作者: 傅亚飞、陈思童、李岩 北京大学人民医院眼科&眼视光中心
什么是蓝光?
自然可见光是由等多种颜色组成的,包括红、黄、蓝等。蓝光是存在于自然光线中的可见光的一部分,是指380~500nm波长的高能可见光(high energy visible light,HEV)。蓝光比起其他光而言,具有波长短,能量高,穿透力更强的特点。在生活中, 蓝光除了存在于自然光线中,还广泛存在于LED节能灯、日光灯、电脑显示器、手机、数码产品等视频终端。

蓝光的影响
蓝光并不是有害光,其功能具有双重性。波长不同,蓝光能量的强度也不同,根据此将蓝光分为有益蓝光和有害蓝光。

波长在455~500nm之间的是有益蓝光。具有调节昼夜节律、产生暗视力以及影响屈光发育、防控近视等重要作用。研究发现自然光中的蓝光能够调节人体的生物钟节律,自然光中约有25%~30%是蓝光,蓝光能刺激皮质醇生成、抑制褪黑素分泌,从而维持我们在白天注意力集中和清醒的状态。夜间的黑暗和昏暗的光线则会刺激松果体分泌褪黑素,让人昏昏欲睡,进入睡眠[1]。褪黑素是由视网膜神经节细胞介导的,细胞中含有黑视素,黑视素对470~480nm波长的光(正好是蓝光的范围波段)吸收最高。如果睡前接受过多的蓝光就会抑制褪黑素的分泌,而扰乱睡眠周期,导致失眠。

另外,在儿童青少年近视防控领域,提倡增加户外活动时间。在动物实验和人类的研究证据表明,暴露在户外的阳光下能有效预防儿童近视发生或降低近视发病率,其抑制近视的作用是通过多巴胺通路介导的,而促进多巴胺分泌主要跟户外活动时间和户外光照强度有关。而户外自然光线与室内人造光源的区别主要在于光谱组成不同和光强度不同,户外自然光线是全光谱、高强度,室内人造光源是RGB光谱、低强度,而全光谱与RGB光谱比较,两者的主要差异是全光谱存在波长在400nm以下的紫光和紫外线,表明这种波长范围的光能有效刺激多巴胺的合成和释放。早期实验,用325nm~390nm的UVA光线照射小鸡的视网膜,发现该段波长光线能增加视网膜分泌的多巴胺含量,且照射时间越长,分泌的多巴胺越多[2]。自然光中紫外线和紫光,可能是刺激多巴胺分泌的敏感波段。
波长在380nm~455nm之间的高能蓝光是有害蓝光。有假说认为,蓝光有可能引起视网膜光化学损伤,动物和体外研究表明,在衰老的眼睛中,脂褐素在视网膜色素上皮内的蓄积使视网膜更容易受到高能量蓝光照射,从而导致细胞凋亡,也是过度日光暴露导致年龄相关性黄斑变性的可能机制[3]。

随着智能手机、平板电脑和电脑屏幕等蓝光LED背光显示设备的日益普及,眼睛暴露在比过去更多的蓝光下,LED电子屏幕呈现出来的五彩斑斓,是由基础光学三原色混合组成,这是人工LED光源跟自然光源的不同之处,它的组成只有红、绿、蓝三种光,并且还是以蓝光为主。LED电子屏幕的发光原理,基本都是将蓝光打在黄色荧光粉上,一起照射出来合成白光,比如我们看到手机的屏幕特别白亮,甚至有点泛蓝的感觉,就是因为在背景光中保留了大量的蓝光。所以当我们在调节手机屏幕亮度的时候,其实就是在调节蓝光的强度,屏幕亮度越高,蓝光能量越高,穿透力也越强。

