度，并在需要的时候提高亮度。而亮度的骤然提高会给病人带来较大刺激，带来较强烈的眼部不适以及头痛症状。我们曾尝试梯度性的逐级提高病房亮度，来给病人适应光照的时间，但发现具有发热症状的病人对亮度增加的适应力差，需要较长的时间来逐步适应亮度的增加而不产生强烈的眼部刺激和头痛感。但这个适应过程通常长达数分钟，对于手动灯具而言基本不具有可操作性，只能寄希望于亮度能够渐进、缓慢增加的新型光源的出现。

5.3显色性

试验中，光源样本的显色性对技术操作带来影响的分别是1号样本和9号样本，其余样本无论显色性高低都没有对技术操作带来困难。其中1号样本虽然具有最好的显色性，但是大部分病人肤色、血管颜色在白炽灯光下均呈现出橙黄色，难以分辨，给技术操作带来困难。反而在同色温显色较差的2号、3号样本中，血管的深色与皮肤的浅色有较明显的区别，对技术操作没有影响。9号样本因其显色性过差，病人皮肤一片灰暗，难以辨别，同时较高的色温容易使护士眼睛疲劳，难以长时间进行观察，最终导致9号样本下难以进行技术操作。6号样本具有所有节能光源中最佳的显色系数，同时色温最接近上午明亮、柔和的自然光，但与相近色温的4号、5号样本相比，没有对夜间工作效率和病人良好感受的提高产生任何实质性的促进作用。因此认为，显色系数80左右的普通荧光灯和LED灯完全可以满足普通病房中各种夜间作业的需求。

5.4蓝光和频闪

蓝光是自然光线的重要组成部分，蓝光危害指的是由波长主要介于400～500 nm(短波长光)的辐射照射后引起的光化学作用，导致视网膜的损伤[6]。夜间长期暴露于蓝光之下，不仅会造成视网膜损伤，还会扰乱人正常昼夜节律，长此以往严重影响人体健康[7]。一些对照明光源的实验测试证实，能够上市销售的光源的蓝光危害均不超过1类危害，并且大部分属于无危害产品[8-9]。但9号样本证实，虽然低危害蓝光不会对眼睛造成不可逆伤害，但依然会造成眼睛的迅速疲劳，给夜间工作带来困难。由于9号样本的光效低、亮度低，眼睑能够有效过滤光照中的蓝光成分，所以在病人入睡后不再对病人产生不良影响。在病人入睡前产生的不良影响，则可以归入色温条目中。

频闪与蓝光相似，同样会使眼睛快速疲劳，给夜间工作带来困难。同时，频闪还会给病人的眼睛带来较强的刺激，甚至会给部分病人带来持续性头痛，我们认为强烈的频闪是本次试验中能够对病人生命质量带来最大负面影响的因素，建议从灯具的选购到安装，应严格把关，杜绝具有蓝光一类危害或频闪特性的劣质灯具进入病房照明系统，否则会严重影响夜间护理工作，降低病人生命质量。

5.5LED新光源与传统荧光灯的对比

就使用效果而言，同色温的荧光灯与LED灯之间没有任何可辨认区别：正常使用的情况下，两种光源都是稳定、安全、高效的节能光源。就成本而言以7号、8号样本的标称参数为例，可以计算出每1 000只×10 h=10 000 h，荧光灯的使用成本要比LED灯高约90元。再考虑到每废1只荧光灯可能造成的重金属环境公害，我们认为，使用优质LED灯代替传统荧光灯作为病房照明系统可能具有经济和环保的双重价值，但对护理工作以及病人主观感觉没有明显优势。

理想的实验情况应当是随机选择在同一病房，同一批受测者测试某一公司的一整套产品，并且要对不同公司的产品分别测试对比。但实际操作时因各种条件限制，我们只能退而求其次，入组病人和陪侍人只是在试验期间入住试验病房的病人，因此不能完全算是随机选取。需要特别说明的是，我们并没有将灯具视为医疗器械，所以这并不是一次正规的医疗器械临床实验，但所使用的灯具均是符合国家标准的安全灯具。因此，本研究所有试验结论，请大家结合各自病房病人及工作人员实际情况考虑。

[1]蔡喆，彭振坚，陈慧挺.普通照明用LED显色性评价[J].中国照明电器，2014，21(7)：28-31.

[2]申崇渝，徐征,赵谡玲.LED蓝光泄露安全性研究[J].光谱学与光谱分析，2014，34(2)：316-321.

[3]陈超中,施晓红,刘磊.白光LED的光生物作用特性[J].中国照明电器,2013,20(4):6-8.

[4]张跃敏,乔更新.LED照明中蓝光的光生物安全问题[J].中国照明电器,2013,20(6):1-4.

[5]刘娜,何仲凯,蔡志强,等.蓝色发光二极管光源对大鼠视网膜的安全性测试[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(48):9559-9562.

[6]Yam JC，Kwok AK．Ultraviolet light and ocular diseases[J]．Int Ophthalmol，2014，34(2)：383-400．

[7]刘歆，周祁，毕燕龙.蓝光致视网膜光化学损伤的研究进展[J].中华眼外伤职业眼病杂志，2016，38(2):154-156.

[8]顾芳波,朱腾飞,钱枫,等.室内LED射灯光生物安全分析[J].中国计量学院院报,2014,25(3):332-336.

[9]俞安琪,赵旭.LED照明产品光生物安全风险状况分析[J].照明工程学报,2013,24(5):4-5.

(本文编辑王丽寇丽红)

Influence of ward night light on nursing work and patient’s subjective perception and sleep

Ren Zefeng,Qin Cunling,Ma Hongrong,et al