新型智能抗抑郁光疗灯的设计与应用

曾纪富

[摘    要]抑郁是一种精神疾病，在目前防治抑郁的方式中，光照疗法正以其副作用少、成本低而引起了越来越多的注意。光照疗法是一种通过人工灯光干预的物理疗法技术，通过接受一定强度的光照，实现预防和治愈的目的。经动物研究和临床试验证实：光照疗法能够有效地降低抑郁。主要讲述了光疗机理，并研究了新型的抗抑郁灯具的设计与应用。

[关键词]新型智能;抗抑郁;光疗灯;设计与应用

[中图分类号]O433 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]Depression is a kind of mental illness. Among the current methods of preventing and treating depression， phototherapy is attracting more and more attention because of its few side effects and low cost. Illumination therapy is a physical therapy technique that uses artificial light intervention to achieve the purpose of prevention and cure by receiving a certain intensity of light. Animal studies and clinical trials have confirmed that light therapy can effectively reduce depression. This article mainly describes the mechanism of phototherapy， and studies the design and application of a new type of anti-depressant lamp.

[Keywords]new intelligence; antidepressant; phototherapy lamp; design and application

随着预期寿命的增加，人类的压力越来越大，患抑郁症的人数也在增加。虽然药物是治疗抑郁症的主要手段，但抗抑郁药物通常具有疗效慢、疗程长、收率高等限制因素，长期使用可能导致性功能障碍、头晕、头痛、恶心等。因此，快速治疗抑郁症和提高目前的抑郁症缓解率是研究的优先事项。光疗是一种物理治疗，通过在不同时间使用不同强度的光照，以预防和治疗抑郁症。此方法副作用较小，成本低，安全性较高。临床试验表明，光疗法可以缓解抑郁症症状，在治疗抑郁症方面有很好的应用。

1 光疗作用机理

1.1 光疗通过光敏神经环路缓解抑郁

外侧缰核是调节各系统之间的核心，并参与抑郁、焦虑、痛苦和奖励决策等功能。研究表明，外侧缰核硬化放电频率的上升与抑郁症等症状有关。此外，内光敏感神经元——外颅骨是光电神经抗抑郁的一种方法。光疗法通过激活光敏感的内神经细胞，即双膝下肢和GABA中神经叶，来减少小鼠的抑郁行为。外部核被投到腹部覆盖区域和DRN。覆盖区和背面内核分别被认为是DA和5-HT生产的主要前沿区域，也是大脑的主要区域之一，以促进光线。抑郁症患者的脊柱神经元数量下降，而且色氨酸羟化酶（mRNA）水平上升。表明光疗可以通过影响大脑在调节神经递质释放方面的活動来抗抑郁。与外侧缰核的边缘构成轻度调控的基础。硬核边缘接收光敏神经细胞的直接输入，并将投影发送到大脑与感觉有关的区域，如前额叶、背部和腹部。在不规律的光周期中，外侧缰核神经元的活动随着抑郁和愤怒等负面情绪的变化而增加，而外侧缰核的神经元的干扰阻止了异常光周期的情绪变化。

1.2 光疗对激素的影响可能是改善抑郁机制之一

光疗可以通过下丘脑-垂体-肾上腺轴心参与生物时钟的调节。皮质醇分泌是由一个轴组织的，在压力方面发挥着重要作用，它也被称为“压力激素”。肾上腺素活性由肾上腺素释放因子控制，肾上腺中的小神经分泌细胞分泌肾上腺激素，激活前脑腺中的肾上腺激素分泌，然后刺激肾上腺皮质醇的产生和释放。在抑郁症患者中，神经元中的活性物质皮质醇过高，因为皮质醇激素的释放导致皮质醇升高。刺激皮肤的荷尔蒙排放因子和抑制皮质醇荷尔蒙的激素受体。糖皮质激素受体功能失调导致肾上腺皮质-肾上腺皮质细胞多动症，这意味着抑制皮质醇活性是抑郁症发病机制的假设之一。对啮齿动物的研究表明，出生后光环境的变化将对肝细胞、肾上腺轴和夜间节律产生长期影响，导致成年人对压力和抑郁症状的反应发生变化。如上文所述，光线影响到下丘脑—垂体—肾上腺轴心，但具体机制仍需深入研究。此外，光强度和皮质醇水平之间有明显的关系。光线可以通过中中枢神经系统之间的视觉干扰刺激肾上腺的基因表达，同时还会增加血浆和脑水肿皮质醇。

