我國不同緯度地區(qū)人群紫外線暴露評價及皮膚老化特征研究.pdf

1、前言：世界衛(wèi)生組織2006年發(fā)布“太陽紫外線輻射的全球疾病負(fù)擔(dān)”報告,指出過度的紫外線輻射暴露會產(chǎn)生9個不良健康結(jié)果,皮膚光老化便是其中之一。
　　 日光中紫外線長期反復(fù)的照射是環(huán)境因素中導(dǎo)致皮膚外源性老化的最主要因素,因此皮膚外源性老化又被稱為光老化。根據(jù)皮膚老化過程中的變化,研究者們建立了多種皮膚老化評價方法。其中有簡單易行的半定量的皮膚老化評價方法,但是這些方法不能精確定量,也無法反映皮膚老化連續(xù)漸進(jìn)的過程。而常用的皮膚老

2、化定量評價方法,如皮膚輪廓測量技術(shù),由于涉及多項指標(biāo)、多個檢測點,各項指標(biāo)之間又存在錯綜復(fù)雜的聯(lián)系,無法對個體的皮膚老化程度做出綜合的判定,也不便于個體間皮膚老化的比較,而且技術(shù)要求高,花費時間多。近20年來,隨著數(shù)字成像和計算機(jī)輔助技術(shù)在臨床診斷及生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,使用數(shù)字圖像處理技術(shù)分析識別手背部皮膚形態(tài)學(xué)特征逐漸成為可能。
　　 另一方面,紫外線的生物學(xué)效應(yīng)是個體長期暴露于日光紫外線的結(jié)果,在量效關(guān)系研究中,準(zhǔn)確評價個

3、體長期累積紫外線暴露狀況十分重要。
　　 為了解中國人紫外線暴露狀況及皮膚老化的狀況,建立方便、快捷的皮膚老化綜合評價方法,本課題在我國不同緯度地區(qū),通過流行病學(xué)調(diào)查和皮膚圖像采集,計算個體日光及紫外線暴露狀況,測量皮膚紋理形態(tài)學(xué)指標(biāo),建立皮膚老化程度的綜合性指標(biāo),并探索能夠利用計算機(jī)自動測量皮膚老化的方法。這將為客觀評價皮膚老化奠定基礎(chǔ),對皮膚老化精確定量,對判斷皮膚美容效果具有應(yīng)用意義。
　　 內(nèi)容與方法：根據(jù)我國緯

4、度梯度,在遼寧省鞍山市龍?zhí)舵?zhèn)(40°N)、浙江省紹興市斗門鎮(zhèn)(30°N)和海南省三亞市崖城鎮(zhèn)(18°N),通過整群抽樣的方法,選擇長期居住在三地農(nóng)村地區(qū)的當(dāng)?shù)鼐用褡鳛檎{(diào)查對象。由調(diào)查人員詢問并記錄調(diào)查對象的自然狀況及不同生活階段中戶外活動時間等。收集個體手背部和上臂內(nèi)側(cè)皮膚圖像。
　　 結(jié)合當(dāng)?shù)厝照瞻俜致屎蛦柧碚{(diào)查,計算出個體各年齡段和終生的累積日光暴露時間。并根據(jù)美國國家航空航天局網(wǎng)站提供的紅斑熱曝光量,將個體日光暴露時間轉(zhuǎn)換

5、成個體的紫外線暴露量。依據(jù)Beagley-Gibson手部皮膚老化分級標(biāo)準(zhǔn),判定樣本手部皮膚老化級別。
　　 使用Image-Pro Plus5.0圖像分析軟件,手動測量紋理間距、紋理形成的角度個數(shù)和角度值,以及網(wǎng)格數(shù)等皮膚紋理形態(tài)學(xué)指標(biāo)。使用主成分、主因子及最大似然法對所獲得的紋理指標(biāo)進(jìn)行因子分析,構(gòu)建皮膚老化綜合評分模型。
　　 對紹興地區(qū)被調(diào)查人群的手背部和上臂內(nèi)側(cè)圖像,使用MATIAB編程,利用數(shù)字圖像處理技術(shù),

6、程序化測量皮膚紋理形態(tài)學(xué)指標(biāo),即紋理間距、交叉點、網(wǎng)格數(shù)和網(wǎng)格面積。同時,提取皮膚紋理特征指標(biāo),即頻譜特征、灰度變異特征和灰度共生矩陣特征。
　　 使用SPSS12.0統(tǒng)計分析軟件,比較不同緯度地區(qū)人群日光、紫外線暴露情況,分析不同地區(qū)人群手背部皮膚老化級別差異及手背部皮肽老化的影響因素,構(gòu)建皮膚老化綜合評分因子分析模型,分析程序化皮膚紋理形態(tài)學(xué)指標(biāo)、紋理特征與年齡、累積紫外線暴露量及皮膚老化級別的關(guān)系,檢驗程序化皮膚紋理形態(tài)學(xué)

