ITLI20010010A1 - MULTI-USER APPARATUS FOR REAL TIME MEASUREMENT AND REMOTE CONTROL OF THE SOLAR ULTRAVIOLET RADIATION DOSE. - Google Patents

MULTI-USER APPARATUS FOR REAL TIME MEASUREMENT AND REMOTE CONTROL OF THE SOLAR ULTRAVIOLET RADIATION DOSE. Download PDF

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ITLI20010010A1
ITLI20010010A1 ITLI20010010A ITLI20010010A1 IT LI20010010 A1 ITLI20010010 A1 IT LI20010010A1 IT LI20010010 A ITLI20010010 A IT LI20010010A IT LI20010010 A1 ITLI20010010 A1 IT LI20010010A1
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IT
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dose
erythemic
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central module
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Inventor
Emilio Simeone
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Flyby Srl
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo: Description of the industrial invention entitled:

“APPARATO MULTIUTENTE PER LA MISURA ED IL CONTROLLO REMOTO IN TEMPO REALE DELLA DOSE DI RADIAZIONE ULTRAVIOLETTA SOLARE" "MULTI-USER DEVICE FOR MEASURING AND REMOTE CONTROL IN REAL TIME OF THE DOSE OF SOLAR ULTRAVIOLET RADIATION"

RIASSUNTO SUMMARY

L'invenzione si inserisce nel settore dei metodi e delle apparecchiature utilizzate per la misura ed il controllo della dose di radiazione UV in relazione agli effetti fotodermatologici della cute umana. Più in particolare, l'invenzione è diretta ad una famiglia di apparati da impiegare nel settore turistico per la tutela della salute del turista (es. bagnante) che si espone alla radiazione solare almeno per quel che riguarda la prevenzione da eritema solare. The invention is part of the field of methods and equipment used for measuring and controlling the dose of UV radiation in relation to the photodermatological effects of human skin. More specifically, the invention is directed to a family of apparatuses to be used in the tourism sector for the protection of the health of the tourist (eg bather) who is exposed to solar radiation at least as regards the prevention of solar erythema.

La dose di radiazione ultravioletta (UV) solare per un dato evento di esposizione della persona e' un parametro critico per la sua salute in quanto ad essa sono legati diversi effetti dermatologici come ad esempio l’insorgenza di eritemi. Se considerati nel lungo termine, sia il numero di scottature (eritemi) che l’entità' della dose UV cumulativa assunta sono correlate alla probabilità’ di insorgenza di tumori della pelle di diverso tipo e comunque alla perdita di elasticità della cute. The dose of solar ultraviolet (UV) radiation for a given event of exposure of the person is a critical parameter for his health as various dermatological effects are linked to it, such as the onset of erythema. If considered in the long term, both the number of burns (erythema) and the amount of the cumulative UV dose taken are related to the probability of the onset of skin cancers of different types and in any case to the loss of skin elasticity.

Allo stato attuale, per la prevenzione dell’eritema solare sono utilizzati dosimetri fisici (radiometri a larga banda) o chimici (cerotti fotosensibili) portatili, oppure, in alcuni paesi, informazioni e consigli legati a stime della radiazione UV solare (es. indice UV) presente o prevista per il mezzogiorno locale. At present, portable physical (broadband radiometers) or chemical (photosensitive patches) dosimeters are used for the prevention of solar erythema, or, in some countries, information and advice related to estimates of solar UV radiation (e.g. UV index ) present or scheduled for local midday.

Nel primo caso l’utente deve acquistare il dosimetro e deve affrontare il problema di programmare il dosimetro nel caso fisico o di scegliere il grado di fotosensibilità’ piu’ opportuno nel caso chimico, secondo le caratteristiche di fotosensibilità’ UV delia propria pelle. In the first case, the user must purchase the dosimeter and face the problem of programming the dosimeter in the physical case or of choosing the most appropriate degree of photosensitivity in the chemical case, according to the UV photosensitivity characteristics of his own skin.

Nel caso invece di informazioni legate all’indice UV, sia le informazioni riguardo il livello di radiazione che le conseguenti norme di comportamento consigliate sono spesso troppo generiche (non personalizzate) ed inadeguate per mettere l’utente in grado di fruire con serenità’ della radiazione solare. On the other hand, in the case of information related to the UV index, both the information regarding the level of radiation and the consequent recommended rules of behavior are often too general (not personalized) and inadequate to enable the user to enjoy the radiation with serenity. solar.

Il sistema ha lo scopo di fornire contemporaneamente a diversi utenti che si espongono al sole, un servizio di controllo della dose UV efficace eritemica accumulata da ciascuno di essi a partire da un dato istante specifico, caratterizzando la fotosensibilità' di ciascun utente prima dell’esposizione (minima dose eritemica - MED), effettuando in tempo reale la misura di tali dosi tenendo conto delle eventuali variazioni delle condizioni di irraggiamento UV ambientale ed in particolare consentendo in ogni momento a ciascun utente di conoscere la dose fino a quel momento da lui accumulata e di paragonarla con un determinato valore critico (soglia) di sicurezza caratteristico assegnato all’utente stesso. The system aims to provide simultaneously to different users who expose themselves to the sun, a control service of the effective erythemic UV dose accumulated by each of them starting from a given specific instant, characterizing the photosensitivity of each user before exposure. (minimum erythemic dose - MED), measuring these doses in real time, taking into account any changes in the environmental UV irradiation conditions and in particular allowing each user to know the dose accumulated up to that moment and to compare it with a specific critical safety value (threshold) assigned to the user himself.

La dose eritemica minima (MED) sulla base della quale e' possibile stabilire il valore di soglia della dose crìtica assumibile, viene determinato prima dell’evento di esposizione mediante un sistema esperto basato su anamnesi fotodermatologica e/o analisi di alcune proprietà’ ottiche della cute dell’utente. Il sistema e’ quindi in grado di misurare la dose accumulata da ciascun utente (funzione di dosimetro personalizzato) e di regolarne l'entità' a partire dall’istante in cui egli ha iniziato ad esporsi alla radiazione solare, tenendo conto della dose UV eritemica integrale da lui effettivamente accumulata a partire da tale istante. The minimum erythemic dose (MED) on the basis of which it is possible to establish the threshold value of the critical dose that can be taken, is determined before the exposure event by means of an expert system based on photodermatological history and / or analysis of some optical properties of the skin of the user. The system is therefore able to measure the dose accumulated by each user (customized dosimeter function) and to adjust its entity starting from the instant in which he began to expose himself to solar radiation, taking into account the erythemic UV dose. integral which he actually accumulated starting from that instant.

Tale metodo, basato sulla misura in tempo reale della dose UV eritemica, consente di tenere conto automaticamente e direttamente della dose assunta da ciascun utente, risultante dal contributo dei diversi livelli di radiazione UV che raggiungono l’utente durante il corso della sua esposizione (ad esempio legate a variazioni delle condizioni atmosferiche, strato di ozono stratosferico, inquinamento troposferico, angolo di zenith del sole, albedo superficiale,..). This method, based on the real-time measurement of the erythemic UV dose, allows to automatically and directly take into account the dose taken by each user, resulting from the contribution of the different levels of UV radiation that reach the user during the course of his exposure (e.g. example related to variations in atmospheric conditions, stratospheric ozone layer, tropospheric pollution, zenith angle of the sun, surface albedo, ..).

Il sistema è in grado inoltre di determinare e comunicare tale dose all’utente prima dell'esposizione ed in particolare di mettere in grado l’utente in ogni istante durante l’esposizione, anche in località’ remota, di verificare il valore di dose UV accumulata tramite uno o piu’ mezzi di comunicazione (display luminoso, segnale su terminale utente remoto,...). Ciascun utente può' venire inoltre personalmente avvisato con un messaggio personalizzato dell’imminente raggiungimento della propria soglia di dose eritemica, consentendogli di terminare l’esposizione al sole, evitando almeno gli effetti eritemici indotti da una dose di radiazione solare ultravioletta eccessiva. The system is also able to determine and communicate this dose to the user before exposure and in particular to enable the user to check the UV dose value at any time during the exposure, even in remote locations. accumulated through one or more means of communication (luminous display, signal on remote user terminal, ...). Each user can also be personally notified with a personalized message of the imminent achievement of their erythemic dose threshold, allowing them to end exposure to the sun, avoiding at least the erythemic effects induced by an excessive dose of ultraviolet solar radiation.

