고에너지 가시광선의 생물학적 영향

Biological effects of high-energy visible light
청색광은 고에너지 빛의 한 종류로 가시광선 스펙트럼의 일부입니다.

고에너지 가시광(HEV light)은 가시 스펙트럼에서 바이올렛/블루 밴드의 400-450 nm의 단파광으로, 생체 주기율과 망막 건강(블루라이트 위험)에 여러 가지 부정적인 생물학적 영향을 미쳐 나이와 관련된 황반변성을 초래할 수 있습니다.[1][2]블루라이트의 부정적인 영향을 피하기 위해 블루 차단 필터가 안경으로 설계되는 경우가 늘고 있습니다.그러나 안경으로 파란 빛을 여과하는 것이 눈 건강, 눈의 피로, 수면의 질, 시력의 질에 어떤 영향을 미치는지에 대한 좋은 증거는 없습니다.[3]

배경

블루 LED 라이트

청색 LED는 LED 디스플레이와 솔리드 스테이트 조명(예: LED 조명)의 보급이 증가하고 기존 소스와 비교하여 청색 외관(색온도가 높음)이 증가함에 따라 청색광 연구의 대상이 되는 경우가 많습니다.그러나, 자연 태양광은 청색광의 스펙트럼 밀도가 비교적 높기 때문에, LED 디스플레이 기술이 비교적 최근에 등장했음에도 불구하고, 높은 수준의 청색광에 노출되는 것은 새롭고 독특한 현상이 아닙니다.LED 디스플레이가 모든 RGB LED를 여기시켜 백색을 방출하는 반면, 조명의 백색광은 일반적으로 약 450 nm에 가까운 청색 LED를 형광체와 결합하여 청색광의 일부를 더 긴 파장으로 하향 변환한 후 결합하여 백색광을 형성합니다.SSL 기술은 에너지 자원 요구량을 크게 줄여주기 때문에 이는 종종 "차세대 조명"으로 여겨집니다.[4]

발광효율

청색 LED, 특히 백색 LED에 사용되는 청색 LED는 약 450nm에서 작동하며, 여기서 V(λ)=0.038입니다.이는 450 nm의 청색광이 555 nm의 녹색광과 동일한 광속을 감지하기 위해서는 복사속(에너지)의 약 25배가 필요하다는 것을 의미합니다.비교를 위해 380nm(V(λ)=0.000 039)에서 UV-A를 사용하려면 녹색과 동일한 세기에서 방사선 측정 에너지의 25641배가 필요합니다. 이는 청색 LED보다 3배 큰 크기입니다.연구들은 종종 총 방출 에너지가 아닌 다른 주파수에서 감지된 빛의 비교 수준을 의미하는 복사도보다는 동일한 발광 플럭스를 사용하여 동물 실험을 비교합니다.[9][10]

생리학적 영향

블루라이트 위험

프랑스 식품환경산업보건안전청(ANSES)의 2019년 보고서는 청색 LED 빛에 대한 강렬한 노출과 관련된 망막에 대한 단기적인 영향과 나이와 관련된 황반변성의 시작과 관련된 장기적인 영향을 강조합니다.[11]황반변성의 직업적인 원인을 조사한 연구는 거의 없지만 장시간 햇빛 노출, 특히 청색광 성분이 야외 작업자의 황반변성과 관련이 있음을 보여줍니다.[12]그러나 CIE는 2019년 4월 일반 조명 전구에 LED 기술을 사용함으로써 발생하는 블루라이트 위험성이 낮다는 입장을 발표했습니다.[13]

국제 표준 IEC 62471은 광원의 광생물학적 안전성을 평가합니다.[14]제안된 표준인 IEC 62778은 모든 조명 제품의 청색광 위험 평가에 추가적인 지침을 제공합니다.[15]

