濾藍鏡片對VDT光環境作業者影響研究進展

伏思奇，嚴永紅

(1.重慶大學建筑城規學院，重慶 400045；2.山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶 400045)

引言

藍光危害是指波長在400～500 nm間的輻射導致視網膜病變損傷的潛能[1]。不同于照明燈具，自發光顯示設備光色不斷變化，光線長時間直射人眼，隨著自發光顯示設備在(日常)生活中的普及，顯示屏幕帶來的藍光危害也受到關注[2]，針對室內光環境的藍光防護研究日益受到學界關注[3]。

常見的防藍光設備多采用濾藍鏡片(blue light filtering lenses，以下簡稱BLFL)、防護膜或IOLs(人工晶狀體)的形式[4]，通過添加能吸收有害藍光的材料[5]或表面鍍膜層[6]等方式達到減少藍光危害的目的。目前市面上的防藍光產品大多采用BLFL的形式[7]，借助鏡片過濾一定比例進入人眼的有害波段藍光[2,8]，以達到藍光防護的目的。有研究表明，波長在415～455 nm波段的高能藍光長時間照射人眼會造成不可逆損傷[9]，而460～480 nm波段的藍光對生物鐘調節起重要作用[10]，因此藍光防護鏡需對特定波長光進行濾除與透過。

同IOLs相比，現有與BLFL相關的研究較少[4]，盡管其防護原理已具備科學的支撐，但仍有研究指出，防藍光眼鏡在改善視功效、提高睡眠質量、視疲勞癥狀緩解上的效用尚未得到有力的實驗證據支持[11]，多項實驗報告稱BLFL對VDT用戶的視疲勞等方面無顯著影響[12,13]，部分研究結果甚至相悖[4]。其原因在于，不同學者在實驗光環境參數、VDT作業任務設置、被試選擇、測量方式、鏡片型號與屏蔽率選擇等實驗條件設置上存在很大差異。

本文匯總了近5年來國內外研究者就BLFL在視疲勞緩解、視功效、睡眠節律等方面影響的實證研究并展開評述，總結了影響BLFL效用的因素，為推進藍光防護的實際應用提供依據和參考。

1 檢索方法及結果

主題詞由“藍光防護”或“防藍光”或“藍光過濾”或“濾藍”或“藍光屏蔽”和“眼鏡”或“護目鏡”或“鏡片”組成，檢索Web of Science核心合集、MEDLINE?、Derwent Innovations Index、BIOSIS Previews、Engineering Village、Google Scholar、SciELO Citation Index及CNKI數據庫。檢索工作在2021年8月20日進行，文獻檢索的時間范圍為：2016年8月20日—2021年8月20日。排除文獻的準則是：1)綜述或比較的相關論文；2)研究的歷史版本或非英語國家的翻譯版本；3)未進行實證研究，僅測量藍光危害相關參數的論文。

圖1總結了檢索過程和檢索方法以及文獻數量。國內外檢索文獻總量為16篇(由于有2篇文章同時討論了藍光屏蔽對視疲勞與視功效的影響，論文數量和為18篇)，目前近5年對BLFL影響的實證研究主要集中在視疲勞緩解、視功效、睡眠節律等方面，詳細信息見表1。

圖1 文獻檢索和篩選過程Fig.1 Document retrieval and screening process

表1 檢索文獻內容Table 1 Search literature content

續表1

2 實驗結果分析

2.1 BLFL對視功效的影響研究

色覺是指人們對顏色的辨認能力,用于檢查色盲或視神經的缺陷[30]，是人的重要的視功能之一[31]。陳冉冉等[25]發現30%、40%、60%屏蔽率組被試相對對照組出現色差癥狀，60%屏蔽率組被試辨色能力嚴重下降，證明中、高屏蔽率(>30%)BLFL對色覺表現影響顯著。Leung等[24]則提出不同低屏蔽率(10%、17.8%、22.5%)BLFL對辨色能力無顯著性影響，這與陳冉冉等[25]屏蔽率小于30%BLFL被試的辨色能力不受影響的結論契合。Baldasso等[15]在VDT上通過劍橋色彩測試CCT、顏色評估與診斷CAD、Farnsworth-Munsell 100Hue測試10名被試在佩戴3款不同屏蔽率(40%、26.7%、19.8%)BLFL后的辨色能力，發現辨色能力變化不顯著，該研究被試人數過少，作者提出上述3項測試至少需要36名被試，但實驗成本過高，難以滿足。Alzahrani等[16]針對BLFL佩戴對色彩對比敏感度的影響，提出被試在佩戴BLFL時其藍色色彩對比度敏感度的受損是其辨色能力下降的原因之一。