此外，光疗法也抑制抗抑郁剂的分泌。黑色素是一种激素，昼夜节律，有助于睡眠。它通过针叶树生产和排出，这种植物通过视觉交叉点加以控制。阳光下的松果会刺激眼球的交叉核，向针叶树发出信号，减少红色素排出量，降低血液中的黑色素浓度，从而减少昏昏欲睡。相反，在没有夜间瞳孔的情况下，交叉不再抑制肝硬化，血液中的PCD浓度增加，在早晨达到峰值，然后缓慢降低。光疗可以通过激活内源性光敏神经元和减少白色色素的合成和释放来抑制肝硬化。并使关键时钟恢复到稳定状态。

1.3 照明状况对心里舒适感的影响

大多数人对色温有一定的要求，色温要求随季节而变化。事实上，选择色温有两个原因。①人们喜欢冬天的暖光和夏天的冷光。对于以暖色灯光为主的家庭来说，在夏季最热的季节，夜间的照明水平通常会降低，因此梦的质量会显著降低。同时，一些家庭在夏天比在冬天关更多的灯。②常用白炽灯的消耗电量明显高于荧光灯，而且其照明过程中还会放热，环境温度会明显提高，女性对环境更敏感。例如，如果温度不可接受，则环境照明很难接受。一些研究表明，当女性在冷色调的白光下成长时，她们的负面情绪会在温暖的阳光下减弱。在这两种情况下，男性的情绪行为都是稳定的。女性比男性更容易在明亮的光线下感受到负面情绪。对于人造光源，如果环境温度不同，观察表面的光便利性度一致，但人眼感受与环境光有所不同。在温度较高时，同样的光源和灯光显示为暗，而在温度较低时，同样的光源和灯光则显示为亮。在自然环境中并未观测到这种敏感性。对自然光最不敏感的因素是由于气候、相应的色温改变、窗外风景，以及由于地域和季节不同而对人们活动的影响等原因过多。在综合分析了上述经验的基础上，给出了如下意见：在居室照明工程设计中，应当兼顾各个时期的照明与气温变化规律。因此，在夏季应采用全冷色调光源，冬季则应采用全暖色调灯光。但这种在各个时期使用色温的变化趋势并不要求在夏季采用全部冷日光灯，或在冬季采用全部彩灯（或热荧光灯）。室内照明分为两级：冷照明和热照明。有些色温是不同季节的主色温。在春季和秋季，冷暖光元素可能会相应增加或减少。当然，这种照明方式应该适应家庭的文化、习俗和地区差异。如果室内自然光不足，需要补充人工光源时，夜间混合光源的照度应高于人工光源，不会明显降低周围光环境中人的舒适度。照明应适当考虑性别差异。区域照明应基于区域内主要活动的便利性。例如，卧室附近的照明应反映女性的个性和自信。例如，一年中不同温度下房间照明水平的差异应适当考虑家庭的共同感受。

2 抗抑郁光疗灯的设计

新型智能抗抑郁光疗灯的设计就是在普通灯光的基础上增加光照调节、药物配合等功能，从而在发挥光疗作用的同时，还可以辅助睡眠，最终起到抗抑郁的作用。本文设想新型智能抗抑郁光疗灯包括灯座、控制系统、光照及催眠板块、发热助眠板块和音乐助眠板块。

2.1 光照板块

从数量来看，研究表明，光照明灯的早期研究以及荧光灯的光照处理等对健康的要求，与传统的光线相比，在人类组织中，24 h LED光谱的分布具有明显优势。因此，本报告中设计的抗抑郁光灯使用发光二极管作为治疗光源。根据上述的治疗机制，美沙酮分泌物跟抑郁症密切相关。图1显示出不同光线下的聚氰胺排出的趋势。

因此，本文设计一种智能光灯，可以在不同时间调节光强和颜色。例如，在9：00—12：00期间，使用色温约为6 000K的白色LED，并逐渐将照明度增加到1 000 lux，在这种光照环境下，人们的视觉和心理主观感受最好;14：00—17：00，使用500 lux中高色温白色LED，色温从高到低，在这种混合光模式下，人们对物理和视觉体验的满意度最高。休息时间为2700 K，300 lux暖白色LED，色温低，照度低，此时身心相对放松，利用日落模式进行20 min倒计时，光疗灯每6～8 s将亮度减少1%，直至减少100%灯泡自动关闭到待机状态。

