手機屏幕亮度對視功能和淚膜穩(wěn)定性的影響

鄭克 韓宜男 鄭曉紅 瞿小妹

(復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科 國家衛(wèi)生健康委員會近視眼重點實驗室 中國醫(yī)學科學院近視眼重點實驗室 上海 200031)

隨著電子產(chǎn)品在日常生活工作中的普及，人們近距離使用這類設備的時間不斷增加，眼部視疲勞相關不適癥狀的發(fā)生日益增多[1]，智能手機因其使用距離距眼較近，由其導致的視疲勞癥狀往往較閱讀紙質(zhì)書更加嚴重[2]。亮度是手機屏幕與紙張的一個重要差異因素，亮度既可直接影響調(diào)節(jié)反應，也可通過改變瞳孔大小，調(diào)節(jié)進入眼內(nèi)的光線量，改變視網(wǎng)膜成像清晰度而間接影響調(diào)節(jié)反應。屏幕亮度過暗造成發(fā)光不均勻、清晰度降低，均會造成模糊感，引起人眼的調(diào)節(jié)活動；而屏幕亮度過高會引起眩光，人眼通過縮小瞳孔減少進入眼內(nèi)的光線量，避免光線損傷視網(wǎng)膜，同時伴有視覺系統(tǒng)的肌緊張，容易引起視疲勞。合適的屏幕亮度能夠減少視疲勞的發(fā)生，提高工作、學習效率。目前手機亮度和眼部調(diào)節(jié)相關研究較少，本研究探討不同手機屏幕亮度對人眼調(diào)節(jié)集合功能和眼表淚膜穩(wěn)定性的影響，幫助我們給出更好的亮度設置建議，培養(yǎng)健康的用眼習慣，減少使用手機相關的視疲勞癥狀。

1 資料與方法

1.1 資料 選取50名在校學生為研究對象，其中男性27名、女性23名，年齡(22.9±1.1)歲。受試者納入標準：①年齡18～30歲；②近視＞-6.00 D，散光＞-1.00 D；③雙眼最佳矯正視力≥1.0；④無眼位及眼球運動異常，雙眼無器質(zhì)性眼病，無眼部手術史，無全身系統(tǒng)性疾病。本研究遵循《赫爾辛基宣言》，所有受試者均自愿參加，在獲悉需接受檢查的項目后簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 試驗分組 受試者在接受閱讀任務之前，完成調(diào)節(jié)幅度、集合近點、調(diào)節(jié)反應和淚膜破裂時間，采集數(shù)據(jù)作為對照組，在不同日期的同一時段內(nèi)，完成不同手機亮度的閱讀任務，分別為100 nit、130 nit、160 nit手機亮度組，完成規(guī)定的手機閱讀任務后，再次進行相同眼部檢查。

1.2.2 閱讀任務 試驗環(huán)境為500 lux，將手機設置于眼下方33 cm處，使用試驗手機自編的游戲軟件，隨機顯示10以內(nèi)數(shù)字矩陣，囑受試者逐行從左到右查看出現(xiàn)的內(nèi)容，點擊包含數(shù)字3、8、4的按鈕，閱讀任務持續(xù)20 min。

1.2.3 調(diào)節(jié)幅度檢查 配戴全矯眼鏡，選擇最佳視力上一行視標，不斷移近視標，記錄受試者右眼報告看到視標模糊的距離，距離以米為單位，取倒數(shù)即為調(diào)節(jié)幅度，測量3次，取平均值。

1.2.4 集合近點(NPC)測量 采用移進法，當受試者報告說出現(xiàn)了2個目標或當檢查者看到1只眼睛偏離目標時，測量距離并記錄，測量3次，取平均值。

1.2.5 調(diào)節(jié)反應測量 本試驗采用WAM5500型近紅外開放視野自動驗光儀(Grand Seiko株式會社，日本)，受試者配戴足矯眼鏡，雙眼同時先后注視在50 cm、40 cm、33 cm、25 cm和20 cm的0.5視標(分別對應的調(diào)節(jié)刺激：2 D、2.5 D、3 D、4 D、5 D)，使用紅外自動驗光儀測量受試者右眼的調(diào)節(jié)反應，取3次數(shù)據(jù)的平均值，并計算右眼調(diào)節(jié)滯后量。

