CN109073456A - 对防晒霜或其它防辐射霜的防护系数的光学确定 - Google Patents

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Abstract

本发明用于确定例如针对其说明了防晒系数（SPF）的化妆品和防晒霜的针对光的防护系数，其方式是在将防辐射霜涂覆到皮肤上之前和之后在体内或在体外或者也包括在皮肤模型（动物皮肤模型或人造皮肤模型）上对在皮肤表面上的光反向散射进行两次测量，并且从中确定防晒系数。不同于到目前为止标准化的方法，针对测量方法的光路来规定在皮肤上的照明区与探测区之间的距离。在测量时使用的对皮肤的曝光剂量低于损害极限。防晒系数可以根据到目前为止的标准来确定或者针对其它波长或波长范围（例如UVA、VIS、NIR、IR）来确定。

Description

对防晒霜或其它防辐射霜的防护系数的光学确定
技术领域
本发明描述了一种对化妆品和防晒霜的评价的方法，针对所述化妆品和防晒霜说明了防晒系数（SPF）或者还要重新定义的防护系数。
背景技术
到目前为止被欧盟（EU）官方与美国食品和药品监督管理局（FDA）容许的用于确定SPF的方法对于参与的被试者来说全部是有害的，其方式是这些方法引起红斑、即由光引起的发炎反应（COLIPA、即European Cosmetic, Toiletry and Perfumery Association（欧洲化妆品、盥洗用品和香料协会）：Colipa SPF 测试法 94/289，1994年；ISO-标准24442、24443、24444）。因而，不仅FDA而且EU都已经多次指出：未来的研究活动必须集中于用于保证防晒霜的防护效果的新方法，以便避免被试者的后效（Spätfolge）（EuropeanCommission（欧盟委员会），Standardisation Mandate Assigned To CEN ConcerningMethods For Testing Efficacy Of Sunscreen Products（责成欧洲标准化委员会对防晒产品的检验方法进行标准化的委托书），M/389 EN，布鲁塞尔，2006年7月12日）。该任务应该在本发明的情况下予以接受。
现有的方法在不同的文献中限定：
I. 在标准和规定中限定的方法：
a. ISO 24444限定了一种用于对SPF进行体内确定的方法。该方法的基础是由于在UVB范围内的辐射而在被试者的皮肤上生成红斑。因而，该方法是有害的。为了减小结果与皮肤特性的个体间的差异的相关性，必须在多个被试者上执行该方法。
b. ISO 24443限定了一种用于确定UVA防护系数（UVAPF）的体外方法。防晒霜被涂覆在塑料板上，使得可以测量防晒霜的透射频谱。由于该过程的不可控制的波动，透射频谱通过缩放与根据ISO 24444的红斑测试的结果适配并且借此取决于其执行。所使用的塑料板与喷砂的表面一并是相对不现实的皮肤模型。
c. ISO 24442限定了一种体内方法，其中UVA防护系数借助于用于生成皮肤的不可逆的色素沉淀的最小UVA剂量来确定。该方法也造成了被试者的皮肤的变化。
d. FDA最终规则2011，最初在2007年8月27日的联邦公报（72 FR 49070）中公开并且编撰为广谱测试（Broad Spectrum Test）（21 CFR 201.327(j)）和防晒系数（SPF）测试（21 CFR 201.327(i)）或在更新的版本中编撰为21 CFR 201.352（http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idxSID=5555a0dd8b6d83a8570676d9a44bb6ef&mc=true&node=pt21.5.352&rgn=div5）。
II. 被授予专利的方法：
a. DE 198 28 497 A1描述了一种方法，其中如在ISO 24444中那样在被试者处由于对皮肤的UV辐射而生成红斑，这些红斑与ISO 24444相比通过反射频谱来探测到。借此，该方法同样是有害的，防晒霜的光学效果（防护）没有在直接的光学测量的情况下被检测，而是通过身体的生物学反应来检测。
b. 在DE 10 2004 020 644 A1中描述了一种方法，其中借助于电子自旋共振（ESR）定量地测量在体内由于UV照射引起的自由基的生成。这里，防晒霜的光学效果也只是间接地被检测。此外，ESR的测量在技术上是花费高的并且需要相对大的、静止的设备（桌台设备）。这些设备对由于高频辐射引起的干扰或者快速的暂时的磁场变化、诸如电开关过程的快速的暂时的磁场变化是敏感的。
c. 关于WO 2007 / 100 648的技术应注意：虽然也描述了光源的与距离相关的测量，但是这些与距离相关的测量并没有作为唯一的特征来影响保护范围（只有权利要求3提到该距离，但是经由权利要求2援引权利要求1），也许进行关于入射角的特征构建，因为利用该基本装置的与距离相关的反向散射测量已经自从30多年以来就从多个文献中是公知的并且借此不被保护或不能被保护：A. Ishimaru，Single Scattering and TransportTheory，第1卷（1978年），Academic Press（学术出版社），第185页之后。
III. 公开文献：
a. 在Bendova H等人的Toxicology in vitro (2007年)，第1268-1275页中，比较了在使用不同的薄膜作为皮肤模型的情况下的透射频谱的方法。所确定的防护系数强烈地取决于所使用的薄膜，未曾找到防护系数与来自ISO 24444的SPF的显著关联。
b. 在Ruvolo E，Kollias N，Cole C的Photoimmunol Photomed （2014年），30：202-211页中介绍了一种方法，其中利用塑料衬底的UVB透射测量和在UVA范围内在皮肤上的体内反向散射测量相结合。透射测量通过缩放与UVA反向散射测量适配，由此实现了与根据ISO24444的对SPF的体内测试的良好的一致。用于UVA反向散射测量的测量装置包含放在皮肤上的纤维束。通过多个彼此间具有不同的距离的照明和探测纤维来进行测量。由探测纤维探测光功率之和，因而在照明区与探测区之间没有给定限定的距离，而倒是给定了所有距离的加和。在按照本发明的方法中，利用多个明确限定的距离来测量反向散射。
c. 在Sohn M，Korn V，Imanidis G的Skin Pharmacol Physiol，（2015年），28：31-41页中，测试由作为用于对透射的体外测量的衬底的猪耳朵的皮肤。与利用标准化的塑料载体的测量相比，得到与在体内测量的SPF的更高的关联。这表明：现实的皮肤模型对于确定防护系数来说是重要的。在有防晒霜/没有防晒霜的情况下进行透射测量。但是，这种测量的误差强烈地与所使用的层厚度（猪耳朵的分离层的厚度）和相对于由于（相同的、标准化的）数量的防晒霜引起的变化的表面粗糙度有关，而且在公布的测量中只是相对于通过ISO24444：2010年在体内确定的SPF来评价，并没有彼此间评价。也曾只使用一种类型的防晒霜（油包水（Öl-in-Wasser）），所述类型的防晒霜由于油微滴形成而具有特定地高的散射特性，由此表面变化变得不那么强烈地有效。