In particolare il sistema e’ in grado di monitorare la dose assunta per due diverse modalità’ di esposizione della cute: In particular, the system is able to monitor the dose taken for two different modes of skin exposure:

- zona cutanea esposta parallelamente al piano orizzontale locale (radiazione solare globale orizzontale) - skin area exposed parallel to the local horizontal plane (global horizontal solar radiation)

- zona cutanea esposta normalmente alla direzione individuata dal disco solare (radiazione solare globale normale) - skin area normally exposed to the direction identified by the solar disk (normal global solar radiation)

Tale differenza e’ particolarmente importante nel caso di cielo sereno in assenza di foschia o di nubi e per angoli di zenith solare intermedi (es. 25-40 gradi), e la sua importanza e’ documentata dal fatto che e’ tipico l’arrossamento (eritema) della pelle in corrispondenza di alcune parti del corpo piuttosto che in altre (es. spalle, caviglie), durante l’esposizione del corpo quando l’atmosfera e’ particolarmente tersa. This difference is particularly important in the case of clear skies in the absence of haze or clouds and for intermediate solar zenith angles (e.g. 25-40 degrees), and its importance is documented by the fact that reddening is typical. (erythema) of the skin in correspondence with some parts of the body rather than in others (eg shoulders, ankles), during exposure of the body when the atmosphere is particularly clear.

La dose UV eritemica accumulata viene misurata tenendo conto anche dell’eventuale presenza di agenti fotoprotettivi UV applicati sulla cute dell’utente, valutando il potere filtrante di tali prodotti secondo gii standard utilizzati a livello nazionale ed internazionale (es. COLIPA, FDA, [7], [8] ). The accumulated UV erythemic dose is measured also taking into account the possible presence of UV photoprotective agents applied to the user's skin, evaluating the filtering power of these products according to the standards used nationally and internationally (eg. COLIPA, FDA, [7 ], [8]).

Il sistema e’ in grado inoltre di prevedere il valore di UV index (indice UV definito dal World Meteorological Organization) al mezzogiorno solare locale nel caso le condizioni meteorologiche presenti si mantengano stazionarie. The system is also able to predict the UV index value (UV index defined by the World Meteorological Organization) at local solar noon if the present weather conditions remain stationary.

Il sistema infine e’ in grado di fornire all’utente prima dell’inizio dell’esposizione, una stima approssimata preventiva dell’ampiezza dell’intervallo di tempo d’esposizione legato alla dose di sicurezza impostata ed a partire da un dato istante di inizio esposizione impostato, prevedendo in particolare quale sara' l’irradianza eritemica durante l'intervallo di esposizione, in funzione della variazione della posizione del sole rispetto alla località geografica in cui si trova l’utente, nel caso di condizioni meteorologiche costanti attuali e/o tenendo conto del caso piu’ a rischio, in cui le condizioni meteorologiche siano quelle di cielo sereno. Nei disegni: Finally, the system is able to provide the user, before the start of the exposure, with an approximate estimate of the length of the exposure time interval linked to the safety dose set and starting from a given starting instant. exposure set, predicting in particular what the erythemic irradiance will be during the exposure interval, according to the variation of the position of the sun with respect to the geographical location in which the user is located, in the case of constant current weather conditions and / or taking into account the most risky case, in which the meteorological conditions are those of clear skies. In the drawings:

- la fig. 1 illustra una tabella dei fototipi tradizionalmente usati secondo la normativa DIN-5050; - fig. 1 illustrates a table of phototypes traditionally used according to the DIN-5050 standard;

- la fig. 2 mostra lo spettro di azione eritemico per la pelle umana secondo lo standard internazionale CIE; - fig. 2 shows the erythemic action spectrum for human skin according to the CIE international standard;

- la fig. 3 mostra schematicamente l’attuazione di una configurazione di sistema secondo l’invenzione. - fig. 3 schematically shows the implementation of a system configuration according to the invention.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

In una forma preferita di realizzazione, il sistema consiste almeno dei seguenti moduli: In a preferred embodiment, the system consists at least of the following modules:

A. Modulo sistema esperto A. Expert system module

Determina il valore di minima dose eritemica (MED) caratteristico di un dato utente mediante un questionario con anamnesi specifica per la fotodermatologia e/o sulla base di una o piu’ misure relative alle proprietà’ ottiche della pelle legate alla riflessione e/o alla retrodiffusione della radiazione elettromagnetica nello spettro visibile e/o infrarosso emessa da una o piu’ sorgenti. Determines the value of minimum erythemic dose (MED) characteristic of a given user through a questionnaire with specific history for photodermatology and / or on the basis of one or more measures relating to the optical properties of the skin related to reflection and / or backscatter of the electromagnetic radiation in the visible and / or infrared spectrum emitted by one or more sources.

Il valore di MED può essere determinato prima di ogni esposizione tenendo conto delle condizioni fotoprotettive costitutive e facoltative dell’utente. The MED value can be determined before each exposure taking into account the constitutive and optional photoprotective conditions of the user.

B. Modulo misura irradianza efficace eritemica solare B. Solar erythemic effective irradiance measurement module

Tale modulo ha lo scopo di misurare l'irradianza solare responsabile dell’effetto eritemico della cute umana. This module aims to measure the solar irradiance responsible for the erythemic effect of human skin.

Il modulo fornisce quindi la misura istantanea dell' irradianza eritemica efficace della radiazione solare, secondo lo spettro di azione eritemico per la cute umana. The module therefore provides instant measurement of the effective erythemic irradiance of solar radiation, according to the erythemic action spectrum for human skin.

Tale modulo fornisce almeno l’irradianza globale orizzontale, ed eventualmente anche quella globale normale, oppure fornisce dati dai quali tale/tali irradianze siano deducibili indirettamente (es. da dati satellitari dedicati all’osservazione della terra e dell’atmosfera). This module provides at least the horizontal global irradiance, and possibly also the normal global one, or provides data from which this / these irradiations are indirectly deductible (eg from satellite data dedicated to the observation of the earth and the atmosphere).

C. Modulo centrale C. Central module

Tale unita’ svolge almeno le seguenti operazioni: This unit performs at least the following operations:

1) acquisisce la minima dose eritemica (MED) specifica dell’utente nelle condizioni in cui egli si trova appena prima dell'esposizione, da un'altra unita' esterna (ad esempio sistema esperto esterno remoto connesso telematicamente), oppure direttamente da altre fonti che dispongano di tale dato (es. utente stesso via terminale), oppure infine determinandola esso stesso (in quest’ultimo caso incorporando in se stesso il modulo sistema esperto A. o parte di esso) 1) acquires the minimum erythemic dose (MED) specific to the user in the conditions in which he is just before the exposure, from another external unit (for example, remote external expert system connected electronically), or directly from other sources that have this data (e.g. user himself via the terminal), or finally determining it himself (in the latter case by incorporating in itself the expert system module A. or part of it)

2) acquisisce in continuo in tempo reale direttamente dal modulo B. la misura dell’irradianza efficace eritemica e/o ricava in continuo indirettamente da tali dati e/o da altri dati disponibili (es. da analisi dati da satellite tramite rete telematica) i valori istantanei di irradianza globale orizzontale eritemica efficace e/o irradianza globale normale eritemica efficace relativi alle località’ in cui e’ erogato il servizio 2) acquires continuously in real time directly from module B. the measurement of the effective erythemic irradiance and / or obtains continuously indirectly from such data and / or from other available data (e.g. from satellite data analysis via telematic network) instantaneous values of effective erythemic horizontal global irradiance and / or effective erythemic normal global irradiance relative to the locality in which the service is provided

3) misura in tempo reale la dose eritemica efficace associata ad un dato istante di start-up del servizio (es. orario dell’alba solare locale) e ai dati acquisiti di irradianza globale orizzontale eritemica efficace e/o irradianza globale normale eritemica efficace 3) measures in real time the effective erythemic dose associated with a given instant of start-up of the service (e.g. local sunrise time) and the acquired data of effective erythemic horizontal global irradiance and / or effective normal erythemic global irradiance