1.2.6 淚膜破裂時間 生理鹽水濕潤熒光素鈉試紙條(天津晶明新技術開發(fā)有限公司)，然后將紙條輕觸下方球結(jié)膜。囑受試者眨眼數(shù)次使熒光素鈉均勻分布于眼表，睜開雙眼后注視前方，在裂隙燈鈷藍光的照射下，測量由開始睜眼至角膜出現(xiàn)第1個黑斑的時間，即為淚膜破裂時間，測量右眼3次取平均值。

1.3 統(tǒng)計學處理 前瞻性隨機對照研究。本研究使用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件(SPSS，IL，USA)進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)資料進行Levene檢驗方差齊性檢驗，調(diào)節(jié)幅度、集合近點、調(diào)節(jié)反應和淚膜破裂時間數(shù)據(jù)均采用單因素方差分析，使用LSD法兩兩比較，對調(diào)節(jié)反應和調(diào)節(jié)滯后量做線性相關和回歸分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 集合近點、調(diào)節(jié)幅度比較 如表1所示，各試驗組調(diào)節(jié)幅度和集合近點差異具有統(tǒng)計學意義，兩兩比較顯示100 nit、130 nit和160 nit屏幕亮度組調(diào)節(jié)幅度分別較對照組顯著下降，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.009，0.006，0.021)，100 nit、130 nit和160 nit亮度組間差異無統(tǒng)計學意義；100 nit、130 nit和160 nit亮度組集合近點分別較對照組顯著增大，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.012，0.002，0.024)，100 nit、130 nit和160 nit亮度組間差異無統(tǒng)計學意義。

表1 手機屏幕亮度對調(diào)節(jié)幅度、集合近點的影響

2.2 淚膜破裂時間比較 如表2所示，各試驗組的淚膜破裂時間與對照組比較差異有統(tǒng)計學意義，兩兩比較顯示：100 nit、130 nit和160 nit手機亮度組完成閱讀任務后的淚膜破裂時間分別為(4.54±0.99)s、(4.25±1.28)s和(5.35±2.76)s，均較對照組(7.61±3.06)s顯著下降，差異具有統(tǒng)計學意義(P值均＜0.01)，100 nit、130 nit和160 nit亮度組間差異無統(tǒng)計學意義。

表2 手機屏幕亮度對淚膜破裂時間的影響

2.3 調(diào)節(jié)反應比較 各試驗組隨著調(diào)節(jié)刺激增加，調(diào)節(jié)反應值也逐漸增加，各試驗組在不同調(diào)節(jié)刺激下的調(diào)節(jié)反應，差異均無統(tǒng)計學意義(表3)。在各調(diào)節(jié)刺激(5 D、4 D、3 D、2.5 D、2 D)下，130 nit亮度組的調(diào)節(jié)反應值均高于其他組，但差異無統(tǒng)計學意義。

表3 不同調(diào)節(jié)刺激下的調(diào)節(jié)反應值 單位：D

2.4 調(diào)節(jié)滯后比較 表4顯示在各調(diào)節(jié)刺激下，各試驗組間調(diào)節(jié)滯后量比較，差異均無統(tǒng)計學意義。除160 nit組，其余各試驗組調(diào)節(jié)刺激和調(diào)節(jié)滯后量均呈線性回歸(圖1)，差異均有統(tǒng)計學意義。對照組：y=0.352+0.125x，r2=0.108(F=7.602，P=0.008)；100 nit組：y=0.134+0.166x，r2=0.160 (F=10.821，P=0.002)；130 nit組：y=0.111+0.145x，r2=0.197(F=12.786，P=0.001)；160 nit組：y=0.433+0.108x，r2=0.040(F=2.121，P=0.151)。除160 nit組，調(diào)節(jié)刺激和調(diào)節(jié)滯后量均顯著呈正相關。對照組：r=0.328，P=0.004；100 nit組：r=0.399，P=0.001；130 nit組：r=0.444，P＜0.001；160 nit組：r=0.200，P=0.076。

