CN108904978B - 基于模拟生物微电流的美容装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于模拟生物微电流的美容装置，包括：主机，用于根据被治疗者的基础信息和皮肤参数信息以及针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流的波形，生成各模拟生物微电流并按顺序依次输出；治疗手具，用于接收各模拟生物微电流并移动作用于被治疗者的皮肤上。本发明同时结合了模拟生物微电流与机械力的治疗作用，可依据被治疗者的基础信息和皮肤参数信息产生与之最优匹配的分别针对皮肤胶原层、皮肤真皮层、皮肤肌肉浅层和皮肤表皮层的模拟生物微电流，从而更有针对性地使被治疗者面部不同位置处的肌肉以及该肌肉的全部运动单位得到有效训练，同时还能促进皮肤胶原纤维增生与修复，治疗效果较佳且维持时间较长。
Description
技术领域
本发明涉及美容保健技术领域，具体涉及一种基于模拟生物微电流的美容装置。
背景技术
肌肤衰老的明显标志是面部皮肤松弛和皱纹的出现，主要原因有两个，一个是决定皮肤柔顺性的胶原层老化，另一个是决定肌肉长度、紧迫、强度的高尔基腱的衰老，使得肌肉正常长度、弹性发生变化。因此，如何通过外部手段促进皮肤胶原纤维增生及修复、并将松弛的肌肉恢复至正常长度及弹性成为非手术方法肌肤抗衰老治疗的热门研究方向。
模拟生物微电流，又称仿生脑电波或细胞仿生微电流。通过外部施加模拟生物微电流，采用电极对肌肉进行训练，能有效提高肌肤弹性和张力，达到收紧肌肤、祛除皱纹的目的，可实现面部肌肤抗衰老治疗。
现有的美容装置中，通常采用固定式电极对面部施加单一形态的模拟生物微电流进行皮肤修复和肌肉训练。但是，由于人体面部有多块肌肉，每块肌肉的大小、形状、强度和分布位置均不相同，因此固定电极无法实现不同位置处肌肉的有效训练，且施加单一形态的模拟生物微电流也无法使肌肉的全部运动单位得到有效训练，治疗效果不佳。
发明内容
本发明提供一种基于模拟生物微电流的美容装置，以解决现有技术中采用模拟生物微电流的美容装置无法使不同位置处的肌肉以及肌肉的全部运动单位得到有效训练，而导致治疗效果不佳的问题。
本发明实施例提供一种基于模拟生物微电流的美容装置，所述装置包括：
主机，用于根据被治疗者的基础信息和皮肤参数信息以及针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流的波形，生成各所述模拟生物微电流并按顺序依次输出；
治疗手具，其与主机连接，用于接收各所述模拟生物微电流并移动作用于被治疗者的皮肤上。
作为本发明的优选方式，各所述模拟生物微电流包括依次输出的针对皮肤胶原层的第一模拟生物微电流、针对皮肤真皮层的第二模拟生物微电流、针对皮肤肌肉浅层的第三模拟生物微电流以及针对皮肤表皮层的第四模拟生物微电流。
作为本发明的优选方式，所述第一模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加尖峰型分量后的复合波形，所述第二模拟生物微电流的波形为矩形波形，所述第三模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加圆峰型分量后的复合波形，所述第四模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加脉冲型分量后的复合波形。
作为本发明的优选方式，所述第一模拟生物微电流的波形特征参数包括直流基础幅度、尖峰型分量强度、分量连发频率和极性切换频率；其中，直流基础幅度为150～230uA，尖峰型分量强度为80～120uA，分量连发频率为61～150Hz，极性切换频率为0.25～0.5Hz；
所述第二模拟生物微电流的波形特征参数包括波形幅度、分量连发频率和极性切换频率；其中，波形幅度为200～400uA，分量连发频率为0.25～0.5Hz，极性切换频率为151～400Hz；
所述第三模拟生物微电流的波形特征参数包括直流基础幅度、圆峰型分量强度、分量连发频率和极性切换频率；其中，直流基础幅度为150～230uA，圆峰型分量强度为80～120uA，分量连发频率为2～60Hz，极性切换频率为0.25～0.5Hz；
所述第四模拟生物微电流的波形特征参数包括直流基础幅度、脉冲分量强度、分量连发频率和极性切换频率；其中，直流基础幅度为200～300uA，脉冲分量强度为200～300uA，分量连发频率为401～680Hz，极性切换频率为0.25～0.5Hz。
作为本发明的优选方式，所述主机包括人机交互单元、模拟生物微电发生单元和控制单元，所述人机交互单元和模拟生物微电发生单元分别与所述控制单元连接，所述模拟生物微电发生单元还与所述治疗手具连接；
其中，所述人机交互单元用于输入被治疗者的基础信息，以及在单机工作模式时输入被治疗者的皮肤参数信息，所述模拟生物微电发生单元用于根据所述基础信息和所述皮肤参数信息以及各所述模拟生物微电流的波形，生成各所述模拟生物微电流并按顺序依次输出至所述治疗手具。
作为本发明的优选方式，所述主机还包括皮肤图像采集单元和网络单元，所述皮肤图像采集单元分别与所述人机交互单元和所述控制单元连接，所述网络单元与所述控制单元连接；
