夜間病房光源對護理工作及病人主觀感受和睡眠的影響

任澤鳳，秦存玲，馬洪榮，孫文娟

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夜間病房光源對護理工作及病人主觀感受和睡眠的影響

任澤鳳，秦存玲，馬洪榮，孫文娟

病房光源;LED燈;護理工作;睡眠；舒適度

照明光源對夜間醫(yī)護工作有重要影響,不當的照明光源可能會對夜間工作帶來不便，潛在的光生物安全隱患可能會造成醫(yī)護工作者以及病人、陪侍人的視力損害，同時高色溫人造光源也會帶來生物鐘等方面的負面影響。在現行室內照明光源中，傳統(tǒng)的白熾燈顯色性最佳，低色溫更符合人類的自然作息要求，但是能耗大、發(fā)光效率低下、壽命短、色溫單一。目前應用最廣泛的熒光燈，節(jié)能高效，有多種色溫可供選擇，但顯色性差，同時燈具含重金屬汞，對環(huán)境污染大。正在逐步替代熒光燈的新型光源LED燈更進一步降低能耗，延長壽命，但顯色性差，更有高能短波藍光和頻閃的光生物安全隱患。為了探究不同光源對護理工作效率和病人主觀感受的影響，研究組人員進行了實地試驗，現介紹如下。

1　研究背景

在研制漿膜胸腔穿刺桌時，為給醫(yī)生提供更佳的燈光照明，我們在桌上設計了使用鋰離子蓄電池驅動的雙臂照明燈。而在選擇照明光源時，遇到了這樣的問題：選購的LED燈雖然節(jié)能效果非常理想，但試用過程發(fā)現所購買的LED燈晃眼、色彩極差，對夜間護理工作帶來了困難。同時，本院正在新建外科病房樓，院內“應選用節(jié)能環(huán)保的LED燈具”的呼聲此起彼伏。

2　常用光源的發(fā)光原理與特點

照明光源的發(fā)光方式多種多樣，分類方法也有多種。在本研究中根據光源所發(fā)出的可見光光譜的不同，將光源按照熱致發(fā)光、紫外線熒光粉發(fā)光、藍光熒光粉發(fā)光分為3種不同類型。

2.1熱致發(fā)光

正如燒紅的鐵塊發(fā)出紅光，物體在達到一定溫度后會向外發(fā)出可見光，稱這種發(fā)光方式為熱致發(fā)光。對光線顏色的度量也是根據熱致發(fā)光的原理，將某種光線對應的發(fā)光體所處熱力學溫度稱為色溫。如晴天正午最強烈的陽光，對應太陽表面溫度約6 500 K(見圖1)，白熾燈燈光對應鎢絲溫度約2 700 K(見圖2)。白熾燈的優(yōu)點在于與太陽光發(fā)光原理相同，光譜連續(xù)性強，在各種光源中對色彩的還原性最好(顯色性指數Ra=100)，但受鎢絲溫度限制，色溫低，光色偏黃，偏向于傍晚時分的自然光，光效差，且壽命短。普通白熾燈壽命600 h～1 000 h，光效10 lm/w ～15 lm/w(流明每瓦，每消耗1單位電力所能發(fā)出光的量)，白熾燈的改進版鹵素燈壽命2 000 h，光效不超過25 lm/w。

圖1　太陽光光譜示意圖(正午，6 500 K)

圖2　白熾燈光譜示意圖(2 700 K)

2.2紫外線熒光粉發(fā)光

包括普通熒光燈和使用紫外線芯片的紫外線型LED燈，均是先將電能轉化為紫外光，再通過激發(fā)熒光粉發(fā)出可見光。與熱致發(fā)光不同，熒光粉只能發(fā)出單色的、波長集中的光線，所以熒光燈一般采用混合紅、綠、藍3種不同熒光粉(RGB三基色熒光粉)混色得到白光(見圖3)。

圖3　RGB熒光粉光譜示意圖(6 500 K)

