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病房作為醫(yī)院建筑中一種較為普遍的空間，是為患者提供檢查、治療、住宿的場所。住院患者基本上每天 24h 身在病房之中，而醫(yī)護人員因為輪班也會在夜班查房。已有研究表明，病房照明對患者和醫(yī)護人員的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)有顯著影響，在病房的設計中應給予重點考慮。
一、照明對晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的影響
1、晝夜節(jié)律的定義
晝夜節(jié)律（circadian rhythm）是指生命活動以24h 左右為周期的變動。地球上所有活生物體都具有晝夜節(jié)律，這些晝夜節(jié)律是每天重復的生物周期，并受到環(huán)境信號的調(diào)節(jié)或帶動。人類睡眠和清醒狀態(tài)受暴露于光明和黑暗的時間長短的影響。每天的明暗循環(huán)影響著人的行為和生理節(jié)律變化。研究發(fā)現(xiàn)，這些變化是由生物鐘控制的，對于人類來說，生物鐘位于兩個大腦上方區(qū)域，稱為視交叉上核。晝夜明暗交替循環(huán)可以確保白天警覺性達到高峰，而夜間則可以鞏固睡眠。通常，人類在失眠或睡眠障礙中會產(chǎn)生疲勞，缺乏機敏性或機能，可以使用人工照明將晝夜節(jié)律重新調(diào)整為人類所需的睡眠和喚醒時間。
2、影響晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的照明因素
在影響晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的照明因素中，包含“靜態(tài)”因素和“非靜態(tài)”因素。“靜態(tài)”因素是指光譜功率分布（SPD）和角膜照度，這兩者通常由照明設計師決定；“非靜態(tài)”因素包括時間、持續(xù)時間以及曝光歷史等，通常由受光者決定 。LED 光譜優(yōu)化旨在常規(guī)照明要求的約束下，可有效提高生物鐘的可調(diào)范圍等。角膜照度作為晝夜節(jié)律的重要影響因素已經(jīng)得到研究者的廣泛認同，可分為兩部分：一是直接角膜照度，這是由光源直接到達眼睛的光造成的；二是間接角膜照度，這是由房間表面相互反射的光引起的。對于人工照明來說，提高直接角膜照度，意味著提高光源發(fā)出的光通量，容易引起眩光；所以，通常認為提高間接角膜照度對調(diào)節(jié)人類的晝夜節(jié)律非常重要。
3、現(xiàn)有照明條件對患者晝夜節(jié)律的影響
患者尤其是 ICU 中的患者長期處于病房當中，對光照的需求很高。當自然光無法滿足照度要求時，通常會以人工照明加以輔助。典型的醫(yī)院照明富含藍光，當患者在夜間暴露在強光環(huán)境中時，會抑制褪黑激素（夜間黑暗期間產(chǎn)生的“促睡眠激素”）產(chǎn)生，降低睡眠質(zhì)量；同時，增加皮質(zhì)醇激素（通常稱為“壓力激素”），破壞患者的晝夜節(jié)律。因為病房光環(huán)境長期得不到改善，節(jié)律紊亂帶來生物鐘相位移動，進而影響患者的攝食、軀體活動、睡眠和覺醒等行為；甚至連學習與記憶能力、情緒等也有明顯的晝夜節(jié)律波動。
4、有利于患者晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的光環(huán)境
相對于傳統(tǒng)的建筑照明設計主要關注可見性問題，如減少眩光和陰影、顯色性、安全性和美觀性等，基于晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)進行照明設計時，會涉及更多不同的照明設計目標，因此，其度量標準也不同于照明設計師當前使用的度量標準。在指定晝夜節(jié)律照明時，重要的是要考慮角膜照度、光譜、光色、光照照射的時間和持續(xù)時間以及先前接受的曝光量 。研 究 表 明， 在 4000K CCT（ 相 關 色 溫 ） 和CRI ≥ 80 的條件下，即使采用先進的LED 光譜優(yōu)化，實現(xiàn)晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)目標?晝夜節(jié)律刺激（CS）=0.35也需要 442lx 的最小角膜照度。對比發(fā)現(xiàn)所需的角膜照度值比當前照明設計實踐中達到的值高出幾倍。
結(jié)束語
病房照明與病房使用者的晝夜節(jié)律活動關系密切。如何在病房照明設計中合理、高效地利用人工照明從而促進患者和醫(yī)護人員的晝夜節(jié)律改善是值得深入研究的課題。了解病房的功能、了解患者和醫(yī)護人員對照明的需求和期望對于實現(xiàn)晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的照明設計至關重要。
 
來源于本刊2021年4期：《基于晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的病房照明設計策略研究》
李喆 劉博 畢琳琦
北京建筑大學建筑與城市規(guī)劃學院