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《中国医科大学》 2010年
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旋转人体模型不同解剖部位紫外线暴露规律研究

胡立文  
【摘要】: 前言 日光紫外辐射(ultraviolet radiation, UVR)一直是人类生存环境的一部分,是人们每天接触的重要环境因子。适度紫外线具有促进维生素D合成、防癌等作用,过量的紫外线暴露会对人类健康产生许多直接和间接的影响,例如皮肤癌、白内障、免疫抑制和光老化等。WHO报告指出,全球每年因过度紫外线暴露损失150万伤残调整寿命年(相当于全球疾病负担的0.1%)。其中主要的两个公共健康问题是皮肤癌和白内障。 由于臭氧层的破坏,人们预期寿命的延长,行为生活方式的转变等等使得人们紫外线终生暴露似乎要比以前多,对紫外线暴露的定量和防护提出了更高的要求。水平面日光紫外线日间变化规律已众所周知,但更为有效的定量和防护要建立在了解个体各解剖部位紫外线暴露日间变化规律的基础之上。因此,为了阐明各解剖部位日光紫外线暴露日间分布的变化,本研究采用旋转人体模型模拟额部、眼部、颊部、肩部以及胸部的解剖结构,在沈阳(北纬41°51',东经123°27')和三亚(北纬18019',东经109042')地区的日间每间隔15min进行了各季节日间紫外线暴露的监测,获得这些部位的紫外线暴露剂量及其在日间分布的变化,进而阐明各个解剖部位日间紫外线暴露状况及其高暴露时间段,以有利于引导人们合理安排户外活动时间,或针对不同时段的高暴露部位采取相应的防护措施,更有效的避免紫外损伤。 公共卫生当局在过去的几十年已作出了很大努力,旨在向公众宣传过度日光紫外暴露的危害。但考虑到地理位置、季节、个体行为等信息时,还要发展有针对性的太阳紫外线健康指导方针。为了探讨一种简单有效的防护措施,本研究对沈阳和三亚地区旋转人体模型在(0,360°]范围内,每30°间隔不同朝向角度下的额部、眼部、颊部、肩部和胸部的日间紫外线暴露进行了实地监测,以阐明特定朝向作用对人体具体部位接受太阳紫外辐射的影响,提升公众寻找阴影的防护意识,改变公众以往忽视回避户外活动中紫外线过度暴露的行为,倡导公众合理回避直射阳光,积极正确使用太阳防护措施,有效避免紫外损伤。 本研究还建议在个体定量研究中,不同季节、不同日间时段的暴露比率不同,分时间段、季节进行个体UV累积暴露的评估可能更有针对性,更为细致,特别是对于在早晚时段进行户外活动为主的特殊暴露人群,UV累积暴露评估更为如此。希望通过对包括眼部在内的不同解剖部位紫外线暴露剂量的定量,对紫外线暴露剂量与相关疾病间剂量反应关系的评价提供帮助。 材料与方法 一、旋转人体模型 旋转人体模型分为两部分:上半部分为人体模型,除眼部SUB-T紫外线监测仪贴合在右眼眼眶内,其它SUB-T紫外线监测仪紧密贴合固定在额部、左颊部、左右两个肩部和前胸部各解剖位置表面以进行紫外线监测;下半部分是装有电源的底座,稳定模型并为其旋转提供动力。电源开启后模型能以其垂直中心为轴水平自动匀速旋转,旋转速度为6秒/转。电源未开启时可人工手动旋转。 二、监测方法 本研究在辽宁省沈阳市(北纬41°51',东经123027',平均海拔50m)的冬至、春、秋分和夏至前后一周,以及海南省三亚市(北纬18019',东经109042',平均海拔3.55-4.5m)的5月中下旬以及冬至前后,每间隔15mmin进行各解剖部位全天日间紫外线暴露的监测,所有监测均在晴朗少云天气下进行。此外,两个紫外线监测仪分别水平放置和垂直吊挂于离旋转人体模型不远的无遮挡处(全天监测期间太阳不被遮挡),以测量在相同时段的水平环境日光紫外线辐射剂量及垂直面日光紫外线暴露剂量作为比较。