KR101600077B1

KR101600077B1 - 가시 스펙트럼의 청색 광 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상의 변이를 탐지하고 계량화하는 디바이스 및 방법

Info

Publication number: KR101600077B1
Application number: KR1020157019807A
Authority: KR
Inventors: 라모스 셀리아 산체스; 만차도 닐로 가르시아
Original assignee: 끄람보 에세.아.; 우니베르시다드 꼼쁠루뗀세 데 마드리드
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2016-03-07
Anticipated expiration: 2033-07-05
Also published as: EP2937035A1; EP2937911A4; WO2014096475A1; CN104936507A; EP4465101A3; HK1215367A1; ES2478693B1; US11960109B2; EP2937035A4; ES2478693A9; EP2937911B1; JP2016509665A; WO2014096477A1; EP2937911A1; US11035990B2; JP5986322B2; CN104936507B; TWI606436B; AR094211A1; ES2478693A1

Abstract

가시 스펙트럼의 청색 광 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상의 변이를 탐지하고 계량화하는 방법, 디바이스 (100) 및 시스템 (200)은: 개인의 시각 시스템 상의 상기 입사 방사를 탐지하는 단계; 상기 입사 방사를 380 nm 및 500 nm 사이의 범위 내에서 계산하는 단계; 입사 방사의 적어도 하나의 문턱을 상기 범위 내에서 확립하는 단계; 상기 범위에 대해서 확립된 적어도 하나의 문턱이 초과되었는가를 탐지하는 단계; 적어도 하나의 문턱의 초과를 경고하는 단계; 입사 방사에 대한 노출 시간을 측정하는 단계; 및 개인의 상이한 눈 구조들에서 입사 방사의 영향을 추론하고 그리고 그런 영향을 경고하는 단계를 포함한다.

Description

가시 스펙트럼의 청색 광 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상의 변이를 탐지하고 계량화하는 디바이스 및 방법{Device and method for detection and quantification of variation of eye damage caused by blue and violet light of the visible spectrum}

본 발명의 목적은 가시 스펙트럼, 즉, 자연 광이나 또는 인공 광으로부터 LED 기술을 기반으로 하는 스크린들과 같은 방사체들로부터의 광까지의 임의의 광 방출 (emission) 소스에 대해 380 nm 내지 500 nm의 파장들 사이에서의 전자기 방사 내 청색 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상에서 변이를 탐지하고 계량화하는 디바이스 및 방법이다.

상기 전자기 스펙트럼 (electromagnetic spectrum (EME))은 물질이 방사하는 (방사 스펙트럼) 또는 흡수하는 (흡수 스펙트럼) 전체 전자기 파형들의 에너지 분포이다. 상기 EME는 감마 레이들 및 x-레이들과 같은 더 낮은 파장으로부터 자외선 방사, 광 및 적외선들을 통해서 지나가 라디오 파형들과 같은 더 긴 파장을 가진 전자기 파형까지의 넓은 범위의 방사를 포함한다.

광 스펙트럼은 인간의 눈이 지각할 수 있는 전자기 스펙트럼의 영역이다. 이 범위의 파장들에서의 전자기 방사는 '가시' 광 또는 간단하게 광으로 또한 불린다. 이 가시 스펙트럼에는 어떤 정확한 한계들이 존재하지 않는다; 암순응한 눈은 360 nm 내지 830 nm 범위인 더 큰 범위에 걸쳐서 볼 수 있지만, 일반적인 인간의 눈은 380 nm 내지 780 nm의 파장들에 응답한다.

망막은, 단파장 (short wavelength)들을 감지하는 포토-수용기들이 황반 기능저하 (macular depression)에는 존재하지 않도록 하는 방식으로 상기 포토-수용기들의 이종의 분배를 이용하며 그리고 보호 기능을 또한 수행하는 동일한 영역에 존재하는 황색 안료 (루테인, 제아잔틴 (zeaxanthin) 및 메소-제아잔틴)의 기능에 의하는, 여러 방식으로 단파장들로부터 스스로를 자동으로 보호한다. 추가로, 수정체는 나이가 들어감에 따라 자신의 황색 크로모포아 (yellow chromophore)의 비율을 증가시킨다.

이렇게 최단파장들에 대항하여 (수정체 그리고 망막의 파장) 사람의 눈을 자연스럽게 보호하는 것은 일정한 병리현상들 및/또는 외과 수술들 그리고 심지어는 시간이 지남에 의해서 스스로가 심각하게 영향을 받는다는 것을 발견할 수 있다.

건강한 눈들, 백내장 수술을 받은 눈들, 그리고 신경계-변질성 과정 (neuro-degenerative process)에 있는 눈들을 단파장들로부터 보호하기 위해서 몇몇의 기술들이 개발되었다:

- 선택 필터, 반사 필터 그리고 간섭 흡수 필터에 의해 자연적인 보호를 개선하고 그리고/또는 대체하기 위한 치료 및 예방 조치로서의 인간 눈의 결손 보충제.

- 90년대 중반 이래로, 황색 필터를 구비한 안구내 렌즈들 (intraocular lenses)이 백내장 수술을 받은 눈들에 이식되었다. 이런 대안은, 명백한 위험들 및 어려움들을 수반한 외과 수술 절차를 포함한다. 백내장 수술을 받아서 필수적인 황색 색소 보호를 받지 못하는 수정체의 내부 물질을 대신하기 위해서 투명한 안구내 렌즈를 이식받았던 수많은 사람들이 또한 존재한다. 이런 경우들에, 단파장을 흡수하거나 또는 차단하는 황색 색소 지지 시스템을 삽입하여, 황색 색소가 없는 인공 수정체를 보충하는 것이 필요하다.

단파장들을 차단하는 요소는 전체 혼합물 중의 객체들이나 물체들의 그룹을 분리하거나, 통과시키거나 또는 삭제하도록 설계된 디바이스이다. 그 차단 요소는 광 파장의 특별한 범위를 선택하기 위해서 설계된다. 그 메커니즘은 파장들을 차단하면서, 다른 파장들이 통과하는 것은 허용하는 것이다.

시장에는 인간의 눈에 적용되는 다양한 유형의 필터들이 존재한다. 예를 들면, 특허 출원 WO 98/44380 는 콘택트 렌즈에 적용된 필터를 설명하며, 그 필터는 상기 콘택트 렌즈의 전체를 덮지 않으며, 그 전체를 홍채 영역, 동공 영역 및 상기 콘텍트 렌즈 몸체로 이해하며, 이 사실은 시야에서 불규칙성들을 피하기 위한 기본이다. 반면에, 문헌 WO 91/04717 는, 본 발명의 목적은 아닌 노인 황반변성 (Age-Related Macular Degeneration (AMD))을 치료하기 위한 안구내 렌즈들을 설명한다. 안과 렌즈들 내에 황색 필터들을 사용한다는 사실 또한, 예를 들면 문헌 GB 1 480 492를 통해서 알려져 있다.

황색 필터는 본 발명이 속한 기술 분야의 현재 상태에 놓여진 문헌들에 의해서 보여지는 여러 응용들에서 사용될 수 있다. 그래서, 문헌 DE 358 948 은 전기 조명 디바이스에 적용된 황색 필터로 제2 적색-색상 필터와 결합된 황색 필터를 설명하며, 이것은 본 발명에서 설명된 특허적인 개념과는 다른 것이다.

