CN115336982A - 皮肤弹性的测量方法及测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于皮肤弹性测量技术领域，特别涉及一种皮肤弹性的测量方法及测量系统。测量步骤包括：在皮肤表面建立微通道；测量与所述微通道连通的空间中的水分指标；根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤微通道的关闭时间，该关闭时间对应皮肤表面恢复的弹性。该发明为皮肤弹性的测量提供了一种全新的思路，能够实现皮肤弹性的准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及皮肤弹性测量技术领域，特别涉及一种皮肤弹性的测量方法及测量系统。
背景技术
皮肤弹性是皮肤拉伸并恢复其原始形状的能力，皮肤弹性通常与皮肤中胶原蛋白、弹性蛋白和天然脂肪的含量有关。当胶原蛋白、弹性蛋白和天然脂肪流失时，皮肤弹性将会减弱，皮肤开始下垂、出现皱纹。
皮肤从外至内包括表皮层、真皮层及皮下组织，其中表皮层的最外层为角质层，角质层质地紧密，能够锁住水分、组织细菌和微生物的入侵。皮肤是十分复杂的器官，它的生物力学特性是皮肤不同层（例如表皮，真皮和皮下组织）复杂相互作用的结果，反映在皮肤生物力学特性是弹性、粘性和塑性的结合。现今还没有完善的数学模型足以描述皮肤生物力学特性。
测量皮肤弹性方法有多种，最普通的检查方法是用拇指和食指将皮肤捏成褶皱状提起，然后迅速松手，松手后观察皮肤的恢复情况。如果皮肤褶皱迅速恢复正常，则说明皮肤弹性正常；如果皮肤恢复速度比较缓慢，不易恢复原状，则说明皮肤弹性较差。这种检查方法较为朴素，并且无法对皮肤弹性进行量化。
能够对皮肤弹性进行量化测量的仪器大致分为两种类型：一种是利用平行于皮肤表面扭力作为应力的皮肤扭力测量仪（如Dermal Torque Meter，简称DTM，Dia-StronLtd），另一种是利用垂直于皮肤表面吸力（真空）为应力的皮肤测定仪（如CutometerSEM575,Courage Khazaka）。但是这些仪器在测量时很容易改变测量的皮肤部位，导致其测量的结果准确性不高。因此，皮肤弹性的准确测量一直是一个挑战，需要新的方案解决这一学科难题。
发明内容
为了解决皮肤弹性无法准确测量的技术问题，本发明提供一种皮肤弹性的测量方法。该皮肤弹性的测量方法包括以下步骤：
在皮肤表面建立微通道；
测量与所述微通道连通的空间中的水分指标；
根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性。
对上述技术方案中的有关术语进一步解释如下：
微通道：是指通过特定工具或特定手段在皮肤表面打开的微型孔，微通道不会延伸至真皮层，不会触碰到神经，因此微通道的建立过程是无痛的。其中，特定工具可以是微型针、微型刀片或其他合适的工具；特定手段可以是超声波、微型高压水针、激光或其他合适的手段。
与所述微通道连通的空间：皮肤最外层的角质层能够有效锁住皮肤中的水分，在微通道建立后，皮肤中的水分沿着微通道能够更快速地挥发到皮肤外部。水分沿着微通道离开皮肤、到达皮肤表面附近的空间，该空间贴近皮肤表面，微通道将该空间与皮肤内部连通，将该空间定义为“与所述微通道连通的空间”。
水分指标：微通道建立后，皮肤中的水分能够更快速地进入“与所述微通道连通的空间”，导致该空间中水分的含量参数发生变化。比如，该空间的空气湿度逐渐增大，并且空气湿度增大的幅度随着微通道孔径的变化而变化；再比如，皮肤表面的经皮水分丢失值会因为微通道的建立而增大，并且经皮水分丢失速率随着微通道孔径的变化而变化。将这种因微通道的建立而发生相应变化的水分参数定义为“水分指标”。
皮肤具有屏障保护的作用，皮肤在完好时能够有效地锁住水分，皮肤中的水分以较低的速度散失到空气中。本发明通过在皮肤表面建立微通道，相当于在皮肤表层打开“微型窗孔”，使得皮肤中的水分能够沿着微通道更快速地散失到空气中。因此，在微通道建立后，皮肤表面的水分散失速度将瞬间提升，相应地，水分指标将在短时间内快速变化。
由于皮肤具有弹性，因此随着时间的变化，被打开的微通道将在皮肤弹性的作用下逐渐收拢、闭合，并且皮肤弹性越好，微通道的收拢、闭合速度越快。同时，皮肤表面的水分散失速度将随着微通道的逐渐闭合而降低，相应地，水分指标也将同步发生变化，即水分指标的变化情况与皮肤的弹性水平具有相关性。
水分指标的变化速度越快，说明微通道收拢的速度越快，则表示皮肤的弹性越好；水分指标的变化速度越慢，说明微通道收拢的速度越慢，则表示皮肤的弹性越差。因此，本发明通过测量微通道逐渐收拢过程中水分指标的变化，根据水分指标的变化情况能够计算得出与之相应的微通道的收拢情况，进而推算得出皮肤的弹性水平。
本发明为皮肤弹性的测量提供了一种全新的思路，微通道的建立不触及真皮层，因此测量过程中没有痛感；微通道在短时间内能够自动闭合、恢复，因此不会留下痕迹；微通道建立后，其在皮肤表面的位置固定，不会出现传统方法中的“位置偏移”等缺陷，因此测量位置准确；水分指标的变化情况与皮肤弹性具有相关性，通过监测水分指标的变化，即可准确地得出皮肤的弹性水平。由于水分指标的测量技术已经很成熟，其测量精度能够得以保证，因此本发明的方法测得的皮肤弹性的结果也更加准确。
