人體眼部紫外線暴露定量的數(shù)學模型研究.pdf

1、前言
　　 臭氧層破壞這一重大環(huán)境問題提出后,紫外線氣候變化引發(fā)的皮膚癌和白內障這兩個主要公共健康問題倍受國際社會關注。大量的流行病學研究和紫外線暴露評價調查都指出紫外線是引起白內障的重要危險因素,眼部紫外線暴露劑量的準確定量是評價紫外線致白內障危險性的關鍵。由于眼部紫外線暴露的影響因素較多,包括太陽高度角、海拔、地面反射、天空散射和面部解剖特征等,因此長期以來,個體眼部紫外線暴露的定量一直受到較大的限制。事實上,暴露于天然紫外

2、線輻射場的個體,不僅與其眼部暴露朝向有關,同時還受到眼眶、眉弓、鼻梁和頰部等面部結構的影響。此外,人們還具有主動回避強太陽光線的本能,也正是因為這些復雜因素限制了我們對眼部紫外線暴露劑量的精確評價,成為眼部紫外線暴露致白內障研究與預防的瓶頸問題。
　　 為解決這一問題,以人一生眼睛面對各方位的概率基本均等為研究的出發(fā)點,研制了旋轉式眼部紫外線暴露模型。在本次研究中,將選用此模型在太陽高度角最高值可達到90°的三亞地區(qū)進行實地監(jiān)測

3、,獲得人群眼部紫外線暴露的日間分布規(guī)律。根據(jù)眼部接收紫外線時太陽高度角及眼視角的幾何光學關系,結合環(huán)境紫外線輻射水平、以實地監(jiān)測數(shù)據(jù)為修正依據(jù),建立可用于計算個體眼紫外線累積暴露劑量的數(shù)學模型。該模型綜合考慮了地區(qū)變化,戶外活動方式變動等因素,將環(huán)境紫外線輻射量轉換成眼部紫外線暴露量,可以替代旋轉式眼部紫外線暴露模型實地監(jiān)測,較為準確和方便地獲得各地人群眼部紫外線的暴露情況,為客觀準確的預測和評價眼部紫外線暴露劑量致白內障的危險性提供依

4、據(jù)。
　　 方法
　　 1、選擇三亞太陽高度角最高和最低日前后一周,晴朗天氣下,采用個體紫外線旋轉模型進行實地監(jiān)測,所得數(shù)據(jù)繪制曲線圖,得到眼部紫外線暴露日間變化規(guī)律。
　　 2、同時分析眼部紫外線暴露的幾何光學特征,依據(jù)環(huán)境紫外線輻射量的計算方法,通過引入?yún)?shù)調整,將其轉化為眼部紫外線的暴露量,建立眼紫外線暴露定量的數(shù)學模型。
　　 3、數(shù)序模型計算所得眼紫外線暴露劑量與實際監(jiān)測所得暴露劑量進行比較分析

5、,檢驗數(shù)學模型的準確性。
　　 結果
　　 1、分別用兩種公式計算環(huán)境紫外線輻射量,并于實測數(shù)據(jù)分析比較,得到較接近實測數(shù)據(jù)的環(huán)境紫外線輻射定量的公式,作為眼部紫外線暴露定量數(shù)學模型的基礎公式。
　　 2、根據(jù)人體靜態(tài)眼部紫外線暴露光學特征,構建人體眼部紫外線暴露定量的數(shù)學模型,并引入UFOV和Ee兩個參數(shù),初步建立人體眼部紫外線暴露瞬間強度數(shù)學模型。并將該模型所擬合的理論結果與同時同地監(jiān)測實測數(shù)據(jù)比較,二者基本

6、一致。
　　 3、根據(jù)人體動態(tài)眼部紫外線暴露光學特征,建立人體眼部紫外線累積暴露劑量的數(shù)學模型,編輯成計算機程序。通過驗證,該數(shù)學模型準確、可行,可用于評估其他地區(qū)人群眼部紫外線日間暴露累積劑量。
　　 4、通過數(shù)學模型計算,太陽高度角是眼部紫外線暴露量的主要影響因素,太陽高度角40°附近時眼部紫外線暴露量最大。
　　 結論
　　 1、研究建立了眼部紫外線暴露定量的數(shù)學模型:
　　 2、本研究通過