RU2514727C2 - Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника - Google Patents
Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника Download PDFInfo
- Publication number
- RU2514727C2 RU2514727C2 RU2012133345/14A RU2012133345A RU2514727C2 RU 2514727 C2 RU2514727 C2 RU 2514727C2 RU 2012133345/14 A RU2012133345/14 A RU 2012133345/14A RU 2012133345 A RU2012133345 A RU 2012133345A RU 2514727 C2 RU2514727 C2 RU 2514727C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- rhythm
- effect
- spectral power
- color temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для изменения функционального состояния человека. Осуществляют воздействие белым светом с цветовой температурой 1700 К или 10000 К, на открытые глаза человека при освещенности 200 лк на уровне глаз. Регистрируют электроэнцефалограмму, проводят ее спектральный анализ. При возрастании спектральной мощности альфа-ритма более чем на 50% и тета-ритма на 25% от фоновых значений воздействие оценивают, как релаксирующее. Способ позволяет индивидуально оценить действие цветовой температуры, которое может оказывать релаксирующее влияние на человека. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника.
В настоящее время отмечается широкое распространение новых источников освещения на основе полупроводниковых светодиодов. Такие полупроводниковые источники света обладают не только чрезвычайно высокой эффективностью, но (если они построены по принципу RGB смешения) и способностью варьировать качественные (цвет, спектр), количественные (интенсивность) и модуляционные (частота вспышек) параметры света по заданному алгоритму. Это качество получило название «интеллектуальный свет».
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения воздействия на функциональное состояние человека светового излучения (RU, патент №2217182. кл. A61N 5/06. 2001).
Недостатками известного способа является невозможность оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в возможности оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника согласно изобретению воздействие белым светом, с цветовой температурой 1700 K и 10000 K, осуществляют на открытые глаза человека, регистрируют электроэнцефалограмму, проводят ее спектральный анализ и при возрастании спектральной мощности альфа-ритма более чем на 50% и тета-ритма более чем на 25% от фоновых значений оценивают воздействие как релаксирующее.
Проводили исследование особенностей воздействия на функциональное состояние головного мозга человека динамически управляемого («интеллектуального») света от полупроводникового источника с цветовой температурой, варьируемой в диапазоне от теплого 1700 K до холодного 10000 K оттенков белого света.
Спектральный анализ ЭЭГ позволил объективно оценить изменения основных ритмов электрической активности головного мозга при воздействии освещенности с варьируемой цветовой температурой.
В ходе проведения исследования апробировался опытный образец светодиодного источника интеллектуального света, управляемого с помощью специального программного обеспечения. Световой поток источника света в зависимости от цветовой температуры составлял 1000-4000 лм. Цветовая температура белого света изменялась и устанавливалась в диапазоне от теплого 1700 K до холодного 10000 K оттенков белого света. Индекс цветопередачи для этих цветовых температур лежал в диапазоне 80-90.
Во время экспозиции белого света с различными цветовыми температурами регистрировалась электрическая активность головного мозга обследуемых.
Запись ЭЭГ проводилась с помощью электроэнцефалографа «Телепат-104Д» (г. Санкт-Петербург) монополярным методом по международной системе «10-20» в точках Fp1, Fp2, F3, F4, С3, С4, Р3, Р4, O1, O2, F7, F8, Т3, Т4, Т5 и Т6 с индифферентными электродами, расположенными на мочках ушей. Частота оцифровки сигналов составляла 250 Гц, полоса пропускания по высоким частотам - 35 Гц, постоянная времени - 0.3 с.
В качестве контрольного состояния использовалась ЭЭГ при открытых глазах. Далее обследуемые, оставаясь с открытыми глазами, подвергались последовательному воздействию различных вариантов освещения, различающихся предустановленной цветовой температурой светодиодного источника. Длительность фоновой записи и проб с различной освещенностью соответствовала 2 мин в каждом случае, интервалы между экспозициями света также имели продолжительность в 2 мин.
Изучение полученных данных проводилось визуально и с помощью спектрального анализа. Определялись значения спектральной мощности альфа-, тета-, дельта- и бета-ритмов во всех регистрируемых областях коры головного мозга на всех упомянутых этапах регистрации мозговой активности. Спектральный анализ осуществлялся с помощью электроэнцефалографической программы «WinEEG Версия 1.3». Эпоха анализа при расчете спектров составляла 4 с. Усредненные спектральные показатели вычислялись по всей продолжительности фоновой записи и ЭЭГ во время воздействия световых проб.
