張佳寧, 郭震寧,*, 林介本, 李建鵬, 黃 婷, 黃學(xué)鈴

(1.華僑大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，福建省光傳輸與變換重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361021；2.泉州市世芯智能照明技術(shù)研究院有限公司，福建 泉州 362302)

新生兒黃疸治療儀光源的光生物安全

張佳寧1, 郭震寧1,2*, 林介本2, 李建鵬1, 黃 婷1, 黃學(xué)鈴2

(1.華僑大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，福建省光傳輸與變換重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361021；2.泉州市世芯智能照明技術(shù)研究院有限公司，福建 泉州 362302)

為了研究不同黃疸治療儀光源的發(fā)光光譜對(duì)新生兒產(chǎn)生紫外輻射、熱輻射等潛在的光生物安全問(wèn)題，本文利用光輻射安全測(cè)定系統(tǒng)OST-300對(duì)傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈、普通藍(lán)光LED燈以及經(jīng)簡(jiǎn)單遺傳算法計(jì)算與擬合的藍(lán)光LED燈進(jìn)行了測(cè)試與對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈在315，330，365 nm的紫外光處有明顯的波峰出現(xiàn)，且峰值波長(zhǎng)在365 nm處較為明顯；傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈在老化后其藍(lán)光光譜光衰嚴(yán)重，且存在大量的紅外光線；而基于簡(jiǎn)單遺傳算法計(jì)算與擬合的藍(lán)光LED發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素的吸收光譜相吻合，能避免對(duì)新生兒的光輻射危害。因此，本文提出的藍(lán)光LED是治療新生兒黃疸的理想光源。

黃疸治療儀；光輻射安全測(cè)定系統(tǒng)；光生物安全；光源

1 引 言

新生兒黃疸是一種因新生兒體內(nèi)膽紅素代謝異常而引起血液中總膽紅素水平升高，繼而出現(xiàn)皮膚、黏膜及鞏膜黃染的現(xiàn)象。病理性黃疸可導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞中毒性病變，嚴(yán)重影響新生兒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而直接威脅新生兒的生命[1]。光照治療是目前已被醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的治療黃疸病的最快速、最有效的治療方法。光照治療的機(jī)理是，體內(nèi)高未結(jié)合膽紅素吸收光線后經(jīng)氧化及異構(gòu)化作用而產(chǎn)生無(wú)毒的水溶性雙吡咯，經(jīng)膽汁、尿液排出體外，從而降低新生兒體內(nèi)的總膽紅素含量。黃疸治療儀是治療黃疸的醫(yī)療器械，其常用的光源主要包括鹵素?zé)?、熒光燈、發(fā)光二極管(LED)等。由于鹵素?zé)舻氖褂脡勖?，發(fā)光效率低，且屬于熱光源，會(huì)對(duì)嬰兒皮膚產(chǎn)生熱傷害，已逐漸被淘汰。目前用于黃疸治療的光源主要是傳統(tǒng)的藍(lán)光熒光燈和藍(lán)光LED。但是他們的發(fā)光光譜只有一部分符合體內(nèi)膽紅素的吸收光譜，并不是治療黃疸的理想光源。Gan等[2-3]利用光譜匹配技術(shù)得到了一種新的LED光源，其發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素吸收光譜的相對(duì)誤差較小，在對(duì)膽紅素的光降解方面更具優(yōu)勢(shì)，是黃疸治療儀的理想光源。

新生兒黃疸病患者在接受光照治療時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同程度的副作用。有學(xué)者通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃疸病患者在使用藍(lán)光LED治療儀進(jìn)行光療時(shí)的副作用較小，而采用傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈治療儀進(jìn)行光療時(shí)，副作用較多，患者會(huì)出現(xiàn)體溫升高、皮疹、皮膚失水等不良反應(yīng)[4-6]。

目前還鮮有學(xué)者對(duì)黃疸治療儀的光生物安全問(wèn)題進(jìn)行研究，而該問(wèn)題在患兒光療過(guò)程中尤為重要。光生物安全主要是指光輻射對(duì)人體造成的傷害，傷害主要發(fā)生在眼睛和皮膚上，而新生兒黃疸病患者在接受光照治療時(shí)會(huì)用特殊眼罩將眼睛遮蓋以避免受到傷害，因此本文僅針對(duì)皮膚的光輻射危害進(jìn)行研究。

