CN110720890A - 一种基于石墨烯的手持毛囊检测方法及设备 - Google Patents

一种基于石墨烯的手持毛囊检测方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于石墨烯的手持毛囊检测方法及设备，石墨烯传感器具有精度高、体积小、功耗低等优点，通过在传统的毛囊检测设备上设置石墨烯湿度传感器，可以极大的丰富毛囊检测设备的功能。其次，本发明的方法在传统毛囊检测设备仅能提供图像数据的基础下，还可以提供头皮湿度数据，而头皮的湿度也是一种重要的头皮数据，可以为医生诊断提供更多的有效信息。

Description

一种基于石墨烯的手持毛囊检测方法及设备
技术领域
本发明涉及一种基于石墨烯的手持无线毛囊检测方法及设备。
背景技术
当前，随着人们工作压力越来越大，头皮问题也越来越多，毛囊炎、脱发、皮炎等给现代人们带来了新的困扰。有鉴于此，针对上述疾病的各种皮肤医疗技术也发展得很快，而为了便于及时的了解头发的状态信息，必须看清楚供体资源和脱发区域的毛发情况，这时候毛囊检测就派上了用场，而且植发中需要移植多少毛囊单位、成活多少单位，都可以检测出来，所以非常有用。传统的毛囊检测设备的本质是一种电子放大镜，通过放大头皮的图像并显示在特定的设备上以供医生观察。
石墨烯(Graphene)是一种新型的二维纳米材料，是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能，石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。当前，石墨烯应用在四大领域：传感器领域、储能和新型显示领域、半导体领域、生物医学领域等。除此以外，石墨烯由于具有非常大的比表面积，与周围的介质之间具有很强的相互作用，对接触的环境比较敏感，是制作各种环境传感器的好材料。
专利文献CN201610390032.6中提出了一种电子显微镜。本发明的电子显微镜可检测液体中的悬浮颗粒及浸润于液体环境的基材，在液体进料、工艺中液料、浸润于液体基材的检查方面，可以避免物料杂质或分散相聚集而造成损失，避免研磨成分改变造成良品率下降，进而最佳化更换研磨液的时间，减少费用，并提高工艺良品率及缩短反覆干燥检测的时间。本发明的电子显微镜还可应用于生物医疗、制造业等相似液体与悬浮颗粒环境的检测中。然而该发明的方法中，石墨烯材料主要是作为成像薄膜来进行应用，没有充分发挥石墨烯材料的性能和功效。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、构思巧妙的毛囊检测方法和设备，可以通过毛囊检测设备来监测头发的湿度，可以丰富传统的毛囊检测设备的功能。
本发明通过以下的方案来实现：
本发明公开了一种基于石墨烯的手持毛囊检测设备，包括：
毛囊检测端，其包括毛囊检测探头、转换模块和信号处理模块，所述毛囊检测探头，其包括至少一个皮肤图像采集器和若干石墨烯湿度传感器；所述转换模块，其将所述毛囊检测探头获取到的头皮图像信息和头皮湿度信息转换为第一电信号；所述信号处理模块，其将第一电信号进行放大去噪处理，获得第二电信号；
终端设备，其与所述信号处理模块相连，所述终端设备将第二电信号处理后进行显示。
进一步的，所述毛囊检测端与所述终端设备通过ZIGBEE、WIFI或者蓝牙进行无线连接。
进一步的，所述石墨烯湿度传感器包括了柔性聚合物衬底、交叉电极、石墨烯基湿敏薄膜以及可变带状电阻。
进一步的，所述终端设备包括手机、电脑或Pad。
进一步的，所述皮肤图像采集器为电子放大镜、生物显微镜。
进一步的，所述毛囊检测探头包括一个皮肤图像采集器，则所述石墨烯湿度传感器环绕设置于皮肤图像采集器四周。
进一步的，所述毛囊检测探头包括多于一个皮肤图像采集器若，则所述石墨烯湿度传感器环绕设置于每个皮肤图像采集器四周。
本发明还公开了一种手持毛囊检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：通过设置在毛囊检测探头上的皮肤图像采集器和石墨烯湿度传感器获取头皮图像信息和头皮湿度信息；