일주기 리듬

주요 기사:일주기 리듬

일주기 리듬은 수면 패턴을 조절하는 메커니즘입니다.생체 리듬에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나는 480 nm에서 최대 흡수되지만 450-540 nm 범위에서 최소 10%의 효율을 갖는 광민감성 단백질인 멜라노프신의 여기입니다.[16]햇빛에 주기적으로 노출되는 것은 일반적으로 일주기 리듬을 24시간 주기로 조정합니다.하지만 밤에 망막에서 멜라놉신을 자극하는 광원에 노출되면 생체 리듬을 방해할 수 있습니다.하버드 건강 출판사는 밤에 푸른 빛에 노출되는 것은 수면에 강한 부정적인 영향을 미친다고 주장합니다.[17]앞서 언급한 ANSES 보고서는 "저녁이나 밤, 특히 스크린을 통해 매우 낮은 수준의 블루라이트에 노출되는 것과 관련된 생물학적 리듬과 수면에 대한 파괴적인 영향을 강조합니다."[18]미국 의학 협회의 2016년 보도 자료에 따르면 LED 가로등의 절제되지 않은 사용으로 인해 생체 리듬에 부정적인 영향이 있으며 흰색 LED 램프는 일반적인 가로등보다 생체 수면 리듬에 5배 더 큰 영향을 미친다고 합니다.[19]하지만 가로등 밝기가 수면 결과와 더 밀접한 관련이 있다는 것도 보여줍니다.

블루라이트는 눈의 멜라놉신 수용체를 자극하기 때문에 일주기 리듬을 조절하는 데 필수적입니다.[20]이것은 주간 멜라토닌을 억제하여 각성을 가능하게 합니다.청색광(일명 황색광)에서 장시간 작업하면 낮에는 멜라토닌 억제가 없기 때문에 생체 패턴이 흐트러지고 밤에는 멜라토닌 반등이 줄어듭니다.

눈의 피로

블루라이트가 디지털 눈의 피로의 원인으로 지목되고 있지만, 이 가설을 뒷받침할 강력한 증거는 없습니다.[21][22]

피부과

다른 종류의 빛 치료와 마찬가지로 청색광이 여드름 치료에 유용하다는 좋은 증거는 없습니다.[23][24]

블루라이트 차단

청색광 노출에 대한 우려는 디스플레이에서 청색 LED를 비활성화하거나 감쇠하거나, 노란색으로 색을 전환하거나, 청색광을 걸러주는 안경을 착용하는 등 청색광 노출을 줄일 수 있는 여러 가지 해결책을 예측했습니다.

디지털 필터

애플과 마이크로소프트의 운영 체제와 심지어 독립형 컴퓨터 모니터의 미리 설정된 설정에는 색온도를 더 따뜻한 색 영역으로 조정하여 블루라이트 방출을 줄이는 옵션이 포함되어 있습니다.[25][26]그러나 이러한 설정은 본질적으로 삼탄 색맹을 시뮬레이션하므로 디스플레이의 색역의 크기를 크게 줄여 디스플레이의 사용성을 저하시킵니다.필터는 해가 지고 있을 때만 활성화되도록 일정에 따라 설정할 수 있습니다.

안구내렌즈

백내장 수술 중 불투명한 천연 수정체는 인공수정체(IOL)로 대체됩니다.IOL은 자연 렌즈보다 같거나 많거나 적은 UV 광을 걸러내도록 설계될 수 있으며(차단율이 높거나 낮음), 따라서 청색광 위험 기능을 감쇠시키거나 강조합니다.자외선, 바이올렛, 블루라이트의 장기간 노출이 망막에 미치는 영향을 연구할 수 있습니다.[27]그러나, 천연 렌즈보다 더 많은 청색광을 제거하는 IOL은 컬러 비전과 생체 리듬에 부정적인 영향을 미치면서도 유의미한 광 보호 기능을 제공하지 않는다는 주장이 제기되었습니다.[28]체계적인 검토 결과 블루라이트를 필터링하는 IOLs에서 어떤 효과도 발견하지 못했고,[29] 대비 민감성, 황반변성, 시력, 색 차별 또는 수면 장애와 관련된 어떤 효과도 제시할 수 있는 신뢰할 만한 통계적 증거도 제공하지 못했습니다.[30]한 연구는 관찰된 형광체의 혈관조영술 검사에서 큰 차이가 있다고 주장하고 "비정상적인 안저 자가 형광의 진행"이 현저히 적다고 관찰하였으나, 저자들은 여기 빔이 465 nm에서 490 nm 사이에서 여과된다는 사실을 논의하는 데 실패하였습니다.[32]청색광 필터링 IOL에[33] 의해 대부분 차단되지만 대조군 환자에 존재하는 명확한 IOL은 아닙니다.

