Purpose: Instead of a chaotic non circadian environmental approach, continuing regular day-night rhythm in neonatal nurseries may benefit the development of preterm infants. The purpose of this study was to define the effects of cycled lighting on circadian rhythms of premature infants. Methods: The experimental group included 15 preterm infants, and the control group, 15 premature infants in the NICU of a general hospital in Seoul. All infants were between 32 and 37 weeks' postconceptional age. The experimental group infants were provided with cycled lighting before discharge. The incubator or bassinet cover of the experimental group was off between 7 AM and 7 PM, and was covered between 7 PM and 7 AM. Results: There were significant differences in the NNNS score ($p$=.039), and some significant differences in the sleep-activity pattern between the experimental group and the control group, but distinct differences in sleep-activity patterns between the two groups could not be defined. Conclusion: The results of this study suggest that cycled lighting can be helpful in the neurobehavioral development of preterm infants. By modifying the NICU environment to provide a more developmentally supportive milieu, nursing professionals can better meet the infants' physiologic and neurobehavioral needs.
본 연구의 목적은 감성조명용 조명기기의 조도 및 색온도 표현 능력을 극대화할 수 있는 최적의 광원조합을 도출하는데 있다. 이를 위하여 감성조명용 조명기기는 2000K와 8000K의 서로 다른 색온도를 가지는 형광램프로 구성하였으며, 각각의 형광램프의 조합 수량을 변화시키며 조명기기의 조도 및 색온도 표현 능력을 광학 simulation을 통해 평가하였다. 이 때, Kruithof's curve 및 예외 경우를 고려하여 실내 활동종류에 따른 조도 및 색온도 영역을 가족모임, 학습, 휴식, 수면 등의 4가지로 다시 구분하였으며, 이를 통해 감성조명용 조명기기의 조도 및 색온도 구현범위에 대한 목표치를 설정하였다. 평가 결과, 2000K와 8000K의 색온도를 가지는 형광램프를 각각 4개와 5개씩 채용한 조명기기 2 개를 조합하는 경우 4000K에서 최대 밝기를 보이며 3000K와 6000K에서도 500lx 이상의 밝기를 구현할 수 있는 것으로 예측 되었다. 본 연구에서 최적화 된 광원 조합을 통해 구현할 수 있는 조도 범위는 $44{\sim}750lx$ 이며 유효 색온도 범위는 $2500\;{\sim}\;6500K$인 것으로 예측되었다.
인간의 생체리듬 조절에 관여하는 멜라토닌 호르몬은 빛의 특정 단파장 비율에 따라 민감하게 반응한다. 단파장 비율이 고정된 기존 조명 빛은 재실자 생체리듬 교란 및 수면장애 현상을 초래한다. 특히 교대근무자의 경우, 일정치 않은 근무시간과 항시 동일한 빛 환경으로 인해 생활패턴이 불규칙적으로 변화하여 집중력 저하로 사고 발생의 위험도가 높아지거나 퇴근 이후 숙면을 취하지 못하는 등 건강한 일상생활을 유지하는 데 부정적 영향을 초래한다. 본 논문에서는 교대근무자를 대상으로 근무 또는 퇴근 시점에 따라 각성 및 수면에 적합한 조명 빛을 손쉽게 계측 및 제어할 수 있는 스마트폰 기반의 파장 제어 가능한 LED 조명시스템을 제안한다. 먼저, LED 조명을 대상으로 조광제어비율에 따라 변화하는 조명 빛 특성을 스마트폰에 내장된 컬러센서 및 외부에 연동된 소형 스펙트로미터(Mini-Spectrometer)를 통해 계측한 후 데이터베이스에 저장하고, 저장된 광 특성 데이터를 기반으로 계측 모듈과 조명제어모듈을 구현한다. 교대근무자를 대상으로 시스템 처리 절차에 따라 '근무' 시간대에는 각성이 필요한 시점으로 파악하여 작업유형에 따라 분류한 목표조도를 고려하여 단파장 비율이 최대치인 제어비율로 서비스하고, '퇴근' 무렵에는 자연스럽게 수면 상태에 진입할 수 있도록 단파장 비율이 최소치인 제어비율로 조명 빛을 가변화한다.