문헌 ES 1 046 793 U 는 상이한 색상들을 가진 상이한 조명 필터들의 외부 지원 디바이스를 설명하며, 이는 단파장들을 차단하는 유일한 요소인 본 발명의 특허적인 개념과는 다르며, 상기 단파장 차단 요소는 주어진 물질 내에 통합되어, 광선 범위의 높은 에너지에 의해서 생산된 유해한 영향들로 인한 가시광 스펙트럼이 사용자에게 도달하기 이전에 그 가시광 스펙트럼으로부터 단파장들을 제거하는 것을 목표로 하며, 이는 상기 문헌으로는 달성할 수 없는 것임이 분명하다.

문헌 WO 90/05321 은 일련의 기술적인 특징들을 가진 필터를 설명하지만, 병리생리학적 (pathophysiological) 애플리케이션을 분명히 정의하며 그리고 추가로, 이 특허 문헌 WO 90/05321에서 설명된 필터는 그 필터 흡광도에서 균일하지 않으며, 그리고 원하지 않는 영향들을 산출할 수 있을 것이다.

Dr. Celia Sanchez-Ramos 는 ES2247946, ES2257976, ES2281301, ES2281303, ES2289957, ES2296552, ES2298089, ES2303484 및 ES2312284 특허들의 발명자이다. 그러나, 이 문헌들이 주변 광, 특히 380 내지 500 nm의 스펙트럼 상의 단파장에 의해서 초래된 손상의 문제를 언급하지만, 이 문헌들 중 어느 것도 OLED, LCD-LED, AMOLED와 같은 LED 기술의 변종들, 그 중에서도 스마트폰, 전자 태블릿, 랩톱 및 텔레비전, 프로젝터용의 최첨단 기술들 그리고 일반적으로는 LED 기술 및/또는 LED 백라이트를 구비한 임의 스크린을 주로 기반으로 하는 스크린들을 많이 그리고 매일 사용하는 것으로부터 유래된 문제를 설명하지 않는다.

오늘날 어떤 특정 사용자가 LED-유형 디스플레이들 앞에서 평균 하루에 4-8 시간 또는 그 이상을 보통은 (30-50 cm의 차수인) 매우 작은 거리에서 단파장들의 방출을 받으면서 지내는 것은 분명하며, 이는 눈 그리고 사람의 시력에 큰 부정적인 영향을 준다. 이 문제는 [Behar-Cohen et al. 'Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: Any risks for the eye?' Progress in Retinal and Eye Research 30 (2011)239-257]에서 최고 수준으로 설명되었다.

연관된 문제점들은 설명한 다른 문헌은 [Cajochen et al. 'Evening exposure to a light-emitting diodes (LED)-backlight computer screen affects circadian physiology and cognitive performance', Jounal of Applied Physiology 110: 1432-1438, 2011, first published 17 March 2011] 이며, 여기에서 수면 사이클에 대한 광 방출을 적응시킬 필요가 설명되었다.

상기 문헌들은 그 문헌들의 결론에서 LED에 의해서 방출된 광의 잠재적인 유독성을 이는 시장에서 이용 가능한 다양한 디바이스들에 종속하여 평가하는 설비를 표현하며, 그래서 실내 환경들용의 LED-유형 조명이 존재하는 것이 증가하는 것으로 인한 효과적인 권고안들이 가정 조명 제조자들에게 만들어질 수 있도록 한다. 그러나, 이 문헌은 LED 기술의 발전을 위험이 없는 매일 매일의 사용과 결합하기 위한 해결책을 분명히 하지 않는다. 즉, 이 문헌은 광 방출의 제한 및 법적인 규정을 직접적으로 주장하며, 이미 거래되는 제품들에 대한 어떤 종류의 해결책도 제안하지 않는다.

그러나 알려진 문헌들 중 어느 것도 가시광 스펙터럼 상의 청색광의 이런 유해한 방출을 탐지하고 계량화하며, 그래서 이런 방출들에 과도하게 노출될 수 있는 사용자에게 경고를 주는 것을 가능하게 하기 위한 디바이스 및/또는 방법을 가져야 하는 필요성을 표현하지 않는다.

반면에, 청색광의 손상은 문헌 ['Effects of light-emitting diode radiations on human retinal pigment epitelial cells in vitro', C. Sanchez-Ramos et al. Photochem Photobiol 2013 Mar-Apr; 89(2) 467-73, doi: 10.1111/j.1751-1097.2012.01237.x]에서 설명되며, 여기에서 텔레비전, 모바일 폰 그리고 개인용 컴퓨터들에서 보통 사용되는 스크린들 상 LED들의 방출에 의해 초래된 손상이 분석된다.

그러므로, 청색광의 존재를 탐지하고 계량화하는 것을 허용하여, 있을 수 있는 위험들을 이런 방출 (emission) 소스들의 계속적인 사용에 의해 노출된 사용자에게 경고하는 시스템에 대한 필요성이 매우 필요하다.

380-500 nm의 범위 내의 방출들을 경고하기 위한 알려진 디바이스들, 특히, 시각 체계에 대한 손상을 경고하고 계량화하는 알려진 디바이스들은 존재하지 않는다. 그러나, EP 1 441 208, 문헌 GB 2 419 665, 문헌 GB 2 427 464 그리고 US 2009/0135003 와 같이 UV 방출들을 탐지하는 것에 관련된 문헌들이 알려져 있다.

WO 98/44380 WO 91/04717 GB 1 480 492 DE 358 948 ES 1 046 793 U WO 90/05321 ES 2247946 ES 2257976 ES 2281301 ES 2281303 ES 2289957 ES 2296552 ES 2298089 ES 2303484 ES 2312284 EP 1 441 208 GB 2 419 665 GB 2 427 464 US 2009/0135003

Behar-Cohen 등의 'Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: Any risks for the eye?' Progress in Retinal and Eye Research 30 (2011)239-257 Cajochen 등의 'Evening exposure to a light-emitting diodes (LED)-backlight computer screen affects circadian physiology and cognitive performance', Jounal of Applied Physiology 110: 1432-1438, 2011, first published 17 March 2011 'Effects of light-emitting diode radiations on human retinal pigment epitelial cells in vitro', C. Sanchez-Ramos et al. Photochem Photobiol 2013 Mar-Apr; 89(2) 467-73, doi: 10.1111/j.1751-1097.2012.01237.x

본 발명은 상기 문제점들의 적어도 일부를 해결할 수 있도록 하기 위해, 가시 스펙트럼 내 청색 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상에서 변이를 탐지하고 계량화하는 디바이스 및 방법을 제공하려고 한다.

표시된 기술적인 문제점을 해소하기 위해서, 본 발명은 첫 번째 모습에서 가시 스펙트럼의 청색 광 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상의 변이를 탐지하고 계량화하는 방법을 설명하며, 이 방법은: 광 소스의 방출 (emission)을 탐지하는 단계; 상기 광을 포함하는 380 nm - 500 nm 범위 내의 방출들을 계산하는 단계; 상기 범위 내에 최대 방출 문턱을 확립하는 단계; 이 범위에 대해 세팅된 상기 문턱이 초과되었는가의 여부를 탐지하는 단계; 상기 광 소스의 상기 방출에 대한 노출 시간을 계산하는 단계; 및 상기 언급된 문턱의 초과를 경고하는 단계를 포함한다.

