Zdravé svetlo
Správne svetlo, či už počas dňa alebo noci, je pre zdravie človeka absolútne nevyhnutné. Prečo je popri úplnom farebnom spektre, vysokom farebnom podaní a napodobňovaní reálnych podmienok denného svetla s rozšírenými krivkami denného svetla nevyhnutná priama a nepriama zložka svetla (CCT 1 800 – 16 000 K) a aké benefity môžeme docieliť použitím špeciálnych farieb pre personál a pacientov v zdravotníctve?
Svetlo je dôležitý časovač našich biologických hodín (bunkové rytmy, spánkovo-prebúdzacie cykly, orgánové rytmy). Svetlo má viditeľne priaznivý efekt na ľudskú vitalitu a zdravie. Komfort ľudského organizmu a všetky prislúchajúce biologické procesy sú závislé od prirodzeného denného svetla.
Keďže veľká časť moderného života sa odohráva vo vnútri budov s použitím umelého statického osvetlenia, prirodzený priebeh denného svetla už ani nevnímame. Kritické je to najmä na miestach ako nemocnice a starobince, kde pacienti a personál zvyčajne musia dlhý čas tráviť vo vnútri. Tak isto je to však relevantné pre kancelárie a rôzne iné druhy pracovísk. Je zrejmé, že konvenčné umelé osvetlenie, v mnohých prípadoch homogénne, spolu s nevariabilnou statickou charakteristikou nemá pozitívny efekt na ľudské zdravie, komfort a produktivitu.
Osvetlenie z pohľadu človeka (z ang. Human Centric Lighting, ďalej len HCL) prijíma túto výzvu. Simuluje spektrálne kvality denného svetla počas celého dňa, teda udržuje ľudské hormóny v rovnováhe aj pod umelým svetlom. To má pozitívny efekt nielen na telo, ale aj myseľ. Výsledkom je zvýšená produktivita a zlepšenie koncentrácie.
Cirkadiánne rytmy
Prirodzený rytmus dňa a noci nám umožňuje kvalitne sa vyspať a zregenerovať počas noci a byť aktívny a produktívny počas dňa. V priebehu ľudskej evolúcie si naše telo vytvorilo biorytmus na základe sekvencií zvaný cirkadiánne rytmy.
Okrem tyčiniek a čapíkov, vďaka ktorým sme schopní vidieť, má ľudské oko aj nevizuálne receptory, ktoré zreteľne ovplyvňujú cirkadiánne rytmy (vnútorné fotosenzitívne retinálne gangliové bunky ipRGC – senzitívne na modré vlnové dĺžky spektra). Tieto receptory ovládajú našu hormonálnu rovnováhu, konkrétne reguláciu melatonínu, kortizolu a serotonínu, ktoré sú zodpovedné za náš spánkovo-prebúdzací cyklus. HCL s týmto faktom pracuje a snaží sa podporiť ľudský cirkadiánny rytmus a udržať prirodzenú produkciu melatonínu v rovnováhe. Základný princíp HCL je nasledovný:
-
studené svetlo s vysokým podielom modrej zložky dodáva energiu, podporuje vylučovanie serotonínu a kortizolu a zároveň znižuje tvorbu melatonínu, čím sa výrazne zvýši fyzická zdatnosť, mentálna výkonnosť a ostražitosť,
-
teplé svetlo s nízkym podielom modrej zložky svetla nepotláča vylučovanie melatonínu, čím podporuje relaxáciu a regeneráciu.
Nobelova cena za medicínu bola v roku 2017 udelená za výskum v oblasti cirkadiánnych rytmov, ktoré sú ovplyvnené náhradnou teplotou chromatickosti (CCT) a intenzitou svetla.
Inšpirované slnkom
Čím viac umelé osvetlenie napodobňuje slnečné svetlo, tým je pre nás príjemnejšie. Riešenie HCL imituje spektrum slnečného svetla počas dňa bez vyžarovania nežiaduceho UV a IR žiarenia. Takúto výnimočnú kvalitu svetla nie je možné dosiahnuť s prevedením konvenčných svietidiel. Je to nedosiahnuteľné s jednoduchým 2-kanálovým biela-biela systémom, predovšetkým z dôvodu obmedzujúceho rozsahu CCT, ktorá nekopíruje krivku vyžarovania čierneho telesa.
