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手机蓝光引起的假性近视,会发展成真性近视吗?

为探知不同电子产品对孩子眼睛的伤害情况,浙江省眼科医院的3位医护人员曾以自家熊孩子为“样本”做了4天实验,让他们每天分别看20分钟的投影、液晶电视、iPhone、iPad,记录孩子临时性的近视度数、泪膜破裂以及眨眼的变化情况,实验结果汇总如下表。(注:实验对孩子造成的临时性度数变化是可逆的,通过一段时间缓解即可让视力度数回到正常,这对孩子的眼睛是绝对安全的。)

由上表数据可见,相同使用时间下,投影、iPhone、iPad、液晶电视4种电子产品都会让孩子产生假性近视,其中iPhone影响最大。连续玩20分钟iPhone,孩子的近视度数平均增加43.8度。手机等电子产品导致的假性近视可以通过适当放松眼睛恢复到正常视力,但如果假性近视长期得不到改善,极可能发展为真性近视。

玩手机为什么会引起假性近视呢?在过去的许多物种实验中,研究人员发现动物在红光下变得近视[1-2],在蓝光下变得远视[3-4]。例如Foulds[5]等人让雏鸡分别暴露在红光和蓝光两个单色光下饲养,结果红光组和蓝光组的小鸡14天后屈光状态相差4.68D,随着饲养时间的加长,蓝光组的小鸡远视度数不断增加,而红光组的小鸡近视度数也在不断增加,到28天时,两组的屈光差异甚至达到7.38D(蓝光:4.55±0.21D;红光:-2.83±0.25D)。

在小鸡实验中,发现短波长的蓝光可以延缓眼轴生长,是不是就可以证明蓝光在某种程度上具有预防近视的作用呢?其实并不能证明,其一,人眼和鸡眼不一样,小鸡具有人类和灵长类动物没有的紫外线感光器;其二,把白光当成是单色光,作为实验的对照组,会违背实验的单一性原则,这会导致另一种不好的情况出现,蓝光之所以相对白光生长得慢,可能是因为眼轴的生长因子(长波长的红光)缺少了。关于蓝光延缓近视的说法是否可信,曾有人深入探究过,有兴趣的朋友们可以去查看本公众号中发表的《大众对蓝光的误解,澄清了!》一文。

近年来,研究人员选择树鼩动物,增强蓝光照度,加上闪烁干扰进行实验,发现实验结果与过去用豚鼠、小鸡和猴子所做研究截然相反。树鼩是中国近年来明确可用的实验动物[7],它的全基因组测序分析和国内外多项研究结果表明,其亲缘关系与灵长类最接近(约93.4%),在组织解剖学、生理学、生物化学、神经系统(脑功能)、代谢系统和免疫系统等方面与人类近似,被用于神经、消化系统研究及甲、乙型肝炎、轮状病毒、致癌,计划生育的研究。所以,用树鼩来做实验,对人类研究的参考意义相对较大。

2017~2018年,美国阿拉巴马州伯明翰大学(UAB)视光学与视觉科学系专家用树鼩做实验[8],研究树鼩暴露于短波长光是否会加速眼轴生长发展为近视眼。人类、猴子、小鸡以及其他许多物种[9~10]刚出生时,眼睛处于远视状态,之后正视作用机制开始启动,慢慢形成正常视力。树鼩出生时闭着眼睛,出生后3周左右才睁开双眼,被认为是视觉体验(DVE)的第一天,此时开始启动正视作用机制。所有组的波长实验均始于视觉体验的第11天,让树鼩暴露于波段范围在464±10nm的稳定蓝光(601lux)和闪烁蓝光(252lux)下,持续13天,再回到正常光照下饲养。

所以实验中稳定蓝光组和闪烁蓝光组的树鼩最初都是先处于远视的,在正视作用机制启动后,两组曲线都陡峭下降,说明开始暴露稳定或者闪烁蓝光后,树鼩由远视迅速转向正视方向发展。上左图暴露于464nm稳定蓝光条件下的树鼩,跟正常光照下的曲线轨迹大致相同,这说明稳定蓝光对树鼩的屈光发育没有特别的影响,树鼩在稳定的蓝光下眼睛也可以屈光正常。从上右图可见,生活在闪烁蓝光条件下的树鼩的曲线从远视陡峭下降,没有在正视点停止,眼轴继续生长,最终越过正视,发展为近视。闪烁蓝光饲养的树鼩平均屈光状态为-2.90±1.30D,玻璃体腔深度为2.93±0.04mm,其深度是所有波长组中最大的,其中有两只树鼩甚至出现高度近视(-7.80D和-7.10D)。在停止闪烁蓝光照射,回到正常光照饲养时,曲线又从假性近视恢复到正视。

这说明闪烁蓝光可以让树鼩产生短暂性近视,即假性近视。当回到无闪烁的正常光照时,假性近视可以恢复回正视。但试想,如果让树鼩一直暴露于闪烁蓝光下,曲线又会如何变化呢?

