《Environmental Pollution》:Prenatal exposure to air pollution and infant cognitive development using an eye-tracking Visual Paired-Comparison task
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本研究开发了名为PM-Quantifier的易于使用的Web工具,用于量化运动时颗粒物的沉积。通过用户输入年龄、身高、性别、颗粒浓度及运动强度和持续时间,系统基于数学模型计算沉积量,并通过20,000个蒙特卡洛模拟数据验证准确性。结果显示,呼吸频率和运动时间是颗粒沉积的主要影响因素,工具已部署于联邦大学服务器并开放访问。摘要后跟分隔符:
古斯塔沃·奥内达(Gustavo Oneda)| 卡洛斯·爱德华多·阿兰特斯·巴雷托(Carlos Eduardo Arantes Barretto)| 尼古拉斯·万兹(Nicolas Vanz)| 安娜·卡罗琳·努内斯·佩雷拉-利诺(Ana Caroline Nunes Pereira-Lino)| 劳尔·维尔迪格(Raul Würdig)| 拉蒙·克鲁兹(Ramon Cruz)
物理运动实验室(LAEF),体育中心;环境条件与耐力表现分析部门(UACAMDA),圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)体育中心 – 巴西弗洛里亚诺波利斯
摘要
本研究开发了一种用户友好的基于网络的工具,用于量化运动过程中颗粒物(PM)的沉积情况,并随后进行功能性测试。“PM-Quantifier”工具采用开源技术开发,并托管在机构服务器上,以实现长期可持续性。该系统基于数学模型,用户需输入年龄、身高、性别以及颗粒物浓度等数据。运动参数包括平均每分钟通气量()或心率值以及运动持续时间。通过与其他Python脚本的交叉验证以及大量蒙特卡洛方法生成的数据集(n=20,000)进行测试,确认了该工具的准确性。PM-Quantifier可在https://pmquantifier.ufsc.br/网站上通过桌面和移动设备访问。此外,还进行了功能性测试,以验证其在科学研究中的潜在用途。根据我们的回归模型,模拟运动过程中的总颗粒物沉积主要受平均每分钟通气量()(男性占52.0%,女性占52.8%)和运动持续时间(男性占47.5%,女性占46.7%)的影响。PM-Quantifier已成功开发并经过测试,被认为是一种易于使用且适合科学界及普通人群的工具。我们的功能性测试结果与关于运动时空气污染和颗粒物沉积的最佳科学认知一致,表明暴露时间和是颗粒物沉积的主要驱动因素。
章节摘录
引言
运动时,颗粒物的沉积是增加空气污染暴露的关键因素,可能导致负面健康后果(Koehle, 2024)。特别是高强度运动会导致污染物暴露量呈指数级增加,因为此时每分钟通气量较高;而长时间的低强度运动虽然通气量较低,但由于运动时间较长,也会导致更高的暴露量(Cruz等人,
实验设计
该技术的开发旨在为用户提供免费且易于使用的工具。首先确定了该技术的可行性及其运营和经济方面的问题。为此,优先选择了开源和免费技术,以确保项目的长期财务和运营可持续性。该网络应用程序托管在机构服务器上
结果与讨论
该网络应用程序可通过
https://pmquantifier.ufsc.br/访问,托管在圣卡塔琳娜联邦大学服务器上。主要目标已成功实现,网页既可在桌面设备(图1)也可在移动设备(图2)上访问。用户可以估算直径为2.5微米和10.0微米的颗粒物的沉积情况。用户需要提供年龄、身高、性别以及颗粒物浓度和运动参数(持续时间和强度)。对于强度参数,两者均可输入
最终结论
颗粒物沉积量测量工具已成功开发并经过测试,被认为是一种易于科学界和普通人群使用的工具。回归模型的结果强调了进一步深入了解运动时污染物沉积情况的重要性。本文展示了该应用程序的初始版本,我们鼓励科学界采用该工具以验证其效用并进一步开发
作者贡献声明
拉蒙·克鲁兹(Ramon Cruz):撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,监督,方法论,研究,数据分析,概念化。古斯塔沃·奥内达(Gustavo Oneda):撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,方法论,研究,数据分析,概念化。尼古拉斯·万兹(Nicolas Vanz):撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,软件开发。卡洛斯·爱德华多·阿兰特斯·巴雷托(Carlos Eduardo Arantes Barretto):撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,软件开发,方法论。劳尔·维尔迪格(Raul Würdig):撰写 – 审稿与
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢巴西高等教育人员培训协调委员会(CAPES,资助代码001)为G.O.提供的硕士学位奖学金,以及巴西国家科学技术发展委员会(CNPq,资助代码001)为A.C.N.P.L.提供的研究奖学金。