中医体质因素对VDT办公光环境适应性的影响初探

张文力，严永红

(重庆大学建筑城规学院，山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)

引言

计算机辅助设计及相关绘图软件具有操作简便、协同性强、可视化程度高等特征，能够大大减轻设计人员的体力劳动，使其思维智力回归设计本身，进而提高设计质量、加快项目进度[1]，自问世以来就受到建筑行业的极大欢迎。我国建筑设计院对计算机的应用最早可追溯到20世纪60年代初，经90年代原建设部“甩掉图板、人手一机”目标的提出，至21世纪初，电脑绘图已基本取代手工绘图，成为建筑设计行业的主流工作模式[2]。而在今天，建筑信息模型等以三维数字技术为载体、集成了建筑工程项目的各种相关信息的数据系统，已在全国各大建筑勘察设计企业中得到广泛认可及大力推广，成为建筑参数化设计的主要实现途径[3]。

随着以计算机为代表的数字化特征视频显示终端(Visual Display Terminal，VDT)在建筑设计领域的深度应用，长时间、高强度的VDT作业极易使设计人员罹患计算机视觉综合症(Computer Vision Syndrome，CVS)——CVS是由人眼持续注视电子显示器产生的一系列视觉相关病症[4]，其典型症状为视疲劳及干眼症[5，6]。由于建筑行业内的VDT作业涉及构思、建模、制图、渲染、排版等多项内容，要在多种软件、多类场景中频频切换，作业者视觉系统需进行大量、复杂的眼球动作[7，8]以及频繁的调节、辐辏运动[9]，较之文字编辑等单一工种，建筑师由VDT作业所带来的视觉负荷更重，已成为CVS的高发群体，值得重点关注。

在引发作业者CVS的各项因素中，不良的VDT作业空间光环境被美国视光协会排在首位[4]，故设计良好的办公室光环境，对缓解、阻断建筑师视疲劳的发生，有着重要意义。既有研究的目的多希望能找到此类效率高、视疲劳轻、具有普适性的最佳VDT作业光环境。然而，VDT作业光环境由环境光与屏幕光共同构成，动态、多变的环境光与屏幕光交互叠加，造就其复杂化、多样化的光属性特征；此外，人工光照与视疲劳及相关眼疾间的关系复杂，不同个体对光环境的适应性、耐受性差异极大[10]，使之成为一个系统性科学问题。如何在如此多维、相互作用的“人——光环境——视疲劳”体系中(图1)，准确寻找到影响个人视健康的关键因素，成为相关研究的瓶颈。

图1 VDT作业光环境与视疲劳

1 中医体质与光环境适应性的关联探索

本课题组在前期实验中发现，被试对人工光的耐受和偏好似与生长地光环境、性别、年龄及其当下的状态有关[11，12]；此外，Wallman等[13]认为近视的发生系由基因和环境共同决定，Tkatchenko等[14]阐述了人眼对长期光环境的依赖，当面对变化的、不良的光照时，可能产生不正确的视觉信号，引起眼球和视觉系统异常，导致近视等相关眼疾的发生。由上述研究可得知，人体对人工光的适应性应与个体基因及该人成长过程中所适应的光环境有一定联系，即包含了先天、后天两大影响要素。

在此引入中医体质学说：该学说以中医理论为主导，认为体质是建立在先天遗传和后天获得基础上的综合且相对稳定的特质[15]，并根据个体不同的形态结构、生理功能、心理状态等方面特征，按照一定的标准，将人群分为平和质、气虚质、阳虚质、阴虚质、痰湿质、湿热质、淤血质、气郁质、特禀质等九大体质类型(其中平和质为正常体质，其余均为偏颇体质)，而每类体质在形体、生理、心理特征及病理反应、发病倾向等方面各有特点[16]。鉴于此，考虑人体体质与人工光环境适应性是否具有某种关联性或对应性，以便为研究复杂VDT光环境下的视觉适应性提供新的思考方向。