2 理論研究

近年來(lái)，光學(xué)儀器在醫(yī)療領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，黃疸治療儀就是其中之一。隨著醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步，黃疸治療儀的光源也在不斷更新，從鹵素?zé)舻綗晒鉄簦俚侥壳皬V泛應(yīng)用的LED光源，不同光源的光生物安全性也逐漸被更多的人關(guān)注。不同波長(zhǎng)范圍、不同劑量的光輻射對(duì)皮膚具有不同的穿透能力(如圖1所示[7])，會(huì)產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生不同的光生物安全問(wèn)題。

圖1 不同波長(zhǎng)的光對(duì)皮膚的穿透能力Fig. 1 Ability of different wavelength of light to penetrate the skin

2.1紫外危害曝輻限值

紫外線的照射會(huì)引起免疫抑制[8]。新生兒的皮膚比較嬌嫩，對(duì)紫外線比較敏感，因此需要注意保護(hù)，以免受到紫外線的照射。如果新生兒黃疸病患者在接受光照治療時(shí)長(zhǎng)期接受紫外線的照射，會(huì)造成體內(nèi)免疫力低下，易受到細(xì)菌、病毒、真菌等的感染，從而對(duì)黃疸病患者產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。

為了保護(hù)眼睛或皮膚不受寬帶光源產(chǎn)生的紫外輻射的損傷，光源的有效積分光譜輻照度不應(yīng)超過(guò)由公式(1)定義的限值：

ES·t=

式中，Es為皮膚光化學(xué)紫外危害；Eλ(λ,t)為光譜輻照度(W·m-2·nm-1)；SUV(λ)為光化學(xué)紫外危害加權(quán)函數(shù)；Δλ為波長(zhǎng)帶寬(nm)；t為輻射持續(xù)時(shí)間(s)。

2.2 紅外危害曝輻限值

新生兒皮膚脆弱，在紅外線的照射下容易產(chǎn)生熱損傷。紅外線輻照會(huì)使皮膚發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)[9]。氧化應(yīng)激是由自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負(fù)面作用，并被認(rèn)為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個(gè)重要因素。長(zhǎng)期的紅外線照射會(huì)使新生兒體溫升高，破壞其體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，對(duì)其身體健康造成一定傷害。

可見光和紅外輻射(380～3 000 nm)對(duì)皮膚的輻照應(yīng)被限值，見公式(2)：

EH·t=

式中，EH為皮膚熱危害。這里的曝輻限值是皮膚因機(jī)體組織溫度升高而導(dǎo)致的損害。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20145—2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》中，不提供輻照時(shí)間大于10 s的曝輻限值。由于新生兒患者需要接受長(zhǎng)時(shí)間的光照治療，所以本文只是評(píng)價(jià)光源的危害性，并不拿來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，新生兒如果長(zhǎng)期受到紫外、紅外光線的照射，會(huì)給其身體健康造成較大傷害?；颊咴诮邮芄庹罩委煏r(shí)除了接受必要的藍(lán)光照射外，應(yīng)盡量避免紫外、紅外光線的照射。在現(xiàn)有的黃疸治療儀中，藍(lán)光LED光源屬于窄波段光源，除含有有效降解膽紅素的藍(lán)光外，不含紫外、紅外光線。而傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈光源除了含有藍(lán)光外，還含有部分紫外、紅外光線，在黃疸病患治療過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多副作用。

新生兒具有有限的抗氧化保護(hù)能力，氧化損傷在新生兒時(shí)期會(huì)引發(fā)許多疾病。Yusuf Kale等[10]發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈在治療新生兒黃疸時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，破壞新生兒的氧化/抗氧化防御系統(tǒng)，而使用藍(lán)光LED進(jìn)行光照治療的患者，其氧化/抗氧化防御系統(tǒng)不會(huì)被破壞。

相比于傳統(tǒng)的熒光燈，藍(lán)光LED具有許多優(yōu)點(diǎn)，如發(fā)光效率高，發(fā)光光譜窄，功耗低[11]，無(wú)紫外、紅外光線，符合體內(nèi)膽紅素的吸收光譜。這些優(yōu)點(diǎn)使得藍(lán)光LED能夠有效、快速地降低患兒體內(nèi)的膽紅素含量，且產(chǎn)生相對(duì)較小的副作用，不會(huì)對(duì)患者的身體健康產(chǎn)生影響，是目前黃疸治療儀的有效光源。