Predpoklady pre napodobnenie slnečného svetla
CCT by mala byť automaticky regulovateľná tak, aby napodobňovala prirodzené denné svetlo počas priebehu dňa (obsahujúc sezónne a nesezónne zmeny). Rozsah CCT by mal byť od 1 800 K (slnečný svit) až do 16 000 K (modrá obloha), to všetko spolu so spojitým spektrom s vysokou hodnovernosťou podania farieb a individuálnym ovládaním.
Využíva sa profesionálna 3-kanálová PI-LED technológia, ktorá sa skladá z červenej, modrej a mätovo-bielej diódy a je individuálne ovládaná a optimálne zladená z hľadiska teploty a intenzity svetla. Vďaka červenému kanálu je možné dosiahnuť vysokú hodnovernosť podania farieb. Veľká variabilita farieb umožňuje dosiahnuť aj náladové osvetlenie. Individuálnym ovládaním modrého kanálu môžeme vytvoriť príjemné žlté svetlo, napr. ak chceme zabrániť nežiaducej aktivácii hormónov v nočných hodinách, čo je pre nemocnice a starobince naozaj prínosné.
Priame a nepriame svetlo
Denné svetlo je vždy kombináciou priameho slnečného žiarenia a difúzneho žiarenia oblohy. Slnečné žiarenie je absorbované atmosférou v rôznej miere podľa vlnovej dĺžky. Podľa ročného priemeru sa najviac svetla dostane na zemský povrch vo forme priameho svetla. Menšou časťou je nepriame svetlo z dôvodu vzduchových molekúl, aerosólu alebo mrakov. Viditeľná a vnímaná ľudským okom je iba určitá časť celkového slnečného žiarenia. Avšak intenzita energie vyžarovania závisí od pozície Slnka v rozličných časoch počas dňa a roka. Nevyhnutnosťou je preto riešenie pomocou automatizovaného presného riadenia, ktoré dokáže samo vyhodnotiť deň v roku a geografickú polohu.
Smer a rovinatosť svetelného zdroja
Pre synchronizáciu biologických hodín nie sú rozhodujúce iba faktory ako zmena teploty farieb a intenzita denného svetla. Ďalšími dôležitými prvkami sú smer a rovinatosť svetelného zdroja, ktorý sa dostáva do našich očí. Biologicky efektívne osvetlenie berie všetky tieto faktory do úvahy. A čo je najdôležitejšie, všetko naraz, v jednom okamihu.
Kľúčovou otázkou však zostáva, aké sú benefity tohto osvetlenia a ako ich vieme docieliť napríklad v nemocniciach?
Benefity HCL osvetlenia
Pre pacientov
-
Rýchlejší proces uzdravovania vďaka lepšiemu spánkovo-prebúdzaciemu cyklu
Pod umelým osvetlením podobným prirodzenému je možné počas dňa docieliť postupnú aktiváciu človeka. Naopak večer alebo v noci dokážeme individuálne ovládať modrý kanál a neprerušiť produkciu melatonínu vďaka tlmenému teplému svetlu (1 800 K). Svetelné podmienky (CCT, intenzita osvetlenia) by mali byť nastavené vzhľadom na požiadavky alebo zdravotný stav pacientov. -
Menej stresu pred operáciou
Upokojenie pacienta vieme docieliť pomocou žltého svetla s nízkou intenzitou. -
Stimulácia po operácii
Pacienti môžu byť efektívne stimulovaní a aktivovaní špeciálnymi farbami (napr. pastelové odtiene) na stropoch pooperačných miestností. -
Podpora pozitívnych emócií
Tie môžu byť docielené kombináciou atmosféry priameho a nepriameho osvetlenia podľa vzoru prirodzeného svetla. Pozitívna psychologická stimulácia sa docieli napr. automatickým východom a západom slnka v izbe pacienta.
