傳感器助力，幾板斧搞定紫外線預防方案

　　皮膚癌已成為日益增長的人類健康問題。在過去的30年中，患有皮膚癌的人數已經超過患有其它類型癌癥人數的總和。在美國，皮膚癌已經成為癌癥的最常見形式，每年有超過350萬的病例被確診。因此，人們變得開始越來越關心去測量他們受到的紫外線（UV）輻射量，更確切的說，大多數人認為UV是造成皮膚癌腫瘤形成的原因。

　　UV輻射是環境的自然組成部分，甚至在小計量下還會有益于人類。如果我們試圖消除所有UV照射，我們將會發現由維生素D缺乏而引起的骨骼疾病逐漸增加，這是因為維生素D需要在UV的幫助下由人體合成。從UV中獲得多少健康益處因人而異，因為UV照射和皮膚色素沉著之間有必然的聯系。關鍵是要維持UV照射在一個最佳的健康水平，而不至于高到有危險。

　　當開發UV感應應用時，區分不同的UV類型是有益的。在1932年第二屆光學國際會議上明確定義了三種波長在100nm-400nm范圍內的UV類型：UVA、UVB、UVC。對于進行環境光UV測量的消費類應用來說，僅僅其中的兩種類型（UVA和UVB）是重要的。來自太陽光的短波長UVC光子不能穿透大氣層，就大多數情況而言，可以被個人健康和可穿戴產品所忽略。UVC主要用于工業類應用，例如用于殺毒和消毒設備，因為UVC輻射對于細菌和其它傳染性微生物體具有殺害作用。

　　UVA和UVB射線可以穿透地球的大氣層，然而較短波長的UVB射線（290nm -320nm）比較長波UVA射線（320nm-400nm）更容易被吸收掉。除了更容易穿透大氣層之外，UVA射線比具有更高能量的UVB射線更容易穿透人體皮膚，如圖1所示。

　　圖1 -UV輻射類型和對人體皮膚的影響

　　UVA確實有一定的保健功效，因為它會激活存在于上層皮膚細胞中的黑色素，形成一種快速呈現又快速消失的棕褐膚色。但是當滲透到更深的皮膚層時，UVA也會影響結締組織和血管。根據來自世界衛生組織（ WHO）的數據，當皮膚受到過度UVA照射時，皮膚會逐漸失去彈性并且開始起皺。最近的研究也表明，UVA也可能會加重皮膚癌擴散，盡管UVA的損害機理目前還不是十分清楚。

　　科學家們在很長時間以前就知道UVB射線比UVA更有害健康。UVB照射已被證明會引起DNA損傷，導致不可逆轉的基因傷害。哺乳動物細胞具有處理由環境（例如UV照射）引起的輕度DNA損傷的自我修復機制。然而，一旦損傷到達一定程度，修復機制不再有效，并且在正常環境下細胞會自己死亡，這個過程被生物學家稱為“細胞凋亡”。例如，當某人受到嚴重曬傷時就會發生這種情況。如果皮膚細胞不能正常進行細胞新陳代謝，它可能就會形成癌性腫瘤的內核。

　　許多因素會導致UV照射的顯著變化。海拔越高，大氣對UV射線的吸收就越少，因此就會導致更高的UV照射。時辰和季節性的不同、以及云和塵埃的存在都會影響到室外個人所接收到的太陽UV輻射計量。在全球，UV輻射水平大約有四倍的變化，這種狀況因聚集在大氣中的臭氧存在方式不同而變得更加復雜，這是因為臭氧會強烈吸收UVB。在高緯度地區，大氣中存在較少臭氧，從而增加了由UVB導致的DNA損傷風險。

　　黑色素瘤的發病率趨勢呈現為越是生活在高緯度地區的皮膚白皙的人發病率越高。例如根據WHO的數據，對于皮膚癌的死亡率，北歐國家是地中海國家的6倍。這種情況的部分原因是皮膚白皙的人在陽光充足的地區度假時，接收更高的UV照射。

　　WHO制定了UV指數，以此來提高人們對過度暴露于UV照射的風險意識，并幫助氣象預報員和消費者評估一天中的陽光強度，以便他們能夠采取預防措施。UV指數提供了與太陽光強度線性相關的數值，如圖2所示。UV指數預報是基于中午的UV指數預測；真實的UV指數在一天當中會由于太陽角度和變化的云量而改變。此外，因為人體皮膚對UVA和UVB反應不同，UV指數是根據國際照明委員會（ CIE ）紅斑作用光譜計算的。CIE提供了基于正常人體皮膚反應的標準化的UV指數加權算法，它對于衡量太陽光造成多大危害非常重要。

　　圖2 -WHO UV指數表（UV照射等級從1-2級超低風險到11+高風險）

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　　本文選自電子發燒友網9月《智能醫療特刊》[特別聚焦]欄目，轉載請注明出處！
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