Feldstudie zu verschiedenen Lichtsituationen mit steuerbarem Blauanteil bei industrieller Spätschicht

Zusammenfassung

Hintergrund

Helles Licht mit hohem Blauanteil kann die Wachheit erhöhen und rhythmusverschiebend wirken. Maß für diese biologischen, nicht-visuellen Funktionen ist die melanopisch wirksame Beleuchtungsstärke (mlx). Es existieren nur wenige Feldstudien bei Schichtarbeitern. Diese fokussieren vor allem auf Nachtschichten und zeigen eine heterogene Wirkung auf die sehr unterschiedlichen Zielparameter. Zwei Studien zu Spätschichten im Pflegebereich lassen Effekte in der zweiten Hälfte der Spätschicht erwarten.

Methoden

Wir untersuchten bei 37 Industriearbeitern in wöchentlicher Wechselschicht die Wirkung von Licht auf Schlaf und Schläfrigkeit nach jeweils drei bzw. vier Wochen Beleuchtung. Untersucht wurde stets während der Spätschichten. Durch ein eigens entwickeltes, steuerbares LED-System waren folgende Szenarien (L) möglich: Baseline (BL): kaltweiß (5000 K, 124 mlx), L1: warmweiß (2700 K, 123 mlx), L2: neutralweiß (4000 K, 281 mlx), L3: dynamisch (2700–6800 K, 123–272 mlx) und L4: kaltweiß (6800 K, 445 mlx). Die etablierten Messverfahren wurden mittels ANOVAs mit Messwiederholungen analysiert.

Ergebnisse

Schlafdauer und -qualität, Insomnieschweregrad und subjektive Schläfrigkeit blieben unter allen Bedingungen unverändert, während das generelle Wohlbefinden ab L2 kontinuierlich signifikant anstieg und die Stimmung unter BL am niedrigsten war. Unter L1 war die Zufriedenheit mit dem Licht signifikant am geringsten bei gleichzeitig höchster aktueller Wachheit. Die objektive Schläfrigkeit mittels Pupillografie war unter L2 und L3 tendenziell am geringsten, die Konzentrationsleistung im d2-Test unter BL.

Schlussfolgerung

In dieser ersten Feldstudie zur Wirkung von Licht mit steuerbaren Blauanteil, Lichtfarbe und -stärke bei Industriearbeitern in Spätschicht steigerte helles Licht mit hohem Blauanteil das allgemeine Wohlbefinden, ohne den Schlaf zu verschlechtern. Die objektive Schläfrigkeit verbesserte sich ebenfalls, sofern mit mindestens 250 mlx beleuchtet wurde. Die Ergebnisse bestätigen neue humanexperimentelle Studien, die auf die hohe Bedeutung einer effektiven Beleuchtungssituation morgens/vormittags hinweisen. Aufgrund produktionsbedingter Gegebenheiten kann derzeit nicht sicher eines der Szenarien L2–L4 präferiert werden.

Abstract

Objective

Bright light with a high blue portion may enhance wakefulness and may shift circadian rhythms. These biological, non-visual functions are indicated by the melanopic lux (mlx). There are only few field studies of shift workers. These focus primary on night shifts and show a heterogenous effect on the very different target parameters. Two studies on evening shifts in the care sector provide effects in the second half of the evening shift.

Methods

We studied different light settings in 37 industrial workers rotating weekly between morning and evening shifts. They were measured after three or four weeks of light within their evening shifts. The controllable LED system developed allowed the following light settings: baseline (BL): 5000 K, 124 mlx; L1: 2700 K, 123 mlx; L2: 4000 K, 281 mlx; L3: 2700–6800 K, 123–272 mlx; and L4: 6800 K, 445 mlx. ANOVAs with repeated measures were done for each measured parameter.

Results

Sleep duration and quality, insomnia severity, and subjective sleepiness did not differ between the settings. Global wellbeing increased using settings L2–L4 and the mood was lowest with setting BL. Setting L1 showed the lowest satisfaction with light, while acute wakefulness was highest. Objective sleepiness measured by pupillography was lowest following setting L2 and L3, concentration (d2-test) was lowest with setting BL.

Conclusion

This is the first field study on the effect of light with a controllable blue portion, light colour and intensity in industrial evening shifts. Bright blue light increased global wellbeing without disturbing sleep. Objective sleepiness was enhanced if at least 250 mlx was reached. The results confirmed former studies in the care sector and underlined the importance of adequate light in the morning which was already shown in human experimental studies. Due to production-related conditions none of the settings L2–L4 is preferred at the moment.