目前，在售的藍(lán)光LED光譜也有所差異，其峰值波長(zhǎng)在460～475 nm范圍內(nèi)，雖然能夠有效降低體內(nèi)的總膽紅素含量，但其發(fā)光光譜并不能完全符合體內(nèi)膽紅素的吸收光譜，不能使膽紅素的降解率達(dá)到最大。因此，找到一種光源，使其發(fā)光光譜完全符合體內(nèi)膽紅素的吸收光譜，對(duì)黃疸的治療來(lái)說(shuō)意義重大。利用LED發(fā)光光譜波段窄、體積小、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[12]，對(duì)不同峰值波長(zhǎng)和半高寬的LED進(jìn)行光譜構(gòu)造，能夠得到一種新的治療黃疸的光源。Gan等[2-3]通過(guò)光譜匹配得到了一種比較適合黃疸光療儀的光源，其課題組將體內(nèi)膽紅素的吸收光譜作為目標(biāo)光譜，利用簡(jiǎn)單遺傳算法將在售的不同峰值波長(zhǎng)和半高寬的LED進(jìn)行光譜匹配，得到了一種治療新生兒黃疸的新型光源。該光源的發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素的吸收光譜的相對(duì)誤差較小，對(duì)膽紅素的降解更具優(yōu)勢(shì)，比普通藍(lán)光LED光源更適合作為黃疸光療儀的光源。

3 實(shí)驗(yàn)研究

3.1 樣品測(cè)試

實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用杭州遠(yuǎn)方光電信息股份有限公司的光輻射安全測(cè)定系統(tǒng)OST-300(如圖2所示，其光譜測(cè)量范圍為200～800 nm)以及北京師范大學(xué)光電儀器廠的藍(lán)光輻照計(jì)測(cè)光儀器。測(cè)試條件：測(cè)量環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)暗室，以防止外界光線干擾測(cè)試結(jié)果；供電電壓為經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓的市電220 V交流電；環(huán)境溫度為25 ℃。

圖2 光生物安全實(shí)驗(yàn)設(shè)備Fig. 2 Experimental equipment of photobiological safety

實(shí)驗(yàn)選取的樣品有：樣品1(記為S1)，為國(guó)際某知名品牌傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈；樣品2(記為S2)，為市場(chǎng)上某品牌普通藍(lán)光LED燈；樣品3(記為S3)，為市場(chǎng)上某品牌聚光型普通藍(lán)光LED燈；樣品4，為本課題組根據(jù)臨床體內(nèi)膽紅素吸收光譜采用簡(jiǎn)單遺傳算法獲得的有效作用光源藍(lán)光LED燈(特殊藍(lán)光LED燈)。樣品1、樣品2、樣品4均為G13燈頭的0.6 m T8燈管，樣品3為高效聚光型E27燈頭的黃疸理療燈。

測(cè)試時(shí)，參考光生物安全的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，將待測(cè)光源移至距探頭200 mm處或者照度達(dá)到500 Lx處，并使待測(cè)光源照度穩(wěn)定后進(jìn)行光譜輻射測(cè)試，記錄樣品的光譜數(shù)據(jù)和輻射參數(shù)。另外，在輻照度為200 μW/cm2時(shí)，對(duì)樣品光源進(jìn)行光譜輻射測(cè)試，并記錄樣品的輻射參數(shù)。

3.2 實(shí)驗(yàn)分析

對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試后，將樣品1、樣品2、樣品3、樣品4的發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素的吸收光譜(Action，也稱作用光譜，由斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Angelo A. Lamola教授提供)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如圖3所示。

圖3 4種樣品的發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素吸收光譜Fig. 3 Luminescence spectra of four kinds of samples and absorption spectra of bilirubin in vivo