블루라이트 차단 렌즈

참고 항목: 안경 § 블루라이트 차단 안경

블루라이트를 걸러주는 렌즈는 브라운, 오렌지, 옐로우 톤의 선글라스 형태로 오랫동안 시장에 나와 왔습니다.[34]이러한 색조의 렌즈는 대조와 깊이 인식을 향상시킨다는 믿음으로 인기가 있었지만, 블루라이트 노출의 건강상 위험을 보여주는 초기 연구 이후 블루라이트를 차단하는 것으로 알려진 건강상의 이점으로 더 인기가 많아졌습니다.[35][36][37]

청색 차단 렌즈의 청색 차단 효과는 논란의 여지가 없지만, 청색 차단 렌즈가 필요할 정도로 일반적인 청색광 노출이 위험한지 여부는 논란의 여지가 많습니다.[38]안경의 문제점 중 하나는 블루라이트 위험과 수면에서 동시에 긍정적인 결과를 얻을 수 없다는 것입니다.블루라이트 위험에 효과적이기 위해서는 안경을 지속적으로 착용해야 하며, 특히 노출량이 높은 낮 동안에는 더욱 그렇습니다.그러나 일반적인 일광 주기와 유사한 블루라이트 노출을 강제하기 위해서는, 안경은 광 보호의 관점에서 이미 노출이 상당히 낮은 야간에만 착용해야 합니다.그럼에도 불구하고, 몇몇 증거들은 푸른 빛을 차단하는 렌즈가 건강한 수면자들에게는 덜 이롭지만, 불면증, 양극성 장애, 지연 수면기 장애, 또는 ADHD를 가진 사람들에게 특히 유용할지도 모른다는 것을 보여줍니다.[39]

공격적인 광고는 블루라이트의 위험성에 대한 대중의 잘못된 인식에 기여할 수 있습니다.심지어 연구에서 블루-블록킹 필터를 디지털 눈의 피로에 대한 임상적 치료로 사용하는 것을 지지하는 증거가 발견되지 않았을 때에도, 안과용 렌즈 제조업체들은 디지털 눈의 피로를 감소시키는 렌즈로 지속적으로 시판하고 있습니다.[40]

영국의 General Optical Council은 Boots Opticians의 블루라이트 필터링 렌즈 제품군에 대한 근거 없는 주장에 대해 비판했으며, 광고 표준 위원회는 Boots Opticians에게 40,000파운드의 벌금을 부과했습니다.Boots Opticians는 그 렌즈들을 20파운드의 마크업 가격에 팔았습니다.[41]트레버 워버튼 영국 검안사협회 대변인은 "...현재 증거는 눈병을 예방한다는 주장을 뒷받침하지 않는다"[42]고 말했습니다.

애플과 마이크로소프트의 운영 체제와 심지어 독립형 컴퓨터 모니터의 미리 설정된 설정에는 색온도를 더 따뜻한 색 영역으로 조정하여 블루라이트 방출을 줄이는 옵션이 포함되어 있습니다.[43][44]이러한 설정은 디스플레이의 색역을 크게 줄여 눈의 피로를 줄이거나 일주기 리듬 중단을 방지하는 이점을 제공하지 않으면서 장치의 사용성을 저하시킵니다.

2022년 7월 트위치 채널 밥덕의 게이머 어드밴티지 광고Nave는 청색광 안경이 실질화 없이 수면을 개선할 수 있다고 주장하여 광고 표준 위원회에 의해 금지되었습니다.[45][46]

참고 항목

참고문헌

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