При статистической обработке полученных результатов рассчитывались средние значения анализируемых характеристик, их стандартные отклонения, стандартные ошибки среднего значения. Определение степени достоверности различий усредненных показателей проводилось в статистическом пакете программ «Statistica 6» по уровню p<0.05 с использованием критерия Вилкоксона.
Визуальный анализ динамики ЭЭГ во время экспозиций белого света с варьируемой цветовой температурой показал наличие неоднозначных реакций в группе обследуемых на освещение от светодиодного источника. В ряде случаев наблюдалось видимое увеличение представленности альфа-ритма и усиление его регулярности, что соответствует возрастанию устойчивости общего функционального состояния головного мозга. Исходя из описанного типа реакции была выделена группа из 10 человек (3 женщин и 7 мужчин) с преимущественным усилением альфа-ритма.
Спектральный анализ ЭЭГ позволил объективно оценить изменения основных ритмов электрической активности головного мозга при воздействии освещенности с варьируемой цветовой температурой. Группа характеризовалась отчетливым возрастанием спектральной мощности альфа-ритма при экспозиции света с 1700 K (p<0.05 в O1) и 10000 K (p<0.05 в Fp2, F4, Р3, Р4, O1, O2, Т4, Т6). В последнем случае такая динамика захватывала большее количество областей коры. Небольшое, но достоверное возрастание мощности тета-ритма происходило в F7 и Т4 при освещенности с 1700 K и в F3, O1, F7, Т4 с 10000 K (p<0.05). При освещенности с 3800 K, 4800 K, 7000 K спектры в диапазоне альфа-, тета- и дельта-ритмов значимо не менялись. Спектральные характеристики бета-ритма оставались практически неизменными на всех пробах.
Общий характер изменений ЭЭГ у обследуемых из выделенной группы свидетельствует о релаксирующем воздействии на них света. Известно, что увеличение выраженности альфа-ритма, к тому же сопровождающееся усилением медленной активности, связывают со снижением уровня активации головного мозга, что способствует более полноценному отдыху и облегчает засыпание.
Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника поясняется примерами.
Пример 1.
Испытуемая Т-ва, 35 лет.
Проводилась регистрация ЭЭГ при открытых глазах как в состоянии пассивного бодрствования, так и при воздействии белым светом от светодиодного источника с цветовой температурой 10000 K. Длительность экспозиции 120 с. Рассчитывалась спектральная мощность альфа- и тета-ритмов.
Уровень изменений спектральной мощности ритмов ЭЭГ при воздействии света относительно исходного состояния приведен в Табл. 1. Во всех отведениях уровень спектральной мощности альфа-ритма увеличился более чем на 50%. В подавляющем большинстве отведений, кроме Р4, спектральная мощность тета-ритма возросла более чем на 25%. Таким образом, световое воздействие с цветовой температурой 10000 K увеличивает спектральную мощность альфа- и тета-ритмов, что свидетельствует о снижении уровня активации коры головного мозга. В целом для обследуемой Т-вой белый свет с 10000 K является релаксирующим.
Таблица 1 | ||||||
Изменения спектральной мощности альфа и тета-ритмов испытуемой Т-вой при воздействии света с цветовой температурой 10000 K | ||||||
Отведения | α-ритм | θ-ритм | % изменений | |||
Фон | Свет | Фон | Свет | α-ритм | θ-ритм | |
Fp1 | 2,70 | 6,10 | 1,89 | 6,98 | 125,84 | 268,73 |
Fp2 | 2,76 | 5,94 | 1,81 | 7,29 | 115,30 | 303,43 |
F3 | 3,46 | 9,35 | 2,57 | 5,49 | 170,23 | 113,29 |
F4 | 3,43 | 8,71 | 3,02 | 4,85 | 154,01 | 60,60 |
С3 | 2,92 | 9,95 | 2,13 | 3,92 | 240,40 | 83,95 |
С4 | 2,57 | 8,38 | 2,28 | 3,24 | 226,45 | 42,29 |
Р3 | 2,68 | 9,10 | 1,92 | 3,53 | 239,68 | 83,47 |
Р4 | 2,36 | 6,53 | 2,12 | 2,41 | 177,28 | 13,95 |
01 | 1,98 | 5,03 | 1,47 | 3,02 | 153,78 | 104,88 |
02 | 1,53 | 3,18 | 1,49 | 2,05 | 108,39 | 37,68 |
F7 | 2,62 | 5,62 | 1,88 | 5,92 | 114,67 | 214,23 |
F8 | 2,23 | 4,23 | 1,68 | 7,13 | 89,69 | 325,67 |
Т3 | 2,38 | 7,31 | 1,37 | 2,42 | 207,01 | 76,38 |
Т4 | 1,95 | 5,14 | 1,36 | 2,34 | 163,18 | 71,81 |
Т5 | 1,56 | 4,90 | 0,82 | 2,11 | 213,70 | 156,38 |
Т6 | 2,10 | 4,14 | 1,38 | 2,02 | 97,24 | 46,59 |
Пример 2.