表4 不同調(diào)節(jié)刺激下的調(diào)節(jié)滯后量 單位：D

3 討論

隨著信息社會的高速發(fā)展，智能手機已經(jīng)進入到我們生活工作的每一個環(huán)節(jié)，發(fā)達國家年輕人手機使用率高達95%[3]，隨著智能手機使用時間的增加，眼部不適以及相關視覺癥狀出現(xiàn)日益增多[1]。有研究證實智能手機較臺式電子計算機[4]和紙質(zhì)材料[5]更容易引起眼部不適。目前屏幕亮度對視疲勞的影響多集中在電子計算機屏幕，手機亮度的不同對人眼視功能以及眼表淚膜相關研究較少，本研究探討不同手機屏幕亮度對人眼調(diào)節(jié)集合功能以及淚膜穩(wěn)定性的短期影響，幫助我們給出更好的護眼亮度設置建議，減少手機使用相關的視疲勞癥狀。

本研究中各試驗組在完成手機閱讀任務后測量調(diào)節(jié)幅度和集合近點，結(jié)果顯示各亮度組調(diào)節(jié)幅度在手機使用后均較對照組顯著下降，各手機亮度組集合近點均較對照組遠移，國外Park報道了健康成人使用智能手機閱讀20 min后集合近點遠移[4]，國內(nèi)閆瑾等觀察青年大學生在手機閱讀1 h后發(fā)現(xiàn)集合近點增大[6]，本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果一致。 Long等[7]對正常受試者使用手機閱讀1 h過程中的觀看距離進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)手機的閱讀距離在最后10 min縮短為(27.8±7.7)cm，較閱讀過程前10、20和50 min顯著縮短。手機屏幕較小，長時間近距離的手機閱讀需要動用較多的調(diào)節(jié)，使用手機后造成調(diào)節(jié)和集合功能下降，需要通過縮短閱讀距離來增大視角。手機使用的姿勢和距離，屏幕的大小和亮度與計算機不同[3]，坐位時持手機的屏幕距離為13.3～32.9 cm，躺臥位時屏幕距離為9.9～21.3 cm[8]，更近的使用距離對人眼調(diào)節(jié)集合系統(tǒng)將帶來更高的需求，更易引起視疲勞相關不適癥狀。

本研究中100 nit、130 nit和160 nit手機屏幕亮度組的淚膜破裂時間均較對照組顯著下降，而手機屏幕亮度組間差異并無統(tǒng)計學意義。各亮度組在20 min的手機使用任務完成后，淚膜穩(wěn)定性均顯著下降，與Kim等[9]報道的結(jié)果一致，推測與持續(xù)20 min的近距離閱讀任務中，受試者因注意力集中而減少瞬目次數(shù)，淚膜重新分布減少有關。但Rosenfield等[10]指出使用電子設備時的眼部不適癥狀可能并不能歸因為眨眼次數(shù)減少，眨眼次數(shù)可能更多與閱讀時的認知需求有關。澳洲有研究報道使用智能手機閱讀1 h后，不完全眨眼數(shù)由6次/min增加到15次/min，并伴有眼部主觀不適感增加[11]。暴露部位的淚膜由于過度蒸發(fā)，淚液滲透壓隨淚液蒸發(fā)而增高，而眼表高滲性的炎癥環(huán)境將促進角膜和結(jié)膜上皮細胞和杯狀細胞的凋亡，進一步加劇淚膜的不穩(wěn)定性，在TFOS DEWS干眼專家共識報告中已證實量淚膜高滲性和淚膜的不穩(wěn)定性是干眼的核心驅(qū)動因素[12]。因此，手機使用會增加干眼癥發(fā)生的風險。韓國一項大型研究報道在干眼兒童中，手機使用率更高，并發(fā)現(xiàn)在停止使用智能手機1個月后，淚膜穩(wěn)定性改善[13]。在本研究中，各屏幕亮度組完成閱讀任務后，眼調(diào)節(jié)幅度和集合近點均發(fā)生顯著改變，淚膜穩(wěn)定性下降，由于眼部調(diào)節(jié)集合系統(tǒng)，眼表(尤其是眨眼)或是兩者的共同作用，使用手機后可能出現(xiàn)眼部疲勞模糊等不適，因此雙眼視功能異常以及干眼癥患者近距離用眼后及時休息十分必要。

