人体生物节律，又称生物钟，是指生物体内部的一种自然计时机制，它控制着睡眠-觉醒周期、体温、激素分泌、新陈代谢等多种生理过程。生物节律的周期大约为24小时，与地球的自转周期相匹配，确保生物体的生理活动与环境光暗变化同步。生物节律的稳定性对于维持身体健康和正常功能至关重要。如果生物节律被打乱，可能会导致睡眠障碍、免疫功能下降、情绪波动以及其他健康问题。
光照是调节生物节律最强有力的外部因素之一。比如，光照在白天和黑夜的交替，影响人体内的褪黑素分泌，进而影响人们的作息；光照的季节性变化，夏季日照时间长，人们更倾向于晚入睡，冬季则相反；还有时差的反应，当人们跨越多个时区旅行时，生物钟需要时间来适应新的光照模式等。人体的生物节律通过视网膜接收光照信号，这些信号被传递到大脑中的视交叉上核（SCN），随后通过神经和激素途径调节身体的内外周时钟，使得生物节律与环境光暗周期保持一致。
图片来源：OWMO傲目健康照明
那如何科学的量化光照对人体生物节律的影响呢？OWMO提出的一项健康照明标准——NSSI-24标准可以给出答案。NSSI-24标准全称为“Natural Spectral Similarity Index-24”，该标准旨在通过一系列量化指标来评价光源是否能够模拟自然光的变化，以及这种模拟对于人体健康的影响，实现对光源光谱动态还原自然度和健康度的综合评价。
一、自然光与人体生物节律
在现有的光源检测与评价方法中，存在着一定的局限性，未能充分考虑光线动态变化对人类生物钟的自然适应性影响，也未充分融合视觉与非视觉效应，尤其是忽略了光源在不同时间段、不同活动场景下应模拟自然光谱变化的能力。
自然光的特性随一天中的时间而变化，主要体现在色温和光谱组成上。这些变化对于人体的生物节律有着重要的影响。
1、白天日光光谱：
用于评价4900-6100K色温环境下的光谱，以中国晴朗天气下个色温段全年平均光谱分布数据为参考源。5000-6000K，每200K设定一个标准光谱。
2、日出、日落区间日光光谱
用于评价3300-4900K色温环境下的光谱，以北半球晴朗天气下各色温段全年平均光谱分布数据为参考源。3400-4800K，每200K设定一个标准光谱。
3、绝对黑体光源
用于评价1700-3300K色温环境下的光谱，以对应色温区间的绝对黑体光谱为参考源。1800-3200K，每200K设定一个标准光谱。
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白天，当ipRGCs（内在光敏视网膜神经节细胞）接收到明亮的自然光时，会抑制松果体分泌褪黑激素，减少夜晚的睡意。夜晚，随着光线减弱，褪黑激素的分泌逐渐增加，帮助准备入睡。而在睡眠-觉醒周期的调节上，早晨的蓝光能够抑制褪黑激素的分泌，促进清醒状态，有助于调整生物钟。傍晚的暖色调光线减少蓝光成分，有助于促进褪黑激素的分泌，为夜间睡眠做好准备。
通过模拟自然光的变化，NSSI-24标准能够帮助设计出更符合人体生物节律的健康照明系统，从而促进更好的睡眠质量和整体健康。
二、NSSI-24标准的关键特点
NSSI-24标准是一种对光源动态自然度和健康度检测的方法及系统，主要用于评价测试光源和参考自然光源之间的差异程度。以下是NSSI-24标准的一些关键特点：
1、精确测量光源光谱：通过精确测量光源的光谱分布，能够准确地评价光源的自然光谱特性。
2、运用生物权重因子：引入生物权重因子来考虑不同波长的光对人体的生物学效应，这有助于评价光源对人的生理和心理影响。
3、综合评价：NSSI-24不仅考虑了视觉效应，还考虑了非视觉效应，如对人的生物钟、情绪和睡眠质量的影响。这种综合评价方法提高了光源对人类健康的适宜性。
4、科学性和准确性：通过精确测量和综合考虑多种因素，NSSI-24标准提升了光源评价的科学性和准确性。
5、量化评价：NSSI-24提供了量化评价方法，可以客观地评价光源的自然健康度。这有助于生产商和消费者更加清晰地了解光源的质量。
NSSI-24标准通过一系列量化指标来评价光源的健康度，其中最重要的是生物权重因子和光谱相似度。
生物权重因子：基于对特定波长光对人类生物节律的影响程度，通过加权的方式来评估光源对人的生物节律的影响。例如，蓝光对人的睡眠周期有显著影响，因此在评价过程中给予较高权重。
光谱相似度：通过比较光源光谱与参考自然光源光谱之间的相似程度来评价光源的自然度。这有助于确保光源能够提供类似于自然光的光谱分布。
NSSI-24静态评价指数的权重因子
具体步骤：1.使用光谱仪对光源的光谱进行精确测量。2.根据生物权重因子对光谱数据进行加权处理。3.将处理后的光谱与参考自然光源光谱进行比较。4.通过计算得出光源的百分化指数，表示光源的健康度。
NSSI-24动态评价指数的权重因子
NSSI-24动态评价指数中不同色温的归一化权重
NSSI-24标准通过综合考量光源的视觉和非视觉效应，提供了一个全面的评价体系。它不仅关注光源的色彩还原能力，还考虑了光源对人的生物节律和情绪的影响，确保光源不仅能够提供良好的视觉体验，还能促进人体健康。
三、NSSI-24标准与生物节律的关系
人体内部有一个复杂的生物钟机制，它受到外部环境的影响，特别是光照的影响。正常的生物节律对于维持良好的健康状态至关重要。当生物节律被打乱时，可能会导致各种健康问题，比如失眠、抑郁等。
NSSI-24标准下的光照环境可以对人体的生物节律产生积极的影响，具体表现在以下几个方面：
1、改善睡眠质量：减少夜间蓝光暴露，有助于促进褪黑素的分泌，从而改善睡眠周期。早晨的较高色温可以抑制褪黑素的产生，帮助唤醒身体。
2、提高日间注意力：高色温白光有助于提高警觉性，提升认知功能和工作效率。适当的光照水平可以减少疲劳感，并有助于保持清醒状态。
3、情绪状态：适当的光照可以帮助减轻季节性情感障碍（SAD）的症状。调节光照环境可以改善心情，减少抑郁情绪。
综上所述，NSSI-24标准通过模拟自然光照的变化，不仅为人们提供了更加舒适的工作和生活环境，还有助于维持稳定的生物节律，从而带来一系列健康益处。这种模拟技术的应用范围广泛，从家庭照明到办公室、学校乃至医院等场所都可以受益。
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NSSI-24标准从用户的视觉舒适度与生理健康需求出发，通过综合考虑视觉和非视觉效应，显著提升了光源对人体健康的适宜性。该标准通过引入百分比化的指数，简化了光源性能的表达方式，为消费者和生产商提供了易于理解的评判依据，有助于快速识别和选择更加健康的光源产品。推动照明技术朝着更有利于人类健康的未来迈进。
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