到目前为止的利用UVB辐射（太阳模拟器（solar simulator），即具有预先给定的根据在海平面上的太阳辐射的在290至400nm之间的波长特定的强度的“太阳模拟器”）和具有利用UVA辐射（没有像在UVB中那样形成红斑，比UVB具有到皮肤中的更大的渗入深度=更大的体积）的有限的可能性的方法的应用范围应该利用按照本发明的解决方案没有限制地被扩展到用于确定相对应的防光系数的UVA、UVB、可见光和近红外或红外范围上。
到目前为止的方法的缺点
按照本发明的方法出于多个重要的原因不仅仅是值得期望的，而且是急切需要的：
• UV辐射的被提高的剂量可能损害组织和细胞成分。众所周知，后果是皮肤老化以及在最坏的情况下是皮肤癌。自几十年以来，应观察到皮肤癌的新发病例的数目不断增长，所述数目当前在德国每年为大约20000例。主要原因是反复的强烈的UV负荷，如其在暑假时、尤其是在儿童和青少年中出现的那样。
• 用于评价防晒霜的现有的方法（即现有技术）是不够的，因为这些方法或者癌症侵袭地通过在被试者上形成红斑来测试或者非生理学地在作为皮肤模型的塑料载体上予以测试。
• 如今的体内SPF确定具有一系列缺陷。该确定仅涉及自发的生物效应（被迫的日晒性皮炎），所述自发的生物效应由UVB辐射触发。然而，如今知道UVA辐射也可能导致强烈的皮肤损害直至皮肤癌。此外，对SPF的确定是一种癌症侵袭的方法，因为在被试者处引起了以日晒性皮炎的形式的损害。因而，不仅美国食品和药品监督管理局（FDA）而且欧盟都已经多次指出：未来的研究活动必须集中于用于保证防晒霜的防护效果的新方法，以便避免被试者的后效。
• 体内SPF只能在UVB中确定，而长期的损害也由于其它频谱范围而出现。
• 将抗炎物质添加到“改进”了体内SPF的防晒霜对纯物理测量（例如体外）没有影响，如根据按照本发明的方法的那样，借此排除了SPF的失真。
• 现有的用于UVA的体外SPF方法在塑料载体上的非生理学的、非生物学的基层中仅仅确定在UVA中的SPF，并且借此是完全不够的，这涉及在防晒霜渗入以及分布时对体内特性的评价。此外，为了确定该体内特性，需要并行的癌症侵袭的体内测量，以便事后使在UVA中的不精确的测量方法适配。
原则上，例如按照COLIPA协议来测量体内SPF只表明UVB防护的效果，而没有适当地检测太阳光的UVA部分。因为由于UVA辐射引起的有害效果也是充分已知的，所以已被看作必需的是：也创立一种一般的测试方法，用于确定UVA防护。这起源于：太阳辐射的到达地表的UV部分大约5%由UVB组成而大约95%由UVA组成。
针对在UVA中的SPF确定的体内情况
到今天为止描述了三种用于确定UVA防护的体内方法，即IPD（Immediate PigmentDarkening（色素直接变黑））、PPD（Persistent Pigment Darkening（持久色素变黑））和UVA-PF（UVA Protection Factor（UVA防护系数））。IPD方法并不总是提供准确的测量值，而PPD反应被证明为稳定的并且可再现的。然而，PPD反应的临床意义被视为成问题的，因为PPD作用频谱对于低于320nm的波长来说没有精确地限定，而PPD反应也可以被其它UV感应的皮肤反应叠加。UVA-PF方法基于“Minimal Erythematous Responses（最小红斑反应）”和由UVA引起的持久色素沉淀。2009年的COLIPA指南提供了PPD和红斑行动频谱以及UVA和UV-SSR（紫外线太阳模拟灯（ultraviolet solar simulated light））频谱辐射密度在范围290-373nm内的详细的组合。
针对在UVA中的SPF确定的体外情况
Perkin Elmer公司的用于UV/VIS频谱分析的应用指南（Application Note）提供了对目前的用于SPF测试的体外记录的全面的列出：
AS/NZS 2604光谱（2012年） 该AS/NZS 2604光谱的新版本基于在ISO 24443中描述的测试方法“Determination of Sunscreen UVA Protection In vitro（体外防晒UVA防护的确定）”。计算UVAPF比例和临界波长要求，以便达到广谱合规性。
（2012年） Determination of Sunscreen UVA Protection in vitro（体外防晒UVA防护的确定）。确定UVAPF比例和广谱合规性。符合AS / NZS 2604。
（2012年） 这种方法正作为确定体外UVAPF的统一方法被采用并且在欧洲、东盟（ASEAN）和其它地区用在AS / NZS 2604和化妆品中。
比例（2010年） 在290nm与400nm之间测量1.3mg /平方厘米膜的吸收。将在290-320（UVB范围）之间的曲线下面积与在320与400nm之间的曲线下面积进行比较。需要对样品的预辐射。（被计算为TPF x UVA/UVB）。可以指定各种各样的衬底。
（星号等级）（2011年） 该方法被在英国的Boots使用（非强制性）。在290nm与400nm之间测量1 mg /平方厘米膜的吸收。需要对样品的预辐射。评分等级为3至5星。更多颗星意味着在UVA范围内的更多防护（按比例）。
，最终规则2011 目前为美国提出的方法。 在290nm与400nm之间测量0.75 mg /平方厘米膜的吸收。临界波长是面积的90％位于曲线下的点，开始于UVB端处。需要对样品的预辐射。
（UVA平衡） 该方法基于在德国标准DIN 67502中描述的方法。SPF是使用在CIE中提供的值确定的。应用SPF以便改正在体外获得的值。PPD是通过应用在标准中给出的PPD动作频谱的值而得出的。
（UVAPF）（2011年） 用该测量技术来计算UVAPF / SPF比例和临界波长。也报告了符合E.U.（欧盟）要求。
自由基防护系数
自由基防护系数（RPF）射对自由基的确定，所述自由基通过太阳辐射而在人的皮肤中形成。然而，该方法又具有如下缺点：该方法只能在使用太阳模拟器的情况下在体内执行，因为不出血的体外测试具有低得多的氧气浓度。然而，氧气是用于形成自由基的基础。自由基防护系数和防晒系数有区别。
竞争方法的医学/技术/客观的优缺点
在体内进行防晒测量时，被试者的所要避免的皮肤损害是该方法的最大缺点。目前，只有通过生成轻微的日晒性皮炎、即皮肤的发炎，才可能可靠地测量UVB防晒系数。对于UVA来说，不存在类似地有效力的（尽管有损害的）体内方法。
然而，一般正需要避免对被试者的损害。这是为什么研发了体外方法的主要原因。另一原因是将SPF确定扩展到UVA。这意味着：急切需要体外方法，所述体外方法然而必须一定在可靠性方面接近体内方法。
然而，现有的体外方法具有如下正需要消除的严重不足：
在塑料衬底上的体外方法
• 其它涂覆、渗入、润湿以及借此分布特性
• 无生物变异性
• 在测量时的光分布不满足体内情况。
这表明与体内UVB-SPF的必需的但是非常不自然的适配，所述体内UVB-SPF必须强制地应用（由此没有避免损害）。在SPF高和低的情况下，体外确定与期望强烈地有偏差。
在生物衬底（皮肤组织）、例如猪耳朵上的体外方法
• 关于活人皮肤的渗入和分布特性是不同的
• 为了测量，组织样品必须花费高地被制作成薄层。
在这种情况下，应预期样品的由于热或化学制作引起的变化，而且存在由于操作困难而引起的差的可重复性。