4) misura in tempo reale per ciascun utente, la dose eritemica efficace associata ad un dato istante di inizio esposizione del singolo utente e ai dati acquisiti di irradianza globale orizzontale eritemica efficace e/o irradianza globale normale eritemica efficace 4) measure in real time for each user, the effective erythemic dose associated with a given instant of exposure start of the single user and the acquired data of effective erythemic horizontal global irradiance and / or effective erythemic normal global irradiance

5) gestisce la presentazione in tempo reale su pannello informativo del seguente dato: 5) manages the real-time presentation of the following data on the information panel:

a. dati relativi alla dose eritemica di cui al punto 3) a partire dal tempo di start-up to. data relating to the erythemic dose referred to in point 3) starting from the start-up time

ed eventualmente di: and possibly of:

b. dati relativi alle irradianze di cui al punto 2) b. data relating to the irradiance referred to in point 2)

c. per ciascun utente, la stima del tempo di esposizione residuo per raggiungere la dose eritemica critica legata al MED di cui al punto 1) c. for each user, the estimate of the residual exposure time to reach the critical erythemic dose linked to the MED referred to in point 1)

Il modulo Centrale inoltre può’ svolgere le seguenti funzioni : The Central module can also perform the following functions:

6) per ciascun utente prima che inizi l’esposizione, fornisce una stima preliminare dei tempi d’esposizione ottimali, nell’approssimazione di condizione meteorologica costante e/o di caso piu’ critico di cielo sereno, tenendo conto almeno dei seguenti parametri negli algoritmi di calcolo: 6) for each user before the exposure begins, it provides a preliminary estimate of the optimal exposure times, in the approximation of constant meteorological conditions and / or the most critical case of clear skies, taking into account at least the following parameters in the algorithms calculation:

a) dose minima eritemica (MED) dell’utente a) the user's minimum erythemic dose (MED)

b) data ed orario in cui dovrebbe iniziare l'esposizione dell’utente c) coordinate geografiche del luogo b) date and time when the user's exposure should begin c) geographical coordinates of the place

d) evoluzione temporale della posizione del sole relativa alla località’ geografica in questione (angolo di zenith ed eventualmente azimuth per sensori UV non isotropi) d) temporal evolution of the position of the sun relative to the geographical location in question (zenith angle and possibly azimuth for non-isotropic UV sensors)

e) eventuale fattore di protezione (SPF) dell’agente fotoprotettivo applicato dall’utente secondo condizioni standard e definito secondo gli standard internazionali (es.COLIPA e FDA [7] e [8]). f) irradianza globale orizzontale eritemica efficace e/o irradianza globale normale eritemica efficace del momento presente g) irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale e/o normale prevista per ogni istante futuro durante l’esposizione nel caso di condizioni meteorologiche stazionarie e) any protection factor (SPF) of the photoprotective agent applied by the user according to standard conditions and defined according to international standards (eg COLIPA and FDA [7] and [8]). f) effective global erythemic horizontal irradiance and / or effective global normal erythemic irradiance of the present moment g) horizontal and / or normal global effective erythemic UV irradiance expected for each future instant during exposure in the case of stationary weather conditions

e/o in alternativa a (f) ed (g) and / or alternatively to (f) and (g)

h) irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale e/o normale prevista per ogni istante futuro durante l’esposizione nel caso di condizioni meteorologiche di cielo sereno associate a uno o piu’ fattori quali: h) horizontal and / or normal global effective erythemic UV irradiance expected for each future instant during exposure in the case of clear weather conditions associated with one or more factors such as:

livello di ozono stratosferico locale local stratospheric ozone level

livello di aerosol locale local aerosol level

livello di umidita' dell’aria locale local air humidity level

concentrazioni locali di inquinanti troposferici local concentrations of tropospheric pollutants

ricettività’ UV del suolo locale (albedo) UV receptivity of the local soil (albedo)

altitudine del luogo altitude of the place

7) per ciascun utente prima che inizi l’esposizione, fornisce la stima del fattore di protezione (SPF) della sostanza fotoprotettrice da applicare alla pelle dell’utente in condizioni standard, in funzione dei seguenti parametri, nell’ipotesi di condizioni meteorologiche attuali e/o nell’ipotesi piu’ critica di cielo sereno: 7) for each user before the exposure begins, provides the estimate of the protection factor (SPF) of the photoprotective substance to be applied to the user's skin under standard conditions, according to the following parameters, assuming current weather conditions and / or in the most critical hypothesis of clear skies:

a. dose minima eritemica (MED) dell’utente to. minimum erythemic dose (MED) of the user

b. data ed orario in cui dovrebbe iniziare l’esposizione dell'utente c. coordinate geografiche del luogo b. date and time when user exposure should begin c. geographical coordinates of the place

d. intervallo temporale di durata dell’esposizione desiderata (limitato ad un valore di sicurezza massimo impostabile) e. evoluzione temporale della posizione del sole relativa alla località’ geografica in questione (angolo di zenith ed eventualmente azimuth per sensori non isotropi) d. time interval of duration of the desired exposure (limited to a maximum safety value that can be set) e. temporal evolution of the position of the sun relative to the geographical location in question (zenith angle and possibly azimuth for non-isotropic sensors)

f. irradianza globale orizzontale eritemica efficace e/o irradianza globale normale eritemica efficace del momento presente g. irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale e normale prevista per ogni istante futuro durante l’esposizione nel caso di condizioni meteorologiche stazionarie f. effective erythemic horizontal global irradiance and / or present moment effective erythemic normal global irradiance g. horizontal and normal global effective erythemic UV irradiance expected for each future instant during exposure in the case of stationary weather conditions

e/o in alternativa ad f. ed g. and / or as an alternative to f. and g.

h. irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale e normale prevista per ogni istante futuro durante l’esposizione nel caso di condizioni meteorologiche di cielo sereno associate ad uno o piu’ dei seguenti fattori: h. horizontal and normal global effective erythemic UV irradiance expected for each future instant during exposure in the case of clear weather conditions associated with one or more of the following factors:

livello di ozono stratosferico locale local stratospheric ozone level

livello di aerosol locale local aerosol level

livello di umidita’ dell'alfa locale humidity level of the local alpha

concentrazioni locali di inquinanti troposferici local concentrations of tropospheric pollutants

riflettivita’ UV del suolo locale (albedo) UV reflectivity of the local soil (albedo)

altitudine del luogo altitude of the place

8) gestisce in tempo reale per ciascun utente i segnali di start/stop esposizione, ed eventualmente il segnale di start e/o di stop generati dal terminale utente remoto nel caso sussista un link bidirezionale. D. Modulo presentazione dati utente 8) manages in real time for each user the start / stop display signals, and possibly the start and / or stop signal generated by the remote user terminal if there is a bidirectional link. D. User data submission form

Rende visibile, direttamente dal luogo in cui gli utenti si trovano ad esporsi al sole ed in tempo reale, il seguente dato: It makes the following data visible, directly from the place where users are exposed to the sun and in real time:

• dati relativi alla dose eritemica di cui al punto C.3 a partire dal tempo di start-up servizio • data relating to the erythemic dose referred to in point C.3 starting from the service start-up time

ed eventualmente anche i seguenti dati : and possibly also the following data:

• dati relativi alle irradianze di cui al punto C.2 • data relating to the irradiance referred to in point C.2

• per ciascun utente, la stima del tempo di esposizione residuo per raggiungere la dose eritemica critica legata al MED di cui al punto C.1 • for each user, the estimate of the residual exposure time to reach the critical erythemic dose linked to the MED referred to in point C.1

Il sistema può’ eventualmente essere corredato dei seguenti moduli accessori: The system can possibly be equipped with the following accessory modules:

E. Modulo gestione link terminale remoto utente E. User remote terminal link management module

Tale unita’ gestisce la trasmissione dati dal modulo centrale del sistema verso ciascun utente ed, eventualmente nel caso il link sia di tipo bidirezionale, la ricezione da parte di ciascun utente dotato di terminale remoto, di almeno le segnalazione relativa aN’evento di start e/o stop dell’ esposizione. This unit manages the data transmission from the central module of the system to each user and, if the link is of the bidirectional type, the reception by each user equipped with a remote terminal of at least the signals relating to the start event and / or stop of exposure.