2 体质因素对光环境适应性的影响研究

本文拟通过实验探究体质因素对VDT作业光环境适应性的影响：通过前期调研选取两类具有代表性的特定体质，比较两类体质被试在相同光环境下进行VDT作业的生理、心理以及工作状态，分析其适应性差异。

2.1 前期调研

在建筑勘察设计行业内，青年设计师往往面临着更为繁重的VDT绘图任务，视疲劳现象极普遍，患CVS风险更高，故选定该群体作为本次研究对象。调研以重庆大学建筑城规学院内高年级本科生或研究生为样本(处于该阶段的学生多已有设计院实习经历，能熟练使用VDT完成工作任务，可认为具有青年建筑师属性特征)，通过问卷方式对其进行视疲劳及体质调查。问卷内容有两部分：第一部分记录被调查者的基本信息、视力及视疲劳发生情况等，第二部分以《中医体质分类与判定》(ZZYXH/T 157—2009)[16]标准下的中医体质量表对被调查者进行体质分型。本次调研共发放问卷220份，回收问卷211份(回收率95.91%)，其中有效问卷207份(有效率94.09%)。

2.1.1 调研结果

207例有效样本中，平均年龄25岁，最大年龄30岁，最小年龄21岁；其中男性117人(占比56.52%)、女性90人(43.48%)。人数居前三的体质依次为平和质57人(占比27.54%)、阳虚质32人(占比15.46%)和气虚质24人(占比11.59%)。此外，如表1所示，样本人群中共有近视165人，总体近视率为79.71%，其中不同体质近视率由高到低依次为：阳虚质87.50%>阴虚质84.21%>气郁质83.33%>气虚质79.17%>平和质78.95%>湿热质78.26%>痰湿质76.47%>特禀质66.70%>血瘀质63.64%。

表1 样本人群中不同体质近视发病率统计表

表2 样本人群各时段VDT视疲劳发生率统计表

表2所示为对引发被调查者视疲劳的VDT作业时段的分类统计，总体来看，中时段视疲劳率最高(44.93%)、长时段稍低(41.55%)、短时段最末(13.53%)。其中，短时段特禀质(33.33%)、阳虚质(18.75%)及气虚质(16.67%)的视疲劳发生率排前三，血瘀质(9.09%)排最后；中时段血瘀质(63.64%)、阴虚质(52.63%)及湿热质(47.83%)的视疲劳发生率排前三，特禀质(33.33%)排最后；长时段平和质(50.88%)、气郁质(44.44%)及痰湿质(41.18%)的视疲劳发生率排前三，血瘀质(27.27%)排最后。

2.1.2 结果分析

综合上述结果：平和质作为正常体质，在所有体质中人数最多，近视率低于平均水平，且长时段VDT作业视疲劳发生率高、短时段视疲劳率低于平均水平，说明其对VDT作业光环境的适应性强、耐受度高；而阳虚质在偏颇体质中人数最多，在所有体质中近视率最高，且短时段VDT作业视疲劳发生率高、长时段视疲劳率低于平均水平，说明其对VDT作业光环境的适应性差、耐受度低。针对VDT作业光环境，两类体质具有较高的代表性，故选为本论文的研究体质。

2.2 实验研究

实验以平和质、阳虚质为研究体质，将被试按体质情况进行分组，通过组内及组间比较法，对比不同体质被试组在相同光环境下VDT作业的状态及表现，探究中医体质因素对光环境适应性的具体影响。

2.2.1 实验条件

本实验于2018年12月在重庆大学建筑城规学院建筑照明实验室进行，为保证室内光环境稳定可控，实验全程均需关闭房间门窗，并合上侧窗内的银灰色木质推拉面板、拉上黑色遮光布，为实验室内部创造理想的全人工光环境。实验采用欧司朗特制LED灯具，可利用配套电脑软件完成精确调光。试验过程中，使用Kanomax/加野2211空气质量检测仪对室内温度、湿度、CO2浓度进行实时监测，使实验室温度保持在20～24 ℃、湿度保持在60%～70%、CO2浓度小于900ppm。

