Intelligent tools to control the effect of radiation on the eye
Authors: Αδαμοπούλου Μαρία 
Published: September 2024

Αυτή η διατριβή εξετάζει πώς ορισμένοι ανθρώπινοι ιστοί, όπως του ματιού, είναι ευάλωτοι στη βλάβη από ακτινοβολία. Ιδιαίτερα, ο φακός του ματιού έχει επιδείξει σημαντική ευαισθησία στηχαμηλή ακτινοβολία μέσω διαφόρων διεργασιών. Έχει γίνει προσπάθεια από τη Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από τη Ραδιενέργεια (ICRP) να αναθεωρήσει τις οδηγίες για τα αποδεκτά όρια για την έκθεση σε ακτινοβολία-LET. Η εργασία προσφέρει σημαντικές προοπτικές σχετικάμε το πώς η ακτινοβολία επηρεάζει τους ανθρώπινους ιστούς, τονίζοντας την ανάγκη για σωστές οδηγίες έκθεσης στην ακτινοβολία. Επίσης, εξετάζει το πιθανό αντίκτυπο της ακτινοβολίας σε άλλες ασθένειες του ματιού και στην ανάπτυξη καταρράκτη μεταξύ εργαζομένων στην υγεία, προσωπικού πτήσης και αστροναυτών. Αυτή η διατριβή θα μπορούσε να προσφέρει πολύτιμες εισαγωγές στις επιπτώσεις των ακτινοβολιών στην ανάπτυξη ασθενειών του ματιού και να βοηθήσει στο σχεδιασμό στρατηγικών προστασίας από την ακτινοβολία. Πρόσφατες μελέτες υποστηρίζουν την καθιερωμένη αντίληψη ότι ο φακός του ματιού είναι ένας από τους πιο ραδιοευαίσθητους ιστούς του ανθρώπινου σώματος, ειδικά στην οφθαλμική περιοχή. Η παρούσα εργασία μελετά την επίδραση της μη-ιονίζουσας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να προκαλέσει καταρράκτη ή άλλες ασθένειες του οφθαλμού. Εκτελέσαμε εκτεταμένες πειραματικές μελέτες εκθέτοντας οφθαλμό σε μικροκυματική ακτινοβολία για εκτεταμένα χρονικά διαστήματα διατηρώντας σταθερή την περιβαλλοντική θερμοκρασία χρησιμοποιώντας μια υπολογιστική πλατφόρμα. Προκειμένου να προσομοιώσουμε τη χρήση κινητού τηλεφώνου, και οι δύο ματιές εκτέθηκαν σε μικροκυματική ακτινοβολία στα 0,8 έως 1,2 GHz και 2,0 W από απόσταση 2 έως 5 εκατοστών. Η έρευνα της κατανομής του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (EMF) στα ζωντανά ιστούς προσομοιώθηκε χρησιμοποιώντας το μοντέλο MIDAS head phantom της πλατφόρμας Sim4Life για εξατομικευμένες προβλέψεις μέσω προσεγγίσεων Digital Twins. Σύμφωνα με την έρευνά μας, αυτή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προκαλεί κατά μέσο όρο ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας έως 2 °C. Ειδικότερα, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολίαπροκαλεί επιδράσεις σχετικές με τη θερμοκρασία στα οπίσθια κυρίως τμήματα του ματιού. Αυτό εξηγείται από την ροή θερμότητας που παράγει η ροή αίματος αυτών των περιοχών. Η εκτεταμένη έκθεση (δηλαδή, περισσότερο από 20 λεπτά) στα 2,0 W στα 1,1 GHz είναι επιζήμια για την υγεία των ματιών και την οπτική απόδοση. Η αύξηση της θερμοκρασίας είναι η κύρια αιτία δυνητικών διαδικασιών βλάβης για το φάσμα της μη-ιονίζουσας ακτινοβολίας, σύμφωνα με Διεθνείς Οργανισμούς Ρύθμισης όπως η ICRP και η ICNIRP. Η μελέτη δείχνει αναμφισβήτητα ότι η μικροκυματική ακτινοβολία έχει επίδραση στις δομές του ματιού, εισάγοντας κινδύνους για άμεσες και μακροπρόθεσμες συνέπειες. Οι οπτικές ιδιότητες μετάδοσης αυτών των δομών επηρεάζονται από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που υπερβαίνει συγκεκριμένα όρια ενέργειας, ενδεικνύοντας δυνητική βλάβη σε αυτές. Η τρέχουσα μεθοδολογία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί για την εξατομίκευση μέτρων ασφαλείας στον χώρο εργασίας/περιβάλλοντος ή ακόμη και τεχνικών θεραπειών για ιστούς του ματιού, όπως όλα τα μοντέλα Digital Twins.