在本发明的优选技术方案中，所述测量与所述微通道连通的空间中的水分指标的步骤包括：
提供一测试电容，将所述测试电容置于所述空间中；
测量所述测试电容的电容值；
根据所述电容值计算出与所述电容值对应的所述水分指标。
该优选技术方案通过电容法测量水分指标。电容通常包括间隔对置的两个极板，两个极板之间设有电介质，电介质在不同的环境下具有不同的介电常数，而介电常数的变化将导致电容的变化。
在该优选技术方案中，随着微通道的建立及收拢，空间中的水分指标发生变化，而该变化将导致电介质的介电常数发生变化，使得测试电容的电容值发生变化。通过测量电容值，即可计算出对应的水分指标。由于电容的灵敏度高，因此通过电容法测得的水分指标的变化也将更加准确。
进一步优选地，所述测试电容的电介质包括吸水材料。电介质吸水后，其介电常数能够发生明显的变化，从而进一步提高测量的灵敏度。
在本发明的优选技术方案中，所述测量与所述微通道连通的空间中的水分指标的步骤包括：
提供一测试电阻，将所述测试电阻置于所述空间中；
测量所述测试电阻的电阻值；
根据所述电阻值计算出与所述电阻值对应的所述水分指标。
该优选技术方案通过电阻法测量水分指标。电阻在不同的环境下具有不同的电阻率，而电阻率的变化将导致电阻的变化。在该优选技术方案中，通过测量测试电阻的电阻值，计算出电阻率的变化，进而可以得出水分指标的变化。进一步优选地，所述测试电阻包括吸水材料。测试电阻吸水后，其电阻率将发生明显改变，通过加入吸水材料能够有效提高测试电阻对环境中水分指标的敏感度，进而提高测量的灵敏度。
在本发明的优选技术方案中，在所述测量与所述微通道连通的空间中的水分指标的步骤之前，所述测量方法还包括以下步骤：提供一密封罩，所述密封罩扣置于所述微通道上并与所述皮肤表面配合将所述空间封闭。通过上述配置，密封罩能够将所述空间封闭，保证从皮肤中散失的水分全部集中于封闭的空间中。此时空间中的水分指标变化明显，相应地，检测灵敏度、准确度能够得以提高。通过密封罩将所述空间与外部环境隔离，还能够避免外部环境空气流动对检测的干扰，从而进一步提高测量结果的准确性。
在本发明的优选技术方案中，所述水分指标包括经皮水分丢失值。随着微通道的建立及收拢，皮肤内水分向外扩散的速度会相应地变化，经皮水分丢失值是能够直观地反映该变化的指标之一，通过测量不同时间的经皮水分丢失值可以了解微通道的收拢情况，通过合适的计算方式能够将微通道的收拢情况量化，进而得出皮肤的弹性水平；因此经皮水分丢失值是本发明测量皮肤弹性的方法中一个重要的水分指标。
在本发明的优选技术方案中，所述根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性的步骤包括：
根据连续测量的所述经皮水分丢失值，计算所述经皮水分丢失值随时间的经皮水分丢失速率；
根据所述经皮水分丢失速率，计算所述经皮水分丢失速率随时间的衰减速率；
根据所述衰减速率计算出所述皮肤表面的弹性。
该优选技术方案给出一种基于经皮水分丢失计算皮肤弹性的方法，在该方法中，通过连续测量经皮水分丢失值，能够计算得出经皮水分丢失速率。微通道刚建立时，皮肤中的水分能够快速地沿着微通道向外扩散，此时经皮水分丢失值最大，经皮水分丢失速率最高；随着微通道在皮肤弹性的作用下逐渐收拢，经皮水分丢失速率逐渐减小（衰减），并且微通道收拢地越快，经皮水分丢失速率衰减地越快。因此，经皮水分丢失的变化情况直观地反映了微通道的收拢情况，进而反映出皮肤的弹性水平。容易理解地是，基于此方法的启示，还可以有其他多种合适的变形计算方法基于经皮水分丢失计算出皮肤的弹性水平，在此不做赘述。
在本发明的优选技术方案中，所述水分指标包括空气湿度。随着微通道的建立，皮肤内的水分能够沿着微通道快速地扩散至空间中，于是空间中的空气湿度逐渐增大。随着微通道的收拢，空气湿度的增大速率将发生相应的变化，因此空气湿度也是能够反映微通道收拢情况的指标之一。通过测量空间中不同时间的空气湿度可以了解微通道的收拢情况，通过合适的计算方式处理空气湿度随时间的变化，即可将微通道的收拢情况量化，进而得出皮肤的弹性水平。
在本发明的优选技术方案中，所述根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性的步骤包括：
根据连续测量的所述空气湿度，计算所述空气湿度随时间的湿度增加速率；
根据所述湿度增加速率，计算所述湿度增加速率随时间的衰减速率；
根据所述衰减速率计算出所述皮肤表面的弹性。
该优选技术方案给出一种基于空气湿度计算皮肤弹性的方法，在该方法中，通过连续测量空气湿度，能够计算出空气湿度的增加速率。微通道刚建立时，皮肤中的水分能够快速地沿着微通道扩散至空间中，此时空间中空气湿度的增加速率最高；随着微通道在皮肤弹性的作用下逐渐收拢，空气湿度的增加速率逐渐减小（衰减），并且微通道收拢越快，湿度增加速率衰减地越快。因此，空气湿度的变化情况反映了微通道的收拢情况，进而反映出皮肤的弹性水平。容易理解地是，基于此方法的启示，还可以有其他多种合适的变形计算方法基于空气湿度计算出皮肤的弹性水平，在此不做赘述。