7、指標(biāo)與手動測量的相應(yīng)紋理指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系。
　　 結(jié)果：
　　 被調(diào)查人群的累積日光暴露時間和累計紫外線暴露量均隨著年齡的增加而增大,在每一年齡段內(nèi)均表現(xiàn)為崖城地區(qū)的累積日光暴露時間最大,斗門其次,龍?zhí)蹲钚?。?0歲開始,鞍山地區(qū)與三亞地區(qū)被調(diào)查人群的累積日光暴露時間相差超過了10年。從60歲開始,紹興地區(qū)與三亞地區(qū)被調(diào)查人群的累積日光暴露時間相差10年。
　　 三地區(qū),青年、中年和老年人每年齡段內(nèi)日光暴露時問均是

8、6～20歲的學(xué)齡期最低。學(xué)齡期后,中、老年人每年齡段內(nèi)日光暴露時間逐年增加,龍?zhí)兜貐^(qū)青年人的每年齡段日光暴露時間的變化趨勢與中、老年人一致,并逐漸增加向中、老年人靠近。斗門地區(qū)青年人學(xué)齡期后每年齡段日光暴露時間則一直維持在一個較低的水平。
　　 被調(diào)查人群的手背部皮膚老化級別隨著年齡、累積日光暴露時間和累積紫外線暴露量的增加而逐漸增大。在年齡組相同或累積日光暴露時間相同時,鞍山、紹興和三亞三地被調(diào)查人群的手背部皮膚老化級別仍有差

9、異。
　　 皮膚老化級別的影響因素分析發(fā)現(xiàn),皮膚老化主要受年齡、地區(qū)和日光暴露的影響。與低累積日光暴露時間組相比,中等暴露和高暴露組的人群手背部皮膚老化增加一級的可能性分別為46％和57％。與龍?zhí)兜貐^(qū)相比,斗門地區(qū)人群皮膚老化增加一級的可能性為48％,崖城地區(qū)人群皮膚老化增加一級的可能性為6.4倍。
　　 三地區(qū)人群手背部皮膚紋理間距、角度最大值和角度差值均隨年齡和皮膚老化級別增加而增加,皮膚紋理網(wǎng)格數(shù)和平均角度個數(shù)均隨

10、年齡和老化級別增加而減小。其中,角度最大值和角度差值主要受目光暴露的影響,其他指標(biāo)則主要受到年齡的影響。通過比較主成分法、主因子法和極大似然法求解并分別應(yīng)用正交最大方差旋轉(zhuǎn)、斜交旋轉(zhuǎn)和四次方最大旋轉(zhuǎn)三種因子旋轉(zhuǎn)方法產(chǎn)生的9種因子載荷矩陣發(fā)現(xiàn),對于本研究中的皮膚紋理形態(tài)學(xué)指標(biāo),使用主因子法求解并應(yīng)用正交最大方差旋轉(zhuǎn)獲得的結(jié)果,最適合構(gòu)建皮膚老化綜合評分。獲得的皮膚老化綜合評分隨著年齡、累積日光暴露時間和皮膚老化級別的增加而逐漸增加,并能夠

11、定量評價光老化和自然老化。
　　 程序化測量暴露部位(手背部)皮膚的紋理間距、交叉點、網(wǎng)格數(shù)和網(wǎng)格面積等紋理形態(tài)學(xué)指標(biāo),以及頻譜特征、灰度變異特征和灰度共生矩陣特征等紋理特征與年齡、累積紫外線暴露量和皮膚老化相關(guān)。這些指標(biāo)在非暴露部位(上臂內(nèi)側(cè))的測量結(jié)果與年齡相關(guān)。對個體的暴露部位和非暴露部位的皮膚紋理指標(biāo)進(jìn)行配對比較發(fā)現(xiàn),多數(shù)皮膚形態(tài)學(xué)指標(biāo)和皮膚紋理特征指標(biāo)在暴露部位和非暴露部位均有顯著差異。
　　 結(jié)論：
　

12、　 1、緯度分別相差10°的鞍山龍?zhí)?、紹興斗門和三亞崖城地區(qū)中相同累積紫外線暴露量被調(diào)查人群之間的年齡分別相差10年。
　　 2、學(xué)齡期后青年人的累積日光暴露時間和累積紫外線暴露量低于中老年人。
　　 3、與高緯度、低日光暴露地區(qū)相比,低緯度、高日光暴露地區(qū)人群皮膚老化級別增加的危險性更大。三亞崖城地區(qū)人群與紹興斗門和鞍山龍?zhí)断啾?手部皮膚老化程度會提前至少10年。
　　 4、本研究建立皮膚老化綜合評分,能客觀