2.2 助眠板块

睡眠板由光、音乐和热组成。催眠灯与热灯底座或休眠基底的单位、热灯底座或灯底座上的单位、音乐底座上的单位、睡眠单元、灯泡底座或灯底座上安装的单元，以及电监测系统连接安装在观察系統底座上的控制面板，其中包括光源和光源上的热睡眠辅助单元，其中包括药品储存和加热装置。

3 抗抑郁光疗灯的应用

新的抗抑郁灯泡配有蓝牙音乐播放器，可与手机蓝牙连接。音乐是轻柔的心跳、轻柔的节奏，也可以让人入睡。灯座上的加热装置是一个含有含镇静剂和安眠剂的药片的磁盘加热。所述药物可以是中药或香料，可以是药片或精油。加热装置可以直接安装在灯台上，也可以安装在光源平台上，在该平台上，加热装置产生的卡路里可以挥发，然后被人体吸收到睡眠中。此外，还可使用药品储存装置来研制抗蚊药物，以改善睡眠环境。此外，可以在照明椅上安装红外成像装置，以确定一个人是否会通过眼睛活动，然后控制催眠装置的运作并帮助睡眠。

4 注意事项

4.1 光照蓝光的有害影响

本设计中使用的是LED进行照明，但也有研究人员指出：LED照明的灯光发出的白光之所以能产生，主要是靠在450～455 nm波段的蓝光激发荧光粉，而其波段越低击发能量就越强。一般将LED光源的出厂波长限制在500 nm以内，现在通常为450～455 nm或455～460 nm，都属于辐射伤害最强的区段。一旦波长变大，那么激发荧光粉的能量就将减弱，发光效果也会减弱。而且即使在相同光照强度的条件下，LED光源的蓝色强度也必然较强，所以人眼要是长时间看这样的灯光，就难免眼睛也会遭受蓝光影响。此外，原因还有一个，即LED光点灯的持续时间越长，灯光中的荧光粉衰减得越快，结果将会造成与人眼直接接触的蓝光波段的光照变化更加剧烈，进而对人眼健康产生影响。因此，长期使用LED灯很容易使人产生头晕眼花，感到不适，甚至损害人的眼睛，从而增加患眼疾的风险。所以在抑郁症患者在选择本产品时，应根据自身情况，若自身病情并不严重，或只是为了预防，则应该注意此抗抑郁光疗灯的使用时间，不要让眼睛长时间注视过亮的LED光源，以免眼睛受损;而孕妇、本身就具有眼睛疾病等特殊抑郁症患者，应衡量抗抑郁光疗灯所带来的优势与危害，尽量避免使用。另外目前OLED的出现在提供光照的同时还大大降低了蓝光强度，可以有效降低蓝光灯危害，但OLED成本过高，不宜进行批量生产，而自身条件允许的情况下，用户可以要求将LED光源替换为OLED。

4.2 根据人群的不同选择适当光强

光照强度的不同可以为不同人群带来不同感受，同时光谱的变化也可带来类似效果，比如紫色环境可以安慰孕妇，浅蓝色环境可以降低高血压患者的发热，棕色环境可以降低高血压患者的血压，绿色植物可以镇静心脏，而LED光源可以改变发光色彩，所以用户在使用时应根据自身条件及环境等因素选择合适的光照色彩。另外，由于老年人自身对色差的识别能力减低，对于色调区分能力减弱，对进入眼睛的光量的能力减弱，对从亮到暗或者从暗到亮的环境的适应能力褪化，由于敏感度等客观因素的影响，老年人应采取措施改善高环境照度，提高环境亮度的均匀性，避免光线突变、暗照明等，避免失明。

5 结语

虽然抑郁的机制复杂且不明确，但已证明抑郁症与美沙酮激素密切相关，研究发现抑郁症患者的美沙酮水平低于正常水平。强光、光谱分布和黑色素温度，都会影响黑色素分泌物。因此，以现有的光疗机制为基础，设计了一种新型的光疗智能抗抑郁灯，不仅提供了新型抗抑郁光疗灯的设计方案，而且介绍了其应用途径及相关优势，并列出其使用过程中的注意事项，以期为患者提供一种有效抗抑郁途径。

参考文献

[1] 高梦玲.苏国辉教授：光疗抗抑郁——光如何调节你的情绪？[J].眼科学报，2019，34（3）：204-205.