有研究關注佩戴BLFL后被試視力及對比敏感度的變化。Zhao等[22]在為期1年的長時日常佩鏡實驗，測量學生被試視力、對比敏感度，發現配鏡組低頻和中頻對比敏感度提升，視力無顯著差異。徐海銘等[27]也得出BLFL改善被試視功能、延長淚膜破裂時間的結論。郭瑛[21]測試被試(電子屏幕設備前用眼≥10 h/天)在5種明暗環境下的對比敏感度，發現在5種環境下BLFL佩戴組對比敏感度得分均高于對照組。Leung等[24]測量80名中、低屏蔽率BLFL佩戴者及對照組的對比敏感度發現，僅中屏蔽率組與其余組間差異顯著，Leung推測小于30%屏蔽率的BLFL對被試的視覺敏感度影響不顯著。

Kaido等[29]招募22例干眼患者及18例健康對照佩戴15 min BLFL后進行視功能測試。發現佩鏡組視覺敏銳度、淚膜穩定性顯著改善，表明BLFL有助于改善干眼相關的視力損害。Zhao等[22]提出，BLFL能去除光線中的眩光成分，改善調節功能，減輕弱視癥狀。趙瑞華[26]發現BLFL還能減少黃斑區受到的光損傷。

由此可見，BLFL對視功效影響顯著，長時(日常)佩戴中、高屏蔽率BLFL后，被試對比敏感度提高，淚膜破裂時間延長，同時BLFL在黃斑保護、弱視緩解、干眼癥狀改善等方面具有積極作用。但佩戴高屏蔽率(>50%)BLFL會降低被試的辨色能力，低屏蔽率鏡片對辨色表現影響小，唐小軍等[32]提出適當的藍光對畫面色彩還原非常重要，因此VDT藍光防護需在視力保護與色彩識別間找到平衡。

2.2 BLFL的對睡眠節律的影響研究

Domagalik等[18]安排38名被試(男性16名，女性22名)佩戴BLFL6周，并保持其日常的睡眠覺醒習慣以及工作安排。被試填寫Epworth嗜睡量表及匹茲堡睡眠質量指數(PSQI)問卷，采集唾液樣本測量褪黑素與皮質醇水平，并采用活動記錄儀記錄睡眠時間與時長。結果顯示，睡眠質量變化不顯著，Leung等[24]觀測80名佩戴BLFL被試在一個月內的睡眠質量，得到相同的結論。Ayaki等[28]要求被試分別在兩天睡前進行1 h的VDT閱讀，采用微動記錄儀監測睡眠覺醒周期并在早晨測試褪黑素水平，發現佩戴BLFL的被試睡眠質量顯著優于對照組，褪黑素分泌水平更高，該結論與Figueiro等[33]和Burkhart等[34]BLFL顯著影響睡眠質量的結果一致。除此之外，Domagalik等[18]發現低屏蔽率BLFL佩戴能顯著提升被試的認知表現與空間記憶能力，但具體機制尚不明確。

當佩戴鏡片時間較長時，BLFL影響下的睡眠節律變化不顯著，而佩戴鏡片時間較短時，睡眠節律顯著受到影響，推測人體能在長時間實驗中逐漸適應低藍光環境并調節睡眠節律，但具體機制尚不明確。

2.3 BLFL對視疲勞的影響研究

美國驗光學會將VDT工作者沒有足夠的視覺能力舒適地處理執行計算機任務時，身體所出現的一系列癥狀定義為計算機視覺綜合征(CVS)。其中，眼部灼燒、復視、眼睛干澀等一系列眼部癥狀被統稱為數字眼疲勞[35]。有研究報告了數字眼疲勞與自發光屏幕發射的藍光有關，但其機制尚不明確[36]。