其中，所述皮肤图像采集单元用于采集被治疗者的皮肤图像，所述网络单元用于在联网工作模式时将所述皮肤图像上传至远端的云服务器，并接收云服务器根据所述皮肤图像分析得到的皮肤参数信息。
作为本发明的优选方式，所述主机还包括IC卡管理单元，其与所述控制单元连接，用于在首次治疗时记录被治疗者的基础信息和皮肤参数信息。
作为本发明的优选方式，所述主机还包括微电流回路通断检测单元，其与所述控制单元连接，还与所述治疗手具连接，用于对所述治疗手具作用于被治疗者的皮肤上后形成的模拟生物微电流回路进行通断检测。
作为本发明的优选方式，所述主机还包括声效提示单元，其与所述控制单元连接，用于在所述治疗手具作用于被治疗者的皮肤上的作用力超出预设范围时发出声效提示。
作为本发明的优选方式，所述治疗手具包括两个电极操作棒，所述电极操作棒包括壳体以及设置在所述壳体内的导电电极、电极温度检测单元、电极加热单元和电极作用力检测单元，所述导电电极分别与所述电极温度检测单元、所述电极加热单元和所述电极作用力检测单元连接，所述导电电极的一端伸出所述壳体外后作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路；所述导电电极、所述电极温度检测单元、所述电极加热单元和所述电极作用力检测单元分别通过导线与所述主机连接。
作为本发明的优选方式，所述导电电极由一个金属棒体和设置在所述金属棒体端部且充分浸润的棉花棒组成；或者，
所述导电电极由两个金属棒体和分别设置在所述金属棒体端部且充分浸润的棉花棒组成，两个所述金属棒体的另一端部相连接；或者，
所述导电电极为一个端部呈圆弧状的金属棒体。
本发明提供的基于模拟生物微电流的美容装置，其同时结合了模拟生物微电流与机械力的治疗作用，通过治疗手具将分别针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流移动作用于被治疗者的面部，从而更有针对性地使被治疗者面部不同位置处的肌肉以及该肌肉的全部运动单位得到有效训练，帮助恢复肌肉活力，同时还能促进皮肤胶原纤维增生与修复，帮助恢复皮肤的自然弹性，最终达到收紧肌肤、祛除皱纹的目的，治疗效果较佳且维持时间较长。
此外，模拟生物微电流作用于面部时还可增加并活跃琥珀酸脱氢酶和三磷酸腺苷酶等有氧代谢酶，而治疗手具对面部的作用力可促进面部皮肤的血液循环，使氧代谢酶的代谢活动更加活跃，促进皮肤活力和弹性的恢复，进一步增强治疗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于模拟生物微电流的美容装置的结构框图；
图2-1为本发明实施例提供的第一模拟生物微电流的一种波形示意图，图2-2为本发明实施例提供的第一模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图；
图3-1为本发明实施例提供的第二模拟生物微电流的一种波形示意图，图3-2为本发明实施例提供的第二模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图；
图4-1为本发明实施例提供的第三模拟生物微电流的一种波形示意图，图4-2为本发明实施例提供的第三模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图；
图5-1为本发明实施例提供的第四模拟生物微电流的一种波形示意图，图5-2为本发明实施例提供的第四模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图；
图6为本发明实施例提供的治疗手具的一种结构示意图；
图7为本发明实施例提供的治疗手具的另一结构示意图；
图8为本发明实施例提供的治疗手具的又一结构示意图。
其中，100、电极操作棒，101、壳体，102、导电电极，1021、金属棒体，1022、棉花棒，200、导线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参照图1所示，本发明实施例公开了一种基于模拟生物微电流的美容装置，该装置包括：
主机，用于根据被治疗者的基础信息和皮肤参数信息以及针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流的波形，生成各模拟生物微电流并按顺序依次输出；
治疗手具，其与主机连接，用于接收各模拟生物微电流并移动作用于被治疗者的皮肤上。
本实施例中，由于人体面部有42块表情肌，而且每块肌肉的大小、形状、强度和分布位置均不相同，且每个被治疗者存在较大个体差异，采用面部固定电极并施加单一形态模拟生物微电流的方式，无法实现对面部每块肌肉的有效伸缩运动训练，治疗效果单一、不具有针对性且治疗效果无法长时间维持。
同时，由于模拟生物微电流在经皮传导时模拟生物微电流的不同形态会决定其在皮下渗透的深度，因此对于具有多个层级的皮肤来说，施加单一形态的模拟生物微电流将无法促使该肌肉的全部运动单位产生被动式收缩与拉伸运动，治疗效果差。
因此，本实施例中通过主机产生分别针对皮肤不同层级的多种不同的模拟生物微电流，并向治疗手具按顺序依次输出该模拟生物微电流，然后移动作用于被治疗者面部，采用双向按拉、单向按拉、双向挤压、单向挤压、双向轻扫、单向轻扫等机械动作沿肌腹挤压或拉伸肌肉。