由圖3可以發(fā)現(xiàn)：(1)傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈的峰值波長(zhǎng)為435 nm，半高寬為45 nm；普通藍(lán)光LED燈管的峰值波長(zhǎng)為450 nm，半高寬為25 nm；普通聚光型藍(lán)光LED的峰值波長(zhǎng)為460 nm，半高寬為30 nm；特殊藍(lán)光LED的峰值波長(zhǎng)為470 nm，半高寬為50 nm；體內(nèi)膽紅素吸收譜的峰值波長(zhǎng)為476 nm，半高寬為48 nm。(2)傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈與普通藍(lán)光LED燈的峰值波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于體內(nèi)膽紅素吸收譜的峰值波長(zhǎng)，其發(fā)光光譜只有一部分符合體內(nèi)膽紅素的吸收譜，特別是傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈的發(fā)光光譜，只有一小部分的光譜符合體內(nèi)膽紅素的吸收譜，降解膽紅素的效率低，不能有效治療新生兒黃疸的病癥。(3)特殊藍(lán)光LED的發(fā)光光譜基本符合體內(nèi)膽紅素的吸收光譜，峰值波長(zhǎng)與體內(nèi)膽紅素的吸收峰值較為接近，只相差幾納米。能夠快速、有效降低體內(nèi)總膽紅素含量，達(dá)到良好的治愈效果，是黃疸光療儀的理想光源。(4)體內(nèi)膽紅素的吸收光譜雖然在350～400 nm處有個(gè)小的吸收峰，但由于該作用光譜屬于紫外部分，紫外線會(huì)對(duì)新生兒皮膚造成一定傷害，在黃疸光療中應(yīng)不予使用。

普通藍(lán)光LED發(fā)光光譜的峰值波長(zhǎng)與體內(nèi)膽紅素吸收光譜的峰值波長(zhǎng)有明顯的差異，其發(fā)光光譜較窄，整個(gè)發(fā)光光譜在作用光譜的左側(cè)。而特殊藍(lán)光LED的發(fā)光光譜與作用光譜相差甚小，幾乎完全符合作用光譜。這充分說(shuō)明特殊藍(lán)光LED更適合用來(lái)治療新生兒黃疸。

特殊藍(lán)光LED與傳統(tǒng)普通藍(lán)光熒光燈在250～400 nm處的紫外光譜對(duì)比圖如圖4所示。由圖4可知：(1)特殊藍(lán)光LED光源在250～400 nm處的相對(duì)光譜能量幾乎為零。(2)藍(lán)光熒光燈的相對(duì)光譜能量較高，在315，330，365 nm處均出現(xiàn)了波峰，且在365 nm處的峰值較高，可達(dá)0.03。

LED發(fā)光光譜中不含紫外線，而傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈的發(fā)光光譜中含有部分紫外線。紫外線能穿透表皮，對(duì)人體造成傷害，嚴(yán)重的還會(huì)引起癌癥[13]。黃疸病患者在接受光照治療時(shí)，需要長(zhǎng)時(shí)間接受光照，而紫外線對(duì)皮膚的傷害具有累積效應(yīng)，長(zhǎng)期照射會(huì)使皮膚角質(zhì)層的含水量下降，導(dǎo)致皮膚發(fā)黑，變紅；而小劑量的長(zhǎng)時(shí)間照射也會(huì)導(dǎo)致皮膚水分流失，造成光老化。所以在新生兒治療過(guò)程中應(yīng)盡量減少紫外光線的照射。

圖4 樣品1和樣品4在250～400 nm處的紫外光譜Fig. 4 Ultraviolet spectra of sample 1 and sample 4 at 250-400 nm

使用一段時(shí)間后，傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈會(huì)發(fā)生衰減，紫外線部分含量較低，如圖5所示，只在368 nm附近有一個(gè)小小的峰值，且峰值較低。衰減后的傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈光譜中含有大量的紅外光線，如圖6、圖7所示。

圖5 樣品2和衰減后藍(lán)光熒光燈在250～400 nm處的紫外光譜Fig. 5 UV spectra of sample 2 and attenuated blue fluorescent lamp at 250-400 nm

圖6 藍(lán)光熒光燈的發(fā)光光譜Fig. 6 Luminescence spectrum of blue fluorescent lamp

圖7 衰減后藍(lán)光熒光燈的發(fā)光光譜Fig. 7 Luminescence spectrum of attenuated blue fluorescent lamp