在本发明的优选技术方案中，所述微通道贯穿角质层。角质层的质地紧密，具有很好的锁水保湿效果。通过贯穿角质层，能够使皮肤表面的通道充分打开，使得皮肤内的水分能够快速扩散，进而使得水分指标的变化更明显，从而有效提高测量准确性。
在本发明的优选技术方案中，所述微通道的孔径的尺寸在纳米级或微米级。通过上述配置，微通道既能够保证皮肤中的水分加速散失，方便皮肤弹性的测量；又能够方便微通道快速地收拢、闭合，缩短测量时间及恢复时间。因此，该配置具有确保准确性、提高测量速度的多种有益效果。
此外，本发明还提供了一种皮肤弹性的测量系统，所述测量系统包括：
微针部件，所述微针部件用于在皮肤表面建立微通道；
测量部件，所述测量部件用于测量与所述微通道连通的空间中的水分指标；
数据处理芯片，所述数据处理芯片与所述测量部件电性连接，用于根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性；和
数据输出部件，所述数据输出部件与所述数据处理芯片电性连接，用于输出所述皮肤表面的弹性。
该测量系统通过施用上述测量方法，能够方便、快捷、准确地测量皮肤的弹性。
在本发明的优选技术方案中，所述测量系统包括：
测试电容，所述测试电容布置在所述空间中；
电容值获取单元，所述电容值获取单元与所述测试电容电性连接并能够测量所述测试电容的电容值；和
电容值转换单元，所述电容值转换单元与所述电容值获取单元电性连接，并能够将所述电容值转换为对应的水分指标，所述电容值转换单元与所述数据处理芯片电性连接并能够将所述水分指标传递给所述数据处理芯片。所述空间中的水分指标发生变化时，测试电容的电容值将发生相应的变化，通过电容值获取单元测量测试电容的电容值，经电容值转换单元转换计算后，即可得出与该电容值对应的水分指标。
优选地，所述测试电容包括：第一极板和第二极板，在所述第一极板和所述第二极板之间布置有吸水介质。吸水介质能够吸收空间中的水分，使得测试电容的电容值变化更明显，从而提升测试电容对空间中水分指标的敏感程度。
优选地，所述吸水介质包括聚氨酯材料、聚酰胺材料、聚亚酰胺材料、聚乙烯酸盐材料、聚乙烯醇材料、聚丙烯酸盐材料、聚丙烯酰胺材料、吸水性树脂中的至少一种。
在本发明的优选技术方案中，所述测量系统包括：
测试电阻，所述测试电阻布置在所述空间中；
电阻值获取单元，所述电阻值获取单元与所述测试电阻电性连接并能够测量所述测试电阻的电阻值；和
电阻值转换单元，所述电阻值转换单元与所述电阻值获取单元电性连接，并能够将所述电阻值转换为对应的水分指标，所述电阻值转换单元与所述数据处理芯片电性连接并能够将所述水分指标传递给所述数据处理芯片。所述空间中的水分指标发生变化时，测试电阻的电阻值将发生相应的变化，通过电阻值获取单元测量测试电阻的电阻值，经电阻值转换单元转换计算后，即可得出与该电阻值对应的水分指标。
优选地，所述测试电阻包括吸水介质。
在本发明的优选技术方案中，所述测量系统还包括烘干部件，所述烘干部件用于在所述测量系统停止工作时烘干所述吸水介质。在测量系统不工作或测量完毕后等不影响测量的状态下，通过烘干部件对测量部件中的吸水介质进行烘干，使得吸水介质能够更快地恢复干燥状态，方便下次使用。
在本发明的优选技术方案中，所述测量系统还包括：密封罩，所述密封罩能够扣置于所述微通道上并与所述皮肤表面配合将所述空间封闭，所述测量部件布置在所述密封罩中。密封罩扣置在微通道上并与皮肤表面配合形成封闭空间，该封闭空间与微通道保持连通，从皮肤中沿着微通道散失的水分集中在封闭空间中，因此封闭空间中的水分指标变化更明显。通过上述的配置，密封罩一方面能够将空间封闭，使得空间中的水分指标变化更明显，进而提高检测的灵敏度及准确性；另一方面能够隔绝外部环境，阻止外部环境与封闭空间中水分及空气的对流，从而减小环境对测试准确性的影响。
在本发明的优选技术方案中，所述微针部件包括纳米晶片。纳米晶片是经纳米加工工艺制成的高硬度微针，其针尖达到纳米量级、针体达到微米量级，能够轻松地在皮肤表面形成微通道，微通道能够在皮肤弹性作用下快速恢复，实现皮肤弹性的无创无痛安全检测。
在本发明的优选技术方案中，所述数据输出部件包括显示单元，和/或，播报单元。显示单元可以是显示屏、灯珠、显示试纸等方便视觉观察检测结果的装置及部件；播报单元可以是提示音播放器、语音播放器等方便听觉辨识检测结果的装置及部件。
附图说明
下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
图1是本发明皮肤弹性的测量方法的总体示意图；
图2是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式一的步骤示意图；
图3是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式二的步骤示意图；
图4是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式三的步骤示意图；