該種發(fā)光方式的優(yōu)點在于節(jié)能和色溫可以靈活調節(jié)。緊湊型節(jié)能的發(fā)光效率一般在60 lm/w左右，即10.0 w左右的熒光燈即可達到40.0 w普通白熾燈的亮度，而采用鎮(zhèn)流器的熒光燈和LED燈可以達到90 lm/w以上。通過調節(jié)熒光粉比例的不同可以自由調節(jié)色溫，常見的有2 700 K、4 000 K、6 500 K 3種色溫產品。雖然使用三基色熒光粉可以模擬各種色溫，但是熒光粉光譜窄的缺點不能避免，所帶來的后果便是比較低的顯色性，常見緊湊型熒光燈的顯色性指數往往只有Ra=75，其中對紅色的顯色性非常差，往往低達R9=60，與白熾燈R9>100相比差別十分明顯[1]。

2.3藍光熒光粉發(fā)光

藍光熒光粉發(fā)光是藍光型LED燈的發(fā)光方式。其發(fā)光方式與紫外線熒光粉發(fā)光類似，采用對440 nm波長藍光敏感的黃色熒光粉可以發(fā)出基于550 nm黃光的連續(xù)光譜，與芯片本身所發(fā)出的藍光混色成為白光，并可以通過調節(jié)黃光藍光的比例模擬各種色溫。

圖4　藍光型LED光譜示意圖(6 500 K)

由于半導體激發(fā)的藍光本身參與混色，所以藍光型LED燈的光效可以高達110 lm/w，同時對黃色表現優(yōu)秀[2]。但是此種發(fā)光方式在紅色上表現更差，同時參與混光的440 nm藍光是一種光生物安全隱患：長時間的藍光照射會抑制體內褪黑色素水平，使神經中樞保持較高的興奮度，不容易入眠，并會降低肢端溫度；使人體生物鐘節(jié)律受損，影響人體免疫機制[3]。強烈的藍光照射使黃斑區(qū)細胞氧化，造成視網膜退行性改變[4-5]。

3　臨床試驗

3.1方法

試驗在呼吸內科、胸外科、燒傷科、老年保健病房4個住院科室中隨機選取共計10間病房作為試驗場所，并在共計8個月的試驗期內，周期性的對病房內安裝的試驗燈具進行輪換。在10間不同病房內，由不同的受測者分別測試不同的10種光源產品，產品分別標記為1號～10號，其中2號、3號、5號、7號、8號樣本是同一公司生產，其余樣本產自不同公司。光源產品的有關相關參數見表1。所有測試樣本均是通過獨立供電線路安裝在各個病房的相同位置，能達到較均勻的照明效果，并由3具開關分組控制。同時向病人及家屬說明，試驗燈具均是通過國家檢驗的正規(guī)廠家的合格產品，不會對人體產生任何不良影響，進行試驗的目的是評價各種光源產品在病房應用的優(yōu)劣，為今后病房照明設計提供參考。病房原有照明一并保留，若病人或家屬對現有照明有任何不良反應，均可切斷試驗照明切換至原有照明。出于對意外情況的規(guī)避，本試驗避開了有重癥病人的病房。 10間病房共涉及23名醫(yī)生，57名護士，200例病人和300名陪侍人。實驗樣本中不包含患有眼科疾病或者與試驗目的相關病史的病人。

表1　受測光源產品參數

3.2評價方式

對于光源各種參數的評價，已有許多研究成果，我們并非專業(yè)的光源研究機構，也沒有專業(yè)的光源評價儀器，所以主要通過主觀評價的方式對不同光源進行測量，主要內容有:①對于醫(yī)生、護士來講，光源是否能夠擔負夜間診療、技術操作等工作，能否減輕夜間值班醫(yī)生的疲勞，提供高效率的工作環(huán)境。②對于病人來講，光源是否能夠提供舒適、安心的休息環(huán)境，能否減輕眼部不適、頭痛等癥狀。③對于陪侍人來講，光源是否能夠負擔夜間對病人的照料以及能夠提供舒適、安心的休息環(huán)境。每項回答答案相同人數大于該組人數的40%即為此項的最終答案。

4　結果(見表2～表4)

