Physiological Effects of Pulsed LED Light Added to a Task Lamp to Improve Alertness on Employees of Hospital or Shift Workers / Efectos Fisiológicos de Pulsos de Luz de Diodo Adicionados a una Lámpara de Trabajo para Mejorar el Estado de Alerta en Personal de Hospitales o Trabajadores por Turnos

ABSTRACT

Abstract The aim of this study is to investigate the effect of a continuous stream of pulses of monochromatic blue pulsed (BP) and a combination of blue and green pulsed (BGP) light-emitting diode (LED) light conditions on physiological responses. This study is an approach to clarify the most suitable LED combination and flickering frequency to evoke alertness when a continuous stream of pulsed LED light is delivered and may suggest applications of continuous pulsed light as support for task illumination for shift workers, hospital nurses, school students or office employees. Combinations were delivered by exposures of BPLED and BGPLED pulses at 100, 200, and 400 Hertz over two background light colors (BLC). Participants were exposed to 12 different light conditions in a counterbalanced procedure. By integrating measures of electroencephalogram (EEG) and pupil constriction; results suggested significant changes in responses during the interaction of BLC, LED, and EEG. Beta waves exhibited a statistically significance (p < 0.05) in arousal levels when exposed to BG light, although no active task was involved during exposure. Furthermore, pupil reacted with larger constriction towards BGPLED exposure than towards monochromatic BPLED exposure, thus demonstrating that a continuous stream of pulses can deliver the same irradiance as if delivered in a continuous flow and without affecting perception as no flickering was perceived in any of the conditions by a qualitative evaluation.

RESUMEN

Resumen Este estudio tiene por objetivo determinar cuál es la combinación de luz LED más adecuada y la frecuencia de parpadeo que esta deba tener, para evocar un estado de alerta cuando se emite un flujo continuo de la misma al combinarla con una iluminación de ambiente; y poder sugerir aplicaciones como soporte para la iluminación de tareas para trabajadores por turnos, enfermeras, médicos, estudiantes; o en oficinas y hospitales. Es de original importancia resaltar que en el mercado no existe un producto comercial que se pueda ajustar para apoyar en el trabajo al estado de alerta, se tiene la limitante que estas son pruebas a nivel laboratorio y que posteriores pruebas serán necesarias para validar el producto final. El método usado se basó en las combinaciones que se administraron mediante exposiciones de luz azul pulsada (BPLED) y luz azul y verde combinadas (BGPLED) a frecuencias de 100, 200 y 400 Hz adicionadas a la iluminación ambiental (BLC). Los participantes fueron expuestos a 12 condiciones de luz diferentes en un experimento balanceado y contrapesado. Mediante la integración de medidas electroencefalográficas (EEG) y de constricción pupilar; los resultados sugirieron cambios significativos en las respuestas durante la interacción de BLC, LED y EEG. Las ondas beta mostraron una significancia estadística (p <0.05) en los niveles de activación cuando se expusieron a la luz BGPLED, además, la pupila reaccionó con una mayor constricción hacia la exposición a BGPLED que hacia la exposición BPLED monocromática, adicionalmente se demostró que un flujo continuo de pulsos puede proporcionar una irradiación igual a la que se emite en flujo continuo; se concluyó e identificó además la frecuencia (100 Hz) que mejor evoca estado de alerta encefalográfíca y sin afectar la percepción de los usuarios en cuanto a su percepción del ambiente de acuerdo a la evaluación cualitativa.