由于电极采用的是针对皮肤不同层级的模拟生物微电流，从而可使皮肤的该层级产生有效伸缩运动而得到有效训练，同时按照一个较佳的顺序依次输出针对皮肤不同层级的模拟生物微电流，使皮肤不同层级按顺序进行有效训练，治疗效果较佳并可长时间维持治疗效果。另外，治疗手具为移动式的，从而可使面部不同位置处的肌肉得到有效训练，进一步提升了治疗效果。
此外，采用本实施例后，同时结合了模拟生物微电流与机械力的作用，实现了两者的效果叠加，更有利于肌肉的伸缩运动。而且，模拟生物微电流作用于面部上时还可增加并活跃琥珀酸脱氢酶和三磷酸腺苷酶等有氧代谢酶，而治疗手具对面部的作用力可促进面部皮肤的血液循环，使氧代谢酶的代谢活动更加活跃，促进皮肤活力和弹性的恢复，进一步增强治疗效果。
在上述实施例的基础上，各模拟生物微电流包括依次输出的针对皮肤胶原层的第一模拟生物微电流、针对皮肤真皮层的第二模拟生物微电流、针对皮肤肌肉浅层的第三模拟生物微电流以及针对皮肤表皮层的第四模拟生物微电流。
本实施例中，将皮肤从外到内依次划分为表皮层、真皮层、胶原层和肌肉浅层四层，因此分别设置了针对皮肤的这四个层级的不同模拟生物微电流，可使皮肤的该层级产生有效伸缩运动而得到有效训练。
同时，由于皮肤出现松弛和皱纹的一个重要原因是决定皮肤柔顺性的胶原层老化，因此先输出针对皮肤胶原层的第一模拟生物微电流，然后再依次输出与皮肤胶原层相邻的分别针对皮肤真皮层和皮肤肌肉浅层的第二模拟生物微电流和第三模拟生物微电流，最后输出针对皮肤表皮层的第四模拟生物微电流。采用此输出顺序，在使皮肤的各个层级均得到有效训练的基础上，可以使治疗效果达到最佳。
在上述实施例的基础上，进一步参照图2-1～图5-2所示，第一模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加尖峰型分量后的复合波形，第二模拟生物微电流的波形为矩形波形，第三模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加圆峰型分量后的复合波形，第四模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加脉冲型分量后的复合波形。
本实施例中，由于模拟生物微电流在皮下出现最大电流密度的位置取决于所传导的模拟生物微电流波形的形态，即模拟生物微电流波形的形态决定其在皮下渗透的深度，因此针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流的波形是不同的。
因此，为了得到针对皮肤四个层级的不同模拟生物微电流，进行了大量理论研究和试验，去测试不同形态的模拟生物微电流在皮下形成模拟生物微电流回路后，其电流密度在皮下的分布状态。最后优选出四种形态的模拟生物微电流波形，分别为电流密度分布在皮肤胶原层呈现峰值的第一模拟生物微电流的波形、电流密度分布在皮肤真皮层呈现峰值的第二模拟生物微电流的波形、电流密度分布在皮肤肌肉浅层呈现峰值的第三模拟生物微电流的波形以及电流密度分布在皮肤表皮层呈现峰值的第四模拟生物微电流的波形。
具体地，参照图2-1和图2-2，图2-1为本发明实施例提供的第一模拟生物微电流的一种波形示意图，图2-2为本发明实施例提供的第一模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图。从图中可以看出，第一模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加尖峰型分量后的复合波形，当将具有该波形的第一模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时，电流密度在皮下的分布在皮肤胶原层呈现峰值。
优选地，图中所述的第一模拟生物微电流还包括如下波形特征参数：直流基础幅度I1m、尖峰型分量强度I2m、分量连发频率1/T1和极性切换频率1/T2。其中，直流基础幅度I1m为150～230uA，尖峰型分量强度I2m为80～120uA，分量连发频率1/T1为61～150Hz，极性切换频率1/T2为0.25～0.5Hz。需要说明的是，各波形特征参数的具体取值依据各个被治疗者的具体情况来确定。
参照图3-1和图3-2，图3-1为本发明实施例提供的第二模拟生物微电流的一种波形示意图，图3-2为本发明实施例提供的第二模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图。从图中可以看出，第二模拟生物微电流的波形为矩形波形，当将具有该波形的第二模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时，电流密度在皮下的分布在皮肤真皮层呈现峰值。
优选地，图中所述的第二模拟生物微电流还包括如下波形特征参数：波形幅度I1m、分量连发频率1/T1和极性切换频率1/T2。其中，波形幅度I1m为200～400uA，分量连发频率1/T1为0.25～0.5Hz，极性切换频率1/T2为151～400Hz。需要说明的是，各波形特征参数的具体取值依据各个被治疗者的具体情况来确定。