表2　病人對樣本的感受(n=200)

表3　陪侍人對樣本的感受(n=300)

表4　醫(yī)生及護士對樣本的感受(n=80)

5　討論

5.1色溫

較低的色溫與傍晚的自然光相似，更符合人類生物鐘對光源色溫的要求。試驗中低色溫光源樣本最能給人以舒適的感覺，同時會引導受測者進入睡眠狀態(tài)，所以在舒適的同時會引發(fā)困倦。因此低色溫光源可以避免擾亂病人的生物鐘，降低外界環(huán)境和失眠對病人精力、體力的消耗。同時，相同亮度的樣本對比，色溫高的樣本給病人帶來的刺激大，容易激發(fā)眼部不適、頭痛等癥狀。但低色溫光源帶來的舒適性和困倦的同時會帶來警惕性降低、反應時間延長的負面影響，不利于夜間工作的展開；高色溫光源雖然在短時間內可以有較高的工作效率，但長時間使用會使人感到肢端溫度降低、疲憊卻難以入眠、煩躁不安等。試驗組人員認為，對病人而言，2 700 K色溫的光源代替6 500 K的高色溫光源可以避免高色溫光源對病人睡眠的不良影響，減少人造光源對病人生物鐘帶來的不良影響，使病人能夠更安穩(wěn)的睡眠，得到充分的休息。而4 000 K～5 000 K的色溫則更適合夜間的診療、技術操作以及對病人的護理。所以建議病房中應該安裝色溫可調的光源，可以分別提供低色溫光照和中等色溫光照。

5.2亮度

較高的光照亮度會影響病人夜間的休息，而較低的亮度則會給夜間技術操作帶來困難。所以病房夜晚往往維持較低的亮度，并在需要的時候提高亮度。而亮度的驟然提高會給病人帶來較大刺激，帶來較強烈的眼部不適以及頭痛癥狀。我們曾嘗試梯度性的逐級提高病房亮度，來給病人適應光照的時間，但發(fā)現具有發(fā)熱癥狀的病人對亮度增加的適應力差，需要較長的時間來逐步適應亮度的增加而不產生強烈的眼部刺激和頭痛感。但這個適應過程通常長達數分鐘，對于手動燈具而言基本不具有可操作性，只能寄希望于亮度能夠漸進、緩慢增加的新型光源的出現。

5.3顯色性

試驗中，光源樣本的顯色性對技術操作帶來影響的分別是1號樣本和9號樣本，其余樣本無論顯色性高低都沒有對技術操作帶來困難。其中1號樣本雖然具有最好的顯色性，但是大部分病人膚色、血管顏色在白熾燈光下均呈現出橙黃色，難以分辨，給技術操作帶來困難。反而在同色溫顯色較差的2號、3號樣本中，血管的深色與皮膚的淺色有較明顯的區(qū)別，對技術操作沒有影響。9號樣本因其顯色性過差，病人皮膚一片灰暗，難以辨別，同時較高的色溫容易使護士眼睛疲勞，難以長時間進行觀察，最終導致9號樣本下難以進行技術操作。6號樣本具有所有節(jié)能光源中最佳的顯色系數，同時色溫最接近上午明亮、柔和的自然光，但與相近色溫的4號、5號樣本相比，沒有對夜間工作效率和病人良好感受的提高產生任何實質性的促進作用。因此認為，顯色系數80左右的普通熒光燈和LED燈完全可以滿足普通病房中各種夜間作業(yè)的需求。

5.4藍光和頻閃

藍光是自然光線的重要組成部分，藍光危害指的是由波長主要介于400～500 nm(短波長光)的輻射照射后引起的光化學作用，導致視網膜的損傷[6]。夜間長期暴露于藍光之下，不僅會造成視網膜損傷，還會擾亂人正常晝夜節(jié)律，長此以往嚴重影響人體健康[7]。一些對照明光源的實驗測試證實，能夠上市銷售的光源的藍光危害均不超過1類危害，并且大部分屬于無危害產品[8-9]。但9號樣本證實，雖然低危害藍光不會對眼睛造成不可逆?zhèn)?，但依然會造成眼睛的迅速疲勞，給夜間工作帶來困難。由于9號樣本的光效低、亮度低，眼瞼能夠有效過濾光照中的藍光成分，所以在病人入睡后不再對病人產生不良影響。在病人入睡前產生的不良影響，則可以歸入色溫條目中。