通过在完好的生物模型组织上进行测量并且不仅在用于SPF确定的测量时而且在保护皮肤以防辐射时的真实的情况下都考虑光分布，上面提到的问题和缺点应该利用按照本发明的测量方法来克服。
风险 限制风险的措施
存在光学旁路（串扰），所述光学旁路干扰了明确的SRR测量。 这可以利用在纤维敷贴器（金属化的纤维，具有光障碍的支撑板）方面的设计可能性和操作（所限定的按压压力）来最小化。其余的串扰（如果恒定）可以利用模糊标准的测量来检测和减去。
在没有防晒霜的情况下或有防晒霜的情况下的极端区别不容许封闭的算法用于SPF确定。 在可见光方面的研究已经表明：小的吸收系数（μ<sub>a</sub> &amp;lt; 0.04 mm<sup>-1</sup>）更容易有问题。SPP方法或其到光学特性中的反馈可以在更大的μ<sub>a</sub>的情况下分辨两个量级。针对被减小的散射系数，同样可以分辨两个量级（Andree等人，J. Biomed Opt 15(6) （2010年））。
由于在皮肤的不同的层中的光学特性的区别大，分析是有问题的。 通过针对SRR选择光源与探测地点之间的正确的距离范围，可以控制光传播。信号由在射入和射出时几乎垂直于层的透射以及由距离决定的水平透射组成。这能够计算经过有/没有防晒霜的层的漫射透射。也许，在纤维测量头中必须针对不同的波长范围实现不同的最优的距离范围。
角质层对测量的影响相对于其余的表皮和真皮的影响小，使得由于角质层的光学特性的变化引起的信号对比度过小。 通过选择针对SRR的距离，改变不同的皮肤层在信号上的份额。为了变得对于角质皮肤特别灵敏，必须实现很小的距离，所述很小的距离在技术上是有挑战的。
信号在SPF大的情况下过小而在有/没有防晒霜的情况下的测量的所需的动态性过大。 由于测量的积分时间的变化，可以检测很宽的动态范围，因为探测器信号与积分时间是线性的。
SPF在局部太不均匀。 通过利用多个纤维针对相同的距离r进行冗余测量，可以通过求平均得到稳定的结论。此外，一定的不均匀性在生理学上是现实的并且应该通过组织模型来再现。不均匀性的程度也可以位置分辨地来测量并且提供关于防晒霜的分布特性的有价值的结论。
附图说明
图1示出了按照本发明的测量方法。
图2示出了用于推导按照本发明的反向散射测量的阐述。
图3示出了在皮肤模型处的用于使防护系数与反向散射相关联的模型计算。所记录的线对应于等式（4）。
图4示出了以多个距离对反向散射的同时测量。
图5示出了利用各一个照明和探测纤维进行反向散射测量的按照本发明的实施方案。
图6示出了用于反向散射测量的纤维束的纤维端面的按照本发明的实施方案。
发明内容。
因而，本发明的任务是提供一种方法和设备，所述方法和设备至少部分地消除了所提到的现有技术的缺点并且尤其是降低了由于对测量体的辐射引起的负荷而且同时还提供高品质的分析结果。
该任务通过根据权利要求1所述的方法以及根据权利要求15所述的设备来解决。
按照本发明的测量方法能够实现在体内或在体外或者也包括在皮肤模型（动物皮肤模型或者人造材料）上对用于在组织（皮肤）上的防晒或防辐射的配方的防护系数的无损害的确定。这通过分析在将防辐射霜涂覆到皮肤上之前和之后对在皮肤表面上的光反向散射的两次测量来实现。不同于到目前为止的方法，在测量方法的光路的情况下来规定在皮肤上的照明区与探测区之间的距离（图1）。在测量时使用的对皮肤的曝光剂量低于损害极限，所述损害极限通常被说明为针对UVB范围的MED或借助于针对其余的波长范围的MZB值来说明。
利用至少一个辐射源来进行照明，所述辐射源至少在如下波长范围内发出重要的辐射，应该针对所述波长范围来限定防护效果或防晒系数。可替换地，辐射源可以只发出对于防护效果来说重要的辐射的更小的波长范围并且通过与该测量的关联测量来确定现有的防辐射或防晒系数，所述关联测量前置于按照本发明的确定。所发出的辐射由至少一个探测器检测，其中检测区在测量位置与辐射源的入射位置具有限定的距离。由于确定现有的防辐射或防晒系数的测量周期由至少2次单个测量组成，其中由照明的辐射源发出的辐射被透射经过测量体（除了由于所施加的防辐射霜而改变的层之外）并且射到探测器上，其中在测量体上的照明区与探测区之间的距离在测量期间是先定的，但是是不同的。下游的设备检测至少两个探测器信号，必要时以不同的放大系数来放大所述至少两个探测器信号，而且利用确定防晒系数的算法来分析信号强度。该方法的优点在于在体内测量时对被试者没有损害；在于在不考虑所照射的光功率的情况下简单的逆算，所述光功率仅须在有防辐射霜/没有防辐射霜的测量时是恒定的；以及也在于所选择的在照射/照明与探测之间的距离和在防辐射霜下面的皮肤类型或者所使用的测量体或皮肤模型的光学特性无关。该测量的优点是使用了在辐射源中的任意的频谱强度，所述辐射源不再需要经校准的“太阳模拟器”。可以用简单的探测器来进行探测，所述探测器只须针对如下频谱部分在噪声上输出信号，所述频谱部分取决于针对经过防辐射霜和测量体的在最坏的情况下最大光衰减的所透射的辐射的防晒系数的限定。
如果所要研究的防辐射霜作为薄层存在并且减弱透射的辐射（参见点1，下同），那么按照本发明的方法提供了最好的结果。在这种情况下，由于防辐射霜引起的衰减可以近似通过标量的透射系数T来描述。接着，针对在皮肤的更深的区域（深度z）内的辐射密度Φ适用：
有防晒霜
没有防晒霜 （1）。
Pin表示照明功率，L(z)表示辐射经过皮肤的与路程长度有关的光衰减。防晒系数（PF）通过辐射密度在皮肤内的与z无关的衰减来定义：
（2）。
因为不能直接检测到在有防晒霜层和没有防晒霜层的情况下经过皮肤的透射，所以用于确定PF的解决方案在于利用反向散射测量来确定透射系数T。在这种情况下，光在局部被射入到皮肤表面的有限的曝光区内。光的一部分由于散射过程而从皮肤返回并且在探测区的范围内被测量（图2）。在探测区与照明区之间存在距离r，所述距离r按照本发明被选择得比由防辐射霜形成的层厚度大得多。如果距离r大于由防辐射霜形成的层厚度，那么从照明位置到探测区的辐射传输可以近似通过三个连续的过程来描述：
i. 以透射系数T透射经过涂上防辐射霜的皮肤层；
ii. 横向地透射经过皮肤的更深的区域z ≈ zquer，通过光衰减L(r)来描述；
iii. 以透射系数T'再次透射涂上防辐射霜的层。
借此，针对所探测的反向散射Rohne或Rmit近似适用：
其中 （3）。
利用等式（2）和（3），可以根据在应用防辐射霜之前和之后的反向散射测量来计算防晒系数PF：
（4）。
商Rohne/Rmit与距离r并且与zquer无关。反向散射在频谱上散开地来测量。接着，利用透射系数T(λ)的最终得到的频谱，可以推导出与现有的标准相对应的防护系数。
对于SPF来说例如得到：
（5）。
I(λ)是太阳的强度谱，而E(λ)是红斑效应谱，即具有对于红斑形成来说足够的强度的谱。其它具有照明谱I(λ)或要通过防辐射霜来防护的波长范围E(λ)的光源类似地得到防护系数，所述防护系数同样可以按照本发明来确定。
在反向散射与防护系数之间的根据等式（4）的关联可以利用在皮肤模型上的针对UV光的模型计算来证实。图3示出了用于辐射传输等式的蒙特-卡罗（Monte-Carlo）计算的相对应的结果。在此，假定具有变化的散射和吸收特性的防辐射霜，此外表皮的黑色素含量已被改变。这表明：这里描述的反向散射测量近似与防辐射霜的特定的特性无关，这并不适合反向散射测量的在现有技术中描述的方法。