图5是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式四的步骤示意图；
图6是本发明皮肤弹性的测量系统的原理示意图；
图7是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例一的原理示意图；
图8是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例一的结构示意图；
图9是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例二的原理示意图；
图10是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例二的结构示意图。
附图标记列表：
1、微针部件；2、测量部件；21a、测试电容；21a1、电介质；22a、电容值获取单元；23a、电容值转换单元；21b、测试电阻；22b、电阻值获取单元；23b、电阻值转换单元；3、数据处理芯片；4、数据输出部件；5、烘干部件；6、密封罩；f、皮肤表面；f1、微通道；k、与微通道连通的空间。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“布置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了解决皮肤弹性无法准确测量的技术问题，本发明提供一种皮肤弹性的测量方法。图1是本发明皮肤弹性的测量方法的总体示意图，如图1所示，该皮肤弹性的测量方法包括以下步骤：
在皮肤表面建立微通道；
测量与微通道连通的空间中的水分指标；
根据水分指标随时间的变化计算出皮肤表面的弹性。
皮肤具有屏障保护的作用，皮肤在完好时能够有效地锁住水分，皮肤中的水分以较低的速度（基础速度）散失到空气中。当在皮肤表面建立微通道时，皮肤中的水分能够沿着微通道快速地散失到空气中。由于皮肤具有弹性，微通道能够在短时间内收拢、闭合，最终皮肤恢复如初，皮肤中的水分恢复至以基础速度向外散失。微通道收拢、闭合的速度反映了皮肤的弹性。本发明通过在皮肤表面建立微通道，相当于在皮肤表层打开“微型窗孔”，使得皮肤中的水分沿着微通道快速散失到“与微通道连通的空间”中，通过测量该空间中的水分指标，即可监控微通道的收拢、闭合速度，进而测得皮肤的弹性。
下面通过实施方式对本发明的测量方法做进一步阐述。
实施方式一
图2是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式一的步骤示意图。在图2所示的实施方式一中，皮肤弹性的测量方法包括以下步骤：
T11.在皮肤表面建立微通道；
T12.提供一密封罩，密封罩扣置于微通道上并与皮肤表面配合将空间封闭；
T13.提供一测试电容，将测试电容置于空间中；
T14.测量测试电容的电容值；
T15.根据电容值计算出与电容值对应的经皮水分丢失值；
T16.根据连续测量的经皮水分丢失值，计算经皮水分丢失值随时间的经皮水分丢失速率；
T17.根据经皮水分丢失速率，计算经皮水分丢失速率随时间的衰减速率；
T18.根据衰减速率计算出皮肤表面的弹性。
神经末梢分布在皮肤的真皮层，当神经末梢受到刺激时，人体将产生痛觉。为了避免在测量皮肤弹性时产生痛觉，微通道的深度不触及真皮层，优选地，微通道仅贯穿角质层。
皮肤具有一定的弹性，微通道在打开后会因皮肤弹性缓慢收拢、闭合。微通道的孔径过大将导致其收拢、闭合所需的时间过久，微通道的孔径过小则导致空间中水分指标的变化不明显，影响正常测量。因此，微通道的孔径的尺寸优选在纳米级或微米级，该孔径尺寸能够有效地兼顾测量准确性及微通道闭合速度。
在本实施方式一中，可以使用纳米晶片接触皮肤表面来完成微通道的建立（完成步骤T11）。特别是选用高纯度单晶硅制成的高硬度纳米晶片，高纯度单晶硅的硬度大，能够加工形成针体在微米级、针尖在纳米级的高硬度微针，可以轻松地贯穿角质层、建立微通道，同时保证微通道的尺寸在微米级。当然，除了选用纳米晶片建立微通道之外，还可以采用其他合适的工具或手段。比如采用微型针、微型刀片、微针贴片等工具，再比如通过超声波振动、微型高压水镇针、激光等手段。
在完成步骤T11之后，执行步骤T12。通过密封罩将建立的微通道扣罩住，密封罩与皮肤表面紧密贴合形成封闭空间。在实施方式一中，通过电容法测量封闭空间的水分指标。具体地，在形成的封闭空间中布置一测试电容（步骤T13），该测试电容连接在测试电路中并由电源供电。测试电容对封闭空间中的水分指标敏感，当封闭空间中的水分指标改变时，测试电容的电容值将发生相应地改变。可选地，该测试电容为平行板电容器，该平行板电容器包括间隔对置的第一电极和第二电极，在第一电极和第二电极之间布置有电介质。当封闭空间中的水分指标发生改变时，电容器的介电常数将发生改变，于是测试电容的电容值发生改变。为了使介电常数随水分指标的变化更明显，可选地，选用吸水介质作为电介质，吸水介质可以包括聚氨酯材料、聚酰胺材料、聚亚酰胺材料、聚乙烯酸盐材料、聚乙烯醇材料、聚丙烯酸盐材料、聚丙烯酰胺材料、吸水性树脂中的至少一种。