이 문턱 (threshold)은 각 사람에 종속적일 것이다. 즉, 그것은 일반적인 문턱 또는 각 사람에 대해 정의된 문턱일 수 있다.

본 발명의 두 번째 모습에서, 상기 설명된 방법은 가시 스펙트럼 상 청색 광 및 보라색 광을 탐지하고 계량화하기 위한 휴대용 전자 디바이스에서 구현되며, 이 휴대용 전자 디바이스는 상기 가시 스펙트럼의 범위 내의 광 탐지기; 상기 탐지기에 연결된 신호 컨디셔닝 회로; 아날로그-디지털 (analog-to-digital) 컨버터; 프로세서; 그리고 상기 프로세서의 메모리 내에 저장되며 그리고 상기 프로세서에 의해서 실행되도록 구성된 프로그램을 포함하며, 상기 프로그램은 상기 설명된 방법을 실행하기 위한 명령어들을 포함한다.

본 발명의 세 번째 모습에서, 상기 방법은 컴퓨터 시스템에서 구현되며, 상기 컴퓨터 시스템은 스크린 제어기에 연결된 디스플레이; 프로그램 메모리; 카메라; 프로세서; 그리고 상기 프로세서의 메모리 내에 저장되며 그리고 상기 프로세서에 의해서 실행되도록 구성된 프로그램을 포함하며, 상기 프로그램은 스크린의 유형을 선택하고; 그 스크린의 방출 전력을 확립하고 그리고 상기 설명된 방법을 실행시키기 위한 명령어들을 포함한다.

마지막으로, 본 발명의 네 번째 모습은 상기 방법을 실행시키기 위한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에서 선언된다.

발명의 설명 및 청구항들 도처에서, '포함한다'라는 단어 그리고 그것의 변형들은 다른 기술적인 특징들, 부가 사항들, 컴포넌트들 또는 단계들을 배제하려고 의도된 것이 아니다. 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들을 위해, 본 발명의 다른 대상, 유리함들 및 특성들은 부분적으로는 설명에서 분명해지며 그리고 부분적으로는 본 발명의 실행으로부터 분명해질 것이다. 다음의 예들 및 도면들은 예시로 제공되며, 그리고 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 또한, 본 발명은 여기에서 지시된 특별한 실시예들 그리고 바람직한 실시예들의 모든 가능한 조합들을 커버한다.

본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

본 발명을 더 잘 이해하는 것을 돕는 일련의 도면들이 이하에서 매우 간략하게 설명되며, 그리고 그 도면들은 본 발명의 비-제한적인 예로서 제시된 본 발명의 실시예에 관련하여 표현된다.
도 1은 가시 스펙트럼 상의 청색광을 탐지하고 계량화하기 위한 상기 방법을 구현하는 휴대용 전자 디바이스 (100) 및 컴퓨터 시스템 (200)을 개략적으로 보여준다.
도 2는 25세 (도 2a), 45세 (도 2b) 및 76세 (도 2c)의 상이한 나이의 사람들의 세 가지 예들에 대해 본 발명의 단파장 차단 요소의 선택적 흡광도를 보여준다.
도 3은 본 발명에 의해서 설명된 예들을 위해 사용된 LED-유형 광 소스의 모습을 보여준다. A. 사용된 단파장 차단 요소를 구비하지 않은 그리고 구비한 조명 디바이스의 개략적인 모습. B. 사용된 LED들 각각의 스펙트럼 방출 커브들. C. 세포들이 뿌려졌던 곳인 웰 (well) 플레이트의 설계.
도 4는 LED 광 효과 및 셀 생존력에 관하여 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소의 광보호 (photoprotective) 효과에 관한 그래프를 보여주며, 이것은 사람 망막 색소 상피 세포들에서의 세포 생존을 나타낸다.
도 5는 LED 광 효과 및 인간 히스톤 (histone) H2AX의 활성에 관하여 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소의 광보호 효과에 관한 그래프를 보여주며, 이는 사람 망막 색소 상피 세포들에서의 DNA 손상을 나타낸다.
도 6은 LED 광 효과 및 카스파제 (caspase)-3, -7의 활성화에 관하여 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소의 광보호 효과에 관한 그래프를 보여주며, 이것은 사람 망막 색소 상피 세포들에서의 세포자살 (apoptosis)을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 상이한 실제적인 실시예들을 보여준다. 도 1a는 휴대용 전자 디바이스 (100)를 보여주며, 그것은 그 디바이스 위의 입사광 읽기를 허용하는 입장에 있는 사용자에 의해서 논리적으로 운반 가능한 것이다.

상기 휴대용 디바이스는 가시광 탐지기 (101)를 포함하며, 이것은 LDR, CMOS 센서들, CCD 센서들, 광다이오드들, 태양 전지들과 같으며 그리고 일반적으로는 상기 탐지기에 후속하는 디지털 아날로그 변환 A/D (103)를 위해 탐지기 (101)에 의해서 방출된 신호를 필터링하고 적응시키는 신호 컨디셔닝 회로 (102)에 연결된 임의의 가시광 탐지기와 같은 것이다. 디지털화된 신호는 프로세서 (104)로 지나가며, 그 프로세서는 내부 메모리를 포함하며 (상기 내부 메모리가 프로세서 (104)의 외부에 있는 메모리로 구현될 수 있다), 상기 프로세서 (104)에 의해서 실행된 명령어들로 구성된 프로그램은 광 소스의 방출을 탐지하도록, 즉, 가시 스펙트럼 상의 청색광의 존재를 확립하도록 설정된다.

일단 상기 가시 스펙트럼 상의 광이 탐지되면, 프로세서 (104)는 380-500 nm 사이의 단파장들의 범위 내에서의 방출들의 양을 계산하도록 설정된다. 이것은, 예를 들면, 탐지기 (101)와 같은 범위에서의 응답을 하는 광다이오드를 선택함으로써 가능할 수 있으며, 그래서 상기 신호를 컨디셔닝하고 그리고 상기 프로세서 (104) 상에서 그 신호의 강도를 평가함으로써 방출들의 양 (더 큰 신호, 청색의 더 많은 존재)이 세팅될 수 있다. 이 신호는 그러면 방출들의 그 범위를 위해 미리 정의된 값과 비교될 것이며, 그래서 인용된 문턱값을 넘는 방출이 존재한다면, 청색광에 대한, 즉, 380-500 nm 사이의 스펙트럼에 대한 노출은 피실험자의 시각적인 건강에 해로운 것으로 이해된다.

상기 프로세서 (104)는 상기 피실험자가 노출된 동안의 시간을 또한 계산하며, 그래서 사용자 (피실험자)에게, 예를 들면, 그의/그녀의 모바일 폰 (300)으로의 블루투스 신호 (105)와 같은 다양한 방식으로 경고하는 것을 허용하도록 한다. 추가로, 상기 모바일 폰은 외부 서버(400)에 연결하고 그리고 상기 노출을 평가하고, 그것을 저장하며, 또는 해로운 행동들의 기록을 생성하여 미래의 사용자에게 경고하거나 사용을 방지하도록 하는 능력을 구비한다.

유사하게, 상기 디바이스 (100) 그 자체는 신호 광을 포함하며, 이것은 도 1에서 보이는 실시예에서는 적색 LED (106) 및 녹색 LED (107)를 포함하여 상기 경고하는 것을 수행하도록 하며, 이 경우 논리적으로 상기 적색 LED (106)은 허용된 방출 문턱 (threshold)이 초과되었을 때에 발광한다. 추가로, 음향 신호 (108)가 통합될 수 있을 것이다.