其中旋转人体模型不同解剖部位日光紫外线暴露日间分布研究两地共监测112个监测日,相对太阳不同朝向角度下旋转人体模型不同解剖部位的紫外线暴露研究两地共监测12个监测日。此外,为了比较拟合计算的结果,在浙江省绍兴市马山镇(北纬30°01',东经120°58',平均海拔5-6m)的2009年9月秋分前后进行实地监测,方式如上两个地区。 三、数据处理与分析 利用SPSS13.0、Microsoft Excel 2003对监测数据进行统计分析及相应的图表处理。 研究结果 1、额部、肩部的日光紫外线暴露日间变化规律与对照的水平环境紫外线日间变化规律相似,都在当地正午前后达到单峰值。 2、眼部和颊部除沈阳地区的冬季与对照的水平环境紫外线日间变化规律相似仍为单峰值外,在其余各监测时段与垂直面紫外线日间变化规律相近,均呈现双峰值分布或近似平台分布。 3、胸部除三亚地区的夏季出现显著的双峰分布外,其余各监测时段与对照的水平环境紫外线日间变化规律相似,都在当地正午前后达到单峰值。 4、在全部太阳高度角范围内,额部和肩部的日光紫外线暴露随太阳高度角升高而增加,胸部最高暴露出现在太阳高度角60°左右,眼部和颊部的最高暴露分别出现在太阳高度角约30°和40°左右。 5、额部、肩部和水平环境紫外线均在正午前后最强,在正午前后2小时,额部、肩部和水平环境最低接受全天8小时紫外线暴露总量的54.79%。而眼部和颊部及垂直面在早晚一段时间的暴露相对较高。 6、除了冬季一天中额部日光紫外线暴露略高于肩部以外,各解剖部位的日光紫外线暴露严重程度依次为:眼部颊部胸部额部肩部。各解剖部位日光紫外线日累积暴露比率大小关系也依次为:眼部颊部胸部额部肩部。 7、沈阳地区各季节暴露比率大小为:冬季春、秋季夏季,三亚地区暴露比率为:冬季(一月)夏季(五月)。暴露比率存在显著季节差异,冬季最大,夏季较低,个体紫外线暴露评估中应采用不同季节的暴露比率。 8、在正面对太阳的一定朝向角度范围内,眼部紫外线暴露在太阳高度角约30°时达到峰值,而在背对太阳的一定朝向角度范围内,其紫外线暴露在全太阳高度角范围内随高度角升高而增加。 9、朝向角度显著影响不同解剖部位的紫外线暴露,对于眼部,偏离正对太阳30°将有效降低眼部紫外线暴露。 结论 1、旋转人体模型的额部、肩部紫外线暴露各季日间变化特点与水平环境紫外辐射相近,呈单峰钟型曲线分布;胸部紫外线暴露各季日间变化,除三亚地区夏季呈显著双峰型曲线分布外,其余各季日间变化特点也与水平环境紫外辐射相近,呈单峰钟型曲线分布;而眼部和颊部紫外线暴露与环境紫外辐射各季日间变化特点不同,其更接近于垂直面紫外辐射的日间变化,除沈阳地区冬季呈单峰钟型曲线分布外,其余各季日间变化特点为双峰型曲线分布。 2、额部和肩部紫外线暴露随太阳高度角升高而增加,胸部紫外线暴露峰值出现在太阳高度角约为600时,眼部和颊部紫外线暴露峰值分别出现在日间早晚时段太阳高度角约为30°和40°时。 3、各解剖部位的紫外线暴露比率存在显著季节差异,冬季最大,夏季较低,个体紫外线暴露评估中应采用不同季节的暴露比率。 4、朝向角度显著影响眼部紫外线暴露,个体主观回避日光UV,偏离正对太阳30°将有效降低眼部UV暴露。 5、地理位置、季节等因素决定了当地太阳高度角范围,进而影响了个体不同解剖部位紫外线暴露日间和季节间的分布,应根据各地实际情况制定相应的太阳紫外线健康指导方针。
【学位授予单位】:中国医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R122.4

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