頻閃與藍光相似，同樣會使眼睛快速疲勞，給夜間工作帶來困難。同時，頻閃還會給病人的眼睛帶來較強的刺激，甚至會給部分病人帶來持續(xù)性頭痛，我們認為強烈的頻閃是本次試驗中能夠對病人生命質量帶來最大負面影響的因素，建議從燈具的選購到安裝，應嚴格把關，杜絕具有藍光一類危害或頻閃特性的劣質燈具進入病房照明系統(tǒng)，否則會嚴重影響夜間護理工作，降低病人生命質量。

5.5LED新光源與傳統(tǒng)熒光燈的對比

就使用效果而言，同色溫的熒光燈與LED燈之間沒有任何可辨認區(qū)別：正常使用的情況下，兩種光源都是穩(wěn)定、安全、高效的節(jié)能光源。就成本而言以7號、8號樣本的標稱參數為例，可以計算出每1 000只×10 h=10 000 h，熒光燈的使用成本要比LED燈高約90元。再考慮到每廢1只熒光燈可能造成的重金屬環(huán)境公害，我們認為，使用優(yōu)質LED燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光燈作為病房照明系統(tǒng)可能具有經濟和環(huán)保的雙重價值，但對護理工作以及病人主觀感覺沒有明顯優(yōu)勢。

理想的實驗情況應當是隨機選擇在同一病房，同一批受測者測試某一公司的一整套產品，并且要對不同公司的產品分別測試對比。但實際操作時因各種條件限制，我們只能退而求其次，入組病人和陪侍人只是在試驗期間入住試驗病房的病人，因此不能完全算是隨機選取。需要特別說明的是，我們并沒有將燈具視為醫(yī)療器械，所以這并不是一次正規(guī)的醫(yī)療器械臨床實驗，但所使用的燈具均是符合國家標準的安全燈具。因此，本研究所有試驗結論，請大家結合各自病房病人及工作人員實際情況考慮。

[1]蔡喆，彭振堅，陳慧挺.普通照明用LED顯色性評價[J].中國照明電器，2014，21(7)：28-31.

[2]申崇渝，徐征,趙謖玲.LED藍光泄露安全性研究[J].光譜學與光譜分析，2014，34(2)：316-321.

[3]陳超中,施曉紅,劉磊.白光LED的光生物作用特性[J].中國照明電器,2013,20(4):6-8.

[4]張躍敏,喬更新.LED照明中藍光的光生物安全問題[J].中國照明電器,2013,20(6):1-4.

[5]劉娜,何仲凱,蔡志強,等.藍色發(fā)光二極管光源對大鼠視網膜的安全性測試[J].中國組織工程研究與臨床康復,2009,13(48):9559-9562.

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

[7]劉歆，周祁，畢燕龍.藍光致視網膜光化學損傷的研究進展[J].中華眼外傷職業(yè)眼病雜志，2016，38(2):154-156.

[8]顧芳波,朱騰飛,錢楓,等.室內LED射燈光生物安全分析[J].中國計量學院院報,2014,25(3):332-336.

[9]俞安琪,趙旭.LED照明產品光生物安全風險狀況分析[J].照明工程學報,2013,24(5):4-5.

(本文編輯王麗寇麗紅)

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

Ren Zefeng,Qin Cunling,Ma Hongrong,et al

Zaozhuang Municipal Hospital,Shandong 277100 China

任澤鳳，副主任護師，本科，單位：277100，山東省棗莊市立醫(yī)院；秦存玲、馬洪榮、孫文娟單位：277100，山東省棗莊市立醫(yī)院。

R197.323文獻標識碼：B

10.3969/j.issn.2095-8668.2016.03.015

2095-8668(2016)03-0182-05

2016-02-24；

2016-07-01)