다른 실시예에서 본 발명의 디바이스 오브젝트는 소스에서의, 즉, LED-유형 스크린 또는 다른 등가물과 같은 방출 소스 그 자체에서의 방출들을 측정하는 것이 가능할 수 있도록 하는 방식으로 도 1b에서 보이는 컴퓨터 시스템으로 통합될 수 있을 것이다. 랩텁, 태블릿, 차세대 모바일, 데스크탑 컴퓨터 또는 그 목적을 위해서 구성된 텔레비전처럼, 가시 스펙트럼 상의 광-방출 스크린을 포함하는 프로그래머블 디바이스는 컴퓨터 시스템에 의해서 이해되어야 한다.

그래서, 상기 컴퓨터 시스템 (200)은 적어도 하나의 프로세서 (202)에 연결된 제어기에 연결된 스크린 (201), 프로그램 메모리 (203) 그리고 카메라 (204)를 포함하며, 그래서 상기 메모리 (203)에 저장된 프로그램들 (205)이 상기 프로세서 (202)에 의해서 실행되게 설정되도록 하며, 상기 프로그램 또는 프로그램들 (205)은 명령어들을 포함하며, 이 명령어들은 스크린 (201)의 유형을 선택하고 그리고, 예를 들면, 스크린 (201)의 밝기에 관련된 상기 스크린 (201)의 방출 전력을 확립하기 위한 것이다.

그 이후에, 예를 들면, 상기 메모리 (203)에 저장된 그리고 이전에 선택되었던 스크린 (201)의 유형의 특성화를 통한 상기 광 방출을 포함하는 380-500 nm의 범위 내 방출들이 계산된다. 이어서, 상기 범위 내 최대 방출 문턱이 세팅되며, 그리고 그 범위에 대한 상기 문턱 세팅이 초과되었는가의 여부가 탐지되며, 상기 광 소스의 방출에 대한 노출 시간을 계산하고 그리고 상기 언급된 문턱을 넘어선 것을 경고한다. 추가로, 외부 서버 (400)가 연결되어 상기 노출을 평가하고, 그것을 저장하며, 또는 해로운 행동들의 기록을 생성하여 미래의 사용자에게 경고하거나 사용을 방지하도록 할 수 있을 것이다.

이미 널리 표시되었던 본 발명의 목적은 광 노출에 의한 눈 손상을 추론하고 평가하려는 것이며, 즉, 상기 설명된 디바이스는 사용자가 노출된 380-500 nm 범위 내에서의 방출들의 양을 측정하고, 평가하며 그리고 경고할 수 있어야만 한다는 것이다. 그렇게 하기 위해서, 우선, 눈 손상의 변이를 계량화하는 것에 영향을 주는 내재적인 요인 (factor)들 및 외부 요인들의 존재를 세팅해야만 한다.

논리적으로, 고려되어야 하는 첫 번째 요인은 주변의 조명이며, 이것은 상기 탐지기 (101)를 통해서 디바이스 그 자체적으로 탐지되며, 또는 이 신호에 가중치를 주는 독립적인 요인으로서 확립된다. 주변 광은 사용자의 위치 및 하루 중의 시간대에 직접적으로 종속한다는 것에 유의해야만 하며, 그래서 다음의 것들을 알기 위해서 상기 디바이스에 GPS 회로를 통합하는 것이 가능하다:

i. 위치

ii. 기후

iii. 하루 중 시간대

그래서, 사용자가, 예를 들어, 12월에 피레네 산맥에 있다면, 눈과 같은 몇몇의 기후적인 상태들이 가정되며, 이는 방출의 한도에 가중치를 부여하며, 동일한 방식으로 우리는 높이를 알 수 있으며, 이는 2000 미터에서의 방출이 해면 레벨에서와 같은 유형이 아니기 때문이며, 그리고 하루 중의 시간대는 중간 시간대이며 그리고 위치에 종속하기 때문에, 수신된 방출들은 변한다.

고려되어야 하는 두 번째 요인은 사용자가 보는 방출 디바이스이며, 그 디바이스의 크기, 그 디바이스를 관측하는 추정된 거리, 방출 강도 (즉, 밝기) 그리고 그 디바이스가 실행하고 있는가 또는 380 내지 500 나노미터 사이의 스펙트럼 상에 방출들에 대한 필터가 아닌가를 포함한다.

본 발명의 실제적인 실시예에서, 상기 디바이스 (100)는 사용자에 의해 선택 가능한 디스플레이들의 상이한 유형들을 메모리에 저장하여 포함하며, 그래서 사용자가 방출 소스로부터의 데이터를 선택하도록 한다. 다른 실시예들에서, 각 소스로부터의 방출들이, 예를 들면, 네트워크 마스터로 행동하는 상기 컴퓨터 시스템 (200), 또는 동일한 기능을 가진 사용자의 전화기로 송신되는 방식으로, 예를 들어, 본 발명이 모바일 폰, 텔레비전 또는 다른 방출 소스 상에서 구현된다면, 상기 탐지는 자동적이다. 그러므로, 본 발명의 다른 실제의 실시예에서, 사용자나 사용자들을 위해서 가정이나 사무실에 존재하는 상이한 방출 소스들은 방출하는 자신들 사이에서 정보 및 노출 시간 교환을 위해 통신 네트워크들을 확립할 수 있으며, 특별한 사용자들을 위해 이 데이터의 합산을 가능하게 하며, 그리고 논리적으로, 특별한 사용자에 대한 시각 손상의 추정 및 계량화의 품질을 향상시킨다.

반면에, 사용자에 직접적으로 관련된, 나이, 질병 상태 (예를 들면, 녹내장 그리고/또는 망막병증), 활동 시간, 안구 활동의 유형, 굴절 상태, 즉, 그/그녀가 어떤 색상 상태인가는 물론이며 그/그녀가 근시인가, 원시인가, 난시인가, 그리고/또는 노안이나 다른 안구 이상을 가지는가와 같은 여러 요인들을 고려해야만 한다

안구 활동의 유형 내에서 인생의 습성들 그리고, 예를 들면, 각 활동에 대한 사용자의 집중의 상태 및 직업이 구별될 수 있다. 어부가 받는 노출의 레벨은 용접공이나 웨이터의 노출 레벨과는 동일하지 않기 때문에 인생 습성들은 영향을 주며, 어부의 경우에 물의 반사 그리고 작업 시간과 같은 특정 상태들이 가정될 것이기 때문에, 인생 습성들은 눈 손상의 계량화의 레이트에서 가중치가 주어진다.

반면에, 사용자의 집중 상태는 의미가 있으며, 더 집중할수록 사용자의 눈 깜빡임은 더 작아지는 것이 보이며, 그 결과, 시각 시스템이 직접 받아들이는 방출은 증가한다. 추가로, 사용자의 리프레시의 유형 및 시간은 상이하다.

그러므로, 상기 디바이스 (100)는 사용자에 의한 커스텀화가 가능하며, 또는 특정 특성들을 통합함으로써 특별한 사용자를 위해서 공장에서 커스텀화될 수 있을 것이다.