1.在照明区与探测区之间的横向距离r过小或具有小的防晒系数的防辐射霜的情况下，光的一部分可以经过角质层横向地透射，在没有角质层的情况下完全沿垂直方向透过。这导致与在等式（4）中描述的关联的偏差。r的最小值从皮肤和防辐射霜的光学特性中得到。得出最小值r=0，从中已经能确定防晒系数。优选地，r的最小值是防辐射霜的层的层厚度，这在遵守标准地涂覆防晒霜的情况下为大约20μm，而且特别优选地，对于在皮肤上的UV照明来说，r的最小值为r = 60μm。r的最大值还基于射到探测器上的辐射量，即经过防辐射霜和下面的皮肤的光衰减的效果。这里，符合实际地，在UV辐射/防护配方的情况下，为1mm的值将是上限。优选地，为500μm的最大值作为r的值。特别优选地，r的值为r ≤ 200 μm。按照本发明，同时检测多个具有r的不同的值的反射测量（图4）。对于足够大的距离r来说，衰减T与r无关，借此可以识别出距离过小的测量并且将其从分析中排出，以便避免对PF的误确定。
2.可以在照明区的范围内测量反向散射R0，作为其它测量值。在使用该测量值的情况下，等式（4）可以被扩展一个修正项g，通过所述修正项减小了在预测PF时的误差。借此，用于确定经修正的防晒系数的公式为：
（6）。
3.皮肤有皱纹和缝隙，所述皱纹和缝隙导致防辐射霜的横向上不均匀的涂覆并且借此导致防晒系数的与位置有关的波动，而且也影响了由于皮肤在该区域内的不同的构造引起的反向散射。这些测量只有在皮肤上测量时被检测。在现有技术中提及的、基于PMMA衬底的方法没有检测这一点，或在所加载的结构的情况下只是有限地检测这一点。通过按照本发明的解决方案的一个实施方式，执行局部化的散射测量，利用所述局部化的反射测量，透射的该不均匀性可以通过在相邻位置上的多次测量来确定。借此，一方面可以根据适当的求平均来确定平均的衰减并且借此确定平均的PF。另一方面，可以确定衰减的方差，使得也可以研究防辐射霜的关于涂覆到皮肤上的特性。
借此，为了描述润湿特性、耐磨特性并且在使用时长期间使防辐射霜分布的情况下，可以通过所描述的测量方法来提供一种用于尽可能的评价的方法。
通过直接测量防辐射霜的光学效果，这里描述的方法与现有的使用红斑形成、色素形成或自由基形成的方法相比具有更广阔的应用范围。不同于现有的方法，可以在样品上重复进行测量；一次性地感应的红斑或者色素沉淀可以不重复地产生。此外，可以在所有必要的波长范围内以频谱方式检测防晒系数。
在该测量方法的一个单独的实施方式中，在时间上相继地在测量体、例如皮肤上的相同的测量位置处执行测量。这通过在短的时间段的情况下连续地进行测量并且在较长的时间段的情况下利用测量间歇进行测量来实现，在所述测量间歇中，测量设备的光学接口远离测量位置并且周期性地重复被放在相同的位置。因为通过测量并不改变皮肤（发红）或测量体，所以该方法是有利的，所述方法可以在相同的测量位置处在测量值不失真的情况下多次被执行。如果进行多次测量，那么一方面可以观察防护效果的变化过程，这在到目前为止的基于MED的方法的情况下出于道德原因由于大量的被试者/测量位置而没有用癌症侵袭的测量来执行。在相同的测量位置，不能用基于MED的方法来进行测量，因为该确定基于出现发红，但是所述发红（如在日晒性皮炎中那样）没有在相关的防护时间段（几小时）内消退。此外，在测量位置处的皮肤被预先破坏并且直至完全再生（白天）都不提供关于时长的可靠的结论，直至损害出现。
在该测量方法的一个单独的实施方式中，在施加有不同的量和/或类型的防辐射霜的测量位置上进行测量，或在相同的测量位置上在与被涂覆的防辐射霜的相互作用之后进行测量。这通过测量设备的光学接口远离来实现，在测量位置上应用其它防辐射霜或者在测量位置上进行相互作用（以所限定的方式进行擦拭/擦净，用水或者诸如此类的进行冲洗，用光来进行褪色，等等）并且紧接着进行其它测量，所述其它测量涉及在没有防辐射霜的情况下的原始测量。同样可设想的是，该测量能涉及在相互作用之前执行的测量。该方法的优点是检测对防辐射的机械影响以及在相同的测量位置（例如如到目前为止常见的那样的后背或者也包括额头）更简单地评价这些影响的可能性。为了进行良好的评价，目前必须测量被试者组，所述被试者组的单独的测量必须通过统计学分析与由于相互作用而引起的影响分开。只有利用按照本发明的方法才会可能在相同的测量体和测量位置上进行对相互作用的快速的测量并且因此排除对测量体或测量位置的影响而且简单地并且在没有高花费的情况下评价产品研发或防辐射霜相对于所执行的相互作用的抵抗能力。
在该测量方法的一个单独的实施方式中，在具有从照明区到探测区的相同的距离的不同的测量位置上进行测量。这具体意味着：通常在后背上查明的防晒系数利用与实际更相关的用于防辐射的测量位置、诸如在防晒的情况下的脸或额头或者秃顶或者在其它防辐射情况下例如被辐射作用的手来查明。这通过将测量设备的光学接口放置在该位置上来实现。在此，不必在测量方式方面或在设备上进行改变。到目前为止，利用“太阳模拟器”，出于道德和美容原因（留下矩形的发红）而不在自然暴露的测量位置上进行测量。按照本发明的方法由于照明剂量低而没哟损害或发红，而且也由于光学接口的几何形状而可以在被试者或其它皮肤模型的皮肤上的几乎任何位置上被放置。
在一个可选的按照本发明的扩展方案中，布置有多个探测器，使得这些探测器距辐射源之一具有相同的距离。
在该测量方法的一个单独的实施方式中，多次执行测量，而没有使测量设备的光学接口远离，而且分析在时间上连续的测量。相继确定的防晒系数同样予以分析，而且如果连续的防晒系数小于为1σ的标准差地彼此区别，即取稳定的值，那么结束测量。其它稳定性标准同样是按照本发明的。所确定的防晒系数的偏差可以从褪色特性、到测量体或皮肤中的渗入特性或在测量设备中的技术影响中得到。在没有限制的情况下，该方法允许多次测量并且分析不是浪费时间的，因为测量值通过事先制订的算法从来自探测器的、波长分散的信号中计算。
在按照本发明的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法的一个扩展方案中，执行多个测量计划。在这种情况下，在测量体上的不同的位置上执行测量计划。在分析防晒霜的防晒系数时，对在不同的位置上获得的测量值求平均。这具有如下优点：如果测量体在多个位置上被施加辐射，那么可以使在局部引入的射线剂量最小化。此外，在分析时可以考虑不规则性，所述不规则性可能由于测量体的不均匀性或者防辐射霜的涂覆而存在，而且借此会使对平均的防晒系数的精确的测量变得困难或者阻止对平均的防晒系数的精确的测量。
在本发明的一个扩展方案中，还规定首先在不曾有防辐射霜被涂覆到其上的测量体上执行测量。接着，在使用与之前执行的测量相同的参数和相同的位置的情况下，重复该测量。这具有如下优点：在分析防辐射霜的防护效果时可以考虑测量体对防辐射霜的效果的影响。
为了评价外部作用对防辐射霜的防护效果的影响，同样重复地执行测量计划。为此，在各个测量计划之间，施加有防辐射霜的测量体第一次被测量。在所述第一测量计划之后，测量体可能受到对防辐射霜的防护效果起作用的影响。接着，在对此的后续过程中重复该测量计划。这在最好的情况下利用与第一测量计划相同的参数并且在与第一测量计划相同的位置上实现。从外部对防辐射霜的防护效果起作用的影响可以是时间、水、磨损、辐射作用或者也包括其它影响。通过在这些影响起作用之前和之后进行测量，可以确定对防护效果的影响。经此，能够在对这些影响的抵抗方面优化防晒霜并且这样确保尽可能好的防护。在本发明的一个扩展方案中，还规定首先在不曾有防辐射霜被涂覆到其上的测量体上执行测量。可选地，在已经将防辐射霜涂覆到测量体上之前，可以在用于确定外部作用对防辐射霜的防护效果的影响的第一测量之前在测量体上执行测量。