F. Terminale remoto utente F. Remote user terminal

Tale dispositivo, univocamente assegnato a ciascun utente, gestisce la ricezione ed eventualmente la trasmissione verso il sistema, di almeno la segnalazione relativa all’evento di start e/o di stop dell’esposizione alla radiazione solare dell’utente. This device, uniquely assigned to each user, manages the reception and possibly the transmission to the system of at least the signaling relating to the start and / or stop event of the user's exposure to solar radiation.

Il link E- F può’ essere sfruttato eventualmente anche per scambiare altri tipi di informazioni tra unita’ centrale ed utenti ed essere implementato in qualunque modo (link a radiofrequenza, link telematico, link telefonico, ...) in modo unidirezionale o bidirezionale. The E-F link can possibly also be used to exchange other types of information between the central unit and users and be implemented in any way (radio frequency link, telematic link, telephone link, ...) in a unidirectional or bidirectional way.

Inoltre, tutte le funzioni con l’eccezione della funzione C. 3 e della C. 5. a possono essere svolte da ciascun terminale utente remoto informato dei dati necessari dal modulo centrale C. attraverso il link E.-F. In addition, all functions with the exception of function C. 3 and C. 5. a can be performed by each remote user terminal informed of the necessary data by the central module C. through the link E.-F.

Algoritmi caratteristici Characteristic algorithms

L’apparato nei suoi diversi moduli, utilizza i seguenti metodi di misura e di calcolo: The device in its various modules uses the following measurement and calculation methods:

A. Modulo sistema esperto A. Expert system module

Determinazione della dose eritemica minima (MED) dell’utente mediante algoritmo di correlazione di tale parametro specifico dell’utente con i dati acquisiti nelle seguenti modalità’: Determination of the user's minimum erythemic dose (MED) using the correlation algorithm of this user-specific parameter with the data acquired in the following ways:

1) Dati da questionario (anamnesi fotodermatologica) 1) Data from questionnaire (photodermatological history)

Il questionario richiede almeno dati caratteristici del fenotipo dell’utente, delle sue abitudini ed esperienze riscontrate relativamente alle passate esposizioni della propria pelle alla radiazione solare. Ad esempio si veda [1] e [2], The questionnaire requires at least characteristic data of the user's phenotype, their habits and experiences found in relation to past exposure of their skin to solar radiation. For example see [1] and [2],

2) Dati da uno strumento ottico o opto-elettronico che sfrutta la radiazione elettromagnetica visibile e/o infrarossa emessa da una o piu’ sorgenti e fornisce dati in funzione delle misure della radiazione riflessa e/o retrodiffusa dalia cute e della radiazione emessa dalla sorgente incidente sulla cute 2) Data from an optical or opto-electronic instrument that exploits the visible and / or infrared electromagnetic radiation emitted by one or more sources and provides data according to the measurements of the reflected and / or backscattered radiation from the skin and the radiation emitted by the source incident on the skin

Lo strumento ottico può’ sfruttare la luce riflessa direttamente dalla cute (es. colorimetria cutanea) oppure la radiazione retrodiffusa dai diversi strati della cute (es. spettrofotometria cutanea) per una o piu’ lunghezze d'onda. The optical instrument can exploit the light reflected directly from the skin (eg skin colorimetry) or the backscattered radiation from the different layers of the skin (eg skin spectrophotometry) for one or more wavelengths.

3) integrazione dati dalle sopra citate modalità’ 1) e 2) 3) integration of data from the aforementioned methods' 1) and 2)

B. Modulo misura irradianza efficace eritemica solare B. Solar erythemic effective irradiance measurement module

Tale modulo deve almeno fornire l’irradianza eritemica efficace globale orizzontale, ed eventualmente anche quella globale normale oppure dati dai quali tale/tali quantità’ siano deducibili indirettamente (es. dati da satelliti per osservazione della terra). A tale scopo il modulo può' essere eventualmente equipaggiato con piu’ sensori (es. spettroradiometro “shadow-band" ) per misurare direttamente o ricavare indirettamente le diverse componenti della radizione solare necessarie al calcolo, utilizzando eventualmente anche l'informazione sull’angolo di zenith solare z, calcolato in base alle coordinate geografiche ed alla data ed orario locali. This module must at least provide the horizontal effective global erythemic irradiance, and possibly also the normal global one or data from which this / these quantities are indirectly deductible (eg data from earth observation satellites). For this purpose, the module can possibly be equipped with more sensors (eg "shadow-band" spectroradiometer) to measure directly or indirectly obtain the different components of the solar radiation necessary for the calculation, possibly also using the information on the angle of solar zenith z, calculated on the basis of geographic coordinates and local date and time.

In figura 2 e’ mostrato un esempio di spettro di azione eritemico, definito tra 280 e 400 nm. Figure 2 shows an example of an erythemic action spectrum, defined between 280 and 400 nm.

Il modulo può’ sfruttare sia misuratori basati su sensori a banda larga (es. Yankee Environmental Systems Model UVB-1 Pyranometer) oppure spettroradiometri con risposta Lambertiana (es. Glen Spectra Ltd. OL754-PMT), la cui misura viene poi utilizzata secondo la seguente formula per la determinazione dell'irradianza eritemica efficace: The module can exploit both meters based on broadband sensors (eg Yankee Environmental Systems Model UVB-1 Pyranometer) or spectroradiometers with Lambertian response (eg Glen Spectra Ltd. OL754-PMT), whose measurement is then used according to the following formula for determining the effective erythemic irradiance:

dove: where is it:

λ indica la lunghezza d’onda λ indicates the wavelength

t indica il tempo t indicates time

irradianza eritemica efficace al tempo t (es. W/m2) effective erythemic irradiance at time t (e.g. W / m2)

irradianza spettrale misurata dallo spettroradiometro (es. spectral irradiance measured by the spectroradiometer (eg.