다음의 테이블은 보호 필터가 그 파장 범위에서 가져야만 하는 최대 및 최소 흡광도를 정밀하게 세팅하기 위해 최대 및 최소 백분율을 구비한 일련의 요인들을 제시하며, 이는 예시로 제시된 것이며, 제한으로서 제시되는 것이 아니다.

요소	정도	최대 한계 (%)	최소 한계 (%)
나이 (세)	0-10	10	2
	10-20	8	2
	20-40	5	2
	40-60	7	4
	60-75	10	8
	>75	12	8
사용된 디바이스 유형 (작업 거리)	스마트폰 (25-40 cm)	2	1
	테블릿 (25-40 cm)	3	1
	컴퓨터 스크린 (41-70 cm)	4	2
	텔레비전 스크린 (>70 cm)	4	2
전체 노출 시간 (hours)	<3	2	1
	3-5	3	2
	5-8	4	3
	8-10	5	3
	>10	5	3
디바이스 사용 동안 최저 주변 조명 상태 (cd/m²)	주간시 (Photopic) (>5)	2	1
	박명시 (Mesopic) (0.005-5)	5	2
	암소시 (Scotopic) (<0.005)	10	4
질병 상태	망막 질병 상태
	가벼운 단계	50	30
	중간 단계	60	40
	심각한 단계	70	50
	각막 질병 상태
	가벼운 단계	20	10
	중간 단계	30	20
	심각한 단계	40	30
	눈꺼풀 질병 상태	5	2
	결막 질병 상태	5	2
	공말 질병 상태	5	2
	녹내장	20	10
	인공수정체/무수정체	30	10

표 1에서 예로서 목록으로 주어진 다양한 요인들의 합은 도 2에 대응하는 최대 및 최소 흡광도 문턱의 결과를 주는 것이며, 여기에서, 예로서, 25세의 사용자가 (최대 5, 최소 2) 컴퓨터를 이용해서 작업하며 (4/2), 사용자에 의한 광 소스에 대한 노출 시간은 3시간 미만 (2/1), 사용자가 주간시 (photopic) LED-유형 광 소스 (2/1)와 상호 작용 (interact)하는 장소에서의 주변 조명 상태이며 그리고 그리고 질병 상태가 아니라면 380-500 nm 범위에서 13% (5+2+2+2) 의 최대 흡광도를 가질 것이며, 도 2에서의 예 (예 1)에 대해서 보이는 것처럼 최소 흡광도는 6%일 것이라고 선언된다.

그러나, 어떤 개인들이 밝은 조명 그리고 어두운 조명의 환경들에서 10시간 넘게 다양한 전자 디바이스들 (컴퓨터, 태블릿 및 스마트폰)을 사용한다면, 바람직한 흡광도 범위는 11-24 % 사이일 것이다 (예 2). 반면에, 그 개인이 중간의 망막 질병 상태이며 그리고 밝은 조명 상태에서 하루에 3-5시간동안 텔레비전에 노출되었다면, 권고되는 흡광도는 47-74 % 일 것이다 (예 3).

그러므로, 그 값의 역은 각 가속 요인 A_i 에 대해 (비록 다른 등가물이 정의될 수 있을 것이지만) 가중치 k_i 로 세팅될 수 있다. 동일한 방식으로, 이 가중치들 k_i 는 가속 요소들 A_i의 정수 곱셈자 (multiplier)로서 정의된다. 적절한 흡광도들을 가진 필터의 존재가 엄밀하게 있으면, 상기 가중치들은 k_j로 정의된 감소 요인 R_j 에 동등하게 적용될 수 있을 것이다.

상기 요인들을 정의하면, 380 내지 500 nm의 범위에서의 방출에 대한 노출 레이트는 다음과 같이 정의된다:

age가 사용자의 나이를 나타내는 정수인 경우, 이는 청색광의 상태에 비례하며 (상기 표에서 볼 수 있는 것처럼, 나이가 더 먹은 사람일수록, 흡광도 백분율은 더 높아지지만, 다만 어린애들의 경우는 예외이며, 그 경우에는 눈이 충분하게 형성되지 않았기 때문에 특별한 보호가 필요하다) 그리고 시간 차이는 노출 시간에서 휴식 시간을 뺀 것으로 정의되고, 이 경우 시력은 가변의 방식으로 복구되는 경향이 있다.

이 레이트는 수신한 방출들의 곱셈자이며, 이 방출들의 중요함이 (시각 시스템에 대한 손상을 추정하는데 있어서 더욱 영향력을 가진 요인인) 나이에 의해서 직접적으로 영향을 받도록 하며, 그리고 가속 요소들 및 유효 노출 시간의 직접적인 함수이며, 그리고 감소 요인들에 반비례하며, 이 요인들 각각은 특수 가중치에 의해서 가중치가 정해진다.

최대의 흡광도 범위를 가지며 그리고 380-500 사이의 단파장들이 통과하는 것을 완벽하게 차단하는 것이 필요하지 않다고 몇몇은 생각할 수 있을 것이다. 그러나, 청색광의 전체 차단은 스크린 상의 가시도 상에 영향을 미치고 그리고 개인들의 24시간 주기의 사이클 그 자체에 영향을 미치며, 그래서 최소 및 최대 흡광도 범위를 세팅하여, 그런 부정적인 영향들을 최소화하는 것이 논리적이다. 일반적으로, 광의 25%는 청색이며 그리고 상이한 변수들에 따라서 전체의 13% 넘게는 제거할 수 없으며, 그래서 7%는 청색이라고 언급하는 연구들이 존재한다.

수신되어 가중치가 부가된 방출들이 일단 세팅되면, 본 발명은 일련의 문턱들에 종속하여 사용자에게 통지한다. 그래서, 예를 들면, 그것은 3/4 정도의 노출들 (낮음, 중간, 높음, 위험)을 가진 바 (bar)를 가질 수 있으며, 그래서 사용자가 경고를 받게 되는 것만이 아니라, 수동적으로 그리고 자동적인 방출 소스와의 상호작용 (interaction)이 허용되도록 한다. 그래서, 상기 소스가 모바일 폰, 또는 컴퓨터 스크린 그 자체라면, 높은 레벨에 도달했을 때에, 사용자는 경고를 받을 것이며 그리고, 예를 들면 스크린의 밝기를 줄어들게 함으로써 그 소스와 상호 작용할 수 있으며, 그래서 이 가속기 요인의 가중치 k를 축소시킬 때에, 레이트 I는 감소될 것이며 그리고 위험의 레벨은 교정될 수 있으며, 즉, 수신된 상기 방출은 상기 레이트로 곱해진다. 유사하게, 상기 솔루션이 소프트웨어 필터를 활성화시킨다면, 상기 감소 요인의 가중치는 크게 증가할 것이며, 레이트는 줄어들게 하며, 그러므로, 위험의 레벨은 낮춘다.

어떤 경우에, 특별한 실시예에서, 특정 문턱을 초과할 때에, 상기 방출 소스 (즉, 스크린)는 직접 턴 오프하는 것으로 정의될 수 있으며, 그래서 게임용의 모바일 폰들 또는 텔레비전 또는 모바일 디바이스들에 적용된 본 발명은 심지어는 미성년자들이 악용하는 것을 방지하기 위한 부모로서의 제어로서 사용될 수도 있을 것이다.