参照图4-1和图4-2，图4-1为本发明实施例提供的第三模拟生物微电流的一种波形示意图，图4-2为本发明实施例提供的第三模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图。从图中可以看出，第三模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加圆峰型分量后的复合波形，当将具有该波形的第三模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时，电流密度在皮下的分布在皮肤肌肉浅层呈现峰值。
优选地，图中所述的第三模拟生物微电流还包括如下波形特征参数：直流基础幅度I1m、圆峰型分量强度I2m、分量连发频率1/T1和极性切换频率1/T2。其中，直流基础幅度I1m为150～230uA，圆峰型分量强度I2m为80～120uA，分量连发频率1/T1为2～60Hz，极性切换频率1/T2为0.25～0.5Hz。需要说明的是，各波形特征参数的具体取值依据各个被治疗者的具体情况来确定。
参照图5-1和图5-2，图5-1为本发明实施例提供的第四模拟生物微电流的一种波形示意图，图5-2为本发明实施例提供的第四模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时电流密度在皮下的分布示意图。从图中可以看出，第四模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加脉冲型分量后的复合波形，当将具有该波形的第四模拟生物微电流作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路时，电流密度在皮下的分布在皮肤表皮层呈现峰值。
优选地，图中所述的第四模拟生物微电流还包括如下波形特征参数：直流基础幅度I1m、脉冲分量强度I2m、分量连发频率1/T1和极性切换频率1/T2。其中，直流基础幅度I1m为200～300uA，脉冲分量强度I2m为200～300uA，分量连发频率1/T1为401～680Hz，极性切换频率1/T2为0.25～0.5Hz。需要说明的是，各波形特征参数的具体取值依据各个被治疗者的具体情况来确定。
在上述实施例的基础上，主机包括人机交互单元、模拟生物微电发生单元和控制单元，人机交互单元和模拟生物微电发生单元分别与控制单元连接，模拟生物微电发生单元还与治疗手具连接；
其中，人机交互单元用于输入被治疗者的基础信息，以及在单机工作模式时输入被治疗者的皮肤参数信息，模拟生物微电发生单元用于根据基础信息和皮肤参数信息以及各模拟生物微电流的波形，生成各模拟生物微电流并按顺序依次输出至治疗手具。
本实施例中，主机主要负责产生针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流并输出至治疗手具。具体地，主机主要包括人机交互单元、模拟生物微电发生单元和控制单元。主机还包括一个壳体，人机交互单元、模拟生物微电发生单元和控制单元均设置在该壳体内。其中，控制单元为整个主机的控制核心，主机中的其余各单元均需与控制单元连接，用于实现对其余各单元的控制和信息的中转、汇总等，以及一些参数的设定等，控制单元采用STC多串口微处理器为核心的单片机系统。
人机交互单元为一个多媒体模组，其上设有用于显示的液晶显示屏，并在液晶显示屏上安装有作为触摸按键输入的触摸屏，还设有单路模拟视频输入端口。使用时，操作者先按照液晶显示屏上的提示，然后通过触摸屏输入目测得到的被治疗者的基础信息，所述的基础信息至少包括年龄区间、目标治疗部位、肤质和当前治疗次数。在未连接网络的单机工作模式下，操作者还需要通过触摸屏输入目测得到的被治疗者的皮肤参数信息，所述的皮肤参数信息至少包括皮肤弹性度参数、皱纹深浅度参数和肌肤饱满度参数的量化值。通过人机交互单元输入的被治疗者的基础信息和皮肤参数信息进一步传输至模拟生物微电发生单元中。
模拟生物微电发生单元采用ARM系列微处理器，并且预装WinCE操作系统的嵌入式系统。模拟生物微电发生单元先将被治疗者的基础信息进行尺度变换，使其变换到各自的论域范围，并用相应的模糊隶属函数表示。同样地，再将被治疗者的皮肤参数信息进行尺度变换，使其变换到各自的论域范围，并用相应的模糊隶属函数表示。然后，根据人体临床实践经验建立的知识库和由推理规则、推理机、去模糊器等组成的模糊推理系统，被治疗者的基础信息和皮肤参数信息经推理决策后可确定各模拟生物微电流的波形特征参数，最后在结合上述确定的四种模拟生物微电流的波形的基础上，产生分别针对皮肤胶原层、皮肤真皮层、皮肤肌肉浅层和皮肤表皮层的第一模拟生物微电流、第二模拟生物微电流、第三模拟生物微电流和第四模拟生物微电流。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实施例中所述的推理决策过程，下面以第一模拟生物微电流的波形特征参数为例，来说明本实施例中所述的推理决策的一种可能的实现过程。
该过程的输入变量为7个，分别是年龄区间x1、肤质x2、目标治疗部位x3、当前治疗部位x4、皮肤弹性度x5、皱纹深浅度x6和肌肤饱满度x7；输出变量为4个，分别是直流基础幅度y1、尖峰型分量强度y2、分量连发频率y3和极性切换频率y4。
根据人体临床实践经验，分别为每一个输出变量建立一个由m条模糊规则组成的知识库，从而形成一个多规则多输入的模糊推理模型MRMI(m，n)，其中m是模糊规则条数，n是输入变量个数，令n＝7。