2.2.2 实验被试

实验选取来自重庆大学建筑城规学院的平和质、阳虚质被试各16名(分别8男8女)，其年龄在21～28岁之间，全部视力正常或矫正视力正常，且自报无情绪类疾病。被试依体质被分为两组(平和质组与阳虚质组)，所有人均须全程按要求完成实验。

2.2.3 实验设置

《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)[17]中规定普通、高档办公室工作面照度标准值为300、500 lx，相关色温在3 300～5 300 K之间。参考该规范，本实验的光环境参数设置为：工作面水平照度500 lx，相关色温4 000 K(实验光源具体参数及光谱分布如表3所示)。被试需在该固定光环境下完成4段时长1 h的VDT作业(实验用时1天，上、下午各含2段VDT作业，作业内容为绘制建筑施工图)，应分别在每段作业前后测评被试的生理、心理和工作状态，通过分析、对比其各项状态的变化趋势及具体变量，分析实验光环境对被试作业状态的影响，进而探究不同被试组对于相同光环境的适应性差异。

表3 实验光源光谱

2.2.4 测评项目

相关研究认为，人工光对工作人员的生理、心理状态以及警觉性、工作表现等方面有重要的影响作用[18-21]。本实验针对被试视觉、情绪、作业状态等进行评价，具体测评项目如下：远、近视力及FM100色觉检测，KSS困意、BPOMS简明情绪及OSDI干眼量表自评，n-back短时记忆、GONOGO反应速度任务测试；上述所有测评项目结果均以数值记录，除n-back任务外，其余皆为负向指标——数值愈小，被试该项表现愈佳。

2.2.5 实验结果

对各组被试每段作业前后各测评项目数据进行统计学分析，可研究相同光环境对不同被试组的影响异同。介于样本量偏小，原始数据多不符合正态分布，故借助IBM SPSS Statistics软件进行非参数检验：非参数检验是在总体方差未知或知之甚少的情况下，利用样本数据对总体分布形态等进行推断的方法，其对于数据的总体分布类型没有要求，因而具有更为广泛的应用范围。在针对本实验组内、组间的实验数据分析中，分别使用Wilcoxon符号秩与Mann-Whitney U两种非参数检验方法。

①组内对比——作业前后测评数据分析。

组内对比旨在分析各体质组作业前后测评指标的变化趋势。将组内被试每段作业前后的各项测评数据作配对，利用Wilcoxon符号秩检验分析其分布的差异性：假设作业前后的两组数据无明显差异，如检验P值小于显著性水平(P<0.05)，拒绝原假设，反之(P≥0.05)则接受该假设。

表4 被试组作业前后各测评项目数据Wilcoxon符号秩检验结果

负秩：作业前测评数值>作业后测评数值,正秩：作业前测评数值<作业后测评数值,绑定值：作业前测评数值=作业后测评数值。

表4为被试组作业前后各测评项目数据Wilcoxon符号秩检验结果：平和质组远近视力、BPOMS情绪、OSDI干眼、n-back及GONOGO任务作业前后的两组数据具有显著性差异，而阳虚质组KSS困意、GONOGO任务数据具有显著性差异，说明两组被试分别在上述项目中作业前后的状态差异显著，实验光环境对其在这些方面影响明显。此外，通过分析各测评项作业前后数据之差的正负数量，可判断被试该测评项的变化趋势：相较作业前，平和质组作业后除色觉、短时记忆表现上升，其余项均下降；阳虚质组除色觉提升、干眼症状好转、反应速度提升、短时记忆维持不变外，其余项表现均下降。

②组间对比——作业前后测评数据变量分析。

组间对比旨在分析不同体质组各测评指标受作业光环境影响的程度。对两组被试每段作业前后各项测评数据变量进行Mann-Whitney U检验，分析其相关性：该方法针对两个独立样本——即两组被试的测评数据变量，假设其数据分布相同，如检验得出P值小于显著性水平(P<0.05)，拒绝原假设，反之(P≥0.05)则接受该假设。