在完成步骤T13之后，执行步骤T14。通过一测量部件测量该测试电容的电容值，能够测量电容值的测量部件有很多，在此不做赘述及特别限定。
电容值的增减与封闭空间中水分指标的增减存在相关性。水分指标的增减可以通过多种具体数据来体现，比如经皮水分丢失值、空气湿度等。在本实施方式一中，选用经皮水分丢失值来体现该水分指标。因此，在完成步骤T14之后，继续执行步骤T15，根据电容值计算出与电容值对应的经皮水分丢失值。
由于微通道的建立，皮肤表面的经皮水分丢失值将发生明显的变化，并且该变化与微通道的收拢、闭合情况存在直接地相关性，因此在获得任意时刻下的经皮水分丢失值之后，通过对经皮水分丢失值的变化情况进行分析处理，即可获知微通道在任意时刻的收拢、闭合情况，而微通道的收拢、闭合情况与皮肤的弹性存在相关性，因此根据微通道的收拢、闭合情况即可测得皮肤的弹性水平。
综上，只要能够获知经皮水分丢失值随时间的变化规律，即可获知皮肤的弹性水平。对数据的分析、处理方法可以有多种具体形式，在本实施方式一中，具体的方法是依次执行步骤T16、T17及T18。需要说明地是，由于可选用的数学公式多种多样，具体的分析处理方法也是多种多样，不可能在说明书中一一枚举，本皮肤弹性的测量方法旨在提供一种思路，依照该思路进行的具体分析处理方法均应属于本发明的保护范围。
在本实施方式一中，通过连续测量经皮水分丢失值，可以计算出经皮水分丢失值随时间的变化规律（经皮水分丢失速率），对该经皮水分丢失速率进一步分析处理，可以计算出经皮水分丢失速率随时间的衰减速率。微通道在刚建立时孔径尺寸最大，皮肤中的水分可以沿微通道快速地扩散，相应地，经皮水分丢失速率大。由于皮肤弹性的作用，微通道逐渐收拢、闭合，随着微通道的孔径尺寸逐渐减小，经皮水分丢失速率减小。皮肤弹性水平越高，微通道收拢的速度越快，相应地，经皮水分丢失速率减小的速率（衰减速率）越快。因此，经皮水分丢失速率随时间的衰减速率与皮肤的弹性水平存在相关性，本实施方式一通过计算经皮水分丢失速率随时间的衰减速率即可准确地得出皮肤的弹性。
传统测量皮肤弹性的方法多是对皮肤进行吸拉或扭转，本发明为皮肤弹性的测量提供了一种全新的思路。首先，在皮肤表面建立可自行恢复的微通道，之后通过独特的方式监测微通道的收拢、闭合速度，进而根据该收拢、闭合速度测得皮肤的弹性。在该方法中，微通道的建立位置精准，水分指标的测量可以准确地量化，因此通过计算得出的皮肤弹性能够准确量化。该方法既能够解决传统方法中“位置偏移”的缺陷，又能够对测量结构进行准量化，能够有效提高测量准确度。
需要说明的是，在一些合适的使用场景下，可以省去步骤T12以简化测量步骤，同时能够降低测量系统的复杂程度。此时与微通道连通的空间并不封闭，继续执行后续步骤也能够测得皮肤的弹性。
实施方式二
图3是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式二的步骤示意图。在如图3所示的实施方式二中，皮肤弹性的测量方法包括以下步骤：
T21.在皮肤表面建立微通道；
T22.提供一密封罩，密封罩扣置于微通道上并与皮肤表面配合将空间封闭；
T23.提供一测试电阻，将测试电阻置于空间中；
T24.测量测试电阻的电阻值；
T25.根据电阻值计算出与电阻值对应的经皮水分丢失值；
T26.根据连续测量的经皮水分丢失值，计算经皮水分丢失值随时间的经皮水分丢失速率；
T27.根据经皮水分丢失速率，计算经皮水分丢失速率随时间的衰减速率；
T28.根据衰减速率计算出皮肤表面的弹性。
与实施方式一不同地是，实施方式二采用电阻法测量封闭空间的水分指标。具体地，在形成的封闭空间中布置一测试电阻（步骤T23），该测试电阻连接在测试电路中并由电源供电。测试电阻对封闭空间中的水分指标敏感，当封闭空间中的水分指标改变时，测试电阻的电阻值将发生相应地改变。可选地，制作测试电阻的材料包括吸水介质，吸水介质可以包括聚氨酯材料、聚酰胺材料、聚亚酰胺材料、聚乙烯酸盐材料、聚乙烯醇材料、聚丙烯酸盐材料、聚丙烯酰胺材料、吸水性树脂中的至少一种。当封闭空间中的水分指标发生变化时，吸水介质吸收封闭空间中的水分，导致测试电阻的电阻率发生明显变化，使得测试电阻的电阻值随之明显改变。因此，含有吸水介质的测试电阻在测量水分指标时具有更高的灵敏度。
在完成步骤T23之后，执行步骤T24。通过一测量部件测量该测试电阻的电阻值。能够测量电阻值的测量部件有很多，在此不做赘述及特别限定。
电阻值的增减与封闭空间中水分指标的增减存在相关性。水分指标的增减可以通过多种具体数据来体现，比如经皮水分丢失值、空气湿度等。本实施方式二选用经皮水分丢失值来体现该水分指标。因此，在完成步骤T24之后，继续执行T25，根据电阻值计算出与电阻值对应的经皮水分丢失值。
实施方式三
图4是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式三的步骤示意图。在如图4所示的实施方式三中，皮肤弹性的测量方法包括以下步骤：
S11.在皮肤表面建立微通道；
S12.提供一密封罩，密封罩扣置于微通道上并与皮肤表面配合将空间封闭；
S13.提供一测试电容，将测试电容置于空间中；
S14.测量测试电容的电容值；