规则R1：如果x1是A11，且…且x7是A17，那么y1是B1
……
规则Rm：如果x1是A1m，且…且x7是Am7，那么y1是Bm
新输入：如果x1是A1 *，且…且x7是A7 *
输出：y1是B*
其中U1，…，U7是年龄区间、肤质、目标治疗部位、当前治疗部位、皮肤弹性度、皱纹深浅度和肌肤饱满度的论域；V是直流基础幅度、尖峰型分量强度、分量连发频率、或极性切换频率的论域；
对于i＝1，…，m；j＝1，…，7，Aij，Aj *∈F(Uj)，Bi，B*∈F(V)
在上述多规则多输入的模糊推理模型MRMI(m,n)基础上，采用加拿大多伦多大学的Turksen和Zhong提出的称之为AARS(Approximate Analogical Reasoning Schema)的模糊推理算法分别计算出第一模拟生物微电流的波形特征参数y1、y2、y3、和y4。
进一步地，可以根据类似的推理决策过程，来分别确定被应用到第二模拟生物微电流、第三模拟生物微电流和第四模拟生物微电流的波形特征参数。
由于被治疗者存在年龄、肤质、皱纹深浅、皮肤弹性、饱满度不同等个体差异，在上述确定的四种模拟生物微电流的波形的基础上，随着被治疗者的年龄区间、目标治疗部位、肤质、皮肤弹性度、皱纹深浅度、肌肤饱满度等的不同，电流密度在皮下呈现峰值的位置会发生偏移。但是，通过调整这四种模拟生物微电流的波形特征参数，可将电流密度在皮下呈现峰值的位置重新进行修正，使其恢复到原有设定位置，从而形成与被治疗者最优匹配的分别针对皮肤胶原层、皮肤真皮层、皮肤肌肉浅层和皮肤表皮层的四种模拟生物微电流的波形。
另外，在控制单元中预先设置了皮肤胶原层、皮肤真皮层、皮肤肌肉浅层和皮肤表皮层的治疗顺序，因此模拟生物微电发生单元将产生的针对皮肤不同层级的四种模拟生物微电流按照该顺序依次输出至治疗手具。
在上述实施例的基础上，主机还包括皮肤图像采集单元和网络单元，皮肤图像采集单元分别与人机交互单元和控制单元连接，网络单元与控制单元连接；
其中，皮肤图像采集单元用于采集被治疗者的皮肤图像，网络单元用于在联网工作模式时将皮肤图像上传至远端的云服务器，并接收云服务器根据皮肤图像分析得到的皮肤参数信息。
本实施例中，主机还包括皮肤图像采集单元和网络单元。皮肤图像采集单元一方面从人机交互单元的单路模拟视频输入端口接入，另一方面还与控制单元连接。具体地，皮肤图像采集单元包括手持本体和可拆卸式镜头组件。其中，镜头组件包括定焦光学镜头和围绕所述定焦光学镜头的照明光源，该照明光源为均匀分布有多个集成标准白光、UVA紫外光和蓝光芯片于一体的LED的环状线路板。手持本体包括CMOS图像组件、光源控制器、单片微处理器以及图像冻结开关，CMOS图像组件为COMS图像传感器，将采集到的皮肤图像通过连线连接到人机交互单元的单路模拟视频输入端口，光源控制器根据单片微处理器的选择信号点亮或熄灭同轴照明光源上对应波长的光源，单片微处理器与控制单元连接。同时，为方便使用，皮肤图像采集单元设置在主机的壳体外部。
网络单元采用USR-C215UART-WiFi模块，该模块在硬件上集成了MAC、基频芯片、射频收发单元以及功率放大器，支持WiFi协议以及TCP/IP协议，实现了主机的无线联网功能和数据传输等功能。同样地，网路单元也设置在主机的壳体内部。
在装置开机上电后，首先尝试通过网络单元连接远端的云服务器，连接成功后通过皮肤图像采集单元采集被治疗者的皮肤图像，再利用网络单元将皮肤图像上传到云服务器。云服务器对皮肤图像进行比对分析，得到被治疗者的皮肤信息参数，即皮肤弹性度参数、皱纹深浅度参数和肌肤饱满度参数的量化值。
具体地，云服务器依据皮肤图像采集单元采集的皮肤图像来获取被治疗者的皮肤信息参数，即皮肤弹性度参数、皱纹深浅度参数和肌肤饱满度参数，其具体分析计算过程可以按照如下过程进行：
(1)皮肤弹性度参数的获取：
皮肤弹性度与皮肤纹理和粗糙度直接相关，皮肤纹理越粗糙，则皮肤弹性度越差；反之皮肤纹理越细、越光滑，则皮肤弹性度越好。
本实施例采用灰度共生矩阵方法来描述皮肤纹理特征，从而综合形成皮肤弹性度参数。首先，根据标准白光光照下的皮肤图像生成灰度共生矩阵，然后分别计算灰度共生矩阵在0°、45°、90°、135°方向上的熵(Entropy)、角二阶矩(Angular Second Moment)、相关性(Correlation)和对比度(Contrast)等4个特征参数均值。
按照下式所示，将上述4个由灰度共生矩阵的特征参数均值合并计算出皮肤弹性度参数Ela，并以此数值作为皮肤弹性度参数的数值结果。
其中，Asm为特征参数角二阶矩，Ent为特征参数熵，Con为特征参数对比度，Cor为特征参数相关性。
根据上式得到的结果，其评价效果跟人类视觉对皮肤弹性度的感官评价趋势一致，即视觉感受纹理粗糙、弹性度较差的皮肤图像，计算所得到的参数值较小，而相对纹理细腻、弹性度较好的皮肤图像，计算所得到的参数值则较大。
(2)皱纹深浅度参数的获取：
对标准白光光照下的皮肤图像，通过RGB空间各通道取平均值的方法获得灰度图像，每个像素中的每个颜色分量相等，均为(r+g+b)/3；然后对灰度图像进行高低两种阈值的Canny边缘提取，将两种结果相减得到窗口阈值的边缘。