將現有實驗按佩鏡模式分為兩類，一類是在日常生活佩戴BLFL的實驗。Dabrowiecki等[19]對10名放射科醫師(男性4名，女性6名)進行為期5天的實驗，采用計算機視覺綜合征問卷(CVS-Q)、瑞典職業疲勞量表(SOFI)記錄視疲勞癥狀，結論表明使用BLFL有改善CVS癥狀的趨勢，但無顯著性。郭瑛[21]要求35位在電子屏幕設備用眼≥10 h/天的被試(男性12名，女性23名)連續佩戴BLFL1月，發現佩鏡組視疲勞癥狀顯著緩解。徐海銘等[27]要求60名被試佩戴BLFL3個月并每天至少進行1 h VDT工作，發現BLFL能緩解長期VDT操作的視疲勞。Zhao等[22]記錄了60名的學生被試佩戴BLFL一年間的視疲勞癥狀，發現配鏡組視疲勞緩解顯著。

另一類是未長期日常佩戴BLFL，僅在作業或測量過程中佩戴的實驗。Lin等[23]招募36名被試(男性20名，女性16名)分別佩戴3種不同屏蔽率的BLFL進行2 h VDT任務，采用閃光融合頻率CFF及主觀問卷作為視疲勞評價依據，發現高屏蔽率BLFL顯著緩解了視疲勞，而低屏蔽組和無屏蔽組之間無顯著差異。陳冉冉等[25]發現BLFL屏蔽率高于20%時，可不同程度改善人眼調節力與視疲勞主觀癥狀。Singh等[14]要求120名被試(男性40名，女性80名)佩戴低屏蔽率(17.8%)BLFL，在2 h VDT辦公作業前后測量CFF得到視疲勞組間差異不顯著的結論。Redondo等[17]采用Hoffman開發的主觀視覺疲勞與不適量表評價健康大學生佩戴BLFL進行0.5 h VDT閱讀任務后的視疲勞癥狀，得到與Singh等[14]同樣的結論，Redondo等[17]提出BLFL作為減輕年輕人VDT藍光危害的手段尚存爭議。Rosenfield等[20]與Palavets等[37]分別研究BLFL與藍光濾光膜對短時VDT認知任務中數字眼疲勞的影響，視疲勞變化均不顯著，Rosenfield等[20]分析其原因在于任務時間設置(20 min、30 min)較短，視疲勞癥狀尚未顯現。

被試每日佩鏡時長與鏡片屏蔽率是BLFL對視疲勞影響的兩個關鍵因素。藍光帶來的視疲勞癥狀具有持續性與累積性，佩戴高、低屏蔽率的BLFL進行日常生活的長期實驗，均發現BLFL對視疲勞指標影響顯著，但是長時實驗需要更長的實驗周期與更高的成本。僅在作業或測量過程中佩戴的研究中，兩例顯著性實驗[23,25]均采用高屏蔽率(60%)鏡片，說明高屏蔽率BLFL能在短時間內顯著緩解視疲勞癥狀，這與Ide等[38]高屏蔽率(53.8%)BLFL能在高強度VDT任務中顯著降低視疲勞的結論一致。

3 影響因素分析

3.1 鏡片屏蔽率與類別對實驗結果的影響

除佩鏡時長外，鏡片屏蔽率及鏡片品牌對實驗結果影響顯著。圖2報告了上述實驗采用BLFL在400～500 nm波段的屏蔽率、實驗時長及對應的實驗結果顯著性。

圖2 BLFL屏蔽率及實驗結果顯著性Fig.2 BLFL shielding rate and significance of experimental results

Leung-22.5%、17.8%[24]、Baldasso-40%、19.8%、26.7%[15]均發現BLFL對色覺表現影響不顯著，陳冉冉-60%、40%、30%[25]則發現被試色覺表現受BLFL顯著影響，其中60%屏蔽率組色差現象嚴重，因此推測小于30%的屏蔽率似無法引發顯著的辨色能力變化。Domagalik-10%[18]、Leung-22.5%、17.8%[24]的實驗結果表明，佩戴BLFL對睡眠相關參數無影響，Domagalik將其歸結于人體能快速適應低藍光環境并自我調節節律[18]；Ayaki-56.2%[28]的實驗發現配鏡組的睡眠質量高于對照組。長時間佩戴眼鏡、屏蔽率較低的實驗(1月、6周)對睡眠無顯著影響，但短時、高屏蔽率的實驗(1 h)中，BLFL對睡眠的影響顯著，這與視疲勞的結論相反，應對其背后的機制展開深入的研究。Lin等[23]和陳冉冉等[25]發現在配鏡屏蔽率較低的情況下，視疲勞發生率與對照組無顯著差異，配鏡屏蔽率分別提高至60%與30%后，視疲勞發生率出現組間顯著性；Dabrowiecki等[19]采用50%屏蔽率BLFL，檢測到視疲勞癥狀的緩解。Singh等[14]和Rosenfield等[20]采用低屏蔽率BLFL，結果未發現顯著性；其他實驗未報告配鏡的屏蔽率。短時佩戴高屏蔽率BLFL(>50%)或長時(日常)佩戴低屏蔽率BLFL似可顯著影響視疲勞指標。總的來說，高屏蔽率BLFL對視疲勞、視功效及睡眠節律的影響更顯著。