由圖3可知，藍(lán)光熒光燈與藍(lán)光LED光源的發(fā)光光譜中幾乎不含紅外線，而使用一段時(shí)間后，藍(lán)光熒光燈的發(fā)光光譜中則會(huì)含有大量的紅外光線。由圖6和圖7可知，使用一段時(shí)間后，藍(lán)光熒光燈的光衰較大，衰減后的熒光燈幾乎不含藍(lán)光，而是產(chǎn)生更多的紅外光線。紅外線的生物效應(yīng)是熱效應(yīng)[14]，會(huì)使體溫升高，體內(nèi)環(huán)境紊亂。新生兒皮膚嬌嫩，若長(zhǎng)時(shí)間受到紅外線的照射，也會(huì)產(chǎn)生紅斑，嚴(yán)重時(shí)可致皮膚灼傷。

熒光粉衰減的主要原因有：(1)激活中心的化學(xué)環(huán)境變化，紫外區(qū)吸收強(qiáng)度減弱；(2)轟擊產(chǎn)生的雜質(zhì)使可見區(qū)的吸收強(qiáng)度增大，降低了熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度[15]。藍(lán)光熒光燈在使用過(guò)程中不斷衰減的一個(gè)主要原因是熒光粉的衰減。藍(lán)光LED因?yàn)橹挥玫剿{(lán)光芯片，光衰較小，在理想的狀態(tài)范圍內(nèi)。

LED沒(méi)有紫外線和紅外線，光衰小，對(duì)新生兒黃疸病患者來(lái)說(shuō)很健康，沒(méi)有輻射傷害。再加上LED高節(jié)能性和高壽命的優(yōu)點(diǎn)，使得LED更適合作為黃疸治療儀的光源。與普通藍(lán)光LED相比，特殊藍(lán)光LED除了具有普通LED的優(yōu)點(diǎn)外，其發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素的吸收光譜也基本吻合，這大大增加膽紅素的降解速率，是黃疸治療儀的理想光源。

3.3 光化學(xué)紫外危害和可見光、紅外光的皮膚熱危害

使用杭州遠(yuǎn)方光電光輻射安全測(cè)試系統(tǒng)OST-300對(duì)幾種黃疸治療儀的光源進(jìn)行測(cè)試，該測(cè)試系統(tǒng)配備移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，可自動(dòng)尋找和獲取最大輻射位置，測(cè)量光生物的危害值，并進(jìn)行安全等級(jí)分類。

普通藍(lán)光熒光燈衰減后的光照度很小，在測(cè)量距離最小時(shí)才能達(dá)到18 Lx。在光照度為18 Lx時(shí)，不同光源的測(cè)試結(jié)果如表1所示。光源的光化學(xué)紫外(波長(zhǎng)范圍為200～400 nm)危害ES的無(wú)危害限值是1.0×10-3W·m-2，皮膚熱危害EH(波長(zhǎng)范圍為380～3 000 nm)的無(wú)危害限值是3 556.56 W·m-2。由表1可以看出，各光源在光照度為18 Lx時(shí)的參數(shù)都沒(méi)有超過(guò)限值，而衰減后的藍(lán)光熒光燈與特殊藍(lán)光LED的參數(shù)數(shù)值相對(duì)較大。

表1 不同光源在18 Lx時(shí)的光化學(xué)紫外危害與皮膚熱危害Tab. 1 Ultraviolet chemical hazards and thermal skin damage of different light sources in 18 Lx

標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試是在光照度為500 Lx處對(duì)光源進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表2所示。由表2可知，在光照度為500 Lx時(shí)，特殊藍(lán)光LED的皮膚光化學(xué)紫外危害值與皮膚熱危害值相對(duì)較少，在治療新生兒黃疸時(shí)，對(duì)新生兒產(chǎn)生的負(fù)面影響較少。