Research in the field of health lighting has continued to advance to reproduce the color temperature of natural light which periodically changes. However, most of this research could only reproduce a uniform circadian color temperature of natural light, therefore failing to realize the characteristics of the circadian cycle of color temperature difference by latitude and longitude. To reproduce the color temperature of natural light on which the characteristics of a region are reflected, the collection technology of real-time characteristics of natural light is needed. If the color temperatures which are not within a periodical pattern due to climate changes, etc., are measured, it will be difficult to judge the occurrence (presence) of the anomalies and to reproduce the circadian cycle of the color temperature of natural light. Therefore, this study proposes an algorithm for judging the anomalies in real time based on the sliding window to reproduce the color temperature of natural light. First, the natural light characteristics DB collected through the on-site measurement were analyzed, the differential values at a one-minute interval were calculated and examined, and then representative color temperature circadian patterns by solar terms were drawn. The anomalies were then detected by the application of the sliding window that calculated the deviation of the color temperature for the measured color temperature data set, which was collected through RGB sensors, while moving along the time sequence. In addition, the presence of anomalies was verified through the comparison study between the detection results and the representative circadian cycle of the color temperature by solar term. The judgment method for the anomalies from the measured color temperature of natural light was proposed for the first time, confirming that the proposed method was capable of detecting the anomalies with an average accuracy of 94.6%.
본 연구의 목적은 감성조명용 조명기기의 조도 및 색온도 표현능력을 극대화할 수 있는 최적의 광원조합을 효율적으로 제어할 수 있는 제어장치를 개발하는데 있다. 실내조명으로 사용할 수 있는 다양한 색온도에 대하여 사람이 편안함을 느끼는 조도영역을 찾아내고 이를 조합함으로서 감성조명을 실현할 수 있다. 이를 위하여 감성조명용 조명기기는 2000K와 8000K의 서로 다른 색온도를 가지는 형광램프로 구성하였으며 각각의 형광램프의 수량을 변화시키며 조명기기의 조도 및 색온도 표현능력을 광학 시뮬레이션을 통하여 평가하였다. 사용자가 원하는 조명환경을 휴식, 대화, 모임, 손님접대, 예술 등의 5가지로 구분하여 적외선 리모콘으로 수신단에 전송하면 수신단에서 PC0~PC4 병렬포트를 통해서 사용자가 선택한 모드에 맞는 DC전압을 출력한다. DC전압이 EEFL 인버터에 입력되고 입력된 DC전압 레벨에 따라 EEFL의 dimming 값이 변하면서 사용자가 원하는 조명환경(조도 및 색온도)를 만들고 인체감지센서를 사용하여 사람이 없을 경우에는 EEFL을 자동으로 꺼지도록 함으로써 소비전력을 절약할 수 있도록 개발하였다.
일주기 리듬은 모든 살아있는 유기체의 생리현상을 지배하는 호르몬의 변화에 의해서 조절된다. 포유동물에서 송과체의 주된 기능은 시상 하부 시교차 상핵에서 발생되는 일주기 리듬을 주로 어두울 때 증가하는 순환성 멜라토닌의 리듬 신호로 변화시키는 것이다. 송과체는 직접적인 광감도는 없지만, 망막신경절세포로 하부조직을 포함하는 멀티 시냅스 경로를 통하여 빛에 반응한다. 주기적인 리듬 조절은 주위환경의 빛과 멜라토닌 생성의 리듬조절 효소인 arylalkylamine-N-acetyltransferase (AANAT)의 발현과 긴밀한 관계를 통해 이루어진다. 이전 실험에서 AANAT 단백질이 어두울 때의 발현이 전사 조절, 전사 후 조절, 번역 후 조절 메커니즘으로 설명되었다. AANAT 단백질 발현에 관한 분자적 기전은 멜라토닌의 일주기 리듬에 대한 새로운 견해를 제공한다. 광범위한 동물 연구에서 많은 포유류의 계절 리듬을 위한 송과체 멜라토닌은 일주기 리듬의 조절과 수면 조절에 관련이 있는 것으로 알려졌다. 이것은 시차증이나 교대 근무 수면 장애와 같은 일주기 리듬 수면 장애를 치료하는 데 있어서 가치가 있다. 또한 멜라토닌은 다른 영역에도 영향을 미치는데 특히 몸의 생리적 기능을 조절하는데 영향을 미친다. 게다가 정신의학적 질환뿐 만 아니라 생식기 질환, 심혈관 질환, 면역 조절 질환도 이 호르몬에 의해 영향을 받는 것으로 밝혀졌다.