步骤2：所述转换模块将头皮图像信息和头皮湿度信息转换成第一电信号；
步骤3：所述信号处理模块将第一电信号进行放大去躁处理，获得第二电信号；
步骤4：将第二电信号在终端设备上进行计算处理和显示。
进一步的，所述石墨烯湿度传感器通过静电诱导作用实现湿度的检测。
进一步的，所述石墨烯湿度传感器通过所述可变带状电阻的电阻变化来检测湿度变化。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
首先，石墨烯传感器具有精度高、体积小、功耗低等优点，通过在传统的毛囊检测设备上设置石墨烯湿度传感器，可以极大的丰富毛囊检测设备的功能。
其次，本发明的方法在传统毛囊检测设备仅能提供图像数据的基础下，还可以提供头皮湿度数据，而头皮的湿度也是一种重要的头皮数据，可以为医生诊断提供更多的有效信息。
最后，本发明提供的毛囊检测设备成本低廉、功能丰富、响应速度快，具有广阔的应用优势和经济前景。
附图说明
图1为现有技术的毛囊检测设备。
图2为本发明第一实施例的结构模块示意图。
图3为本发明第二实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意的方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
当前，人们的生活节奏越来越快，压力也越来越大，再加上不规律的生活作息，使得很多人的健康出现问题，而其中最明显、给人带来最直接困扰的问题之一就是头皮问题，其中就有毛囊炎、脱发、皮炎等多种疾病，一方面影响健康，另外一方面也影响人的外貌。
有鉴于此，针对上述疾病的各种皮肤医疗技术也发展得很快，然而为了对这些疾病进行准确的诊断，往往需要及时的了解头皮的状态信息，包括头皮情况和毛囊情况，这时候毛囊检测就派上了用场，而且植发中需要移植多少毛囊单位、成活多少单位，都可以检测出来，所以非常有用。
图1示出了一种现有技术中的毛囊检测设备，在现有技术中，毛囊检测设备的本质是一种电子放大镜，通过放大头皮的图像并显示在特定的设备上以供医生观察。这种检测方式太过单一，仅凭放大的图像，只能进行肉眼的观察，无法准确的获取头皮和毛囊的其他信息，进而无法进行科学准确的诊断，降低了检测效果。
下面结合具体的实施例来对本发明进行说明。
第一实施例：
图2示出了一种本发明手持毛囊检测设备的结构模块示意图，手持毛囊检测设备包括：
毛囊检测端，其包括毛囊检测探头、转换模块和信号处理模块，毛囊检测探头，其包括至少一个皮肤图像采集器和若干石墨烯湿度传感器；转换模块，其将毛囊检测探头获取到的头皮图像信息和头皮湿度信息转换为第一电信号；信号处理模块，其将第一电信号进行放大去噪处理，获得第二电信号；
终端设备，其与信号处理模块相连，终端设备将第二电信号处理后进行显示。
毛囊检测探头设置有皮肤图像采集器，同时毛囊检测探头上设置有若干个石墨烯湿度传感器，为了提升检测的精度。毛囊检测探头包括一个皮肤图像采集器，则石墨烯湿度传感器环绕设置于皮肤图像采集器四周。毛囊检测探头包括多于一个皮肤图像采集器若，则石墨烯湿度传感器环绕设置于每个皮肤图像采集器四周。
石墨烯湿度传感器功耗低，售价便宜，探测精度高，是整个系统实现精确控制，降低成本的基础。现有的科学技术研究中，发现石墨烯具有非常大比表面积，与周围介质之间有很强的相互作用，对外界环境的湿度敏感，是制作湿敏传感器敏感膜的理想材料。而对于诸如毛囊炎、毛囊硬化、皮炎等疾病来说，头皮的湿度是头皮重要的健康指数，可以为医生提供重要的诊断依据，因此，在传统的毛囊检测设备就包含了电子放大镜来获取头皮的放大图像信息的基础上，可以设置石墨烯湿度传感器来进一步获取头皮的湿度信息，丰富毛囊检测设备的功能，也为相关疾病的检测提供便利。
进一步，石墨烯湿度传感器通过静电诱导作用实现湿度的检测。
同时，石墨烯湿度传感器通过静电诱导作用实现湿度的检测具体包括：石墨烯湿度传感器包括了柔性聚合物衬底、交叉电极、石墨烯基湿敏薄膜以及可变带状电阻，通过可变带状电阻的电阻变化来检测湿度变化。