W/(m2*nm)) ; = spettro di azione eritemico (es. spettro d’azione eritemico CIE) Infine il modulo può’ fornire dati caratteristici dell’atmosfera (es. strato di ozono stratosferico, caratteristiche delle nubi presenti, aerosol, vapore acqueo,...) in modo da consentire la stima indiretta dei valori di irradianza tramite calcoli appropriati (es. modelli di trasferimento radiativo). ;Inoltre la misura deve comunque rispettare la dipendenza angolare dalla direzione della radiazione incidente della pelle umana che risulta di tipo Lambertiano (risposta coseno). ;C. Modulo centrale ;Il modulo centrale svolge le seguenti operazioni: ;1) acquisizione e/o calcolo di : ;a) irrradianza eritemica efficace globale orizzontale Gh ed eventualmente irradianza eritemica efficace globale normale Gn Tale parametro può’ essere direttamente acquisito o calcolato sulla base dei dati forniti dal modulo di misura B. e/o calcolato indirettamente dal modulo centrale sfruttando dati provenienti da altre fonti (es. dati satellitari) in base a modelli di calcolo (es. modelli di trasferimento radiativo). ;2) calcolo della dose efficace eritemica a partire da un’istante di start-up tstartup ;a) dose eritemica efficace globale orizzontale ;Il calcolo di tale dose all’istante t > tstartup avviene secondo la seguente formula: ;;; ;; b) dose eritemica efficace globale normale ;Il calcolo di tale dose all’istante t > tstartup avviene secondo la seguente formula: ;;; ;; 3) calcolo della dose efficace eritemica a partire da un dato istante tstartj associato all'utente i-esimo ;Il calcolo di tale dose avviene per l’utente i-esimo secondo le stesse formule descritte al punto 2), dove l’integrale anziché dall’istante di start-up viene calcolato a partire da tstartj . ;4) gestione del segnale di start e stop esposizione utente i-esimo ;La gestione del segnale di start (tstart,) può’ avvenire immediatamente o in modo ritardato, eventualmente sulla base di un segnale ricevuto dal modulo centrale proveniente dell’utente secondo un qualsiasi canale (es. link bidirezionale modulo centrale e terminale utente). ;La generazione dei segnali di stop da parte del modulo centrale avviene all’istante tstopi al verificarsi di almeno una delle seguenti condizioni di dose critica e quindi di allarme: ;; ;; dove Kh, e Knj sono due costanti adimensionali minori o uguali di 1 , definibili in base a diversi criteri di sicurezza ed eventualmente personalizzati per ciascun utente, e MED, rappresenta la dose eritemica minima caratteristica dell’utente i-esimo. ;I segnali di stop per ciascun utente possono essere anche piu’ di uno, riportando all’utente diversi livelli di sicurezza nell'esposizione. ;E' da notare che tali segnali non sono direttamente correlati al livello di radiazione (irradianza) UV istantaneo, che può’ quindi assumere qualunque valore durante l'esposizione dell’utente (es. variazioni dovute a condizioni meteorologiche), bensì’ alla dose di energia accumulata a partire da tstart, . ;Il segnale di stop può’ essere eventualmente generato anche dall'utente prima di aver assunto l’intera dose di sicurezza e tale segnale quindi essere ricevuto dal modulo centrale che eventualmente provvede a registrare e gestire tale evento (es. pausa temporanea dell’esposizione). ;5) Acquisizione e presentazione all'utente i-esimo del MED e della dose accumulata a partire da t=startup ;Il MED dell’utente i-esimo viene acquisito dal modulo sistema esperto ed il valore di dose critica DoseStop_ viene fornito all’utente con un qualsiasi mezzo di comunicazione prima che dia inizio all'esposizione. ;Il valore della dose accumulata dall’istante di startup (istante comunque precedente a qualunque tstartj per qualunque utente i) viene aggiornato in tempo reale sul modulo di presentazione dati utenti. ;In tal modo il valore di dose critica DoseStop_ , fornito all’utente nelle stesse unità di misura con in cui è calcolato e fornita la dose accumulata a partire da startup, può essere utilizzato dall'utente per verificare quanta dose ha accumulato a partire da tstartj nel seguente modo: ;• all’istante tstartj, quando l’utente i-esimo inizia l’esposizione, egli conosce dal modulo di presentazione dati il valore di dose accumulata fino a tale istante a partire da tstartup (DoseStartup(tstarti)) ;• in qualunque istante successivo a tstartj l’utente può calcolare la dose da lui accumulata a partire da tstartj secondo la seguente relazione: ;Dose(t) = DoseStartup(t) - DoseStartup(tstarti) ;quindi, conoscendo la propria dose critica (es. DoseStop_ = ; può verificare in ogni istante t> tstarti se egli ha già assunto la sua dose critica oppure se può ancora rimanere esposto al sole per raggiungerla, confrontando i valori di Dose(t) e DoseStop_. ;Se l'utente dispone di un terminale utente in cui sono state trasferite alcune funzioni svolte del modulo Centrale C. , ed ha ricevuto il valore di dose critica, il valore di tstarti e riceve da tale modulo il valore DoseStartup(t) istantaneo, può’ esso stesso fornire all’utente l’informazione della dose residua. ;Nel caso riceva anche il valore d’irradianza eritemica efficace, può’ calcolare e fornire all’utente una stima del tempo residuo per assumere la propria dose critica, basandosi sull’ algoritmo 6) o altri suoi equivalenti semplificati. ;6) Stima del tempo di esposizione per l’utente i-esimo ;Allo scopo di dare un'indicazione all’utente dei tempi di esposizione associati alle dosi critiche di radiazione eritemica efficace possono essere effettuate le seguenti stime: ;a. Tempo necessario all’utente i-esimo per assumere una dose critica a partire da un istante assegnato (tstartj) in condizioni meteorologiche stazionarie ;Dati di input ;- MED, : dose minima eritemica caratteristica dell’utente i-esimo - Coefficiente di sicurezza Khj ;- IrrGh(to) : irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale al momento presente ;- (Lat, Lng, Alt) : coordinate geografiche locali quali latitudine, longitudine, altitudine ;- to: data ed ora (definita almeno fino al minuto) del momento presente ;- tstartj : data ed ora (definita almeno fino al minuto) in cui l’utente dovrebbe iniziare l’esposizione ;- SPF: valore del fattore di protezione dell’agente fotoprotettivo eventualmente applicato sulla cute dell’utente in quantità’ e condizioni standard ;Algoritmo ;- Calcolo dell’angolo di zenith (ed eventualmente dell’ azimuth solare) ;; Vedi ad esempio [6] ;- Calcolo dell’irradianza irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale all’istante t > to ;; ;;; dove e’ una funzione che ;esprìme la frazione della massima irradianza globale orizzontale ottenibile in condizioni di sole allo zenith nelle condizioni meteorologiche relative al tempo t0, come funzione dell’angolo di zenith SZA. ;- Calcolo dell’istante tstop, previsto in cui sara’ accumulata la dose ; Il tempo t > tstarti per cui si prevede sia stata assunta sul piano orizzontale la dose Dose(t) soddisfa alla seguente relazione: ;; ; Calcolando l’integrale di cui sopra per t > tstartj crescenti, il tempo tstopi per il quale sara’ assunta la dose DoseGhj ;;; ;;; risulterà’ quindi dal primo valore di t per cui ;la seguente identità’ si troverà’ verificata: ;b. Tempo necessario all'utente i-esimo per assumere una dose ; a partire da un istante assegnato (tstartj) in condizioni meteorologiche stazionarie ;Dati di input ;Come caso a. precedente dove al posto di IrrGh(t0) e’ data IrrGn(t0) irradianza UV eritemica efficace globale normale al momento presente ed al posto del coefficiente di sicurezza per la radizione globale orizzontale e’ dato il coefficiente relativo alla radiazione globale normale. ;Algoritmo ;Come caso nel caso a. precedente dove al posto di al posto di ;; e’ utilizzata un’analoga funzione che ;che esprime la frazione della massima irradianza globale normale ottenibile in condizioni di sole allo zenith nelle condizioni meteorologiche relative al tempo to, come funzione dell’angolo di zenith SZA. ;c. Tempo necessario all’utente i-esimo per assumere una dose ; a partire da un istante assegnato in condizioni di cielo sereno ;Dati di input ;- MEDj : dose minima eritemica caratteristica dell’utente i-esimo - Coefficiente di sicurezza ; - (Lat, Lng, Alt) : coordinate geografiche locali come latitudine, longitudine, altitudine ;- tstarti : data ed ora (definita almeno fino al minuto) in cui dovrebbe iniziare l’esposizione ;- SPF: valore del fattore di protezione dell'agente fotoprotettivo eventualmente applicato sulla cute dell’utente in quantità’ e condizioni standard ;- 03: valore attuale, tipico per cielo sereno e periodo dell'anno o minimo del livello di ozono stratosferico locale ;- Aer: valore attuale, tipico per cielo sereno e periodo dell’anno o minimo livello di aerosol locale ;- H20: valore attuale, tipico per cielo sereno e periodo dell’anno o minimo del livello di umidita’ deN’aria locale ;- Trop: valore attuale, tipico per cielo sereno e periodo dell’anno delle concentrazioni degli inquinanti troposferici con spettro di assorbimento nell’ ultravioletto ;- R : riflettivita’ UV stimata o misurata del suolo locale (albedo) Algoritmo ;- Calcolo dell’angolo di zenith (ed eventualmente dell’ azimuth solare) ;; Vedi ad esempio [6] ;- Calcolo dell’irradianza spettrale globale orizzontale ;Si sfrutta un qualunque algoritmo di trasferimento radiativo per cielo sereno che fornisca il dato di irradianza spettrale globale orizzontale almeno nella finestra spettrale in cui e’ definito lo spettro di azione eritemico, come ad esempio ;;; ;; Calcolo dell’irradianza efficace eritemica globale orizzontale Si calcola l’irradianza eritemica efficace globale orizzontale al tempo dalla seguente formula : ;;dove: ; λ: lunghezza d’onda ; lunghezze d’onda per cui e’ definito lo spettro di azione considerato ;t : tempo ; = irradianza eritemica globale orizzontale efficace al tempo t ; = irradianza spettrale calcolata per il tempo t e ;lunghezza d’onda λ ; = spettro di azione eritemico (es. spettro di Diffey - CIE) - Calcolo dell’istante tstop, previsto in cui sara’ accumulata la dose DoseGhj ;Il tempo t> tstart, per cui si prevede sia stata assunta sul piano orizzontale la dose Dose(t) soddisfa alla seguente relazione: ; ;; Calcolando l’integrale di cui sopra per t > tstart, crescenti, il ;tempo tstopi per cui sara’ stata assunta la dose ;; risulterà’ quindi dal primo valore di t per cui la ;seguente identità’ si troverà’ verificata: ;;; ;; d. Tempo necessario all’utente i-esimo per assumere una dose a partire da un istante assegnato in condizioni di cielo sereno ;Dati di input ;Identici a quelli del caso precedente C. ;Algoritmo ;Identico a quello del caso c. precedente, ad eccezione del fatto che al posto del calcolo dell’irradianza spettrale globale orizzontale si esegue il calcolo dell'irradianza spettrale globale normale e si utilizza il coefficiente di sicurezza relativo alla radiazione globale normale. ;7) Stima del fattore di fotoprotezione per l’utente i-esimo ;Allo scopo di favorire la permanenza in presenza della radiazione solare, soprattutto agli utenti che sono caratterizzati da valori di MED relativamente piccoli, il sistema può’ offrire la possibilità’ di stimare il fattore di protezione della crema (SPF) ottimale in relazione al tempo di esposizione previsto a partire da un dato istante. ;Dati di input ;- : dose minima eritemica caratteristica dell’utente i-esimo - Coefficiente di sicurezza ;; - irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale al ;momento presente ;- (Lat, Lng, Alt) : coordinate geografiche locali come latitudine, longitudine, altitudine ;- to' data ed ora (definita almeno fino al minuto) del momento presente ;- tstartj : data ed ora (definita almeno fino al minuto) in cui dovrebbe iniziare l’esposizione ;- Etime: intervallo temporale di durata dell’esposizione desiderata (limitato ad un massimo impostabile di sicurezza) ;- SPF: valore del fattore di protezione dell’agente fotoprotettivo eventualmente applicato sulla cute dell’utente in quantità’ e condizioni standard ;Algoritmo ;Caso in cui ci si riferisce alla radiazione globale incidente sul piano orizzontale in condizioni meteorologiche stazionarie - rif 4. a. precedente: ;- Calcolo dell’angolo di zenith (ed eventualmente dell’ azimuth solare) ;; Vedi ad esempio [6] ;- Calcolo dell’irradianza irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale all’istante ; ;;; dove e’ una funzione che ;esprime la frazione della massima irradianza globale orizzontale ottenibile in condizioni di sole allo zenith nelle ;condizioni meteorologiche relative al tempo come ;funzione dell’angolo di zenith SZA. ;- Calcolo della