各研究者所采用的BLFL品牌差異大，其中有3項實驗使用JIN,CO的產品[23,28,29]，實驗結果均顯著；有2項實驗使用Essilor的產品[14,15]，實驗結果均不顯著；其他實驗采用的鏡片品牌各異。兩款產品屏蔽率差異大(Essilor：17.56%

3.2 其他因素對實驗結果的影響

16項研究中，僅有2項報告了年齡、性別、人種等方面的差異性，且未對主效應產生影響。Dabrowiecki等[19]報告了女性困倦和身體不適及視疲勞癥狀更嚴重；Leung等[24]提到年輕群體更加偏好高屏蔽率BLFL；玉凱元[8]發現對電子競技作業而言，被試更偏好屏蔽率較低的BLFL，因此被試對BLFL的偏好可能受到個體間年齡差異及VDT作業種類的影響，未來可作為研究重點之一。

上述研究僅有3組報告了雙盲實驗的使用、6項實驗采用交叉設計，Lin等[23]、趙瑞華[26]、Redondo等[17]均發現無法完全控制BLFL與對照組鏡片間的差異，被試能從色覺表現、鏡片顏色等無關因素預估其所處組別。

各項研究的光環境條件差異大，6項長時日常佩鏡實驗的光環境照度變化劇烈。有7項短時佩鏡實驗匯報了光環境參數，其照度指標在3～500 lx間不等，不具有統一性。BLFL的實際使用情景可分為僅VDT作業時的短時佩戴與長時(日常)佩戴兩種，這也對應了上述研究實驗設計的兩種BLFL使用情景，未來可對同種BLFL分別在兩種使用情景下對被試的影響差異進行研究。

4 結論

通過綜述分析，BLFL確實可以不同程度地改善視疲勞、視功效及睡眠節律，是否長時間(日常)佩戴鏡片和屏蔽率高低是影響實驗顯著性的兩個重要因素。高屏蔽率BLFL佩戴導致被試藍色對比敏感度受損，會影響被試的辨色能力，低屏蔽率則對色覺指標影響較小，同時BLFL對黃斑似乎具有保護作用。睡前短時間佩戴BLFL能影響睡眠節律，但長時佩戴中，人體的自我調節似能抵消這種影響。生活中長時佩戴BLFL(3個月)或采用高屏蔽率(50%)BLFL時有更大幾率觀測到視疲勞指標的顯著性，但具體閾值尚不明確。推薦長時間日常佩戴中、低屏蔽率，對辨色能力影響弱的BLFL，僅在高強度VDT作業中佩戴高屏蔽率BLFL。具有選擇性透過能力的鏡片對人體的影響較小，未發現年齡、性別、人種等因素會影響BLFL的效用，但有研究提出BLFL偏好在不同年齡段及不同VDT作業類型間存在差異[8,24]。

實驗中對BLFL組及對照組鏡片種類、外觀無明確要求，照明環境及使用情景設置的不同、被試人數過少、問卷及客觀測量方式不一等因素都導致無法進一步綜合定量分析，納入討論的研究均未能明確BLFL屏蔽率、時長對VDT作業者影響的具體閾值，需進行更深入的研究來探明BLFL對VDT作業者的影響機理。推薦針對藍光防護的研究引入個體適應性的概念，探索不同年齡段、不同VDT作業類型、不同體質與光環境暴露史類型影響下的藍光屏蔽效能。未來研究可考慮引入視網膜藍光累積曝輻量及節律因子測算，獲取不同濾藍條件下的非視覺效應—藍光曝輻量—作業績效的光環境模型。