在本发明的一个扩展方案中，辐射富裕波长或波长范围来说在频谱上分开地探测并且接着针对所分开的波长或波长范围来分析。在频谱上分开的波长或波长范围可以包括UV-A、UV-B和/或可见光。可以直接在辐射源后面并且还在辐射渗入到测量体中之前进行频谱上的分开。可替换地，由测量体散射回的辐射可以在频谱上分成多个波长或波长范围。
在本发明的另一实施方式中，根据测量值确定不同类型的特征值。这些特征值基于不同的损害功能。这些损害功能可包括UV-A辐射或者也包括完全另外的波长范围通过剧烈反应引起的对皮肤或进一步地也对其它生物材料（例如针对木材防腐剂的木材）的影响或者也可包括其它损害（例如在活着的生物材料中的DNA链断裂）。
一方面，该方式具有如下优点：只要在辐射渗入到测量体中之前进行频谱上的分开，就可以减少在局部起作用的辐射剂量。另一方面，该方式具有如下优点：可以与相应的频谱无关地并且也与探测器特性无关地进行对防晒系数的计算。
在一个按照本发明的扩展方案中，将辐射射入到有限的表面上。该表面与探测区分开。
在本发明的另一实施方式中，防辐射霜的防晒系数根据如下公式
来确定。
在本发明的另一实施方式中，在测量计划之前清洁测量头。优选地，利用如下药剂进行清洁，所述药剂没有留下残留和/或对辐射的特性没有影响。这具有如下优点：所有测量计划都可以在相同的最优的条件下被执行。经此，可以进一步降低辐射剂量，因为丝毫不必考虑针对落到测量体上的辐射的强度的污染。
在本发明的另一实施方式中，针对在探测器与辐射源之间的多个距离执行单个测量。在这种情况下，距离在0mm至1mm的范围内变化，优选地在20μm至0.5mm的范围内变化并且特别优选地在60μm至200μm的范围内变化。
该方法相对于现有技术具有很多优点。这样，在按照本发明的方法中，只使低于MED（最小红斑剂量；对于皮肤类型来说单独的）或低于容许的最大辐射（MZB值；对于UV以及也包括其它波长范围）的小的光剂量射到测量体上。该方法由于所述低的光剂量也适合于无损害的体内应用。这具有如下优点：相同的生理条件在SPF测试时并且在阳光中的应用时存在。此外，按照本发明的方法以没有癌症侵袭的方式来应用。此外，在该方法中，考虑在皮肤中的光传播并且经此实现了被提高的测量精确度。通过更现实的皮肤模型来考虑生理特性导致对在UVA内并且在可见频谱范围内对防晒系数的确定的改善。此外，体内（人类皮肤）测试和体外测试的均衡（→组织模型=防护质量）是可能的。此外，该方法能用于很大的波长范围，没有被灯频谱、红斑作用谱、测量体的反应或者诸如此类的限制。按照本发明的方法也提供了针对测量扩展频谱范围（SPF只针对UVB来限定）的可能性，因为只有在UVB的情况下才能发现皮肤反应（MED）。由于射到测量体上的光剂量小，丝毫不必注意关于测量位置的限制。甚至在敏感的头部皮肤上进行测量都是可能的。此外，也避免了如下物质对按照本发明的测量的影响，所述物质影响皮肤发红或UV感应的红斑。按照本发明的方法比到目前为止公知的方法更简单并且更有说服力，而且与更低的成本相关联。
此外，所提出的任务通过用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备来解决，所述设备包括传感器单元，其中所述传感器单元具有至少一个辐射源和两个探测器，其中所述探测器距辐射源具有不同的距离，或者具有至少两个辐射源和一个探测器，其中所述辐射源距探测器具有不同的距离，或者具有一个辐射源和一个探测器，其中在辐射源与探测器之间的距离可变。辐射源应适当地发出在其中应该限定防护效果的范围内的光，其中在各个辐射源与探测器之间的距离被确定。该范围尤其包括视觉可见的光（VIS）以及UV-B范围和UV-A范围。辐射源在NIR范围或者IR范围内也可以发出光。此外，按照本发明的设备拥有用于操控辐射源的控制装置，其中该控制装置适合于操控辐射源，使得该辐射源发出小于MED和/或MZB的最大光剂量；拥有分析单元，所述分析单元适合于在考虑在辐射源与探测器之间的相应的距离的情况下分析所探测到的辐射；而且拥有输出单元，所述输出单元输出所确定的值。在本发明的一个可选的扩展方案中，辐射源与探测器布置成反向散射装置。
在另一设计方案中，按照本发明的设备具有有关实验参数，如波长、在辐射源与探测器之间的距离r和/或光斑大小方面进行改变的可能性。这提供了使测量参数以及尤其是光剂量与测量现实情况适配的可能性，使得可以使射到测量体上的光剂量最小化，而分析的质量没有受损失。
在本发明的另一设计方案中，辐射源与探测器的距离被选择为使得所探测到的辐射完全穿过测量体的层，被涂覆的防辐射霜处在所述测量体的层中。在本发明的另一可选的设计方案中，在一个或多个辐射源与一个或多个探测器之间的距离在0到1mm之间，其中该距离被选择为使得辐射的渗入深度大于防辐射霜的层厚度和/或到皮肤中的渗入深度。经此确保了测量体的对于确定防晒系数来说重要的区域完全被透视。
在本发明的另一扩展方案中，该设备具有一个或多个辐射源以及至少一个照明区，其中辐射源的照明区在具有Ø 7μm的圆与1mm2之间，优选地在具有Ø 100μm的圆与250μm2之间，而且特别优选地在具有Ø 200μm的圆与具有Ø 400μm的圆之间。本发明的一个可选的设计方案具有一个或多个探测器以及至少一个探测区，其中该探测区在具有Ø 7μm的圆与1mm2之间，优选地在具有Ø 100μm的圆与250μm2之间，而且特别优选地在具有Ø 200μm的圆与具有Ø 400μm的圆之间。由此实现了如下优点：辐射源的照明区一方面足够大得引入足够的光，但是没有过大得以致于从一定的量开始只有边缘范围有效并且聚光率增加。这还限制了对于分析来说必要的光剂量。
在该设备的另一按照本发明的设计方案中，辐射源按照太阳光谱发射光。可选地，分析单元以随后根据典型的太阳光谱的加权来在频谱上对测量进行分辨。经此，由辐射源的光强度和探测器灵敏度构成的乘积对应于由太阳光谱和有效或损害光谱构成的乘积。这具有如下优点：针对该设备不必使用特定的辐射源或探测器，因为事后在分析设备中进行加权并且所述加权可以与根据现有的用于确定防晒系数的方法预先给定的由太阳光谱和有效或损害光谱构成的乘积适配或者也可以与用于确定防晒系数的其它规定适配。
在一个按照本发明的扩展方案中，该设备为了对测量参量进行测量而具有纤维装置或者带有缩小的光学装置的光学成像系统。经此实现了：可以明显改善位置分辨率或可以使用价格便宜的觅，所述价格便宜的组件可通过缩小光学装置产生相同的照明或探测区。
用于局部的与距离有关的反向散射的测量装置的可能的实施方案：
为了测量与距离有关的反向散射，可以选择纤维装置，或者也可以选择如下光学系统，所述光学系统使光源和探测器成像到皮肤表面上。一个或多个光源的光在有限的照明区内被射入到皮肤中，从皮肤的一个或多个探测区散射回的光利用探测器或者由光谱仪来检测。反射散射必须分别在应用防辐射霜之前和之后在皮肤上的相同的位置处被测量。为了以尽可能低的误差重新找到测量位置，位置辅助是有利的。首先在透射系数（等式（4））的频谱T(λ)中引起在频谱上分散的反向散射，根据所述频谱T(λ)，例如针对防晒配方利用等式（5）来计算遵守标准的防护系数。作为对在频谱上分散的测量的替换方案，光源的频谱和探测器的频谱灵敏度可以被选择为使得所测量的探测器信号与在等式（5）中的积分成比例。