2018年阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)的视光学专家做了另一个相关的实验。期间,研究人员为了解清楚屈光变化的方向和幅度,让树鼩较长时间暴露在闪烁蓝光下[11]。结果发现,持续闪烁的蓝光照射会让树鼩的假性近视发展成真性近视,近视度数不断增加,一些树鼩近视得非常明显。文章第一部分提到的浙江3位医护人员所做的实验结果与此一样。

手机屏幕的背光源基本上都是采用白光LED的发光方式。根据[12]苏州大学医学院公共卫生学院、南京医科大学附属第一医院眼科、云南省第二人民医院眼科以及昆明医科学附属第一医院眼科在国外权威期刊《OPHTHALMIC EPIDEMIOLOGY》上发表的“作业灯和中国学龄儿童的近视”研究,发现使用白炽灯和荧光灯做作业的儿童近视患病率没有显着差异,相比而言,使用LED灯的儿童眼轴更长,近视屈光不正更严重。

白炽灯以及1938年发明的荧光灯都能发出380nm~420nm的紫外线,而LED灯没有,LED灯与荧光灯的红外辐射相对较少,发出的光线不同于暖黄白亮的白炽灯。这3种人工光源都有430nm~480nm的蓝光,只是峰值有所差异。白炽灯和荧光灯的蓝光峰值都很低,LED灯的蓝光峰值很高。所以LED灯的蓝光峰值太高可能是导致此光源下儿童患近视风险比使用白炽灯和荧光灯更高的主要原因。LED灯的发光效率要高于另外两类,具有超长寿命、节能耐用的优点,所以这种光源技术被大量应用于手机、电脑的电子屏幕中,增加了人们患近视的风险。在采用LED发光方式后,很多人以为电子产品的屏幕没有频闪这一缺点了,其实不然,它只是把频率大幅度提高到远远超出人眼可识别的范围,人眼基本看不到。但高频率的频闪依然存在于手机、电脑等电子屏幕中。

幼树鼩屈光发育实验的闪烁蓝光和手机屏幕工作的电压周期变化如上图所示。可见电压幅度高低周期变化,导致屏幕的亮灭变化,一般肉眼看不出这一太快的变化,这和幼树鼩屈光发育实验的闪烁蓝光非常类似。根据315检测方法,将手机开启摄像状态(无需按快门)对准手机或者电脑屏幕,可以看到对准的屏幕会出现亮暗波纹,这就表明频闪问题依然存在。

手机在刷新内容或者播放视频时,人眼难免会受频闪影响。日常生活中,我们会发现室外太阳光照下,即便把手机屏幕调到最亮也难以看清内容,室内人工照明的环境下则不同。这表明,室内的人工照明已经大大衰减,手机的光强度已经比人工照明的光强度高很多倍,手机的蓝光峰值最高,其强度比室内人工照明的光要强。

 

由此可见,手机屏幕具有频闪+蓝光强的两大特点,所以才有文章开始的实验结论。

人眼晶状体相当于常见的三棱镜,手机屏幕产生的光线进入后,它可以将光线裂解,主要形成红绿蓝三色光。晶状体对裂解后的三种光线进行聚焦,波长越短,焦距越短,所以蓝光的焦点落在视网膜前方,绿光的焦点刚好落在视网膜上,红光波长最长,焦点落在视网膜后方。手机屏幕中,蓝光的峰值最高,人眼会趋向看清最强的光,所以睫状肌被迫往前拉,让蓝光焦点移动到视网膜上。人眼盯着手机屏幕,是一个近距离视物的行为,又会造成睫状肌往后拉。睫状肌长时间被迫紧张地前后拉扯,再加上高强度的闪烁蓝光照射,导致睫状肌调节痉挛,造成眼疲劳[13]。眼疲劳状态持续延长,导致睫状肌收缩能力下降,形成临时性视力模糊、假性近视。假性近视治疗不及时,睫状肌就会出现弹性疲乏,则很有可能发展为真性近视。

孩子长时间且连续性玩手机等,假性近视就很容易发展为真性近视,近视度数也极容易增加。一副好的防蓝光眼镜,可以减少手机的蓝光进入眼睛,缓解眼疲劳,降低真性近视发生的可能性。

 

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