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目的:长期以来,白内障一直都是致盲和视力障碍的主要原因之一,特别是老年性白内障。根据2017年的全球疾病负担调查数据显示,在世界范围内,白内障伤残调整寿命年(Disability-adjusted Life-years,DALYs)非洲地区大于亚洲大于欧洲,白内障患病率随着年龄升高而快速增长,且均是女性患病率大于男性。此次我们基于不同人种性别眼部框结构的不同,将3D眼部光最大入射角(Three-Dimensions Maximum Ocular Optical Angle of Incidence,3D MOOAI)引入,用这个几何定量指标来研究高加索、蒙古和尼格罗三人种眼紫外线暴露强度与面部解剖结构的关系。方法:用Face Gen Modeller软件提供的能够准确表达高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部解剖结构的3D平均脸,导入3ds Max软件中计算求得高加索、蒙古和尼格罗三人种两性模型的3D MOOAI,再经3D打印构建高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型。将面部模型置于旋转式眼部紫外辐射暴露模型中,于2018年8月在中国海南省三亚市(18.42°N,109.77°E,海拔8米)进行实地紫外监测,获得不同时点环境和眼部UVA、UVB波段的紫外辐射暴露强度,对不同太阳高度角(Solar Elevation Angle,SEA)及旋转角下高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型3D MOOAI及眼部紫外辐射暴露强度进行比较分析,分别阐述高加索、蒙古和尼格罗三人种眼紫外线暴露强度与3D MOOAI的关系。结果:1.环境紫外辐射暴露强度随时间变化呈现单峰分布,且随SEA增大而增加,在当日中午12:45,同时SEA88.05°环境UVA、UVB波段的暴露强度均达到峰值;高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型眼部日间紫外辐射暴露强度随SEA增高均出现单峰变化规律,UVA、UVB波段的最大暴露以及正对太阳120°的旋转角内的平均暴露的大小排序均是尼格罗人种女性>蒙古人种女性>尼格罗人种男性>蒙古人种男性>高加索人种女性>高加索人种男性。2.高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型的3D MOOAI的大小排序为:尼格罗人种女性>蒙古人种女性>尼格罗人种男性>蒙古人种男性>高加索人种女性>高加索人种男性。3.当SEA在19.69°-24.58°区间范围内,高加索人种男性面部模型3D MOOAI保持不变在最高值,而女性最高值是在SEA19.69°-27.45°区间范围内保持不变,当SEA在27.6°-51.36°区间范围内,男性面部模型3D MOOAI随SEA增高开始缓慢下降,而女性是在SEA30.63°-54.23°区间范围内,随后男性面部模型3D MOOAI从SEA52.78°开始,下降速率骤然加快,直至SEA62.97°3D MOOAI到达0°,而女性从SEA55.48°开始,下降速率骤然加快,直至SEA75.29°到达0°;当SEA在19.69°-27.6°区间范围内,蒙古人种男性面部模型3D MOOAI保持不变在最高值,而女性最高值是在SEA17.99°-32.53°区间范围内保持不变,当SEA在28.08°-59.88°区间范围内,男性面部模型3D MOOAI随SEA增高开始缓慢下降,而女性是在SEA34.17°-70.41°区间范围内,随后男性面部模型3D MOOAI从SEA62.97°开始,下降速率骤然加快,直至SEA77.68°3D MOOAI到达0°,而女性是从SEA73.25°开始,下降速率骤然加快,直至SEA86.39°到达0°;当SEA在19.46°-63.44°区间范围内,尼格罗人种男性面部模型3D MOOAI保持不变在最高值,而女性最高值是在SEA19.98°-80.9°区间范围内保持不变,当SEA在66.53°-74.12°区间范围内,男性面部模型3D MOOAI随SEA增高开始缓慢下降,而女性是在SEA81.29°-84.85°区间范围内下降到71.027°并且保持不变,随后男性面部模型3D MOOAI从SEA77.21°开始,下降速率骤然加快,直至SEA84.28°3D MOOAI到达0°,女性从SEA88°开始,下降速率骤然加快。4.随着环境紫外辐射暴露强度的升高,高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型眼部UVA、UVB波段的紫外辐射暴露强度均随SEA升高先增大后减小,模型的3D MOOAI随SEA的增加先几乎保持不变,随后缓慢下降,最后急速下降直至0°,且下降的时间和速率各不相同。5.三人种两性面部模型眼部3D MOOAI与SEA存在负相关关系,相关性由大到小排序依次是高加索人种男性>高加索人种女性>蒙古人种男性>尼格罗人种男性>蒙古人种女性>尼格罗人种女性,且均具有统计学意义。6.高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型在UVA、UVB波段的紫外辐射暴露强度与3D MOOAI在人种性别上几乎均有显著性差异,只有尼格罗人种与蒙古人种在UVA波段SEA60°-90°、UVB波段65°-90°以及3D MOOAI没有显著性差异。UVA、UVB波段的紫外辐射暴露强度与眼部3D MOOAI在人种上的差异均是尼格罗人种>蒙古人种>高加索人种,在性别上的差异是女性>男性。7.高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型在UVA波段的紫外辐射暴露强度均是在SEA0°-45°以及60°-90°范围内SEA的系数所占权重更大,只有高加索人种女性例外,在SEA45°-60°范围内3D MOOAI的系数所占权重更大。在UVB波段的紫外辐射暴露强度均是在SEA0°-50°以及65°-90°范围内SEA的系数所占权重更大,只有蒙古人种男性例外,在SEA50°-65°范围内,3D MOOAI的系数所占权重更大。结论:1.高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型3D MOOAI的大小决定了高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型眼部紫外辐射暴露强度。2.高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型在SEA45°-60°和50°-65°时,3D MOOAI分别对UVA、UVB波段的眼部紫外辐射暴露强度的影响作用高于SEA。3.高加索、蒙古和尼格罗三人种两性面部模型在SEA其它范围内时,3D MOOAI分别对UVA、UVB波段的眼部紫外辐射暴露强度的影响虽然没有SEA的作用强,但也佐证了3D MOOAI对眼部紫外辐射暴露强度的遮挡作用。