中醫體質因素對VDT辦公光環境適應性的影響初探

張文力，嚴永紅

(重慶大學建筑城規學院，山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶 400045)

引言

計算機輔助設計及相關繪圖軟件具有操作簡便、協同性強、可視化程度高等特征，能夠大大減輕設計人員的體力勞動，使其思維智力回歸設計本身，進而提高設計質量、加快項目進度[1]，自問世以來就受到建筑行業的極大歡迎。我國建筑設計院對計算機的應用最早可追溯到20世紀60年代初，經90年代原建設部“甩掉圖板、人手一機”目標的提出，至21世紀初，電腦繪圖已基本取代手工繪圖，成為建筑設計行業的主流工作模式[2]。而在今天，建筑信息模型等以三維數字技術為載體、集成了建筑工程項目的各種相關信息的數據系統，已在全國各大建筑勘察設計企業中得到廣泛認可及大力推廣，成為建筑參數化設計的主要實現途徑[3]。

隨著以計算機為代表的數字化特征視頻顯示終端(Visual Display Terminal，VDT)在建筑設計領域的深度應用，長時間、高強度的VDT作業極易使設計人員罹患計算機視覺綜合癥(Computer Vision Syndrome，CVS)——CVS是由人眼持續注視電子顯示器產生的一系列視覺相關病癥[4]，其典型癥狀為視疲勞及干眼癥[5，6]。由于建筑行業內的VDT作業涉及構思、建模、制圖、渲染、排版等多項內容，要在多種軟件、多類場景中頻頻切換，作業者視覺系統需進行大量、復雜的眼球動作[7，8]以及頻繁的調節、輻輳運動[9]，較之文字編輯等單一工種，建筑師由VDT作業所帶來的視覺負荷更重，已成為CVS的高發群體，值得重點關注。

在引發作業者CVS的各項因素中，不良的VDT作業空間光環境被美國視光協會排在首位[4]，故設計良好的辦公室光環境，對緩解、阻斷建筑師視疲勞的發生，有著重要意義。既有研究的目的多希望能找到此類效率高、視疲勞輕、具有普適性的最佳VDT作業光環境。然而，VDT作業光環境由環境光與屏幕光共同構成，動態、多變的環境光與屏幕光交互疊加，造就其復雜化、多樣化的光屬性特征；此外，人工光照與視疲勞及相關眼疾間的關系復雜，不同個體對光環境的適應性、耐受性差異極大[10]，使之成為一個系統性科學問題。如何在如此多維、相互作用的“人——光環境——視疲勞”體系中(圖1)，準確尋找到影響個人視健康的關鍵因素，成為相關研究的瓶頸。

圖1 VDT作業光環境與視疲勞

1 中醫體質與光環境適應性的關聯探索

本課題組在前期實驗中發現，被試對人工光的耐受和偏好似與生長地光環境、性別、年齡及其當下的狀態有關[11，12]；此外，Wallman等[13]認為近視的發生系由基因和環境共同決定，Tkatchenko等[14]闡述了人眼對長期光環境的依賴，當面對變化的、不良的光照時，可能產生不正確的視覺信號，引起眼球和視覺系統異常，導致近視等相關眼疾的發生。由上述研究可得知，人體對人工光的適應性應與個體基因及該人成長過程中所適應的光環境有一定聯系，即包含了先天、后天兩大影響要素。

在此引入中醫體質學說：該學說以中醫理論為主導，認為體質是建立在先天遺傳和后天獲得基礎上的綜合且相對穩定的特質[15]，并根據個體不同的形態結構、生理功能、心理狀態等方面特征，按照一定的標準，將人群分為平和質、氣虛質、陽虛質、陰虛質、痰濕質、濕熱質、淤血質、氣郁質、特稟質等九大體質類型(其中平和質為正常體質，其余均為偏頗體質)，而每類體質在形體、生理、心理特征及病理反應、發病傾向等方面各有特點[16]。鑒于此，考慮人體體質與人工光環境適應性是否具有某種關聯性或對應性，以便為研究復雜VDT光環境下的視覺適應性提供新的思考方向。