简单的装置例如由照明纤维和探测纤维组成，所述照明纤维和探测纤维彼此间以使适当的距离放在皮肤表面上（图5）并且借此确定照明区和探测区。
4.更高的光产量和同时在照明区与探测区之间的多个距离下进行测量的可能性通过纤维束来实现，如这例如在图6中实施的那样。具有距照明纤维的距离相同的探测纤维在输出侧合并并且与探测器耦合。替代探测器，可以使用成像光谱仪，利用所述成像光谱仪，同时针对每个距离测量反向散射频谱。在一个扩展的实施方案中，在每个探测纤维中都测量反向散射信号。信号的变化能够反推出所研究的防辐射霜的防护特性的不均匀性，附加地可以识别出有错误的测量或者对防辐射霜的有错误的涂覆。
5.利用具有多个照明纤维的装置，如在图6a)中示出的那样，可以在更大的空间范围内对透射系数求平均，或确定所述透射系数的方差。通过比较具有不同的距离r和在皮肤的不同的位置上的测量可以识别出离群值或有错误的测量并且将其从分析中排除。替代在图6b)中示出的配置，在图6a)中描绘的配置的多个单元也可以合并成一个纤维束。这里，B表示照明纤维，1至4表示以确定的距离（1近，4最远）的不同的纤维。
a. 通过或者通过自动移动测量装置或者通过手动的移动来在不同的测量位置上进行重复测量，进一步提高了统计学精确度。
b. 一般，可以利用测量装置来使用光剂量，所述光剂量在可能的损害之下。
关于测量的实际考虑：
6.通过无损的测量可以在皮肤的任何位置进行测量并且没有如到目前为止在有损害的方法中那样只在没有损害美观的位置（如后背）上进行测量。尤其可以在脸的皮肤上进行测量，所述皮肤受到最大的损害风险。
7.通过将纤维耦合用于测量，可以利用在接触部所限定的光斑大小和所限定的数码孔径或所限定的光传播进行稳定的测量。通过压力测量或者也包括具有被增加的面积的覆盖层辅助，可以减小测量的压力相关性并且控制垂直的覆盖层，所述垂直的覆盖层防止了照明与探测的光学串扰。通过在纤维之间使用吸收性或反射性材料，可以减少光学串扰，即可以进一步改善信道分离。通过使用荧光少的材料，防止了误测量。
8.在将成像光学装置用于传输照明和探测光学的情况下，利用在皮肤接触部的窗口不仅可以调整在光学装置与皮肤表面的距离，而且可以调整相应的光斑大小和数码孔径。利用成像比例尺可以使光斑大小分别与适当的探测器适配。
9.通过经由纤维敷贴器或者窗口来固定的可更换薄膜，可以防止防辐射霜的拖延并且确保无菌的使用（也被用在Ruvolo等人的文献（参见第3页）中描述的方法中）。在没有薄膜的情况下进行测量时，在不同的测量位置或被试者上的测量之间必须进行适当的清洁。传感器的污染可以通过测量装置本身来识别出，其方式是例如到自由的空间中或者到昏暗的测量室内进行测量。
10.对于经改善的测量来说可以是有意义的是：在有防辐射霜的情况下进行测量之前已经给皮肤涂上没有光衰减效果（Index-Matching（折射率匹配））的防辐射霜。
11.通过在同时进行测量的情况下接通和关断光源，可以通过测量设备识别出周围环境光对测量的影响以及借此识别出测量装置的有错误的放置并且借此识别出误测量（Lock-In-Technik（锁相技术）或者诸如此类的）。
12.反射的频谱相关性可以通过使用光谱仪或者通过用多个发光二极管对皮肤进行照明来确定。针对不同的频谱范围的测量可以同时进行或者也可以按顺序进行，以便或者适配光量用于在探测器侧的良好的信号/噪声比或者能够实现频谱分辨率。
按照本发明的方法的特点还在于如下彼此无关的能相互组合的特征：
• 在测量之前，测量头垂直于样品表面地来放置。
• 射到测量范围上的干扰光针对如下波长范围被过滤掉，针对所述波长范围应该进行对测量的分析。
• 干扰光通过调制技术、例如锁相技术被过滤掉。
• 在考虑在照明位置上的反向散射的情况下执行对测量数据的修改。
• 所探测到的辐射对于各个辐射源/探测器对来说分开地予以分析。
• 所确定的测量数据关于不可信的测量值或者有错误地被确定的测量值被分析。
• 测量计划在体内或者在体外被执行。
• 防晒系数对于不同的波长范围来说分开地予以分析，其中所述不同的波长范围包括来自UV-A和/或UV-B和/或VIS VIS和/或IR频谱的光。
按照本发明的设备的特点还在于如下彼此无关的能相互组合的特征：
• 该测量在辐射源与探测器之间的距离=0的情况下被执行。
• 具有在辐射源与探测器之间的距离=0的测量被用于校准。该校准只是关于频谱位置是必需的，不必对强度进行校准，因为只要所辐射的强度在测量之间没有发生值得一提的变化，就从在有/没有防辐射霜的情况下的相对测量得到测量与所述所辐射的强度的不相关。
• 所述校准具有用于使干扰影响最小化的装置。
• 设置有如下设备，所述设备保护探测器以防不曾透射经过防护霜和/或皮肤或测量体的辐射。
• 该设备的分析单元适合于识别出异常测值（=离群值）以及有错误的测量。
具体实施方式
在针对按照本发明的方法的一个实施例中，首先给在前臂的内侧上的位置施加类似于防辐射霜、却没有光衰减效果的配方。这用于在有/没有防辐射霜的情况下的测量的可比性，而且提高了精确度，然而对于该方法的执行或防晒系数的确定不是强制性的。然而，该测量位置利用测量设备来测量，其方式是使光射在所限定的比如200μm直径的表面上，所述光例如通过放置具有为Ø 200μm的内径的光导纤维（照明纤维）来产生。以没有在皮肤中造成剧烈损害的强度来进行辐射，这对应于约5μW或低于单倍的MED或低于MZB值或明显低于由太阳辐射造成的值。1 MED对应于最小的辐射剂量，所述最小的辐射剂量在24小时之后读数的情况下已经造成了皮肤的非常有限的红斑（发红）。该剂量甚至在具有相同的皮肤类型的人中都剧烈地变化。在II型皮肤类型的浅肤色人中，1 MED对应于约250-400 J/m²（25–40 mJ/cm²）。也可以通过低于MZB值来防止损害。MZB在DIN EN 60825-1“激光装置的安全性；部分1：对设备的分类、要求和用户指南”中规定，所述DIN EN 60825-1对应于国际标准IEC 60825-1。同样，事故预防规定“激光辐射”（BGV B 2）包含这些值、补充方案和改变方案，尤其是基于DIN EN 60825-1:2001-11的补充方案和改变方案，它们在BG信息832 “激光的运行”中列举。所基于的极限值来自ICNIRP（International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection（国际非电离辐射保护委员会））。
所述光经过被试者的皮肤并且在预先限定的距离、例如60μm内从探测区射出，所述探测区又可以由所放置的光导纤维（探测纤维）组成，所述光导纤维具有200μm的内径。为了提高灵敏度或进一步降低照明强度，多个探测纤维可以以距照明纤维的边缘相同的距离布置在与测量位置保持直接接触的光学测量头中，而且一起被引导到探测设备上并且借此强度被测量。根据强度的大小以及所选择的探测器，通过辐射产生的信号被放大了所限定的系数，所述所限定的系数为了接下来对更弱的强度的测量而同样提供在噪声上的信号。波长分散地来进行探测。分辨率例如可以为1nm而且应取决于防晒系数的定义地来选择。