新生兒黃疸病患者在接受光照治療時(shí)需要一定的輻照度，本文取輻照度為200 μW·cm-2，對(duì)不同光源進(jìn)行光輻射安全測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表3所示。傳統(tǒng)藍(lán)光LED的皮膚光化學(xué)紫外危害值和皮膚熱危害值雖未超過(guò)限值，但因黃疸病患兒一般需接受長(zhǎng)時(shí)間的光源照射，因此會(huì)對(duì)患兒的身體健康造成潛在危害。在測(cè)試結(jié)果中顯示普通藍(lán)光LED，即樣品2與樣品3的危險(xiǎn)類別為一類危險(xiǎn)，而特殊藍(lán)光LED與傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈為無(wú)危險(xiǎn)類。考慮到特殊藍(lán)光LED的光化學(xué)紫外危害和皮膚熱危害較低，加之其發(fā)光光譜較符合體內(nèi)膽紅素的吸收光譜，可以快速、有效降解體內(nèi)的總膽紅素含量，所以經(jīng)過(guò)光譜匹配得到的特殊藍(lán)光LED更加適合作為黃疸治療儀的光源。

表2 不同光源在500 Lx時(shí)光化學(xué)紫外危害與皮膚熱危害Tab. 2 Ultraviolet chemical hazards and thermal skin damage of different light sources in 500 Lx

表3 不同光源在輻照度為200 μW·cm-2時(shí)光化學(xué)紫外危害與皮膚熱危害Tab. 3 Ultraviolet chemical hazards and thermal skin damage of different light sources in 200 μW·cm-2 irradiance

4 結(jié) 論

本文就幾種黃疸治療儀光源的發(fā)光光譜及其帶來(lái)的光生物安全問(wèn)題進(jìn)行分析，結(jié)果表明：(1)傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈的峰值波長(zhǎng)為435 nm，普通藍(lán)光LED的峰值波長(zhǎng)為450 nm，特殊藍(lán)光LED的峰值波長(zhǎng)為470 nm，與體內(nèi)膽紅素的吸收峰值476 nm接近；普通藍(lán)光LED的半高寬較窄，特殊藍(lán)光LED的半高寬較寬，為50 nm，整個(gè)光源的發(fā)光光譜與體內(nèi)膽紅素的吸收光譜相吻合。由于體內(nèi)膽紅素分子的吸收光譜具有一定的波長(zhǎng)范圍，若光源的發(fā)光光譜符合其吸收光譜，將會(huì)加快體內(nèi)膽紅素的光降解速率，同時(shí)還能提高光源的利用率。所以特殊藍(lán)光LED是治療新生兒黃疸的理想光源。(2)傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈的光譜中含有部分紫外線，長(zhǎng)時(shí)間使用后，傳統(tǒng)藍(lán)光熒光燈中的藍(lán)光部分逐漸衰減，光譜中會(huì)出現(xiàn)較多的紅外線，導(dǎo)致治療效果減弱。新生兒黃疸病患者需要接受長(zhǎng)時(shí)間的光照治療，如果光源中含有紫外線或紅外線，會(huì)對(duì)新生兒產(chǎn)生許多負(fù)面影響，導(dǎo)致患者出現(xiàn)紅斑、體溫升高、皮膚失水等癥狀，影響患兒的健康。

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《發(fā) 光 學(xué) 報(bào)》

—EI核心期刊 (物理學(xué)類； 無(wú)線電電子學(xué)、 電信技術(shù)類)

《發(fā)光學(xué)報(bào)》是中國(guó)物理學(xué)會(huì)發(fā)光分會(huì)與中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所共同主辦的中國(guó)物理學(xué)會(huì)發(fā)光分會(huì)的學(xué)術(shù)會(huì)刊。 該刊是以發(fā)光學(xué)、 凝聚態(tài)物質(zhì)中的激發(fā)過(guò)程為專業(yè)方向的綜合性學(xué)術(shù)刊物。