2 體質因素對光環境適應性的影響研究

本文擬通過實驗探究體質因素對VDT作業光環境適應性的影響：通過前期調研選取兩類具有代表性的特定體質，比較兩類體質被試在相同光環境下進行VDT作業的生理、心理以及工作狀態，分析其適應性差異。

2.1 前期調研

在建筑勘察設計行業內，青年設計師往往面臨著更為繁重的VDT繪圖任務，視疲勞現象極普遍，患CVS風險更高，故選定該群體作為本次研究對象。調研以重慶大學建筑城規學院內高年級本科生或研究生為樣本(處于該階段的學生多已有設計院實習經歷，能熟練使用VDT完成工作任務，可認為具有青年建筑師屬性特征)，通過問卷方式對其進行視疲勞及體質調查。問卷內容有兩部分：第一部分記錄被調查者的基本信息、視力及視疲勞發生情況等，第二部分以《中醫體質分類與判定》(ZZYXH/T 157—2009)[16]標準下的中醫體質量表對被調查者進行體質分型。本次調研共發放問卷220份，回收問卷211份(回收率95.91%)，其中有效問卷207份(有效率94.09%)。

2.1.1 調研結果

207例有效樣本中，平均年齡25歲，最大年齡30歲，最小年齡21歲；其中男性117人(占比56.52%)、女性90人(43.48%)。人數居前三的體質依次為平和質57人(占比27.54%)、陽虛質32人(占比15.46%)和氣虛質24人(占比11.59%)。此外，如表1所示，樣本人群中共有近視165人，總體近視率為79.71%，其中不同體質近視率由高到低依次為：陽虛質87.50%>陰虛質84.21%>氣郁質83.33%>氣虛質79.17%>平和質78.95%>濕熱質78.26%>痰濕質76.47%>特稟質66.70%>血瘀質63.64%。

表1 樣本人群中不同體質近視發病率統計表

表2 樣本人群各時段VDT視疲勞發生率統計表

表2所示為對引發被調查者視疲勞的VDT作業時段的分類統計，總體來看，中時段視疲勞率最高(44.93%)、長時段稍低(41.55%)、短時段最末(13.53%)。其中，短時段特稟質(33.33%)、陽虛質(18.75%)及氣虛質(16.67%)的視疲勞發生率排前三，血瘀質(9.09%)排最后；中時段血瘀質(63.64%)、陰虛質(52.63%)及濕熱質(47.83%)的視疲勞發生率排前三，特稟質(33.33%)排最后；長時段平和質(50.88%)、氣郁質(44.44%)及痰濕質(41.18%)的視疲勞發生率排前三，血瘀質(27.27%)排最后。

2.1.2 結果分析

綜合上述結果：平和質作為正常體質，在所有體質中人數最多，近視率低于平均水平，且長時段VDT作業視疲勞發生率高、短時段視疲勞率低于平均水平，說明其對VDT作業光環境的適應性強、耐受度高；而陽虛質在偏頗體質中人數最多，在所有體質中近視率最高，且短時段VDT作業視疲勞發生率高、長時段視疲勞率低于平均水平，說明其對VDT作業光環境的適應性差、耐受度低。針對VDT作業光環境，兩類體質具有較高的代表性，故選為本論文的研究體質。

2.2 實驗研究

實驗以平和質、陽虛質為研究體質，將被試按體質情況進行分組，通過組內及組間比較法，對比不同體質被試組在相同光環境下VDT作業的狀態及表現，探究中醫體質因素對光環境適應性的具體影響。

2.2.1 實驗條件

本實驗于2018年12月在重慶大學建筑城規學院建筑照明實驗室進行，為保證室內光環境穩定可控，實驗全程均需關閉房間門窗，并合上側窗內的銀灰色木質推拉面板、拉上黑色遮光布，為實驗室內部創造理想的全人工光環境。實驗采用歐司朗特制LED燈具，可利用配套電腦軟件完成精確調光。試驗過程中，使用Kanomax/加野2211空氣質量檢測儀對室內溫度、濕度、CO2濃度進行實時監測，使實驗室溫度保持在20～24 ℃、濕度保持在60%～70%、CO2濃度小于900ppm。