지시된 것처럼, 본 발명은 모바일 폰 상에서 구현될 수 있으며, 그리고, 일반적으로, 구글 글래스 (Google Glass®) 유형의 유리들과 같은 임의의 휴대용 전자 디바이스 상에서 구현될 수 있다. 즉, 상기 탐지기는 폰 그 자체에 존재할 수 있을 것이며, 도 1에서 설명된 것과 같은 스탠드-얼론 디바이스 (100)일 수 있으며, 또는 어떤 다른 프로그램 가능한 전자 디바이스일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 디바이스는 사용자가 열려있는 눈들을 가질 때를 탐지한다. 일단 상기 디바이스가 활성화되면, 예를 들면, 상기 디바이스의 가속도계가 그 디바이스의 움직임을 탐지할 때에, 상기 시스템은 사용자가 깨어났으며 그러므로 그의/그녀의 눈들이 열린다는 것을 이해할 수 있다. 그것이 외부에 있다는 사실을 또한 추론할 수 있으며, 위치에서의 변화를 탐지하는 것을 통해 위치의 상기 변화가 실내 움직임과 양립하지 않는다는 것을 정확하게 아는 것이 가능하기 때문에, 위치의 변화를 탐지하는 다양한 방법들, GPS, GSM 안테나들의 삼각 측량, WIFI 네트워크들 탐지 등이 존재한다.

몇몇이 수신할 방출들의 양을 예측하는 것이 또한 가능하며, 그래서, 예를 들면, 영화는 방사된 전체 방출들을 자신의 파일 내에 포함하며 그리고 이 방출들이 자신의 시각적인 활동성에 관련하여 과도할 때에 사용자에게 경고할 수 있을 것이며, 정보를 예상하며 그리고 사용자로 하여금 사용자 자신이 콘텐트를 보기를 원하는가의 여부를 결정하도록 허용한다. 예를 들면, 여행 상에서 또는 먼 거리의 걷기 상에서 방출들의 양을 예측하는 것이 또한 가능하며, 상기 시스템이 그 행동으로부터 여행의 지속 시간 및 방출의 평균 레벨을 직접 알거나 추론한다면, 날씨 예측을 통해 또는 위치를 통해 또는 방출들의 예상된 레벨을 아는 것을 허용하는 어떤 다른 유형의 탐지기들을 통해서, 상기 디바이스나 시스템은 방출들의 레벨을 평가할 것이며 그리고 개인에게 특정 행동을 권유하거나 또는 그 개인이 할 수 있을 것을 예상할 것이다.

표시된 것처럼, 방출 정보는, 예를 들면, 상기 서버 (400) 상에 원격으로 저장될 수 있다.

상기 시스템은 개인의 행동을 아는 것을 허용하는 방법들 중 어떤 방법에 의해 방사 노출의 활동을 추론할 수 있으며, 예를 들면, 다음의 조건들이 충족될 때에 그 개인이 자고 있다는 추론을 할 수 있다. 예를 들면, WIFI를 탐지하는 것을 통해 폰이 자신이 주거지 내에 위치한다는 것을 탐지하며, 그리고 시간이 사용자가 보통 자고 있는 시간과 부합한다는 것을 탐지하며, 또는 예를 들면, 사용자가 알람 클록을 세팅하고 그리고 모바일 폰 충전기를 연결시키면, 활동은 보통은 취침시간에 관련된다고 탐지한다. 그것은 또한 특정의 사람 행동을 학습할 수 있으며 그리고 어떤 일이 발생하거나 또는 발생하지 않는다는 것이 불분명할 때에, 예를 들면, 그것이 위치가 변한 것을 탐지하고 그리고 그것의 밝기 탐지기는, 예를 들면, 그 디바이스가 주머니 속에 있기 때문에 저조도 광에 접속하고 있다고 표시할 때에, 능동적으로 질문을 할 수 있다.

그러므로, 본 발명은 예방 의학 및 공중 보건을 위한 효과적인 도구이다. 추가로, 상기 디바이스들의 특징들이 주어지면, 이것들은 몇몇의 실시예들에서는 사용자의 시각적인 행동을 원격으로 모니터하기 위해서 (참조번호 400의 서버와 같은) 원격 의료의 서버들에 연결될 수 있다.

유독성 테스트

본 발명이 속한 기술 분야에서, 상이한 스펙트럼 구성의 LED 광에 의해서 생산된 단파장들의 유독성은 망막 색소 상피 세포들 (retinal pigment epithelial cells) 상에서 이런 유형의 디스플레이들 (LED)이 장착된 전자 디바이스의 사용으로 인한 것이며, 그 유독성의 정도는 설명되지 않았다.

유독성 테스트의 특수한 목적들 및 제공된 솔루션은 다음과 같다:

- 도 4에서 보이는 것처럼, 상이한 스펙트럼 구성의 방사를 방출하는 상이한 LED들에 노출된 이후에 시험관 내 (in vitro) 망막 조직의 세포 생존력 연구.

- 도 5에서 보이는 것처럼, 상이한 스펙트럼 구성의 방사를 방출하는 상이한 LED들에 노출된 이후에 시험관 내 망막 조직의 DNA 손상에 액세스.

- 도 6에서 보이는 것처럼, 상이한 스펙트럼 구성의 방사를 방출하는 상이한 LED들에 노출된 이후에 시험관 내 망막 조직의 세포자살 판별.

다음은 유독성 평가 및 판별로, 본 발명에서 제안된 솔루션들이 평가된다.

표 2에서, 상기 연구에서 사용된 시약들 (reagents), 장비 (equipment) 그리고 공급된 물질이 보인다. 반면에, 조명 디바이스는 흰색 물질의 식별 장벽들에 의해서 서로가 분리된 다섯 가지의 차별화된 조명 구역들을 포함하여 설계되었다. 상기 구역들 중 각각의 하나의 구역은 방사 조도 5 mW/cm² 인 LED 생성 광을 포함하지만 상이한 스펙트럼 구성을 가진 광을 방출한다.

- 청색 LED (468 nm)

- 녹색 LED (525 nm)

- 적색 LED (616 nm)

- 백색 LED; 컬러 T°= 5400°K

도 3은 사용된 조명 디바이스 그리고 각 LED의 스펙트럼 방출 커브들을 개략적으로 나타낸다. 이 디바이스는 배양 플레이트 상에 위치하며, 그리고 세포들은 단파장의 차단 요소의 개입이 있는 상태에서 그리고 개입이 없는 상태에서 3개의 빛-어두움 사이클들 (12시간/12시간) 동안에만 LED 광에 노출되었다. 보이는 것처럼, LED들에 의해서 조명을 받지 않는 구역이 존재하며, 그 구역은 네거티브 제어로서 사용되었던 광에 노출되지 않은 셀들이 위치한 곳이다.

비-한정하는, 특별한 실시예에서, 상기 차단 요소는 단파장의 차단 요소로서 정의되며, 이는 표면 상에 황색 색소가 고르게 분포된 기판으로 구성되며, 그리고 상기 색소는 광학적인 밀도를 가져서 1 내지 99% 사이의 범위에서 380 nm 및 500 nm 사이의 단파장들을 선택적으로 흡수하는 것을 허용하도록 한다. 더욱 특별하게는, 그것은 필름 또는 다중레이어 필름으로, 그 경우에 그것들 중 하나는 색소가 침착되었다.