dose accumulata nell’intervallo temporale Etime, a partire dal tempo tstartj ;;; ;;; - Calcolo del fattore fotoprotettivo SPF teorico tale per cui l’utente i-esimo assuma una dose pari a khi * MEDi W / (m2 * nm)); = erythemic action spectrum (e.g. CIE erythemic action spectrum) Finally, the module can provide characteristic data of the atmosphere (e.g. stratospheric ozone layer, characteristics of the clouds present, aerosols, water vapor, ...) to allow indirect estimation of the irradiance values through appropriate calculations (eg radiative transfer models). Furthermore, the measurement must in any case respect the angular dependence on the direction of the incident radiation of the human skin which is of the Lambertian type (cosine response). ; C. Central module; The central module performs the following operations:; 1) acquisition and / or calculation of:; a) horizontal global effective erythemic irradiance Gh and possibly global normal effective erythemic irradiance Gn This parameter can be directly acquired or calculated on the basis of data provided by the measurement module B. and / or calculated indirectly by the central module using data from other sources (eg satellite data) based on calculation models (eg radiative transfer models). ; 2) calculation of the effective erythemic dose starting from an instant of start-up tstartup; a) horizontal global effective erythemic dose; The calculation of this dose at instant t> tstartup takes place according to the following formula: ;;; ;; b) normal overall effective erythemic dose; The calculation of this dose at instant t> tstartup takes place according to the following formula: ;;; ;; 3) calculation of the effective erythemic dose starting from a given instant tstartj associated with the i-th user; The calculation of this dose takes place for the i-th user according to the same formulas described in point 2), where the integral instead of from the start-up instant it is calculated starting from tstartj. ; 4) management of the start and stop signal for user i-th exposure; The management of the start signal (tstart,) can take place immediately or in a delayed manner, possibly on the basis of a signal received from the central module coming from the user according to any channel (e.g. bidirectional link for central module and user terminal). ; The generation of stop signals by the central module occurs instantly when at least one of the following critical dose conditions and therefore alarm occurs: ;; ;; where Kh, and Knj are two dimensionless constants less than or equal to 1, definable according to different security criteria and possibly customized for each user, and MED, represents the minimum erythemic dose characteristic of the i-th user. ; The stop signs for each user can also be more than one, reporting to the user different levels of security in the display. ; It should be noted that these signals are not directly correlated to the instantaneous UV radiation level (irradiance), which can therefore assume any value during user exposure (e.g. variations due to weather conditions), but rather to the dose of energy accumulated starting from tstart,. ; The stop signal can possibly also be generated by the user before having taken the entire safety dose and this signal can then be received by the central module which eventually records and manages this event (e.g. temporary pause of the exposure ). ; 5) Acquisition and presentation to the i-th user of the MED and of the accumulated dose starting from t = startup; The MED of the i-th user is acquired from the expert system module and the critical dose value DoseStop_ is provided to the user by any means of communication before the exhibition begins. ; The value of the accumulated dose from the start-up instant (in any case prior to any tstartj for any user i) is updated in real time on the user data submission form. ; In this way the DoseStop_ critical dose value, provided to the user in the same units of measurement with which the accumulated dose is calculated and supplied starting from startup, can be used by the user to check how much dose he has accumulated starting from tstartj in the following way:; • at instant tstartj, when the i-th user starts the exposure, he knows from the data submission module the accumulated dose value up to that instant starting from tstartup (DoseStartup (tstarti)) ; • at any time after tstartj the user can calculate the dose accumulated by him starting from tstartj according to the following relationship:; Dose (t) = DoseStartup (t) - DoseStartup (tstartj); therefore, knowing his own critical dose (eg. DoseStop_ =; he can check at any moment t> tstarti if he has already taken his critical dose or if he can still remain exposed to the sun to reach it, by comparing the values of Dose (t) and DoseStop_. ; If the user has a user terminal in which some functions performed by the Central C module have been transferred, and has received the critical dose value, the value of tstarti and receives the instantaneous DoseStartup (t) value from this module, it can itself provide the user with information on the residual dose. ; If it also receives the effective erythemic irradiance value, it can calculate and provide the user with an estimate of the time remaining to take his own critical dose, based on algorithm 6) or its simplified equivalent. ; 6) Estimation of the exposure time for the i-th user; In order to give the user an indication of the exposure times associated with the critical doses of effective erythemic radiation, the following estimates can be made:; a. Time required for the i-th user to take a critical dose starting from an assigned instant (tstartj) in stationary weather conditions; Input data; - MED,: minimum erythemic dose characteristic of the i-th user - Khj safety factor ; - IrrGh (to): global effective horizontal erythemic UV irradiance at the present moment; - (Lat, Lng, Alt): local geographic coordinates such as latitude, longitude, altitude; - to: date and time (defined at least up to the minute) of the present moment; - tstartj: date and time (defined at least up to the minute) when the user should start exposure; - SPF: value of the protection factor of the photoprotective agent possibly applied to the user's skin in quantity and standard conditions; Algorithm; - Calculation of the zenith angle (and possibly of the solar azimuth) ;; See for example [6]; - Calculation of the horizontal effective global erythemic UV irradiance irradiance at instant t> to ;; ;;; where is a function that; expresses the fraction of the maximum horizontal global irradiance obtainable in conditions of the sun at the zenith in the meteorological conditions relating to time t0, as a function of the zenith angle SZA. ; - Calculation of the tstop instant, expected in which the dose will be accumulated; The time t> tstarti for which the dose is expected to have been taken horizontally Dose (t) satisfies the following relationship: ;; ; By calculating the above integral for increasing t> tstartj, the tstopi time for which the dose will be taken DoseGhj ;;; ;;; will therefore result from the first value of t for which; the following identity will be found verified:; b. Time required for the i-th user to take a dose; starting from an assigned instant (tstartj) in stationary weather conditions; Input data; As case a. previous where instead of IrrGh (t0) is given IrrGn (t0) effective global erythemic UV irradiance normal at the present time and instead of the safety coefficient for global horizontal radiation the coefficient relative to global normal radiation is given. ; Algorithm; As case in case a. previous where instead of instead of ;; a similar function is used which; which expresses the fraction of the maximum normal global irradiance obtainable in conditions of the sun at the zenith in the meteorological conditions relating to time to, as a function of the zenith angle SZA. ; c. Time required for the i-th user to take a dose; starting from an instant assigned in clear sky conditions; Input data; - MEDj: minimum erythemic dose characteristic of the i-th user - Safety coefficient; - (Lat, Lng, Alt): local geographic coordinates such as latitude, longitude, altitude; - tstarti: date and time (defined at least up to the minute) in which the exposure should begin; - SPF: value of the protection factor of the photoprotective agent possibly applied to the user's skin in standard quantities and conditions; - 03: current value, typical for clear skies and time of year or minimum of the local stratospheric ozone level; - Aer: current value, typical for clear skies and time of year or minimum local aerosol level; - H20: current value, typical for clear skies and time of year or minimum local air humidity level; - Trop: current value, typical for clear skies and time of year of the concentrations of tropospheric pollutants with absorption spectrum in the ultraviolet; - R: estimated or measured UV reflectivity of the local soil (albedo) Algorithm; - Calculation of the zenith angle (and possibly of the solar azimuth); ; See for example [6]; - Calculation of the horizontal global spectral irradiance; Any clear-sky radiative transfer algorithm is used that provides the horizontal global spectral irradiance data at least in the spectral window in which the erythemic action spectrum is defined , Such as ;;; ;; Calculation of the horizontal global effective erythemic irradiance The horizontal global effective erythemic irradiance at time is calculated from the following formula: ;; where:; λ: wavelength; wavelengths for which the considered action spectrum is defined; t: time; = horizontal global erythemic irradiance effective at time t; = spectral irradiance calculated for time t e; wavelength λ; = erythemic action spectrum (e.g. Diffey spectrum - CIE) - Calculation of the instant tstop, predicted in which the dose DoseGhj will be accumulated; The time t> tstart, for which the dose is expected to have been taken horizontally Dose (t) satisfies the following relationship:; ;; By calculating the above integral for t> tstart, increasing, the; tstopi time for which the dose will have been taken ;; it will therefore result from the first value of t for which the; following identity 'will be found' verified: ;;; ;; d. Time required for the i-th user to take a dose starting from an assigned instant in clear sky conditions; Input data; Identical to those of the previous case C.; Algorithm; Identical to that of case c. previous, with the exception of the fact that instead of calculating the global horizontal spectral irradiance, the calculation of the global normal spectral irradiance is performed and the safety coefficient relative to the global normal radiation is used. ; 7) Estimation of the photoprotection factor for the i-th user; In order to favor the permanence in the presence of solar radiation, especially for users who are characterized by relatively small MED values, the system can 'offer the possibility' of estimate the optimal protection factor of the cream (SPF) in relation to the expected exposure time starting from a given instant. ; Input data; -: minimum erythemic dose characteristic of the i-th user - Safety coefficient ;; - global effective horizontal erythemic UV irradiance at the present moment; - (Lat, Lng, Alt): local geographic coordinates such as latitude, longitude, altitude; - to 'date and time (defined at least up to the minute) of the present moment; - tstartj : date and time (defined at least up to the minute) in which the exposure should begin; - Etime: time interval of duration of the desired exposure (limited to a maximum that can be set for safety); - SPF: value of the protection factor of the photoprotective agent possibly applied to the user's skin in standard quantities and conditions; Algorithm; Case in which it refers to the global radiation incident on the horizontal plane in stationary meteorological conditions - ref 4. a. previous:; - Calculation of the zenith angle (and possibly the solar azimuth) ;; See for example [6]; - Calculation of the instantaneous global effective horizontal erythemic UV irradiance irradiance; ;;; where it is a function that; expresses the fraction of the maximum global horizontal irradiance obtainable in conditions of the sun at zenith in; meteorological conditions relating to time as; function of the zenith angle SZA. ; - Calculation of the accumulated dose in the Etime time interval, starting from time tstartj ;;; ;;; - Calculation of the theoretical SPF photoprotective factor such that the i-th user takes a dose equal to khi * MEDi