Pre personál
-
Lepší pracovný výkon, vitalita a koncentrácia
Napodobňovanie prirodzeného svetla podporuje aktiváciu pracovníkov v miestnostiach bez okien. Teplé biele svetlo s vysokým podielom červenej podporuje bdelosť pri nočnej zmene. -
Zlepšený spánkovo-prebúdzací cyklus
HCL zabezpečuje lepšiu aktiváciu počas dňa a potláčanie tvorby melatonínu počas nočnej zmeny, ako aj zníženie rizika úrazov počas noci. -
Lepšia koncentrácia a pozornosť v kritických situáciách
Môže byť dosiahnutá vysokou CCT – bolo dokázané, že svetlo nemá vplyv len na zdravie lekárov a ich produktivitu, ale aj výskyt pochybení. -
Zlepšenie hygieny na pracoviskách
Vysoká hodnota indexu podania farieb pri studenej bielej farbe napomáha lepšej viditeľnosti krvi a prachu. -
Vynikajúca viditeľnosť poranení počas zákroku
Zlepšenie viditeľnosti počas operácie zabezpečí neutrálna biela s vysokým indexom podania farieb.
Pre operácie a vyšetrenia
Vďaka HCL osvetleniu je zabezpečená zvýšená viditeľnosť anatomických detailov, zvýšená ostražitosť lekárov a znížená úroveň stresu pri operáciách a v ordináciách. Vysoký kontrast monitorov, ktorý zvyšuje únavu personálu, je vykompenzovaný zeleným svetlom za monitormi a červeným svetlom za chirurgami. Pri röntgenových a ultrazvukových obrazovkách je preferované fialové osvetlenie za monitorom, čím sa zníži oslnenie. Pre intravenózne zavedenie kanyly sa využíva oranžová a červená farba z dôvodu lepšej viditeľnosti krvných žíl.
Pre dôchodcov v starobincoch, doma i v nemocniciach
Vďaka vrcholu pôrodnosti v povojnovom období, najmä na severnej pologuli, je očakávaný výrazný nárast počtu starších ľudí. Veková skupina 65+ bude pravdepodobne rásť oveľa rýchlejšie ako zvyšok populácie. Táto demografická zmena núti k radikálnemu prehodnoteniu sektora starostlivosti o starších ľudí. Skupina vtedajších detí má vyššie nároky. Je viac technologicky orientovaná a má viac segmentované a diverzifikované potreby ako predchádzajúce generácie. K splneniu týchto požiadaviek môžeme využiť autentické HCL osvetlenie vrátane sofistikovaného riadenia s možnosťou osobných nastavení.
Starší ľudia trpia kvôli permanentnému pobytu v interiéri. Keď ale v noci zlepšíme ich spánok a cez deň zvýšime ich aktivitu (aj vďaka medziľudskej komunikácii a socializácii), zlepšíme ich celkovú vitalitu.
Zhrnutie
Mnohí z nás trávia väčšinu svojho času v interiéri s umelým osvetlením. Ľudia potrebujú svetlo nielen na vykonávanie vizuálnych úloh, ale aj pre svoje vnútorné hodiny. Svetlo by malo byť preto pokladané za kritický faktor pri navrhovaní a prevádzkovaní zdravotníckych zariadení, nielen z dôvodu úspor energie. Autentické osvetlenie z pohľadu človeka (HCL) napĺňa vizuálny, biologický aj emocionálny aspekt, podporuje a napomáha dlhodobému zdraviu, dobrej kondícii a lepšej produktivite ľudí. HCL je veľkým prínosom pre lekárov a pacientov, ale aj pre študentov a učiteľov, zamestnancov v kanceláriách či pracovníkov výrobných závodov.
Zdroje:
- https://www.led-professional.com/resources-1/articles/healthy-light-led-technology-for-health-and-care-applications
- https://www.ledsmagazine.com/smart-lighting-iot/article/16695658/humancentric-lighting-is-the-next-step-in-led-design-and-control-magazine
- https://www.led-professional.com/business/reports/oint-position-paper-by-lightingeurope-and-the-iald-on-human-centric-lighting