《發(fā)光學(xué)報(bào)》于1980年創(chuàng)刊， 曾于1992年， 1996年， 2000年和2004年連續(xù)四次被《中文核心期刊要目總覽》評(píng)為“物理學(xué)類核心期刊”， 并于2000年同時(shí)被評(píng)為“無(wú)線電電子學(xué)、 電信技術(shù)類核心期刊”。2000年獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀期刊二等獎(jiǎng)。 現(xiàn)已被《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》、 《中國(guó)期刊網(wǎng)》和“萬(wàn)方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)”等列為源期刊。 英國(guó)《科學(xué)文摘》(SA)自1999年； 美國(guó)《化學(xué)文摘》(CA)和俄羅斯《文摘雜志》(AJ)自2000年； 美國(guó)《劍橋科學(xué)文摘社網(wǎng)站》自2002年； 日本《科技文獻(xiàn)速報(bào)》(CBST， JICST)自2003年已定期收錄檢索該刊論文； 2008年被荷蘭“Elsevier Bibliographic Databases”確定為源期刊; 2010年被美國(guó)“EI”確定為源期刊。2001年在國(guó)家科技部組織的“中國(guó)期刊方陣”的評(píng)定中， 《發(fā)光學(xué)報(bào)》被評(píng)為“雙效期刊”。2002年獲中國(guó)科學(xué)院2001～2002年度科學(xué)出版基金“擇重”資助。2004年被選入《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)·中國(guó)科技精品庫(kù)》。本刊內(nèi)容豐富、 信息量大，主要反映本學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的科研和技術(shù)成就， 及時(shí)報(bào)道國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)， 開展學(xué)術(shù)討論和交流， 為提高我國(guó)該學(xué)科的學(xué)術(shù)水平服務(wù)。

《發(fā)光學(xué)報(bào)》自2011年改為月刊， A4開本， 144頁(yè)， 國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行。 國(guó)內(nèi)定價(jià)： 40元， 全年480元， 全國(guó)各地郵局均可訂閱。 《發(fā)光學(xué)報(bào)》歡迎廣大作者、 讀者廣為利用， 踴躍投稿。

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Photobiological safety of light source of neonataljaundice therapeutic device

ZHANG Jia-ning1, GUO Zhen-ning1,2*, LIN Jie-ben2, LI Jian-peng1, HUANG Ting1, HUANG Xue-ling2

(1.Fujian Provincial Key Laboratory of Light Propagation and Transformation,College of InformationScience and Engineering,Huaqiao University,Xiamen 361021,China；2.Fujian Quanzhou SigoLED Lighting Technology Co.,Ltd.,Quanzhou 362302,China)*Corresponding author, E-mail:znguo@hqu.edu.cn

In order to research the ultraviolet radiation, thermal radiation and other potential photobiological safety problems in different luminescence spectra of jaundice therapeutic devices, the spectrum of the traditional blue fluorescent lamp, the common blue LED lamp, the blue LED lamp through calculation and fitting by the simple genetic algorithm are tested and compared using the optical radiation safety test system OST-300. Experimental results indicate that, there are three obvious peaks at 315, 330 and 365 nm for the traditional blue fluorescent lamp, and the peak is more obvious at 365 nm; the blue spectrum attenuation of the traditional blue fluorescent lamp after aging is serious, existing a lot of infrared light. The spectrum of the blue light LED based on calculation and fitting by the simple genetic algorithm conforms to the absorption spectrum of bilirubin in vivo. The blue light LED can avoid the optical radiation damage to the neonate, and it is an ideal light source for the neonatal jaundice treatment.

jaundice therapeutic device;optical radiation safety test system;photobiological safety;light source

2017-02-24；

2017-04-05

福建省科技計(jì)劃引導(dǎo)性重點(diǎn)項(xiàng)目(No.2016H0022)；泉州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.2015TZ31,No.2016T002)；南安市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(No.G201212)；華僑大學(xué)研究生科研創(chuàng)新能力培育計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.1511301014) Supported by the Guided Key Projects of Science and Technology Plan of Fujian Province (No. 2016H0022); Science and Technology Planning Project of Quanzhou City (No .2015TZ31, No. 2016T002); Science and Technology Planning Project of Nan′an City (No. G201212); Huaqiao University Scientific Research Innovation Ability Project for Postgraduates (No. 1511301014)

2095-1531(2017)04-0499-08

0433.1; 0433.4

A

10.3788/CO.20171001. 0499

張佳寧(1992—)，女，內(nèi)蒙古通遼人，碩士研究生，主要從事LED照明與光學(xué)設(shè)計(jì)方面的研究。E-mail:1779718155@qq.com

郭震寧(1958—)，男，福建莆田人，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，1982年于福州大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1991年于華北光電技術(shù)研究所獲得碩士學(xué)位，2001年于天津大學(xué)獲得博士學(xué)位，主要從事光電子材料與器件、半導(dǎo)體照明技術(shù)方面的研究。E-mail:znguo@hqu.edu.cn