本研究觀察發(fā)現(xiàn)130 nit亮度組在各調(diào)節(jié)刺激下引起的人眼調(diào)節(jié)反應均最大，滯后量最少，但差異無統(tǒng)計學意義。有國內(nèi)研究報道電子計算機屏幕亮度在一定程度內(nèi)的變化并不影響調(diào)節(jié)反應，本研究結(jié)果與其一致[14]。韓國一項基于20歲年輕人的研究報道了使用手機觀看影片30 min后的調(diào)節(jié)滯后量(0.49±0.28)D較閱讀書本30 min后顯著增高(0.30±0.16)D[5]。理論上，看近后因為瞳孔縮小，焦深變大，調(diào)節(jié)滯后量增高。線性相關和回歸分析得出，除160 nit組調(diào)節(jié)滯后量均隨調(diào)節(jié)刺激的增加而增加。本研究各屏幕亮度組使用手機20 min后，調(diào)節(jié)滯后量較對照組均未發(fā)生顯著增高，分析可能原因為受試者均為雙眼視功能正常，其調(diào)節(jié)幅度均能夠滿足手機使用時的調(diào)節(jié)需求，并且手機使用時間持續(xù)較短，并未引起調(diào)節(jié)滯后量的明顯增高，未來研究可以納入手機使用時長大于8 h者進行觀察。對于具有雙眼視功能異常者，如調(diào)節(jié)不足的患者，手機使用是否會引起滯后量的增加需進一步研究。不同的研究對手機亮度設置的最優(yōu)值結(jié)果相差較大：武童瑤等[15]報道當照度范圍在50～500 lux，手機屏幕亮度為100 cd/m2時閱讀舒適性較好；李宏汀等[16]建議環(huán)境照度為500 lux時，手機屏幕亮度最優(yōu)值是257 cd/m2左右；葉程等[17]報道的亮度最優(yōu)值更高，在400～600 lux的環(huán)境照度下，手機屏幕的最優(yōu)亮度值為436～470 cd/m2。本研究中亮度變化沒有引起調(diào)節(jié)反應和調(diào)節(jié)滯后量的顯著變化，推測與亮度變化差值相差較小，沒有引起瞳孔大小顯著波動有關，未來研究可以加大亮度變化差異。

本研究存在一些局限性，僅研究了500 lux的環(huán)境照度。在不同環(huán)境照度下，手機屏幕亮度變化對人眼調(diào)節(jié)集合功能和眼表淚膜穩(wěn)定性的影響，有待進一步的研究。此外，各亮度組中研究樣本量較少，下一階段將繼續(xù)增大樣本量采集，增強結(jié)果的可靠性。

綜上所述，短時間近距離使用手機會引起人眼調(diào)節(jié)幅度下降，集合近點增加，淚膜穩(wěn)定性下降，屏幕亮度在一定范圍內(nèi)，對調(diào)節(jié)反應、調(diào)節(jié)滯后量沒有顯著影響，雙眼視功能異常者以及干眼癥者應注意手機使用時間，及時的休息十分重要。