빛은 인류가 시작되고나서 현재까지 언제나 인간의 일생에 커다란 영향을 미치는 에너지원이다. 이로 인해 모든 인간은 빛과 함께 할 때 보다 편안함을 느낄 수 있으며 안정된 마음으로 아름다움과 행복을 추구하려는 본능을 가지게 된다. 본 논문에서는 퍼지제어 시스템을 이용하여 외부환경요인을 각각 조합하여 불확실한 내용을 정량적인 값으로 변환하여 LED 조명으로 표현하기 위해 알고리즘을 설계하고, 실내에서 이용 가능한 감성조명용 LED 제어기 회로를 설계 및 제작하였다. 외부환경요소인 온도, 습도, 조도 값을 센서를 통해 제어기로 받아 들이고 이 값들을 퍼지제어 알고리즘을 통해 최적조명값으로 변환되어 인간이 느끼기에 편안한 감성조명을 LED 디밍제어를 통해 표현하고자 한다.
세포증식에 관한 개체발생의 일주리듬을 검토하기 위하여 부화직후의 병아리 간장 DNA 합성 리듬 및 간 세포증식의 개체발생에 대해서 검토한 결과 포유류에 있어서 DNA 합성 리듬은 이유기 후기에 출현하는데 비하여 조류(병아리)에 있어서 DNA합성 리듬은 부화 12시간후 바로 출현하였고 간장의 DNA 합성 리듬은 사료섭취에 의해 리듬주기가 유지되었다. 한편 DNA 합성 활성은 절식에 의해 감소되었으며 DNA 합성의 리듬변화는 사료섭취에 의해서도 변화하였지만 빛의 조건에 의해서도 많은 영향을 받았다. 이러한 간 DNA 합성은 12시간 늦은 위상에서 유사분열도 동반하였다.
한국감성과학회 2000년도 춘계 학술대회 및 국제 감성공학 심포지움 논문집 Proceeding of the 2000 Spring Conference of KOSES and International Sensibility Ergonomics Symposium
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pp.62-66
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2000
This study investigated the effects of certain specific wavelengths of lighting on the autonomic nervous system (ANS) using the heart rate variability (HRV) as an index. Six subjects with normal color vision participated n this study between 15:00 and 17:00 hr to neutralize any visual differences arising from circadian rhythm. The environmental conditions of the laboratory were maintained in complete darkness and the temperature was equilibrated at 24$\Box$ with a relative humidity of 60%. Subjects were only subjected to light stimulation when the pupil of dyes attained a minimum size of 2 mm by projecting illumination equalized with the same spectral radiance of 500-700 nm with 50-nm internal radiance. HRV was calculated from electrocardiogram (ECG) with systematic respiratory control at 0.35 Hz. The results suggest that illumination with certain wavelengths may induce ANS activation.
Changes in melatonin concentration levels by differences in CCT of white LED light focused on Spectral Power Distribution (SPD) differences compared to the same CCT of conventional fluorescent light were analyzed. For this, melatonin concentration levels in saliva samples were taken over four different experiments at seven-day intervals. In 71.4% of participants, it was confirmed that melatonin concentration is suppressed by exposure to light, and a slight difference was observed by different CCTs. In addition, Experiment II with a high CCT was relatively high in terms of the melatonin suppression rate compared to Experiment III. A key finding was the possibility that different SPDs under a particular CCT of white LED light compared to the same CCT of conventional fluorescent light could have the same effect on the melatonin suppression.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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