Per ragioni di sicurezza, il numero SPF fornito in output viene definito come il primo numero intero maggiore del numero reale ricavato dalla formula teorica. For security reasons, the SPF number provided in output is defined as the first integer greater than the real number obtained from the theoretical formula.

Per gli altri casi di : For other cases of:

irradianza eritemica globale normale in condizioni meteo stazionarie irradianza eritemica globale orizzontale in condizioni di cielo sereno irradianza eritemica globale normale in condizioni di cielo sereno sfruttando lo stesso principio e le modalità’ di calcolo estratte dai punti 4b. , 4c. e 4d. sopra descritti, e' possibile in modo del tutto analogo fornire la stima del rispettivo fattore SPF. normal global erythemic irradiance in stationary weather conditions horizontal global erythemic irradiance in clear sky conditions normal global erythemic irradiance in clear sky conditions using the same principle and the calculation methods extracted from points 4b. , 4c. and 4d. described above, it is possible in a completely analogous way to provide the estimate of the respective SPF factor.

Il valore calcolati si riferiscono alle condizioni di impiego standard per cui e’ definito il fattore SPF (es. quantità’ di prodotto fotoproteggente di 2 mg/cm2) definite in [7] e [8]. The calculated value refers to the standard conditions of use for which the SPF factor is defined (eg quantity of photoprotective product of 2 mg / cm2) defined in [7] and [8].

8) Previsione dell’ UV Index (indice UV) per il mezzogiorno solare locale in condizioni di meteo stazionarie 8) Forecast of the UV Index (UV index) for local solar noon in stationary weather conditions

Il sistema e’ in grado di prevedere, nell’ipotesi che le condizioni meteo si mantengano stazionarie, il valore di indice UV per il mezzogiorno locale. Dati di input The system is able to predict, assuming that the weather conditions remain stationary, the UV index value for local midday. Input data

: irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale al : global effective erythemic UV irradiance horizontal al

momento presente present moment

- (Lat, Lng, Alt) : coordinate geografiche locali quali latitudine, longitudine, altitudine - (Lat, Lng, Alt): local geographic coordinates such as latitude, longitude, altitude

- data ed ora (definita almeno fino al minuto) del momento - date and time (defined at least up to the minute) of the moment

presente here I'm

Algoritmo Algorithm

- Calcolo dell’angolo di zenit massimo ed il tempo del mezzogiorno locale (ed eventualmente dell’ azimuth solare) - Calculation of the maximum zenith angle and the local noon time (and possibly the solar azimuth)

che fornisce SZA_max = SZA(t_mday) ed il valore d which gives SZA_max = SZA (t_mday) and the value d

- Calcolo dell’irradianza irradianza UV eritemica efficace globale orizzontale all’istante t_mday del mezzogiorno locale - Calculation of the horizontal effective global erythemic UV irradiance irradiance at the instant t_mday of local midday

dove e’ una funzione che where is a function that

esprime la frazione della massima irradianza globale orizzontale ottenibile in condizioni di sole allo zenith nelle condizioni meteorologiche relative al tempo t0, come funzione dell’angolo di zenit SZA. expresses the fraction of the maximum global horizontal irradiance obtainable in conditions of the sun at the zenith in the meteorological conditions relating to time t0, as a function of the zenith angle SZA.

- Conversione dell’irradianza eritemica efficace globale orizzontale in unita’ di misura UV Index secondo lo standard internazionale WMO utilizzato. - Conversion of the horizontal global effective erythemic irradiance into UV Index units of measurement according to the international WMO standard used.