세포 배양 및 플레이트 설계

상기 망막 색소 상피 세포들 (retinal pigment epithelial cells) (RPE)은 소태아혈청 (fetal bovine serum (FBS)) 및 성장 요인들로 보충된, 'Epithelial cell culture medium'에서의, 공급자의 지시들에 따라서 해동되었다. 72시간에서 그리고 일단 배양이 배양기에 가득 차면, 세포들은 트립신-EDTA (trypsin-EDTA)로 부풀려지며 그리고 이전에 폴리-리신 (poly-lysine)으로 취급되었던 96-웰 (well) 플레이트에서 웰당 5000개 셀들 (5000 cells/well)의 밀도에서 씨가 뿌려진다. 상기 배양은 24시간 유지되며, 그 이후에 배양기는 신선한 배양기 (300 ul/well)로 대체된다. 이 절차는 매일 반복되었으며, 이 경우에 실험은 램프들에 의해서 산출된 열에 의한 증발들을 피하도록 수행되었다. 조명 디바이스를 구비한 상기 플레이트는 5% CO₂의 대기에서 37°C의 인큐베이터 내에 위치한다.

세포들이 사이클 당 12시간의 3개의 노출/휴식 사이클들 동안 상이한 스펙트럼 특성들의 광이 존재할 때에 인큐베이트되었던 이후에 유독성 실험이 수행되었다.

샘플들은 PBS로 세척되었으며 그리고 15분 동안 4% 파라포름알데히드 (paraformaldehyde)로 고정되었다. 고정 이후에, 세포들은 10분 동안 0.3% 트리톤 (Triton)이 침투된다. 일단 샘플들이 침투되었으면, 그 샘플들은 5% BSA로 차단되었으며 그리고 2.5% PBS+BSA에 용해된 항(anti)-H2AX 항체들 및 항-카스파제 (anti-caspase)가 그 후에 1:400의 농도로 추가되었으며, 이는 각각 DNA 손상 및 세포자살을 판별하기 위한 것이다.

한 시간의 인큐베이션 이후에, 상기 샘플들은 PBS로 세척되었으며 그리고 세컨더리 항체들, Alexa 594 그리고 Alexa 633 가 상기 프라이머리 항체와 동일한 농도로 추가되었으며 그리고 30분동안 인큐베이트되었다. 인큐베이션 이후에, 상기 샘플들은 세척되었으며 그리고 BD Pathway 855 형광 현미경에서 신호가 읽혀졌다. 카스파제들의 활성화를 위해서, 633 nm의 방출에서 이미지들이 캡쳐되었으며 그리고 H2AX를 위해서는 594 nm에서 캡쳐된다.

통계적인 분석

각 실험은 적어도 두 차례 반복되었다. 상기 값들은 평균 ± 표준 편차로 주어진다. 데이터는 통계 소프트웨어 Statgraphics version Centurion XVI.I (USA)를 이용하여 통계적인 언페어드 스튜던트 t-테스트 (statistical unpaired Student's t-test)에 의해서 분석되었다. 0.05 미만의 P-값 (p-value)들이 의미가 있는 것 (significant)으로 간주되었다.

결과들. 세포 생존력 (Cell viability)

12시간 동안 3개의 광 노출 사이클들의 주기, 추가의 12시간 동안 3개의 리커버리 사이클들을 교대로 수행한 이후에, 웰 당 세포들의 개수를 카운트하기 위해서 프라이머리 휴먼 망막 색소 상피 세포들의 핵들이 DAPI-착색되었다.

조사되지 않은 (non-irradiated) 세포들은 웰들에서 잘 자라지만, 단색 LED 광을 이용한 조명은 세포성장을 억제시킨다. 비록 녹색 광 (525 nm)에 대한 현저한 광독성 (phototoxic)이 또한 존재하지만, 청색 광 (468 nm)은 세포들의 개수에서의 매우 큰 감소를 일으킨다. 백색 광 (T°= 5400°K)의 경우에, 통계적으로 의미 있는 어떤 차이들도 관찰되지 않았다.

단파장들의 차단 요소가 존재하면, 세포 생존력의 증가가 관찰되며, 표 3에서 보이는 것처럼 주로 백색 광 (T° = 5400°K) 및 청색 광 (468 nm)에 노출된 세포들에서 주로 그렇다.

세포 생존력	제어	백색 LED (T °= 5400 °K)	청색 LED (468 nm)	녹색 LED (525 nm)	적색 LED (616 nm)
차단 요소 없음 (FU)	855 ± 403	217 ± 108	10 ± 2	99 ± 114	339 ± 1
차단 요소 있음 (FU)	1156 ± 156	346 ± 71	358 ± 20	188 ± 43	420 ± 69
p-value	0.212	0.047*	0.000*	0.102	0.096
중가 (%)	--	59	3480	--	--

도 4에서, 사람의 망막 색소 상피 세포들에서의 세포 생존력에 관해 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소의 광보호 효과 그리고 LED 광 효과를 볼 수 있다. FU는 형광 단위 (fluorescence unit)를 의미한다.

결과들: DNA 손상

방사 (radiation)가 세포 DNA의 무결성에 몇몇의 영향을 주는가의 여부를 검사하기 위해서, 세포들은 H2AX 항체를 이용하여 마킹되었다.

H2AX는, 즉, 핵 DNA에 손상이 있을 때에 DNA 복구에 포함된 히스톤 H2A의 변종이다. 이중-가닥의 DNA 브레이크가 발생할 때에, H2AX 히스톤은 키나아제 ATM에 의해서 세린 (serine) 139 상에 쉽게 인산화되며 (phosphorylated) 그리고 감마-H2AFX가 된다.

이 인산화 단계는 이중-가닥 브레이크의 위치 (site)로부터 수천 개의 뉴클레오솜 (nucleosome)들로 확대될 수 있으며 그리고 손상 신호표시 및 DNA 복구에 필수적인 단백질들의 보충에 있어서 주위의 크로마틴을 마킹할 수 있다. 심각한 DNA 손상에 의해서 초래된 세포자살의 후-번역 수정들 (post-translational modifications)의 일부로서, 인산화된 H2AX의 하이 익스프레션 (high expression)은 세포자살의 정확한 표시기로서 간주된다.

실험들의 결과들은 DNA 복구 메커니즘들의 활성화를 나타내는 LED 광을 이용한 방사 이후에 항-H2AX 항체가 인산화된 히스톤들의 위치들을 인식한다는 것을 보여주었다.

단파장들의 차단 요소를 개입시킴으로써, 히스톤 H2AX의 활성에서의 큰 감소가 관찰되었으며, 이는 DNA 손상이 줄어든 것을 나타낸다. 이 감소는 표 4에서 보이는 것처럼, 백색 LED 광 (T°= 5400°K), 청색 LED 광 (468 nm), 및 녹색 LED 광 (525 nm)에 대해서는 97%, 그리고 적색 LED 광에 노출된 세포들에서는 95%였다.

H2AX 활성화	제어	백색 LED (T ° = 5400 °K)	청색 LED (468 nm)	녹색 LED (525 nm)	적색 LED (616 nm)
차단 요소 없음 (FU)	131 ± 41	2697 ± 493	2537 ± 589	2258 ± 738	1920 ± 286
차단 요소 있음 (FU)	47 ± 1	83 ± 20	76 ± 7	63 ± 10	91 ± 15
p-value	0.024*	0.000*	0.002*	0.001*	0.000*
감소 (%)	--	97%	97%	97%	95%

도 5에서, 인간의 망막 색소 상피 세포들에서 히스톤 H2AX의 활성에 관하여 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소의 광보호 효과 그리고 LED 광 효과가 보인다. FU는 형광 단위를 의미한다.