Испытуемый У-ий, 29 лет.
Проводилась регистрация ЭЭГ при открытых глазах как в состоянии пассивного бодрствования, так и при воздействии белым светом от светодиодного источника с цветовой температурой 1700 K. Длительность экспозиции 120 с. Рассчитывалась спектральная мощность альфа- и тета-ритмов.
Уровень изменений спектральной мощности ритмов ЭЭГ при воздействии света относительно исходного состояния приведен в Табл. 2. Во всех отведениях, кроме Fp2, спектральная мощность альфа-ритма возросла более чем на 50%. В отведениях С3, Р3, Р4, O1, O2, Т3, Т4 спектральная мощность тета-ритма увеличилась более чем на 25%, в остальных отведениях тета-ритм не превысил этот уровень. Учитывая совокупность факторов, таких как рост мощности альфа-ритма по всей коре и рост мощности тета-ритма в части отведений, можно говорить о снижении уровня активации коры головного мозга в ответ на световое воздействие с цветовой температурой 1700 K, больше выраженное в теменно-затылочных и средневисочных областях. В целом, для обследуемого У-ого белый свет с 1700 K является релаксирующим.
Таблица 2 | ||||||
Изменения спектральной мощности альфа и тета-ритмов испытуемого У-го при воздействии света с цветовой температурой 1700 K | ||||||
Отведения | α-ритм | θ-ритм | % изменений | |||
Фон | Свет | Фон | Свет | α-ритм | θ-ритм | |
Fp1 | 7,08 | 13,69 | 4,21 | 3,64 | 93,36 | -13,54 |
Fp2 | 8,74 | 12,52 | 5,05 | 4,10 | 43,25 | -18,81 |
F3 | 7,23 | 14,10 | 3,33 | 3,43 | 95,02 | 3,00 |
F4 | 7,66 | 12,62 | 3,72 | 4,02 | 64,75 | 8,06 |
С3 | 9,65 | 21,44 | 2,19 | 2,95 | 122,18 | 34,70 |
С4 | 7,16 | 16,4 | 2,67 | 3,25 | 29,05 | 21,72 |
Р3 | 9,36 | 29,22 | 2,10 | 3,35 | 212,18 | 59,52 |
Р4 | 7,30 | 19,82 | 2,34 | 3,46 | 171,51 | 47,86 |
O1 | 8,62 | 34,51 | 1,87 | 3,56 | 300,35 | 90,37 |
O2 | 8,75 | 25,45 | 2,03 | 3,99 | 190,86 | 96,55 |
F7 | 4,02 | 6,17 | 1,85 | 1,86 | 53,48 | 0,54 |
F8 | 4,17 | 7,68 | 1,76 | 2,06 | 84,17 | 17,05 |
Т3 | 5,93 | 11,51 | 1,17 | 1,53 | 94,10 | 30,77 |
Т4 | 3,32 | 7,11 | 1,15 | 1,82 | 114,16 | 58,26 |
Т5 | 5,50 | 15,18 | 1,34 | 1,58 | 176,00 | 17,91 |
Т6 | 3,43 | 7,46 | 1,10 | 1,29 | 117,49 | 17,27 |
Спектральный анализ ЭЭГ позволил объективно оценить изменения основных ритмов электрической активности головного мозга при воздействии освещенности с варьируемой цветовой температурой.
Исходя из полученных данных можно сделать заключение, что при экспозиции белого света с цветовой температурой 1700 K и 10000 K спектральный анализ электроэнцефалограммы показал, что при возрастании спектральной мощности альфа- ритма более чем на 50%, а тета-ритма более чем на 25% от фоновых значений можно сделать вывод о том, что световое воздействие снижает уровень активации коры головного мозга и является релаксирующим.
Предложенный способ позволяет осуществить индивидуальный подбор цветовой температуры с 1700 K и 10000 K, оказывающей релаксирующее воздействие на функциональное состояние человека при воздействии на него светового излучения от светодиодного источника.