由于毛孔形状为近似圆形，皱纹为长条形，因此，通过形态学处理后滤除外接矩形长宽比在0.5～2.0之间的图形，即剔除形状近似圆形的毛孔干扰；将皱纹结果在标准白光光照下的皮肤图像上进行标记显示。标记为皱纹的像素数量总和与标准白光光照下皮肤图像的总像素之比值的百分数即为皮肤皱纹深浅度指标的数值结果。
根据上述得到的结果，其评价效果跟人类视觉对皱纹深浅度的感官评价趋势一致，即视觉感受皱纹多且深的皮肤图像，指标值较大，而相对皱纹少且浅的皮肤图像，计算所得到的指标值则较小。
(3)肌肤饱满度参数的获取：
皮肤最外层的角质层和皮脂膜可以防止水分流失，角质层含水量10～20％的皮肤表现为肌肤饱满润泽，对于亚洲人种皮肤，在标准白光光照下的皮肤图像视觉上偏亮、偏白；而相反，低于这个水平，则表现为皮肤颜色暗淡、干瘪，在标准白光光照下的皮肤图像视觉上偏暗、偏黄。
本实施例对标准白光光照下的皮肤图像，通过颜色空间变换，将RGB图像转换到Lab颜色空间，计算图像每个像素的L*，b*的平均值。按照下式所示，计算出参数Ful，并以此数值作为皮肤饱满度参数的数值结果。
其中，L为图像区域内每个像素亮度L*的平均值，b为图像区域内每个像素b*的平均值。依照上式，计算不同皮肤饱满程度的亚洲人群，参数Ful的数值在28°到42°之间。
根据上式得到的结果，其评价效果跟人类视觉对皮肤饱满度的感官评价趋势一致，即视觉感受皮肤饱满度越好，其皮肤图像偏亮、偏白，则参数值较大，而相对皮肤饱满度较差，其皮肤图像偏暗、偏黄，计算所得到的参数值则较小。
上述皮肤信息参数由网络单元接收后，通过控制单元传输至模拟生物微电发生单元中。
而当判断到与云服务器多次连接不成功后，则自动转入到单机工作模式。在单机工作模式下，传输至模拟生物微电发生单元中的被治疗者的皮肤信息参数通过人机交互单元输入再传输至模拟生物微电发生单元中。
由于皮肤弹性度、皱纹深浅度、肌肤饱满度是反映人体皮肤老化的重要指标，获取这些指标的传统方法是通过专用的检测设备对人体皮肤进行检测后得到的。例如，皱纹深浅度的测量，通常将粒度为um级的无害硅氧烷均匀涂在待测皮肤表面，制成皱纹膜片后，皮肤的皱纹深度信息就会存留在膜片上，皱纹越深则相应的膜片处越厚，然后通过光强测量电路检测通过膜片后的光强度，再由光强度值计算膜片的厚度，最后根据皱纹参数的定义由测得的膜片厚度数值计算得到皮肤粗糙度、平均粗糙度、最大粗糙度等指标。因此，采用传统方法进行皮肤老化的指标测试会大大增加实施的复杂程度和实施成本。而通过将皮肤图像采集单元采集的皮肤图像在云服务器端进行比对分析得到皮肤信息参数的方式，则大大简化了实施过程，也大大降低了实施成本。
在上述实施例的基础上，主机还包括IC卡管理单元，其与控制单元连接，用于在首次治疗时记录被治疗者的基础信息和皮肤参数信息。
本实施例中，主机还包括IC卡管理单元，该IC卡管理单元也设置在主机的壳体内部。需要说明的是，本实施例中IC卡管理单元采用通常现有的技术方案实现，在此不再赘述。
在首次治疗时，IC卡管理单元将被治疗者的基础信息和皮肤信息参数，以及在主机上形成的一个疗程方案参数记录到一张IC卡上，后续本疗程内的治疗将直接使用记录在IC卡上的内容进行，而不需要再次通过人机交互单元输入或者通过皮肤图像采集单元获取。
在上述实施例的基础上，主机还包括微电流回路通断检测单元，其与控制单元连接，还与治疗手具连接，用于对治疗手具作用于被治疗者的皮肤上后形成的模拟生物微电流回路进行通断检测。
本实施例中，主机还包括微电流回路通断检测单元，该微电流回路通断检测单元也设置在主机的壳体内部。需要说明的是，本实施例中微电流回路通断检测单元采用通常现有的技术方案实现，在此不再赘述。
由于皮肤不同层级均对应具有最佳治疗时间，因此在控制单元中还预先设置了皮肤不同层级对应的治疗时间，同时仅在治疗手具作用于被治疗者的皮肤上会形成的模拟生物微电流回路处于连通状态时才对设置的治疗时间进行计时。通过微电流回路通断检测单元对该模拟生物微电流回路进行实时通断检测，以确保设置的治疗时间内治疗手具在皮肤表面的移动操作都是在模拟生物微电流回路连通状态下进行的，保证了治疗时间的准确性。
在上述实施例的基础上，主机还包括声效提示单元，其与控制单元连接，用于在治疗手具作用于被治疗者的皮肤上的作用力超出预设范围时发出声效提示。
本实施例中，主机还包括声效提示单元，该声效提示单元也设置在主机的壳体内部。需要说明的是，本实施例中声效提示单元采用通常现有的技术方案实现，在此不再赘述。
当治疗手具作用于被治疗者的皮肤上时，为避免施力过轻对肌肉拉伸不够而影响治疗效果，或因施力过重而造成肌肤损伤，在控制单元中还预先设置了施加的作用力的力度上下限范围。当施加的作用力超出预设范围时，声效提示单元发出声效提示，从而保证操作者使用治疗手具在皮肤表面移动时施加的作用力的力度保持在合适范围内。
在上述实施例的基础上，进一步参照图6～图8所示，治疗手具包括两个电极操作棒100，电极操作棒100包括壳体101以及设置在壳体101内的导电电极102、电极温度检测单元、电极加热单元和电极作用力检测单元，导电电极102分别与电极温度检测单元、电极加热单元和电极作用力检测单元连接，导电电极102的一端伸出壳体101外后作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路；导电电极102、电极温度检测单元、电极加热单元和电极作用力检测单元分别通过导线200与主机连接。