S15.根据电容值计算出与电容值对应的空气湿度；
S16.根据连续测量的空气湿度，计算空气湿度随时间的湿度增加速率；
S17.根据湿度增加速率，计算湿度增加速率随时间的衰减速率；
S18.根据衰减速率计算出皮肤表面的弹性。
电容值的增减与封闭空间中水分指标的增减存在相关性。水分指标的增减可以通过多种具体数据来体现，比如经皮水分丢失值、空气湿度等。与实施方式一不同地是，实施方式三选用空气湿度来体现该水分指标。在完成步骤S14之后，执行步骤S15，根据电容值计算出与电容值对应的空气湿度。
在微通道建立后，皮肤中的水分沿着微通道快速扩散到封闭空间中，使得封闭空间的空气湿度不断增大。在微通道刚建立时，微通道的孔径尺寸处于最大的状态，皮肤中的水分可以沿微通道快速地扩散，相应地，封闭空间中空气湿度的增加速率最大；随着微通道的收拢、闭合，微通道的孔径尺寸逐渐减小，空气湿度的增加速率逐渐减小。因此，空气湿度的变化情况与微通道的收拢、闭合情况存在直接地相关性。测量任意时刻下的空气湿度，通过分析处理空气湿度随时间的变化情况，即可计算出微通道的收拢、闭合情况。而微通道的收拢、闭合情况与皮肤的弹性存在相关性，因此根据微通道的收拢、闭合情况即可测得皮肤的弹性水平。
综上，只要能够获知空气湿度随时间的变化规律，即可获知皮肤的弹性水平。对数据的分析、处理方法可以有多种具体形式，在本实施方式一中，具体的方法是依次执行步骤S16、S17及S18。需要说明地是，由于可选用的数学公式多种多样，具体的分析处理方法也是多种多样，不可能在说明书中一一枚举，本皮肤弹性的测量方法旨在提供一种思路，依照该思路进行的具体分析处理方法均应属于本发明的保护范围。
实施方式四
图5是本发明皮肤弹性的测量方法的实施方式四的步骤示意图。在如图5所示的实施方式四中，皮肤弹性的测量方法包括以下步骤：
S21.在皮肤表面建立微通道；
S22.提供一密封罩，密封罩扣置于微通道上并与皮肤表面配合将空间封闭；
S23.提供一测试电阻，将测试电阻置于空间中；
S24.测量测试电阻的电阻值；
S25.根据电阻值计算出与电阻值对应的空气湿度；
S26.根据连续测量的空气湿度，计算空气湿度随时间的湿度增加速率；
S27.根据湿度增加速率，计算湿度增加速率随时间的衰减速率；
S28.根据衰减速率计算出皮肤表面的弹性。
与实施方式三的不同之处在于，实施方式四采用电阻法测量封闭空间中的水分指标；实施方式四与实施方式二的不同之处在于，实施方式四选用空气湿度来体现封闭空间中的水分指标。
需要再次说明的是，在一些合适的场景下，上述各实施方式可以省去“通过密封罩将空间封闭”的步骤以简化测量步骤，并且能够降低测量系统的复杂程度。
值得说明的是，除上述实施方式中列举的电容法、电阻法测量水分指标之外，还可以通过光、电磁等其他合适的物理量测量空间中水分指标，进而计算出皮肤表面的弹性。
为了施用皮肤弹性的测量方法，本发明还提供了一种皮肤弹性的测量系统。图6是本发明皮肤弹性的测量系统的原理示意图。如图6所示，该测量系统包括：
微针部件1，微针部件1用于在皮肤表面建立微通道；
测量部件2，测量部件2用于测量与微通道连通的空间中的水分指标；
数据处理芯片3，数据处理芯片3与测量部件2电性连接，用于根据水分指标随时间的变化计算出皮肤表面的弹性；和
数据输出部件4，数据输出部件4与数据处理芯片3电性连接，用于输出皮肤表面的弹性。
下面通过实施例对本发明的测量系统做进一步阐述。
实施例一
图7是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例一的原理示意图，图8是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例一的结构示意图。在图7、图8所示的实施例一中，皮肤弹性的测量系统包括：
微针部件1，微针部件1用于在皮肤表面f建立微通道f1；
测量部件2，其中，测量部件2包括：
测试电容21a，测试电容21a布置在与微通道f1连通的空间k中；
电容值获取单元22a，电容值获取单元22a与测试电容21a电性连接并能够测量测试电容21a的电容值；和
电容值转换单元23a，电容值转换单元23a与电容值获取单元22a电性连接，并能够将电容值转换为对应的水分指标，电容值转换单元23a与数据处理芯片3电性连接并能够将水分指标传递给数据处理芯片3；
密封罩6，密封罩6能够扣置于微通道f1上并与皮肤表面f配合将空间k封闭，测量部件2布置在密封罩6中；
烘干部件5，烘干部件5用于在测量系统停止工作时烘干吸水介质；
数据处理芯片3，数据处理芯片3与测量部件2电性连接，用于根据水分指标随时间的变化计算出皮肤表面f的弹性；和
数据输出部件4，数据输出部件4与数据处理芯片3电性连接，用于输出皮肤表面f的弹性。
在本实施例一中，微针部件1包括纳米晶片。可选地，纳米晶片采用高纯度单晶硅制成。其上微针的针体直径在微米级，针尖尺寸在纳米级。针体的长度仅能够贯穿角质层，不会触及真皮层。这种高硬度的微针可以轻松地贯穿角质层，建立尺寸适宜的微通道f1，同时不会造成疼痛。容易理解的是，除了选用纳米晶片外，还可以采用其他合适的工具或手段。比如采用微型针、微型刀片、微针贴片等工具，再比如通过超声波振动、微型高压水镇针、激光等手段。如图8所示，微针部件1可以集成设计在密封罩6或壳体上，微针部件1可拆卸的装配在密封罩6或壳体上；当然，微针部件1也可以分离设计。
