传感器助力，几板斧搞定紫外线预防方案

　　皮肤癌已成为日益增长的人类健康问题。在过去的30年中，患有皮肤癌的人数已经超过患有其它类型癌症人数的总和。在美国，皮肤癌已经成为癌症的最常见形式，每年有超过350万的病例被确诊。因此，人们变得开始越来越关心去测量他们受到的紫外线（UV）辐射量，更确切的说，大多数人认为UV是造成皮肤癌肿瘤形成的原因。

　　UV辐射是环境的自然组成部分，甚至在小计量下还会有益于人类。如果我们试图消除所有UV照射，我们将会发现由维生素D缺乏而引起的骨骼疾病逐渐增加，这是因为维生素D需要在UV的帮助下由人体合成。从UV中获得多少健康益处因人而异，因为UV照射和皮肤色素沉着之间有必然的联系。关键是要维持UV照射在一个最佳的健康水平，而不至于高到有危险。

　　当开发UV感应应用时，区分不同的UV类型是有益的。在1932年第二届光学国际会议上明确定义了三种波长在100nm-400nm范围内的UV类型：UVA、UVB、UVC。对于进行环境光UV测量的消费类应用来说，仅仅其中的两种类型（UVA和UVB）是重要的。来自太阳光的短波长UVC光子不能穿透大气层，就大多数情况而言，可以被个人健康和可穿戴产品所忽略。UVC主要用于工业类应用，例如用于杀毒和消毒设备，因为UVC辐射对于细菌和其它传染性微生物体具有杀害作用。

　　UVA和UVB射线可以穿透地球的大气层，然而较短波长的UVB射线（290nm -320nm）比较长波UVA射线（320nm-400nm）更容易被吸收掉。除了更容易穿透大气层之外，UVA射线比具有更高能量的UVB射线更容易穿透人体皮肤，如图1所示。

　　图1 -UV辐射类型和对人体皮肤的影响

　　UVA确实有一定的保健功效，因为它会激活存在于上层皮肤细胞中的黑色素，形成一种快速呈现又快速消失的棕褐肤色。但是当渗透到更深的皮肤层时，UVA也会影响结缔组织和血管。根据来自世界卫生组织（ WHO）的数据，当皮肤受到过度UVA照射时，皮肤会逐渐失去弹性并且开始起皱。最近的研究也表明，UVA也可能会加重皮肤癌扩散，尽管UVA的损害机理目前还不是十分清楚。

　　科学家们在很长时间以前就知道UVB射线比UVA更有害健康。UVB照射已被证明会引起DNA损伤，导致不可逆转的基因伤害。哺乳动物细胞具有处理由环境（例如UV照射）引起的轻度DNA损伤的自我修复机制。然而，一旦损伤到达一定程度，修复机制不再有效，并且在正常环境下细胞会自己死亡，这个过程被生物学家称为“细胞凋亡”。例如，当某人受到严重晒伤时就会发生这种情况。如果皮肤细胞不能正常进行细胞新陈代谢，它可能就会形成癌性肿瘤的内核。

　　许多因素会导致UV照射的显著变化。海拔越高，大气对UV射线的吸收就越少，因此就会导致更高的UV照射。时辰和季节性的不同、以及云和尘埃的存在都会影响到室外个人所接收到的太阳UV辐射计量。在全球，UV辐射水平大约有四倍的变化，这种状况因聚集在大气中的臭氧存在方式不同而变得更加复杂，这是因为臭氧会强烈吸收UVB。在高纬度地区，大气中存在较少臭氧，从而增加了由UVB导致的DNA损伤风险。

　　黑色素瘤的发病率趋势呈现为越是生活在高纬度地区的皮肤白皙的人发病率越高。例如根据WHO的数据，对于皮肤癌的死亡率，北欧国家是地中海国家的6倍。这种情况的部分原因是皮肤白皙的人在阳光充足的地区度假时，接收更高的UV照射。

　　WHO制定了UV指数，以此来提高人们对过度暴露于UV照射的风险意识，并帮助气象预报员和消费者评估一天中的阳光强度，以便他们能够采取预防措施。UV指数提供了与太阳光强度线性相关的数值，如图2所示。UV指数预报是基于中午的UV指数预测；真实的UV指数在一天当中会由于太阳角度和变化的云量而改变。此外，因为人体皮肤对UVA和UVB反应不同，UV指数是根据国际照明委员会（ CIE ）红斑作用光谱计算的。CIE提供了基于正常人体皮肤反应的标准化的UV指数加权算法，它对于衡量太阳光造成多大危害非常重要。

　　图2 -WHO UV指数表（UV照射等级从1-2级超低风险到11+高风险）

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　　本文选自电子发烧友网9月《智能医疗特刊》[特别聚焦]栏目，转载请注明出处！
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