本实施例中，治疗手具中设置了两个电极操作棒，这两个电极操作棒通过导线与主机的模拟生物微电发生单元和微电流回路通断检测单元连接，进而也与主机的控制单元建立连接。
具体地，电极操作棒包括壳体以及设置在壳体内的导电电极、电极温度检测单元、电极加热单元和电极作用力检测单元，导电电极作用在被治疗者的皮肤上并形成微电路回路。
其中，电极温度检测单元用于检测导电电极的温度，电极加热单元用于在导电电极温度较低时对导电电极进行加热以使导电电极达到预设温度，在控制单元中还预先设置了适宜温度的上下限范围。这样就会使导电电极始终保持一个较适宜的温度，当导电电极作用于被治疗者的皮肤上时，可以让被治疗者感到非常舒适，有较好的治疗体验。
电极作用力检测单元由力传感器、信号放大器以及V/F转换器构成，检测操作者施加在导电电极上的作用力，并将检测到的压力信号传输到主机的控制单元中，在控制单元中还预先设置了施加的作用力的力度上下限范围，从而可使操作者施加在导电电极上的作用力的力度保持在合适范围内。
进一步地，导线为一根多芯线束，在其一定位置处设置分线器将多芯线束分为两组，并各自形成弹簧线结构，其中一组连接到其中的一个电极操作棒，另一组连接到另一个电极操作棒。在使用时，导线的一端接入主机，连接电极操作棒的另一端经操作者颈部与双肩后由操作者手持，其分线器在颈部起到对导线的支撑与固定作用。操作者双手各持一个电极操作棒，两个导电电极共同作用于被治疗者的皮肤上进行操作。该导线的结构及理线方法使得导电电极在皮肤表面频繁移动治疗过程中不会发生缠绕现象。
操作时，操作者双手各持一个电极操作棒，导电电极作用于被治疗者的面部，并施加作用力在肌肉的肌始端和肌止端，采用双向按拉、单向按拉、双向挤压、单向挤压、双向轻扫、单向轻扫等机械动作沿肌腹挤压或拉伸肌肉。每次治疗按照先左半边脸、后右半边脸的顺序进行，首先是左半边脸的所有肌肉在施加针对皮肤胶原层的第一模拟生物微电流下的伸缩运动训练；其次是左半边脸的所有肌肉在施加针对皮肤真皮层的第二模拟生物微电流下的伸缩运动训练；再者是左半边脸的所有肌肉在施加针对皮肤肌肉浅层的第三模拟生物微电流下的伸缩运动训练；最后是左边脸的所有肌肉在施加针对皮肤表皮层的第四模拟生物微电流下的伸缩运动训练。按照与左边脸的同样方法依次完成对右半边脸的所有肌肉在依次施加第一模拟生物微电流、第二模拟生物微电流、第三模拟生物微电流和第四模拟生物微电流下的伸缩运动训练。
在上述实施例的基础上，导电电极102由一个金属棒体1021和设置在金属棒体1021端部且充分浸润的棉花棒1022组成；或者，
导电电极102由两个金属棒体1021和分别设置在金属棒体1021端部且充分浸润的棉花棒1022组成，两个金属棒体1021的另一端部相连接；或者，
导电电极102为一个端部呈圆弧状的金属棒体1021。
本实施例中，导电电极可按照以下三种方式实施。
在第一种实施方式中，参照图6所示，导电电极由一个金属棒体和设置在金属棒体端部且充分浸润的棉花棒组成。其中，在金属棒体末端的中心位置处沿轴线方向有一小孔，孔径为市售纸轴棉花棒棒体的直径，孔深为棉花棒棒体长度的一半。将棉花棒一分为二后，沿金属棒体轴向将棉花棒装入小孔内，棉花棒用清水或美容精华液充份浸润。金属棒体与充份浸润的棉花棒共同构成导电电极，当操作者施加一定的作用力使棉花棒头部作用于皮肤上时，不会造成皮肤表面损伤，同时还具有良好的导电性能。第一种实施方式中所述的导电电极，适用于面部面积较小肌肉的训练。
在第二种实施方式中，参照图7所示，导电电极由两个金属棒体和分别设置在金属棒体端部且充分浸润的棉花棒组成，两个金属棒体的另一端部相连接。与上述实施方式相比，区别在于对应设置了两个金属棒体以及设置在其端部的棉花棒，同时要使两个金属棒体的另一端部相连接。第二种实施方式中所述的导电电极，尤其适用于面部额肌、口轮匝肌、咬肌等面积较大肌肉的训练。
在第三种实施方式中，参照图8所示，导电电极为一个端部呈圆弧状的金属棒体。由于金属棒体的端部呈圆弧状，当操作者施加一定的作用力使金属棒体的端部作用于皮肤上时，也不会造成皮肤表面损伤。第三种实施方式中所述的导电电极，尤其适用于颈部的广颈肌和胸锁乳突肌等面积更大肌肉的训练。
针对面部不同位置处的肌肉，采用相对应的导电电极结构，可以达到更好的治疗效果。
本发明实施例提供的基于模拟生物微电流的美容装置，其同时结合了模拟生物微电流与机械力的治疗作用，可依据被治疗者的基础信息和皮肤参数信息产生与之最优匹配的分别针对皮肤胶原层、皮肤真皮层、皮肤肌肉浅层和皮肤表皮层的模拟生物微电流的波形。通过治疗手具将模拟生物微电流作用于被治疗者的面部，从而更有针对性地使被治疗者面部不同位置处的肌肉以及该肌肉的全部运动单位得到有效训练，帮助恢复肌肉活力，同时还能促进皮肤胶原纤维增生与修复，帮助恢复皮肤的自然弹性，最终达到收紧肌肤、祛除皱纹的目的，治疗效果较佳且维持时间较长。
以上所述，仅是本发明所述的基于模拟生物微电流的美容装置应用在被治疗者面部的实施例，本发明同样可以应用于如颈部、手部等身体其他部位。因此，上述实施例及具体说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明应用的限定。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于模拟生物微电流的美容装置，其特征在于，所述装置包括：
