关键词：
日光暴露
紫外线暴露
皮肤光老化
数字图像处理
摘要：
前言：世界卫生组织2006年发布“太阳紫外线辐射的全球疾病负担”报告,指出过度的紫外线辐射暴露会产生9个不良健康结果,皮肤光老化便是其中之一。
日光中紫外线长期反复的照射是环境因素中导致皮肤外源性老化的最主要因素,因此皮肤外源性老化又被称为光老化。根据皮肤老化过程中的变化,研究者们建立了多种皮肤老化评价方法。其中有简单易行的半定量的皮肤老化评价方法,但是这些方法不能精确定量,也无法反映皮肤老化连续渐进的过程。而常用的皮肤老化定量评价方法,如皮肤轮廓测量技术,由于涉及多项指标、多个检测点,各项指标之间又存在错综复杂的联系,无法对个体的皮肤老化程度做出综合的判定,也不便于个体间皮肤老化的比较,而且技术要求高,花费时间多。近20年来,随着数字成像和计算机辅助技术在临床诊断及生物医学研究中的应用,使用数字图像处理技术分析识别手背部皮肤形态学特征逐渐成为可能。
另一方面,紫外线的生物学效应是个体长期暴露于日光紫外线的结果,在量效关系研究中,准确评价个体长期累积紫外线暴露状况十分重要。
为了解中国人紫外线暴露状况及皮肤老化的状况,建立方便、快捷的皮肤老化综合评价方法,本课题在我国不同纬度地区,通过流行病学调查和皮肤图像采集,计算个体日光及紫外线暴露状况,测量皮肤纹理形态学指标,建立皮肤老化程度的综合性指标,并探索能够利用计算机自动测量皮肤老化的方法。这将为客观评价皮肤老化奠定基础,对皮肤老化精确定量,对判断皮肤美容效果具有应用意义。
内容与方法：根据我国纬度梯度,在辽宁省鞍山市龙潭镇(40°N)、浙江省绍兴市斗门镇(30°N)和海南省三亚市崖城镇(18°N),通过整群抽样的方法,选择长期居住在三地农村地区的当地居民作为调查对象。由调查人员询问并记录调查对象的自然状况及不同生活阶段中户外活动时间等。收集个体手背部和上臂内侧皮肤图像。
结合当地日照百分率和问卷调查,计算出个体各年龄段和终生的累积日光暴露时间。并根据美国国家航空航天局网站提供的红斑热曝光量,将个体日光暴露时间转换成个体的紫外线暴露量。依据Beagley-Gibson手部皮肤老化分级标准,判定样本手部皮肤老化级别。
使用Image-Pro Plus5.0图像分析软件,手动测量纹理间距、纹理形成的角度个数和角度值,以及网格数等皮肤纹理形态学指标。使用主成分、主因子及最大似然法对所获得的纹理指标进行因子分析,构建皮肤老化综合评分模型。
对绍兴地区被调查人群的手背部和上臂内侧图像,使用MATIAB编程,利用数字图像处理技术,程序化测量皮肤纹理形态学指标,即纹理间距、交叉点、网格数和网格面积。同时,提取皮肤纹理特征指标,即频谱特征、灰度变异特征和灰度共生矩阵特征。
使用SPSS12.0统计分析软件,比较不同纬度地区人群日光、紫外线暴露情况,分析不同地区人群手背部皮肤老化级别差异及手背部皮肽老化的影响因素,构建皮肤老化综合评分因子分析模型,分析程序化皮肤纹理形态学指标、纹理特征与年龄、累积紫外线暴露量及皮肤老化级别的关系,检验程序化皮肤纹理形态学指标与手动测量的相应纹理指标的相关关系。
结果：
被调查人群的累积日光暴露时间和累计紫外线暴露量均随着年龄的增加而增大,在每一年龄段内均表现为崖城地区的累积日光暴露时间最大,斗门其次,龙潭最小。从50岁开始,鞍山地区与三亚地区被调查人群的累积日光暴露时间相差超过了10年。从60岁开始,绍兴地区与三亚地区被调查人群的累积日光暴露时间相差10年。
三地区,青年、中年和老年人每年龄段内日光暴露时问均是6～20岁的学龄期最低。学龄期后,中、老年人每年龄段内日光暴露时间逐年增加,龙潭地区青年人的每年龄段日光暴露时间的变化趋势与中、老年人一致,并逐渐增加向中、老年人靠近。斗门地区青年人学龄期后每年龄段日光暴露时间则一直维持在一个较低的水平。
被调查人群的手背部皮肤老化级别随着年龄、累积日光暴露时间和累积紫外线暴露量的增加而逐渐增大。在年龄组相同或累积日光暴露时间相同时,鞍山、绍兴和三亚三地被调查人群的手背部皮肤老化级别仍有差异。
皮肤老化级别的影响因素分析发现,皮肤老化主要受年龄、地区和日光暴露的影响。与低累积日光暴露时间组相比,中等暴露和高暴露组的人群手背部皮肤老化增加一级的可能性分别为46％和57％。与龙潭地区相比,斗门地区人群皮肤老化增加一级的可能性为48％,崖城地区人群皮肤老化增加一级的可能性为6.4倍。
三地区人群手背部皮肤纹理间距、角度最大值和角度差值均随年龄和皮肤老化级别增加而增加,皮肤纹理网格数和平均角度个数均随年龄和老化级别增加而减小。其中,角度最大值和角度差值主要受目光暴露的影响,其他指标则主要受到年龄的影响。通过比较主成分法、主因子法和极大似然法求解并分别
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