2.2.2 實驗被試

實驗選取來自重慶大學建筑城規學院的平和質、陽虛質被試各16名(分別8男8女)，其年齡在21～28歲之間，全部視力正常或矯正視力正常，且自報無情緒類疾病。被試依體質被分為兩組(平和質組與陽虛質組)，所有人均須全程按要求完成實驗。

2.2.3 實驗設置

《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)[17]中規定普通、高檔辦公室工作面照度標準值為300、500 lx，相關色溫在3 300～5 300 K之間。參考該規范，本實驗的光環境參數設置為：工作面水平照度500 lx，相關色溫4 000 K(實驗光源具體參數及光譜分布如表3所示)。被試需在該固定光環境下完成4段時長1 h的VDT作業(實驗用時1天，上、下午各含2段VDT作業，作業內容為繪制建筑施工圖)，應分別在每段作業前后測評被試的生理、心理和工作狀態，通過分析、對比其各項狀態的變化趨勢及具體變量，分析實驗光環境對被試作業狀態的影響，進而探究不同被試組對于相同光環境的適應性差異。

表3 實驗光源光譜

2.2.4 測評項目

相關研究認為，人工光對工作人員的生理、心理狀態以及警覺性、工作表現等方面有重要的影響作用[18-21]。本實驗針對被試視覺、情緒、作業狀態等進行評價，具體測評項目如下：遠、近視力及FM100色覺檢測，KSS困意、BPOMS簡明情緒及OSDI干眼量表自評，n-back短時記憶、GONOGO反應速度任務測試；上述所有測評項目結果均以數值記錄，除n-back任務外，其余皆為負向指標——數值愈小，被試該項表現愈佳。

2.2.5 實驗結果

對各組被試每段作業前后各測評項目數據進行統計學分析，可研究相同光環境對不同被試組的影響異同。介于樣本量偏小，原始數據多不符合正態分布，故借助IBM SPSS Statistics軟件進行非參數檢驗：非參數檢驗是在總體方差未知或知之甚少的情況下，利用樣本數據對總體分布形態等進行推斷的方法，其對于數據的總體分布類型沒有要求，因而具有更為廣泛的應用范圍。在針對本實驗組內、組間的實驗數據分析中，分別使用Wilcoxon符號秩與Mann-Whitney U兩種非參數檢驗方法。

①組內對比——作業前后測評數據分析。

組內對比旨在分析各體質組作業前后測評指標的變化趨勢。將組內被試每段作業前后的各項測評數據作配對，利用Wilcoxon符號秩檢驗分析其分布的差異性：假設作業前后的兩組數據無明顯差異，如檢驗P值小于顯著性水平(P<0.05)，拒絕原假設，反之(P≥0.05)則接受該假設。

表4 被試組作業前后各測評項目數據Wilcoxon符號秩檢驗結果

負秩：作業前測評數值>作業后測評數值,正秩：作業前測評數值<作業后測評數值,綁定值：作業前測評數值=作業后測評數值。

表4為被試組作業前后各測評項目數據Wilcoxon符號秩檢驗結果：平和質組遠近視力、BPOMS情緒、OSDI干眼、n-back及GONOGO任務作業前后的兩組數據具有顯著性差異，而陽虛質組KSS困意、GONOGO任務數據具有顯著性差異，說明兩組被試分別在上述項目中作業前后的狀態差異顯著，實驗光環境對其在這些方面影響明顯。此外，通過分析各測評項作業前后數據之差的正負數量，可判斷被試該測評項的變化趨勢：相較作業前，平和質組作業后除色覺、短時記憶表現上升，其余項均下降；陽虛質組除色覺提升、干眼癥狀好轉、反應速度提升、短時記憶維持不變外，其余項表現均下降。

②組間對比——作業前后測評數據變量分析。

組間對比旨在分析不同體質組各測評指標受作業光環境影響的程度。對兩組被試每段作業前后各項測評數據變量進行Mann-Whitney U檢驗，分析其相關性：該方法針對兩個獨立樣本——即兩組被試的測評數據變量，假設其數據分布相同，如檢驗得出P值小于顯著性水平(P<0.05)，拒絕原假設，反之(P≥0.05)則接受該假設。