主机，用于根据用户的基础信息和皮肤参数信息以及针对皮肤不同层级的各模拟生物微电流的波形，生成各所述模拟生物微电流并按顺序依次输出；各所述模拟生物微电流包括依次输出的针对皮肤胶原层的第一模拟生物微电流、针对皮肤真皮层的第二模拟生物微电流、针对皮肤肌肉浅层的第三模拟生物微电流以及针对皮肤表皮层的第四模拟生物微电流，所述第一模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加尖峰型分量后的复合波形，所述第二模拟生物微电流的波形为矩形波形，所述第三模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加圆峰型分量后的复合波形，所述第四模拟生物微电流的波形为直流波形基础上叠加脉冲型分量后的复合波形；
治疗手具，其与主机连接，用于接收各所述模拟生物微电流并移动作用于用户的皮肤上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一模拟生物微电流的波形特征参数包括直流基础幅度、尖峰型分量强度、分量连发频率和极性切换频率；其中，直流基础幅度为150～230uA，尖峰型分量强度为80～120uA，分量连发频率为61～150Hz，极性切换频率为0.25～0.5Hz；
所述第二模拟生物微电流的波形特征参数包括波形幅度、分量连发频率和极性切换频率；其中，波形幅度为200～400uA，分量连发频率为0.25～0.5Hz，极性切换频率为151～400Hz；
所述第三模拟生物微电流的波形特征参数包括直流基础幅度、圆峰型分量强度、分量连发频率和极性切换频率；其中，直流基础幅度为150～230uA，圆峰型分量强度为80～120uA，分量连发频率为2～60Hz，极性切换频率为0.25～0.5Hz；
所述第四模拟生物微电流的波形特征参数包括直流基础幅度、脉冲分量强度、分量连发频率和极性切换频率；其中，直流基础幅度为200～300uA，脉冲分量强度为200～300uA，分量连发频率为401～680Hz，极性切换频率为0.25～0.5Hz。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述主机包括人机交互单元、模拟生物微电发生单元和控制单元，所述人机交互单元和模拟生物微电发生单元分别与所述控制单元连接，所述模拟生物微电发生单元还与所述治疗手具连接；
其中，所述人机交互单元用于输入用户的基础信息，以及在单机工作模式时输入用户的皮肤参数信息，所述模拟生物微电发生单元用于根据所述基础信息和所述皮肤参数信息以及各所述模拟生物微电流的波形，生成各所述模拟生物微电流并按顺序依次输出至所述治疗手具。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主机还包括皮肤图像采集单元和网络单元，所述皮肤图像采集单元分别与所述人机交互单元和所述控制单元连接，所述网络单元与所述控制单元连接；
其中，所述皮肤图像采集单元用于采集用户的皮肤图像，所述网络单元用于在联网工作模式时将所述皮肤图像上传至远端的云服务器，并接收云服务器根据所述皮肤图像分析得到的皮肤参数信息。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主机还包括IC卡管理单元，其与所述控制单元连接，用于在首次治疗时记录用户的基础信息和皮肤参数信息。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主机还包括微电流回路通断检测单元，其与所述控制单元连接，还与所述治疗手具连接，用于对所述治疗手具作用于用户的皮肤上后形成的模拟生物微电流回路进行通断检测。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主机还包括声效提示单元，其与所述控制单元连接，用于在所述治疗手具作用于用户的皮肤上的作用力超出预设范围时发出声效提示。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述治疗手具包括两个电极操作棒，所述电极操作棒包括壳体以及设置在所述壳体内的导电电极、电极温度检测单元、电极加热单元和电极作用力检测单元，所述导电电极分别与所述电极温度检测单元、所述电极加热单元和所述电极作用力检测单元连接，所述导电电极的一端伸出所述壳体外后作用于皮肤上形成模拟生物微电流回路；所述导电电极、所述电极温度检测单元、所述电极加热单元和所述电极作用力检测单元分别通过导线与所述主机连接。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导电电极由一个金属棒体和设置在所述金属棒体端部且充分浸润的棉花棒组成；或者，
所述导电电极由两个金属棒体和分别设置在所述金属棒体端部且充分浸润的棉花棒组成，两个所述金属棒体的另一端部相连接；或者，
所述导电电极为一个端部呈圆弧状的金属棒体。
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