紧接着，给测量位置施加预先确定的类型的防辐射霜，应该针对所述防辐射霜来确定防晒系数。这里，这些标准规定了如下过程，可以遵循所述过程或者可以偏离所述过程，而不影响测量方法的执行。仅仅针对防辐射霜的应用场景所确定的防晒系数的说服力取决于施加的方式。
在施加防辐射霜之后，在相同的测量位置上执行相同类型的其它测量。借此，测量周期在两个单个测量之后结束。所述同类的第二测量利用第一测量来计算，例如根据上面提到的等式（4）来计算。针对其中应该定义防护系数的区域波长分散地进行该计算。防晒系数例如是对于防晒霜来说在UV-B范围内有效的SPF。该防晒系数被确定，如在等式（5）中描述的那样。频谱I(λ)（即太阳的强度谱）和E(λ)（即红斑效果谱）在ISO 24444标准中定义或在医学专业文献[MCKINLAY, A. F.和B. L. DIFFEY (1987年) “A reference actionspectrum for ultraviolet induced erythema in human skin.”在:“Human Exposureto Ultraviolet Radiation”(eds. Passchier, W. F.和B. F. M. Bosnjakovic)Excerpta Medica，阿姆斯特丹，第83-88页]中定义。
在上文的实施例的修改方案中，还可设想的是在测量周期期间对单个测量的重复，其中这些单个测量被求平均或者加和（累积）。因此，该测量周期例如包括在没有防辐射霜的情况下（或在防辐射霜中没有光衰减的情况下）的10至50次单个测量以及在涂覆防辐射霜之后的相同数目的测量。为了避免其它影响，在涂覆防辐射霜之后，只有在施加之后的例如为2分钟的等待时间之后才可以对测量进行检测。其它方式的分析同样是可设想的，其中单个测量的波长分散的信号值全部都被考虑，而在进行分析（等式（4））之前没有集合成一个波长分散的值。
上文的实施例之一的修改方案还是只具有有限的波长范围、例如具有通过将具有365nm的LED耦合输入到照明纤维中的照明的测量周期。为此，如下准备工作是必需的，所述准备工作在防辐射霜和更宽的波长范围的情况下进行并且形成基础，以便使在有限的波长范围内的值与防晒系数关联。作为关联的前提，必须保证：测量在365nm的情况下在准备工作和测量中的所使用的防辐射霜类型的情况下没有表明不同于比较测量的频谱上的光衰减。作为另一准备工作，将在过去对防晒系数的确定分配给在365nm的情况下所测量的光衰减。接着，通过该分配（关联），在已经描述的只具有在频谱上受限制的辐射的测量周期中，在分析设备中通过与之前已知的值进行比较来确定防晒系数。
在上文的实施例之一的修改方案中，还能在相同类型的相互作用之后在相同的测量位置上执行第三测量。为此，测量设备同样地被使用。该相互作用例如可以是以轻微的压力并且以潮湿的毛巾织物进行十次擦拭，要不然可以是由于光、机械方式或者通过潮湿或者上述组合引起的影响。所述第三测量相对第一测量根据等式（4）来分析并且得到“在相互作用之后的防晒系数”，所述“在相互作用之后的防晒系数”可以与“没有相互作用的防晒系数”（根据第一测量和第二测量来确定）进行比较并且从中可以确定相互作用对防护效果的影响。在有关防辐射霜的耐水性方面进行测试时以及在用于由于通过穿衣服和换衣服造成的机械作用引起的对防晒系数的改变的声明的情况下，这种具有相互作用的方法是有意义的，所述声明应该是产品信息的组成部分。
相互作用同样可在于：通过在短的时间段之后、例如在施加之后的第一分钟期间或者在施加之后的更长的时间段、例如2个小时内进行测量来检测防辐射霜随着时间的变化。该方式是相同的。按照本发明，在更长的时间间隔的情况下，应使光学测量头远离并且在预先确定的时间之后将光学测量头放在相同的测量位置上。利用这种测量，可以检测防辐射霜的化学变化或吸收特性及其对防晒系数的影响。单个测量持续几秒钟，或者立即（几百毫秒）进行分析或者将探测器的测量信号暂存。
在上文的实施例之一的扩展方案中，第三测量周期性地被执行，例如全部都被执行5个小时，而且被分析，直至连续的值的偏差低于单倍的标准差，即表明是稳定的值。在分析设备中进行这种分析，所述分析设备在达到稳定的值时结束测量并且将这一点用信号通知使用者。
在上文的实施例之一的修改方案中，还能在测量测量位置根据相同的方式执行其它测量。借此，可以将具有在不同的测量位置上进行相同的涂覆的相同的防辐射霜的防晒系数进行比较。同样，按照本发明，在附加的测量位置上的第一测量（没有防辐射霜的单个测量）作为分析所述其它测量的基础。
附图标记列表
1 照明
2 探测
3 皮肤
4 表皮
5 角质层
6 防晒霜
7 反向散射
8 探测器。
缩写
SPF 根据规定所确定的sun protection factor（防晒系数）
UVAPF 根据按照ISO 24443的体外方法的UVF防护系数
MED 产生红斑的最小剂量；对应于直至达到皮肤发红的最小剂量
MZB 容许的最大辐射，例如通过医嘱或者通过防辐射委员会来规定
UVA 光的从380nm至315nm的波长范围
UVB 光的从315nm至280nm的波长范围
VIS 光的从380nm至780nm的波长范围
NIR 光的从780nm至1400nm的波长范围
IR 光的从780nm至1mm的波长范围
r 在探测区与照明区之间的距离
T 标量的透射系数（与波长有关），表征经过防晒霜的光衰减
Φohne(z) 在没有防辐射霜的情况下在皮肤的深度范围z内的辐射密度
Φmit(z) 在有被涂覆的防辐射霜的情况下在皮肤的深度范围z内的辐射密度
Pin 射到皮肤表面上的照明功率
Lquer(r) 经过皮肤的与路程长度有关的光衰减（与波长有关）
PF 防护系数
R ohne 在没有防辐射霜的情况下所探测到的反向散射
R mit 在有被涂覆的防辐射霜的情况下所探测到的反向散射
R0 ohne、R0 mit 照明区的所探测到的反向散射
λ 波长
I(λ) 太阳的强度谱
E(λ) 针对应该受保护来防止的辐射的效果的频谱或例如针对红斑形成或色素形成的效果谱
g(R0 ohne, R0 mit, Rohne, Rmit) 用于根据等式（6）来确定PF的修改函数。

Claims (24)

1.一种用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，所述方法包括如下方法步骤：
•通过控制装置操控至少一个辐射源用来将辐射发到测量体上
•从所述至少一个辐射源发出辐射
其中所述控制装置操控所述至少一个辐射源，使得所述至少一个辐射源发出小于MED和/或MZB的最大光剂量，
其中所述辐射源发出至少在其中应该定义所述防晒系数的防护效果的范围内的光，
•在至少一个探测器中探测由所述辐射源发出的辐射
其中一个测量周期包括多次单个测量，
其中由所述至少一个辐射源发出的辐射由至少一个探测器以至少两次单个测量来探测，
其中第一次单个测量的在辐射源与探测器之间的距离不同于第二次单个测量的在辐射源与探测器之间的距离，
•在考虑辐射源与探测器之间的相应的距离的情况下分析所探测到的辐射。
2.根据权利要求1所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
对于一个测量计划来说，在所述测量体上的相同的位置执行多个测量周期。