表5为被试组作业前后各测评项目数据变量Mann-Whitney U检验结果：在远近视力、OSDI干眼、n-back及GONOGO任务中，两组变量具有显著性差异，说明实验光环境在上述项目中对两组被试的影响程度有着明显差异。此外，通过分析显著项中各组变量的平均值，可比较两组被试该测评项的变化水平：较之阳虚质组，平和质组的短时记忆变化趋势更优，而干眼症状加重程度更深，远近视力、反应速度下降更为严重。

表5 被试组作业前后各测评项目数据变量Mann-Whitney U检验结果

3 结论

将Wilcoxon符号秩和Mann-Whitney U检验结果进行叠合，即得表6。在照度500 lx、色温4 000 K的固定光环境下，针对远近视力、色觉、困意、情绪、干眼症状、短时记忆及反应速度等测评项目，平和质组作业前后的测评数据具有显著性差异的有6项，阳虚质组为2项，说明平和质组对该光环境更为敏感，VDT作业状态更易受其影响；此外，平和质组作业后相较作业前测评表现有下行趋势的为6项(其余2项提升)，阳虚质组为4项(其余3项提升、1项持平)，而两组具有相同表现趋势的共有5项，说明两类体质被试在该光环境下VDT作业的自身状态、工作表现的变化趋势较为一致，且阳虚质适应性较好。在此，进一步关注两被试组作业前后各测评项目变量的相关性分析，发现相同光环境对两组被试的显著影响差异体现在远、近视力及干眼症状、短时记忆、反应速度等5项，而除短时记忆外，平和质组在其余4项中所受的负面影响程度都更重。综上所述，在本实验条件下，平和质与阳虚质被试受光环境影响的各项指标变化趋势大致相同，不过平和质对光环境更加敏感，两类体质受影响程度也大多具有显著差异，其中平和质所受负面作用更大、相关指标下降更快，说明其光环境适应性更差，也证明了体质因素对人体光适应性存在一定的影响。

表6 Wilcoxon符号秩和Mann-Whitney U检验结果叠合

4 讨论与展望

针对上述结论，有如下讨论及展望：

①在中医体质学说中，平和质是指阴阳平和、脏腑气血功能正常且先天禀赋良好、后天调养得当之人，该类人群对四时寒暑及地理环境适应能力强而患病少[16]；前期调研亦认为平和质者患近视、视疲劳风险低，阳虚质者则反之。然而本实验结论与预期相悖——平和质被试较阳虚质被试光环境适应性更差，经与课题组的中医及眼科专家讨论，猜想该结果可能与视觉保护机制有关，即在受到一定程度视觉刺激后，平和质人群更易触发肉眼的保护措施——使人体感知到更多、更强烈的视力下降或不适，从而迫使该人远离当下的光环境或进行适当休息，进而对其视觉系统产生有效保护；阳虚质人群则相反，可能具有更高的视觉保护机制启动阈值，即需在更长时间、更高强度光刺激下方激发该机制——故阳虚质者可能会更多地处于不良光环境下作业而不自知，长期来看，使其患近视等相关眼疾的概率大于平和质者[22]。

②囿于时间及条件，本实验尚存在不足，仅针对平和质、阳虚质在固定光环境下的适应性展开研究，未探讨其偏好光环境及在动态光条件下的适应性差异，后续研究可加大样本量、丰富实验条件，并继续探索其余体质与光环境适应性的关系。

③本文为针对人体体质与光环境适应性的基础研究，主要目的为验证其间存在关联，同时确定固定光环境对实验体质的不同影响方面及程度，具有一定的理论探索性。关于建筑勘察行业内的VDT办公光环境设计方法，需结合相应设备及技术手段，在后续研究中继续探讨。