转换模块具体为一数据收集装置，用来收集传感器采集到的数据，转换模块可以由皮肤图像采集器和石墨烯湿度传感器共用以节省成本；同时图像信息和湿度信息的解析转换方式存在一定区别，为了提升检测的精度和准确性，也可以为皮肤图像采集器和石墨烯湿度传感器分别设置转换模块。对于此，本发明并不做限制。
转换模块得到的电信号会存在着噪声，因此需要通过信号处理模块对电信号进行去噪处理，以提升信号的精度，经典的信号去噪方法包括使用自适应滤波算法、小波去噪、盲分离算法、阵列信号去噪算法、噪声主动控制算法等，对此，本发明不做具体限制；同时，为了表面电信号传输过程中的信号衰减导致失真，还需要将去噪后的电信号进行放大，通常是采用放大器来实现。
终端设备进行处理后进行显示，以便医生进行查看。
进一步，毛囊检测设备与终端设备通过ZIGBEE、WIFI或者蓝牙进行无线连接。
进一步，终端可以根据不同的应用场景进行不同的设置，如果是医院、家中等室内场景，终端可以为PC等，如果是室外或者移动中的场景，终端设备可以是手机或Pad。
第二实施例：
图3示出了一种本发明方法的工作流程图，具体包括：
步骤1：通过设置在毛囊检测探头上的皮肤图像采集器和石墨烯湿度传感器获取头皮图像信息和头皮湿度信息；
进一步的，石墨烯湿度传感器通过静电诱导作用实现湿度的检测。
进一步的，石墨烯湿度传感器通过可变带状电阻的电阻变化来检测湿度变化。
步骤2：转换模块将头皮图像信息和头皮湿度信息转换成第一电信号；
步骤3：信号处理模块将第一电信号进行放大去躁处理，获得第二电信号；
步骤4：将第二电信号在终端设备上进行计算处理和显示，得出检测结果。
以上描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员应当理解，这仅是举例说明，本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于石墨烯的手持毛囊检测设备，其特征在于，包括：
毛囊检测端，其包括毛囊检测探头、转换模块和信号处理模块，所述毛囊检测探头，其包括至少一个皮肤图像采集器和若干石墨烯湿度传感器；所述转换模块，其将所述毛囊检测探头获取到的头皮图像信息和头皮湿度信息转换为第一电信号；所述信号处理模块，其将第一电信号进行放大去噪处理，获得第二电信号；
终端设备，其与所述信号处理模块相连，所述终端设备将第二电信号处理后进行显示。
2.根据权利要求1所述的手持毛囊检测设备，其特征在于：所述毛囊检测端与所述终端设备通过ZIGBEE、WIFI或者蓝牙进行无线连接。
3.根据权利要求1所述的手持毛囊检测设备，其特征在于：
所述石墨烯湿度传感器包括了柔性聚合物衬底、交叉电极、石墨烯基湿敏薄膜以及可变带状电阻。
4.根据权利要求1所述的手持毛囊检测设备，其特征在于：所述终端设备包括手机、电脑或Pad。
5.根据权利要求1所述的手持毛囊检测设备，其特征在于：所述皮肤图像采集器为电子放大镜、生物显微镜。
6.根据权利要求1所述的手持毛囊检测设备，其特征在于：所述毛囊检测探头包括一个皮肤图像采集器，则所述石墨烯湿度传感器环绕设置于皮肤图像采集器四周。
7.根据权利要求1所述的手持毛囊检测设备，其特征在于：所述毛囊检测探头包括多于一个皮肤图像采集器若，则所述石墨烯湿度传感器环绕设置于每个皮肤图像采集器四周。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的手持毛囊检测设备的手持毛囊检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：通过设置在毛囊检测探头上的皮肤图像采集器和石墨烯湿度传感器获取头皮图像信息和头皮湿度信息；
步骤2：所述转换模块将头皮图像信息和头皮湿度信息转换成第一电信号；
步骤3：所述信号处理模块将第一电信号进行放大去躁处理，获得第二电信号；
步骤4：将第二电信号在终端设备上进行计算处理和显示。
9.根据权利要求8所述的手持毛囊检测方法，其特征在于：所述石墨烯湿度传感器通过静电诱导作用实现湿度的检测。
10.根据权利要求9所述的手持毛囊检测方法，其特征在于：所述石墨烯湿度传感器通过所述可变带状电阻的电阻变化来检测湿度变化。
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