在本实施例一中，测量部件2包括测试电容21a，测试电容21a连接在测试电路中并由电源供电。可选地，测试电容21a为平行板电容器。测试电容21a包括第一极板和第二极板，在第一极板和第二极板之间布置有电介质21a1。为了增强测试电容21a对水分指标的灵敏度，电介质21a1可以选用吸水介质，具体材料可以包括聚氨酯材料、聚酰胺材料、聚亚酰胺材料、聚乙烯酸盐材料、聚乙烯醇材料、聚丙烯酸盐材料、聚丙烯酰胺材料、吸水性树脂中至少一种或其他合适的吸水材料。
如图7所示，测量部件2布置在密封罩6中。可选地，测试电容21a布置在靠近密封罩6的开口处，该位置更贴近皮肤表面f，对水分指标的监测更直接、准确。当测试电容21a选用平行板电容器时，测试电容21a可以布置成极板与皮肤表面f平行，或者极板与皮肤表面f垂直。
在本实施例一中，由于能够测量电容值的电子元器件有很多，因此电容值获取单元22a的具体类型及结构不做详细限定及赘述。由于测试电容21a的电容值与封闭的空间k中的水分指标存在相关性，因此通过特定的公式或查表即可将电容值转换为对应的水分指标。可选地，电容值转换单元23a通过查表或运行特定公式将电容值转换为对应的水分指标。与之类似的，封闭空间k中的水分指标与该处皮肤表面f的弹性存在相关性，因此数据处理芯片3通过运行特定算法即可根据水分指标随时间的变化计算出该处皮肤表面f的弹性。
在本实施例一中，计算出的结果通过数据输出部件4呈现。可选地，该数据输出部件4包括显示单元，该显示单元可以显示颜色、光线、文字、数字、图案等方便视觉观察的信息，比如是显示屏、显示器、LED灯牌、显示试纸。当然，数据输出部件4还可以包括播报单元，该播报单元可以播报提示音、语音等便于听觉辨识的信号，比如提示音播放器、语音播放器。
为了方便该测量系统高频次快速测量，该测量系统还包括烘干部件5，烘干部件5能够加速烘干密封罩6及吸水介质中的水分，使得该系统快速恢复至初始状态，从而方便下一次测量。
在本实施例一中，密封罩6能够将与微通道连通的空间k封闭，隔绝外部空气对测量的干扰，从而提高测量结果的准确性。容易理解地是，在室内、测量精度要求不高或其他一些合适的使用场景下，可以省去密封罩结构以简化测量系统的结构，同时也能够简化测量步骤，提高测量效率。
实施例二
图9是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例二的原理示意图，图10是本发明皮肤弹性的测量系统的实施例二的结构示意图。在图9、图10所示的实施例二中，与实施例一的不同之处在于，实施例二中的测量部件2包括：
测试电阻21b，测试电阻21b布置在空间k中；
电阻值获取单元22b，电阻值获取单元22b与测试电阻21b电性连接并能够测量测试电阻21b的电阻值；和
电阻值转换单元23b，电阻值转换单元23b与电阻值获取单元22b电性连接，并能够将电阻值转换为对应的水分指标，电阻值转换单元23b与数据处理芯片3电性连接并能够将水分指标传递给数据处理芯片3。
如图8所示，测量部件2布置在密封罩6中。可选地，测试电阻21b布置在靠近密封罩6的开口处。可选地，测试电阻21b布置在密封罩6的轴线上。在本实施例二中，测试电阻21b连接在测试电路中并由电源供电。为了增强测试电阻21b对水分指标的灵敏度，制作测试电阻21b的材料可以包含吸水介质，具体材料可以包括聚氨酯材料、聚酰胺材料、聚亚酰胺材料、聚乙烯酸盐材料、聚乙烯醇材料、聚丙烯酸盐材料、聚丙烯酰胺材料、吸水性树脂中至少一种或其他合适的吸水材料。当空间k中的水分指标改变时，吸水介质的电阻率将发生明显的变化，进而改变测试电阻21b的电阻值。通过测量测试电阻21b的电阻值变化即可得出空间k中水分指标的变化。
由于能够测量电阻值的电子元器件有很多，因此电阻值获取单元22b的具体类型及结构不做详细限定及赘述。由于测试电阻21b的电阻值与封闭的空间k中的水分指标存在相关性，因此通过特定的公式或查表即可将电阻值转换为对应的水分指标。可选地，电阻值转换单元23b通过查表或运行特定公式将电阻值转换为对应的水分指标。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种皮肤弹性的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：
在皮肤表面建立微通道；
测量与所述微通道连通的空间中的水分指标；
根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量与所述微通道连通的空间中的水分指标的步骤包括：
提供一测试电容，将所述测试电容置于所述空间中；
测量所述测试电容的电容值；
根据所述电容值计算出与所述电容值对应的所述水分指标。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量与所述微通道连通的空间中的水分指标的步骤包括：