결과: 세포자살

카스파제 (caspase)-3, -7의 활성화가 결정되며, 이는 이 효소들이 세포자살의 조절 및 실행에 포함되기 때문이다. 세포들은 항-카스파제 항체를 이용하여 마킹되었다. 세포들 내에서 LED 광을 이용한 조사 (irradiation)는 배양에서 세포자살 세포들의 백분율에서의 증가를 초래했다. 카스파제 활성화는 청색-착색된 핵 (DAPI) 주변의 핑크색을 띤 색상으로서 관찰된다. 단파장의 차단 요소를 개입시키는 것은, 상이한 LED 광 소스들에 노출된 세포들에서의 세포자살들을 나타내는 카스파제 활성화에서의 큰 감소를 일으켰다. 표 5에서 보이는 것처럼, 이 감소는 백색 광 (T°= 5400°K) 및 청색 광 (468 nm)에 대해서는 89%, 녹색 광 (525 nm)에 대해서는 54%, 그리고 적색 광에 대해서는 76% 였다.

카스파제 활성화	제어	백색 LED (T ° = 5400 °K)	청색 LED (468 nm)	녹색 LED (525 nm)	적색 LED (616 nm)
차단 요소 없음 (FU)	0.037 ± 0.02	0.888 ± 0.02	0.861 ± 0.03	0.839 ± 0.05	0.655 ± 0.07
차단 요소 있음 (FU)	0.114 ± 0.15	0.094 ± 0.03	0.094 ± 0.05	0.386 ± 0.48	0.155 ± 0.08
p-value	0.541	0.000*	0.000*	0.312	0.006*
축소 (%)	--	89%	89%	54%	76%

도 6에서, 인간의 망막 색소 상피 세포들에서 카스파제 (caspase)-3, -7의 활성화에 관하여 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소의 광보호 효과 및 LED 광 효과가 보인다. FU는 형광 단위를 의미한다.

상기 문제점의 분석 및 솔루션의 예가 이어지며, 12시간의 노출이 12시간의 리커버리와 교대하는 3개 사이클의에서의 광, 특히 더 작은 파장을 가진 광은 인간 망막 색소 상피 세포들의 성장에 영향을 미친다. 히스톤 H2AX (DNA 손상) y 카스파제-3 및 -7 (세포자살)을 표현하는 셀들의 개수에서의 증가가 발생한다.

모든 경우에, 단파장들을 선택적으로 흡수하는 차단 요소는 인간 망막 색소 상피 세포들에 대한 광의 손상 영향들에 대항하는 보호 효과를 발휘한다.

Claims

가시 스펙트럼의 청색 광 및 보라색 광에 의해서 초래된 눈 손상의 변이를 탐지하고 계량화하는 방법으로서:
개인의 시각 시스템 상의 입사 방사 (incident radiation)를 탐지하는 단계;
상기 입사 방사를 380 nm 및 500 nm 사이의 범위 내에서 계산하는 단계;
상기 입사 방사의 적어도 하나의 문턱 (threshold)을 상기 범위 내에서 확립하는 단계;
상기 범위에 대해서 확립된 적어도 하나의 문턱이 초과되었는가를 탐지하는 단계;
적어도 하나의 문턱의 초과를 경고하는 단계;
입사 방사에 대한 노출 시간을 측정하는 단계; 및
개인의 상이한 눈 구조들에서 입사 방사의 영향을 추론하고 그리고 그런 영향을 경고하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
입사 방사의 방출 (emission) 소스와 상호작용 (interaction)하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 문턱들은 크기 조절되는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
사용자의 위치를 확립하고 그리고 상기 입사 방사를 계산함에 있어서 교정 계수를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 두 디바이스들 사이에서 사용자에 관련한 방출들의 데이터를 교환하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
문턱이 초과될 때에 방출 소스를 턴 오프하는 단계를 포함하는, 방법.
가시 스펙트럼 상 청색 광을 탐지하고 계량화하기 위한 휴대용 전자 디바이스 (100)로서:
상기 가시 스펙트럼의 범위 내의 광 탐지기 (101);
상기 탐지기 (101)에 연결된 신호 컨디셔닝 회로 (102);
아날로그-디지털 컨버터 (103);
프로세서 (104); 그리고
상기 프로세서 (104)의 메모리 내에 저장되며 그리고 상기 프로세서 (104)에 의해서 실행되도록 구성된 프로그램을 포함하며,
상기 프로그램은:
개인 시각 시스템 상의 입사 방사를 탐지하고;
상기 입사 방사를 380 nm 및 500 nm 사이의 범위 내에서 계산하고;
상기 입사 방사의 적어도 하나의 문턱을 상기 범위 내에서 확립하고;
상기 범위에 대해서 확립된 적어도 하나의 문턱이 초과되었는가를 탐지하고;
적어도 하나의 문턱의 초과를 경고하며;
입사 방사에 대한 노출 시간을 측정하고; 그리고
개인의 상이한 눈 구조들에서 입사 방사의 영향을 추론하고 그리고 그런 영향을 경고하기 위한,
명령어들을 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
제7항에 있어서,
사용자 디바이스에 연결된 블루투스 전송기 (105)를 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
제7항 또는 제8항에 있어서,
신호 광 (106, 107)을 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
제7항 또는 제8항에 있어서,
음향 신호 (108)를 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
제7항 또는 제8항에 있어서,
GPS 로케이터를 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
가시 스펙트럼 상 청색 광을 탐지하고 계량화하기 위한 컴퓨터 시스템 (200)으로서:
스크린 제어기에 연결된 디스플레이 (201);
프로그램 메모리 (203);
카메라 (204);
프로세서 (202); 그리고
상기 프로세서 (202)의 메모리 (203) 내에 저장되며 그리고 상기 프로세서 (202)에 의해서 실행되도록 구성된 프로그램(들) (205)을 포함하며,
상기 프로그램(들) (205)은:
개인 시각 시스템 상의 입사 방사를 탐지하고;
상기 입사 방사를 380 nm 및 500 nm 사이의 범위 내에서 계산하고;
상기 입사 방사의 적어도 하나의 문턱을 상기 범위 내에서 확립하고;
상기 범위에 대해서 확립된 적어도 하나의 문턱이 초과되었는가를 탐지하며;
적어도 하나의 문턱의 초과를 경고하고;
입사 방사에 대한 노출 시간을 측정하고; 그리고
개인의 상이한 눈 구조들에서 입사 방사의 영향을 추론하고 그리고 그런 영향을 경고하기 위한,
명령어들을 포함하는, 컴퓨터 시스템.
제12항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은 외부 서버에 연결된, 컴퓨터 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 프로그램(들) (205)은,
상기 컴퓨터 시스템 위치를 확립하고 그리고 방출들을 계산함에 있어서 상기 위치를 기반으로 하는 교정 계수를 적용하기 위한 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템 (200)은 모바일 폰인, 컴퓨터 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템 (200)은 텔레비전인, 컴퓨터 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템 (200)은 컴퓨터인, 컴퓨터 시스템.
실행할 때에 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 하나 이상의 프로세서들 (104, 202)에 의한 실행을 위해 구성된 명령어들을 구비한 기계 판독가능 매체.