3.根据权利要求1或2所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
为了确定所述防晒系数，执行多个测量计划，
其中所述测量计划在所述测量体的如下位置被执行，所述位置具有对所述防辐射霜的不同的施加，
其中所述测量计划优选地在所述测量体的相同的位置被执行。
4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
一个测量周期包括多次单个测量，所述单个测量具有照明区到探测区的相同的距离，
其中在所述测量体上的不同的位置执行具有相同的距离的单个测量。
5.根据权利要求4所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
一直重复所述测量周期，直至根据所述至少一个辐射源的辐射和在所述至少一个探测器中探测到的辐射所确定的防晒系数与之前确定的防晒系数的区别小于为1σ的标准差。
6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
执行多个测量计划，
其中在所述测量体上的不同的位置执行所述测量计划，而且
其中为了确定所述防辐射霜的防晒系数，对在所述不同的位置上确定的测量值求平均。
7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
重新地执行测量计划，
其中在所述测量计划之间，施加有所述防辐射霜的测量体受到对所述防辐射霜的防护效果起作用的影响，
其中所述影响包括磨损、水、时间和/或辐射作用。
8.根据权利要求1至7中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
所探测到的辐射对于波长或波长范围来说在频谱上分开地被检测和分析，
其中在频谱上分开能包括波长范围UV-A、UV-B和/或可见光。
9.根据权利要求1至8中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
根据所述测量值确定不同类型的特征值，
其中所述特征值基于不同的损害功能。
10.根据权利要求1至9中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
将辐射射到有限的表面上，所述表面与所述探测区分开。
11.根据权利要求1至10中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
根据如下公式
来确定所述防辐射霜的防晒系数。
12.根据权利要求1至11中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
执行在没有事先被涂覆到所述测量体上的防辐射霜的情况下的测量计划并且执行在有事先被涂覆到所述测量体上的防辐射霜的情况下的测量计划。
13.根据权利要求1至12中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
在所述测量计划之前清洁所述测量头。
14.根据权利要求1至13中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的方法，
其特征在于，
所述单个测量针对多个距离被执行，
其中所述距离至少在0mm至1mm的范围内变化，优选地在20μm至0.5mm的范围内变化并且特别优选地在60μm至200μm的范围内变化。
15.一种用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，所述设备包括：
•传感器单元
•所述传感器单元包括
a) 至少一个辐射源和两个探测器，
其中所述探测器具有距所述辐射源不同的距离，或者
b) 至少两个辐射源和一个探测器，
其中所述辐射源具有距所述探测器不同的距离，或者
c) 一个辐射源和一个探测器，
其中在所述辐射源与所述探测器之间的距离是可变的，
其中所述辐射源适合于发出在其中应该定义防护效果的范围内的光，
其中在各个辐射源与探测器之间的距离被确定
•控制装置，用于操控所述辐射源
•其中所述控制装置适合于操控所述辐射源，使得所述辐射源发出小于MED和/或MZB的最大光剂量
•分析单元，所述分析单元适合于在考虑辐射源与探测器之间的相应的距离的情况下分析所探测到的辐射
•输出单元，所述输出单元输出所确定的值。
16.根据权利要求15所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
辐射源与探测器布置成反向散射装置。
17.根据权利要求15或16所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
所述设备具有改变实验参数，如波长、在辐射源与探测器之间的距离r和/或光斑大小的可能性。
18.根据权利要求15至17中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
辐射源与探测器的距离被选择为使得所探测到的辐射已事先至少部分地深度地穿过施加有防辐射霜的层进入到测量体中。
19.根据权利要求15至18中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
所述设备具有一个或多个辐射源以及至少一个照明区，
其中所述照明区在具有Ø 7μm的圆与1mm2之间，优选地在具有Ø 100μm的圆与250μm2之间，而且特别优选地在具有Ø 200μm的圆与具有Ø 400μm的圆之间。
20.根据权利要求15至19中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
所述设备具有一个或多个探测区，
其中所述探测区聚集到探测器上，
其中所述探测区在具有Ø 7μm的圆与1mm2之间，优选地在具有Ø 100μm的圆与250μm2之间，而且特别优选地在具有Ø 200μm的圆与具有Ø 400μm的圆之间。
21.根据权利要求15至20中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
在一个或多个辐射源与一个或多个探测器之间的距离在0到1mm之间，
其中所述距离被选择为使得辐射的渗入深度大于所述防辐射霜的层厚度和/或到皮肤中的渗入深度。
22.根据权利要求15至21中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
所述辐射源根据太阳光谱来发射光
或者所述分析单元以随后根据典型的太阳光谱的加权来在频谱上对测量进行分辨
使得由所述辐射源的光强度和探测器灵敏度构成的乘积对应于由太阳光谱和有效或损害光谱构成的乘积。
23.根据权利要求15至22中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
所述设备为了对测量参量进行测量而具有纤维装置或者带有缩小的光学装置的光学成像系统。
24.根据权利要求15至23中的一项或多项所述的用于非癌症侵袭地确定防辐射霜的防晒系数的设备，
其特征在于，
将所述防辐射霜的防晒系数确定为根据对一个或多个测量位置的多次测量求平均的值。
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