当光源中蓝光的比例过高,由于蓝光的波长短,要想看清楚,眼球就会长时间处于紧张状态,会使得原本正好聚焦于视网膜上的成像聚焦于视网膜前,而这种色觉偏差就需要眼睛付出更多的调节才能看清楚,从而容易造成视疲劳。中国标准化研究院视觉健康实验室对 600 个健康成年人开展了 LED 蓝光与视疲劳相关的研究。研究表明:在不导致人眼出现色觉偏差的基础上,比起不屏蔽蓝光组,屏蔽部分蓝光的受试组视疲劳程度低大约 21%。
其次,有害蓝光会抑制褪黑素的分泌,影响睡眠,这也是为什么在晚上睡前玩手机会造成睡眠质量不高甚至难以入睡的原因。仔细回忆你会发现,如果晚上睡前老是玩手机,当从你放下手机闭上眼睛的那刻开始,难免会辗转反侧,以往的画面就像放老电影一样在你脑海显现。原因是手机屏幕发出的蓝光会让大脑以为还在白天,抑制褪黑素分泌,所以在晚上睡前玩手机,会越玩越嗨越精神。
防蓝光镜片的类型和选择
因为蓝光的功能具有双面性,因此要求功能性防蓝光镜片,并不是把所有波长的蓝光都挡住,而是既要防住有害蓝光,又必须放过有益蓝光。LED屏幕所发出的蓝光主要是415~455nm的蓝光,研究认为420nm或440nm是危害最大的光波峰值,人眼最不耐受。
防蓝光镜片,实际上就是减少高能量蓝光直达眼底的镜片。防蓝光镜片颜色各有不同,如琥珀色、黄色、淡黄色、黄绿色等,这些镜片的颜色是因为滤过蓝光的比例不同而存在差异。根据原理不同,防蓝光镜片大致分为以下几种类型:
1. 膜层反射
膜层防蓝光通过在基材表面依次镀制或沉积多层膜,通过多层膜的膜层分界面实现对蓝光的反射,通过设置各膜层的材料、折射率,多层膜间可以实现对蓝光波段的相干相消,从而进一步减小蓝光的透过率,达到防蓝光的效果。
2. 基材吸收
基材吸收防蓝光,通过镜片基材中添加蓝光吸收剂来吸收蓝光,从而降低蓝光的透过率。常用的蓝光吸收剂有色粉黄色、色粉兰色、色粉桔红、纳米 Al2O3/聚丙烯酸混合物、纳米TiO2/聚丙烯酸混合物、纳米Fe2O3/聚丙烯酸混合物、金属络合类染料、并三唑类化合物、PMMA 聚甲基丙烯酸及富勒烯等。
3. 基材吸收+膜层反射
新技术新防蓝光设计思路,双效防护防蓝光,融合前两个技术的优势以获得更好的防护效果。针对性阻隔蓝光,精准防护,吸收科技,解决蓝紫光反光问题。

选择防蓝光镜片,主要避免蓝光防护的两个坑:① 该防的地方不防;② 因错误防护导致的色偏而产生的眼部不适加重。防蓝光主要功效在于阻隔有害蓝光,减少眼部不适,降低眼疾风险;透过有益蓝光,调节睡眠系统。
针对规范市场防蓝光产品,国家新出台政策,执行《GB/T 38120-2019蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》,具体参数要求如下:

检验防蓝光镜片有效性的核心指标是蓝光透射比。2017年7月1日执行国标QB2506-2017,规定蓝光性能:
1. 当镜片明示具有蓝光防护功能时:0类镜片:蓝光透射比τab不大于0.93τv,1~4类镜片蓝光透射比τab不大于τv。
2. 当镜片明示其蓝光吸收比为x%时,则其蓝光透射比τab不应大于(100.5-x)%。
3. 当镜片明示其蓝光吸收比小于x%时,则其蓝光透射比τab不应大于(x+5)%。
4. 当镜片明示具有红外辐射防护功能时,其红外光谱透射比不应大于τv。
防蓝光镜片最重要的三项数据是防蓝光率、透光率、色差,三者缺一不可。防蓝光镜片阻隔率在 20%~30%,透光率一般需要在90%以上,色差则是越低越好,这样才能不影响视觉质量、生活质量、对比敏感度以及辨色力。防蓝光镜片的防护效果需要通过专业的仪器设备,如光谱仪等,对其在蓝光波段的透射比进行检测。对于防蓝光镜片,如考虑购买,建议选择在产品包装上标明“符合GB/T 38120《蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》光安全要求”或“符合GB/T 38120《蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》光安全及光健康要求”等类似声明的产品。
防蓝光镜片的适用人群
并不是所有人都适合配戴防蓝光镜片。对于需要长期面对电子屏幕工作或娱乐的群体,可以在使用电子屏幕时配戴防蓝光镜片,减少电子屏幕中有害蓝光进入眼内,但是并不建议长时间配戴防蓝光眼镜。此外,防蓝光镜片也适合做过白内障手术后人工晶状体眼或无晶状体眼患者,由于人工晶体不像晶状体能够吸收蓝光,因此白内障术后人群眼底黄斑更容易受到蓝光的伤害。
普遍话题,为什么儿童不需要防蓝光?蓝光产生保护性近视性离焦,延缓眼球发育速度,延缓近视进展。蓝光可影响屈光发育,但近视的发生和发展受多因素综合作用,通过小鸡模型研究发现,纵向色像差参与眼球的正视化发育,短波长蓝光聚焦于视网膜前形成相对近视性离焦,正是这种近视性离焦可增加脉络膜厚度,延缓眼球发育速度,延缓近视进展 。此外,前面提到的,每天暴露在户外阳光下能有效预防儿童近视的发生,而近视的儿童青少年配戴防蓝光眼镜到户外活动的时候,恰巧把自然光里的紫外线和紫光过滤掉,且对于不会伤害眼睛的蓝光部分也给防掉,造成自然光的光谱不再是全光谱,导致即便到户外去也不能促进多巴胺的分泌,抑制近视的发生及发展。
并且,温州医科大学视网膜再生医疗研究组关于蓝光对于视网膜损伤的相关文章显示,蓝光峰值光谱在460~500nm,照度超过 1500lux,持续直射3小时以上,才会出现细胞活力明显下降和凋亡。蓝光对于眼睛的影响需要结合照度和时间两个因素来考虑。同时,研究证明手机/电脑等电子视频终端产生的蓝光强度比室外自然光中的蓝光强度弱了几百倍。
最后,防蓝光镜片有用,但只适用人群是长时间面对电脑工作的IT从业者、白领等,儿童青少年没必要配戴,对工作有色彩要求的人群不建议配戴。合理用眼且减少近距离用眼才是关键,根据美国眼科学会的建议,推荐的保护视力的“20-20-20”法则,即每看20分钟,至少看20英尺(6米)远的物体至少20秒。如果长时间面对电子设备无可避免,那就尽量与屏幕保持一手臂长度的距离,并且每隔20分钟起来看一下窗外的风景。晚上玩手机,尽量不在关灯的时候玩,同时打开护眼模式,把手机亮度调暗。长时间看电脑会导致眼镜干涩,适当多眨一下眼睛,每分钟4-6次眨眼睛的频率,能让眼睛保持湿润,减少干涩、疼痛和视物模糊的症状。
[1] Lockley SW, Brainard GC, Czeisler CA. High sensitivity of the human circadian melatonin rhythm to resetting by short wavelength light. J Clin Endocrinol Metab. 2003 Sep;88(9):4502-5. doi: 10.1210/jc.2003-030570. PMID: 12970330.
[2] Wang M, Schaeffel F, Jiang B, Feldkaemper M. Effects of Light of Different Spectral Composition on Refractive Development and Retinal Dopamine in Chicks. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018 Sep 4;59(11):4413-4424. doi: 10.1167/iovs.18-23880. PMID: 30193312.
[3]Cougnard-Gregoire A, Merle BMJ, Aslam T, Seddon JM, Aknin I, Klaver CCW, Garhöfer G, Layana AG, Minnella AM, Silva R, Delcourt C. Blue Light Exposure: Ocular Hazards and Prevention-A Narrative Review. Ophthalmol Ther. 2023 Apr;12(2):755-788. doi: 10.1007/s40123-023-00675-3. Epub 2023 Feb 18. PMID: 36808601; PMCID: PMC9938358.