Esempi di dispositivi per la realizzazione del sistema Examples of devices for the realization of the system

Modulo centrale: Central module:

Personal Computer o sito internet con applicativi SW dedicati, comprendenti gli algoritmi descritti ed eventualmente il sistema esperto o parte di esso, e periferiche per interfacciamento agli altri componenti del sistema Personal Computer or website with dedicated SW applications, including the algorithms described and possibly the expert system or part of it, and peripherals for interfacing with the other system components

Modulo misura irradianza UV: UV irradiance measurement module:

Yankee Environmental Systems (USA) Yankee Environmental Systems (USA)

Model UVB-1 Pyranometer sensor Model UVB-1 Pyranometer sensor

Dispositivo optoelettronico per sistema esperto: Optoelectronic device for expert system:

Minolta (JP) Minolta (JP)

CR-200 colorìmetro tristimulus CR-200 tristimulus colorimeter

Sistema gestione eventi start/stop esposizione utenti: Event management system start / stop user exposure:

Sistema ricetrasmittente a radiofrequenza multicanale (es. sistema di gestione messaggi SMS in tempo reale) Multichannel radio frequency transceiver system (e.g. SMS message management system in real time)

Terminali remoti utenti: Remote user terminals:

Dispositivo ricetrasmittente a radiofrequenza o terminale internet (es. telefono cellulare abilitato per ricezione/invio messaggi SMS in tempo reale o cellulare GPRS) Radio frequency transceiver device or internet terminal (e.g. mobile phone enabled for receiving / sending SMS messages in real time or GPRS mobile phone)

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1. Apparato multiutente per la misura ed il controllo in tempo reale della dose di radiazione ultravioletta solare assunta da uno o più utenti, comprendente: - almeno un modulo di misura diretta o indiretta dell’ irradianza UV; - almeno un modulo centrale d’acquisizione e/o calcolo continuo in tempo reale della dose eritemica efficace accumulata a partire da un dato istante tstart e della dose minima efficace eritemica (MED) associata all’utente i-esimo; - mezzi per segnalare in tempo reale ad ogni utente il valore della dose residua prima del raggiungimento di una soglia prestabilita, legata al valore del MED specifico dell'utente; - in cui detti moduli di misura, modulo centrale e mezzi di segnalazione sono in reciproca comunicazione 2. Apparato secondo la rivendicazione 1 , comprendente mezzi per memorizzare e comunicare a detto modulo centrale la minima dose eritemica (MED) caratteristica dell’utente per il calcolo della soglia di dose eritemica efficace da attribuire ad esso. 3. Apparato secondo la rivendicazione 2, comprendente un sistema esperto in grado di determinare il valore di MED di ciascun utente e comunicarlo al modulo centrale, eventualmente anche tenendo conto della sua storia di esposizione alla radiazione solare. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui tale sistema esperto comprende una anamnesi dermatologica per la determinazione della MED di uno o più utenti e l'invio dei dati caratteristici relativi a detto modulo centrale per il calcolo della soglia di dose eritemica efficace da attribuire a ciascun utente. 5. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui tale sistema esperto comprende un dispositivo optoelettronico per la caratterizzazione della cute di uno o più utenti e l’invio dei dati caratteristici relativi a detto modulo centrale per il calcolo della soglia di dose eritemica efficace da attribuire a ciascuno. 6. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti , in cui detto modulo centrale comprende mezzi per la stima continua del tempo di esposizione residuo associato alla dose eritemica efficace residua per uno o più utenti e mezzi per la segnalazione ad essi di detto tempo residuo. 7. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto modulo centrale comprende mezzi di comunicazione per permettere a ciascun utente in ogni istante di determinare la dose accumulata a partire da un dato tempo tstarti, per differenza tra il valore di un contatore di dose di riferimento al tempo tstarti ed il valore presente del contatore, essendo la dose espressa nelle stesse unità di misura usate per la soglia di dose eritemica caratteristica dell’utente. 8. Apparato secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi di segnalazione comprendono un pannello di segnalazione dei dati relativi all’accumulo di dose eritemica efficace. 9. Apparato secondo la rivendicazione 1 , in cui detti mezzi di segnalazione comprendono almeno un sistema ricetrasmittente a radiofrequenza multicanale, per la trasmissione di dati ad uno o più terminali utente remoti. 10. Apparato secondo la rivendicazione 9, comprendente almeno un dispositivo ricetrasmittente a radiofrequenza o un terminale abilitato alla comunicazione via Internet, preferibilmente un telefono cellulare abilitato per ricezione/invio messaggi SMS in tempo reale o cellulare abilitato alla connessione a rete telematica (es. internet) . 11. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detto modulo centrale comprende mezzi per la gestione di eventi start/stop esposizione utenti. 12. Apparato secondo la rivendicazione 1 , in cui detto modulo di misura dell’irradianza efficace eritemica UV e’ costituito da una centrale di elaborazione dati da satellite; detto modulo centrale e’ costituito da un centro servizi su rete telematica internet; detti mezzi di segnalazione del valore della dose residua sono costituiti da una rete telematica (es. internet) di terminali utente remoti, tramite i quali ciascun utente può comunicare al modulo centrale le proprie coordinate geografiche (es. tramite sistema GPS integrato nel telefono cellulare). 13. Apparato secondo la rivendicazione 12, in cui detti terminali utente remoti consentono all’utente di comunicare con il modulo centrale in modo da interagire con il sistema esperto per la determinazione della propria MED. CLAIMS 1. Multi-user apparatus for real-time measurement and control of the solar ultraviolet radiation dose taken by one or more users, comprising: - at least one module for direct or indirect UV irradiance measurement; - at least one central module for the acquisition and / or continuous calculation in real time of the effective erythemic dose accumulated starting from a given instant tstart and of the minimum effective erythemic dose (MED) associated with the i-th user; - means for reporting in real time to each user the value of the residual dose before reaching a predetermined threshold, linked to the user's specific MED value; - in which said measuring modules, central module and signaling means are in reciprocal communication 2. Apparatus according to claim 1, comprising means for storing and communicating to said central module the minimum erythemic dose (MED) characteristic of the user for calculating the effective erythemic dose threshold to be attributed to it. 3. Apparatus according to claim 2, comprising an expert system capable of determining the MED value of each user and communicating it to the central module, possibly also taking into account its history of exposure to solar radiation. 4. Apparatus according to claim 3, wherein said expert system comprises a dermatological anamnesis for determining the MED of one or more users and sending the characteristic data relating to said central module for calculating the effective erythemic dose threshold to be attributed to each user. 5. Apparatus according to claim 3, wherein said expert system comprises an optoelectronic device for characterizing the skin of one or more users and sending the characteristic data relating to said central module for calculating the effective erythemic dose threshold to be attributed to each. Apparatus according to one or more of the preceding claims, wherein said central module comprises means for the continuous estimation of the residual exposure time associated with the residual effective erythemic dose for one or more users and means for signaling said residual time to them. 7. Apparatus according to one or more of the preceding claims, wherein said central module comprises communication means for allowing each user to determine the accumulated dose at any instant starting from a given time tstarti, by difference between the value of a counter reference dose at time tstarti and the present value of the counter, being the dose expressed in the same units of measurement used for the erythemic dose threshold characteristic of the user. 8. Apparatus according to claim 7, wherein said signaling means comprise a signaling panel of the data relating to the accumulation of effective erythemic dose. 9. Apparatus according to claim 1, wherein said signaling means comprise at least one multi-channel radio frequency transceiver system, for the transmission of data to one or more remote user terminals. 10. Apparatus according to claim 9, comprising at least a radio frequency transceiver device or a terminal enabled for communication via the Internet, preferably a mobile phone enabled for receiving / sending SMS messages in real time or a mobile phone enabled for connection to a telematic network (eg internet ). 11. Apparatus according to claim 1, wherein said central module comprises means for managing start / stop user exposure events. 12. Apparatus according to claim 1, in which said module for measuring the effective erythemic UV irradiance is constituted by a satellite data processing center; said central module consists of a service center on the internet telematic network; said means of signaling the value of the residual dose consist of a telematic network (e.g. internet) of remote user terminals, through which each user can communicate their geographical coordinates to the central module (e.g. via GPS system integrated in the mobile phone) . 13. Apparatus according to claim 12, wherein said remote user terminals allow the user to communicate with the central module in order to interact with the expert system for determining their MED.
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