表5為被試組作業前后各測評項目數據變量Mann-Whitney U檢驗結果：在遠近視力、OSDI干眼、n-back及GONOGO任務中，兩組變量具有顯著性差異，說明實驗光環境在上述項目中對兩組被試的影響程度有著明顯差異。此外，通過分析顯著項中各組變量的平均值，可比較兩組被試該測評項的變化水平：較之陽虛質組，平和質組的短時記憶變化趨勢更優，而干眼癥狀加重程度更深，遠近視力、反應速度下降更為嚴重。

表5 被試組作業前后各測評項目數據變量Mann-Whitney U檢驗結果

3 結論

將Wilcoxon符號秩和Mann-Whitney U檢驗結果進行疊合，即得表6。在照度500 lx、色溫4 000 K的固定光環境下，針對遠近視力、色覺、困意、情緒、干眼癥狀、短時記憶及反應速度等測評項目，平和質組作業前后的測評數據具有顯著性差異的有6項，陽虛質組為2項，說明平和質組對該光環境更為敏感，VDT作業狀態更易受其影響；此外，平和質組作業后相較作業前測評表現有下行趨勢的為6項(其余2項提升)，陽虛質組為4項(其余3項提升、1項持平)，而兩組具有相同表現趨勢的共有5項，說明兩類體質被試在該光環境下VDT作業的自身狀態、工作表現的變化趨勢較為一致，且陽虛質適應性較好。在此，進一步關注兩被試組作業前后各測評項目變量的相關性分析，發現相同光環境對兩組被試的顯著影響差異體現在遠、近視力及干眼癥狀、短時記憶、反應速度等5項，而除短時記憶外，平和質組在其余4項中所受的負面影響程度都更重。綜上所述，在本實驗條件下，平和質與陽虛質被試受光環境影響的各項指標變化趨勢大致相同，不過平和質對光環境更加敏感，兩類體質受影響程度也大多具有顯著差異，其中平和質所受負面作用更大、相關指標下降更快，說明其光環境適應性更差，也證明了體質因素對人體光適應性存在一定的影響。

表6 Wilcoxon符號秩和Mann-Whitney U檢驗結果疊合

4 討論與展望

針對上述結論，有如下討論及展望：

①在中醫體質學說中，平和質是指陰陽平和、臟腑氣血功能正常且先天稟賦良好、后天調養得當之人，該類人群對四時寒暑及地理環境適應能力強而患病少[16]；前期調研亦認為平和質者患近視、視疲勞風險低，陽虛質者則反之。然而本實驗結論與預期相悖——平和質被試較陽虛質被試光環境適應性更差，經與課題組的中醫及眼科專家討論，猜想該結果可能與視覺保護機制有關，即在受到一定程度視覺刺激后，平和質人群更易觸發肉眼的保護措施——使人體感知到更多、更強烈的視力下降或不適，從而迫使該人遠離當下的光環境或進行適當休息，進而對其視覺系統產生有效保護；陽虛質人群則相反，可能具有更高的視覺保護機制啟動閾值，即需在更長時間、更高強度光刺激下方激發該機制——故陽虛質者可能會更多地處于不良光環境下作業而不自知，長期來看，使其患近視等相關眼疾的概率大于平和質者[22]。

②囿于時間及條件，本實驗尚存在不足，僅針對平和質、陽虛質在固定光環境下的適應性展開研究，未探討其偏好光環境及在動態光條件下的適應性差異，后續研究可加大樣本量、豐富實驗條件，并繼續探索其余體質與光環境適應性的關系。

③本文為針對人體體質與光環境適應性的基礎研究，主要目的為驗證其間存在關聯，同時確定固定光環境對實驗體質的不同影響方面及程度，具有一定的理論探索性。關于建筑勘察行業內的VDT辦公光環境設計方法，需結合相應設備及技術手段，在后續研究中繼續探討。