Claims (1)
- Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека светового излучения от светодиодного источника, отличающийся тем, что воздействие белым светом с цветовой температурой 1700 K или 10000 K осуществляют на открытые глаза человека, регистрируют электроэнцефалограмму, проводят ее спектральный анализ и при возрастании спектральной мощности альфа-ритма более чем на 50% и тета-ритма более чем на 25% от фоновых значений оценивают воздействие как релаксирующее.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012133345/14A RU2514727C2 (ru) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012133345/14A RU2514727C2 (ru) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012133345A RU2012133345A (ru) | 2014-02-10 |
RU2514727C2 true RU2514727C2 (ru) | 2014-05-10 |
Family
ID=50031970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012133345/14A RU2514727C2 (ru) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2514727C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206300C1 (ru) * | 2002-07-24 | 2003-06-20 | Тетерина Татьяна Прохоровна | Способ оценки состояния и коррекции функций макулярной области и устройство для его осуществления |
RU2217182C2 (ru) * | 2001-10-22 | 2003-11-27 | Зверев Виталий Александрович | Способ коррекции функционального состояния человека и устройство для его осуществления (варианты) |
RU100399U1 (ru) * | 2010-07-23 | 2010-12-20 | Сергей Александрович Жестков | Аппарат цветоимпульсной стимуляции, профилактики и коррекции функциональных систем организма человека |
-
2012
- 2012-07-27 RU RU2012133345/14A patent/RU2514727C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2217182C2 (ru) * | 2001-10-22 | 2003-11-27 | Зверев Виталий Александрович | Способ коррекции функционального состояния человека и устройство для его осуществления (варианты) |
RU2206300C1 (ru) * | 2002-07-24 | 2003-06-20 | Тетерина Татьяна Прохоровна | Способ оценки состояния и коррекции функций макулярной области и устройство для его осуществления |
RU100399U1 (ru) * | 2010-07-23 | 2010-12-20 | Сергей Александрович Жестков | Аппарат цветоимпульсной стимуляции, профилактики и коррекции функциональных систем организма человека |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУЧМА В.Р. и др. Гигиенические аспекты применения светодиодных источников в системах общего искусственного освещения. Гигиена и санитария. 2011, 2, с. 41-45. ШЕЛЕСТИНА Н.В. Влияние светодиодного фотоматричного облучения красного цвета на когнитивные функции больных дисциркуляторной энцефалопатией. Автореф. дисс., М., 2010, с. 8-18. KATSUURA T. et al. Effects of color temperature of illumination on physiological functions. J Physiol Anthropol Appl Human Sci. 2005 Jul;24(4):321-5 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012133345A (ru) | 2014-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fabio et al. | Non visual effects of light: An overview and an Italian experience | |
Ng et al. | Effect of competing stimuli on SSVEP-based BCI | |
WO2020027305A1 (ja) | 光刺激による脳波及び細胞活性制御装置及び方法、並びに脳機能を改善、予防又は増大する装置 | |
Askaripoor et al. | Non-image forming effects of light on brainwaves, autonomic nervous activity, fatigue, and performance | |
WO2020234157A1 (en) | Controlling the generation of a light pulse by a device | |
DE202021100716U1 (de) | Körperbestrahlungsvorrichtung | |
Fomina et al. | Identification of the default mode network with electroencephalography | |
RU2514727C2 (ru) | Способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника | |
Tang et al. | Pulsed transcranial photobiomodulation generates distinct beneficial neurocognitive effects compared with continuous wave transcranial light | |
RU2517367C2 (ru) | Способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника | |
An et al. | Time-of-day-dependent effects of monochromatic light exposure on human cognitive function | |
Park | Color temperature’s impact on task performance and brainwaves of school-age children | |
RU2515150C2 (ru) | Способ оценки воздействия на функциональное состояние головного мозга человека светового излучения | |
Pawlak | Evaluation of the hazard caused by blue light emitted by LED sources | |
Tello et al. | Evaluation of different stimuli color for an ssvep-based bci | |
Liu et al. | The impact and model of CS and CCT on alertness | |
Brainard et al. | Near ultraviolet radiation elicits visual evoked potentials in children | |
Wulff-Abramsson et al. | Experiencing the Light Through our Skin-an EEG Study of Colored Light on Blindfolded Subjects | |
US20190168020A1 (en) | Light source apparatus and wearable apparatus | |
Vitalevna et al. | Electroencephalographic Study of Human Brain: Chromatic Light Impact on Biological Rhythms | |
Machado et al. | Effect of low level laser therapy on brain activity assessed by QEEG and QEEGt in normal subjects | |
Chaudhari et al. | Transcranial photobiomodulation with light emitting diodes increases vigilance performance and EEG alpha power of the human brain | |
Alena | The Influence of Lighting Parameters on the Performance of Cognitive Tests | |
Okamoto et al. | Effects of daytime exposures to short-and middle-wavelength lights on cortical activity during a cognitive task | |
Kim et al. | Deep Convolutional Neural Network based tDCS Prognosis Classification in PTSD Patients using EEG Spectrograms |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160728 |