提供一测试电阻，将所述测试电阻置于所述空间中；
测量所述测试电阻的电阻值；
根据所述电阻值计算出与所述电阻值对应的所述水分指标。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在所述测量与所述微通道连通的空间中的水分指标的步骤之前，所述测量方法还包括以下步骤：提供一密封罩，所述密封罩扣置于所述微通道上并与所述皮肤表面配合将所述空间封闭。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测量方法，其特征在于，所述水分指标包括经皮水分丢失值。
6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性的步骤包括：
根据连续测量的所述经皮水分丢失值，计算所述经皮水分丢失值随时间的经皮水分丢失速率；
根据所述经皮水分丢失速率，计算所述经皮水分丢失速率随时间的衰减速率；
根据所述衰减速率计算出所述皮肤表面的弹性。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的测量方法，其特征在于，所述水分指标包括空气湿度。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性的步骤包括：
根据连续测量的所述空气湿度，计算所述空气湿度随时间的湿度增加速率；
根据所述湿度增加速率，计算所述湿度增加速率随时间的衰减速率；
根据所述衰减速率计算出所述皮肤表面的弹性。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的测量方法，其特征在于，所述微通道贯穿角质层。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的测量方法，其特征在于，所述微通道的孔径的尺寸在纳米级或微米级。
11.一种皮肤弹性的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：
微针部件，所述微针部件用于在皮肤表面建立微通道；
测量部件，所述测量部件用于测量与所述微通道连通的空间中的水分指标；
数据处理芯片，所述数据处理芯片与所述测量部件电性连接，用于根据所述水分指标随时间的变化计算出所述皮肤表面的弹性；和
数据输出部件，所述数据输出部件与所述数据处理芯片电性连接，用于输出所述皮肤表面的弹性。
12.根据权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述测量部件包括：
测试电容，所述测试电容布置在所述空间中；
电容值获取单元，所述电容值获取单元与所述测试电容电性连接并能够测量所述测试电容的电容值；和
电容值转换单元，所述电容值转换单元与所述电容值获取单元电性连接，并能够将所述电容值转换为对应的水分指标，所述电容值转换单元与所述数据处理芯片电性连接并能够将所述水分指标传递给所述数据处理芯片。
13.根据权利要求12所述的测量系统，其特征在于，所述测试电容包括：第一极板和第二极板，在所述第一极板和所述第二极板之间布置有吸水介质。
14.根据权利要求13所述的测量系统，其特征在于，所述吸水介质包括聚氨酯材料、聚酰胺材料、聚亚酰胺材料、聚乙烯酸盐材料、聚乙烯醇材料、聚丙烯酸盐材料、聚丙烯酰胺材料、吸水性树脂中至少一种。
15.根据权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述测量部件包括：
测试电阻，所述测试电阻布置在所述空间中；
电阻值获取单元，所述电阻值获取单元与所述测试电阻电性连接并能够测量所述测试电阻的电阻值；和
电阻值转换单元，所述电阻值转换单元与所述电阻值获取单元电性连接，并能够将所述电阻值转换为对应的水分指标，所述电阻值转换单元与所述数据处理芯片电性连接并能够将所述水分指标传递给所述数据处理芯片。
16.根据权利要求15所述的测量系统，其特征在于，所述测试电阻包括吸水介质。
17.根据权利要求13或15所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括烘干部件，所述烘干部件用于在所述测量系统停止工作时烘干所述吸水介质。
18.根据权利要求11-16中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括：密封罩，所述密封罩能够扣置于所述微通道上并与所述皮肤表面配合将所述空间封闭，所述测量部件布置在所述密封罩中。
19.根据权利要求11-16中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述微针部件包括纳米晶片。
20.根据权利要求11-16中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述数据输出部件包括显示单元，和/或，播报单元。
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