RU2018141905A

RU2018141905A - Измерительная система и способ определения характеристик ткани

Info

Publication number: RU2018141905A
Application number: RU2018141905A
Authority: RU
Inventors: Матиас БОНМАРИН; Патрик ФОН ШУЛЬТЕСС; Симон ФАРНИ; Тобиас ГРЮНДЛЕР; Паскаль КЮНЦИ; Нильс РАИНКЕ
Original assignee: Опус Неой Гмбх
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2020-07-30
Also published as: CN109414198A; AU2016413287A1; KR20190026764A; JP2019521773A; WO2018000104A1; RU2018141905A3; SG11201810551PA; US20190183350A1; ZA201807683B; EP3478163A1; CA3025005A1; MX2018015660A

Claims

1. Измерительная система (1) для неинвазивного определения характеристик исследуемой ткани (4; 4а, 4b), содержащая

по меньшей мере одно стимулирующее устройство (3; 3а, 3b; 3а, 3с) для тепловой стимуляции исследуемой ткани (4; 4а, 4b);

по меньшей мере один датчик (2; 2а, 2b) температуры для захвата по меньшей мере одного температурного профиля исследуемой ткани (4);

вычислительный блок (11), соединенный с датчиком (2; 2а, 2b) температуры, для обработки данных, передаваемых датчиком (2; 2а, 2b) температуры;

причем обеспечена возможность обнаружения теплового излучения, излучаемого исследуемой тканью (4; 4а, 4b) по меньшей мере из области (5) измерения в результате тепловой стимуляции, по меньшей мере одним датчиком (2; 2а, 2b) температуры во время тепловой стимуляции исследуемой ткани (4; 4а, 4b),

при этом указанное по меньшей мере одно стимулирующее устройство содержит по меньшей мере одно терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с), которое находится в постоянном контакте с исследуемой тканью (4; 4а, 4b) в контактной области (6) в течение всего периода измерения, и во время периода измерения терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с) имеет температуру, отличающуюся от температуры исследуемой ткани (4; 4а, 4b).

2. Измерительная система по п. 1, в которой по меньшей мере один датчик (2; 2а, 2b) температуры является бесконтактным датчиком температуры, в частности термоэлектрическим датчиком или термографической камерой, в частности камерой,

причем обеспечены два датчика температуры для измерения температур смежных объемов или областей, или различных точек исследуемой ткани (4; 4а, 4b).

3. Измерительная система по одному из предшествующих пунктов, в которой линза (14) и/или фильтр, относящиеся к каждому датчику (2; 2а, 2b) температуры, расположены между указанным по меньшей мере одним датчиком (2; 2а, 2b) температуры и указанной по меньшей мере одной областью (5) измерения.

4. Измерительная система по одному из предшествующих пунктов, в которой вспомогательный датчик (12) температуры выполнен для мониторинга температуры терморегулирующего тела (3; 3а, 3b; 3а, 3с).

5. Измерительная система по одному из предшествующих пунктов, в которой терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с) и по меньшей мере один датчик (2; 2а, 2b) температуры расположены таким образом, что контактная область (6) и область (5) измерения являются смежными, в частности, при этом контактная область (6) не окружает область (5) измерения, или наоборот.

6. Измерительная система по одному из пп. 1-4, в которой в случае, если используется одно терморегулирующее тело (3), терморегулирующее тело (3) и по меньшей мере один датчик (2; 2а, 2b) температуры расположены таким образом, что контактная область (6) и область (5) измерения являются смежными, в частности, при этом контактная область (6) по меньшей мере частично окружает область (5) измерения.

7. Измерительная система по одному из пп. 1-5, в которой обеспечены два терморегулирующих тела (3а, 3b; 3а, 3с), которые контактируют с исследуемой тканью (4; 4а, 4b) таким образом, что область (5) измерения по меньшей мере одного датчика (2; 2а, 2b) температуры расположена между указанным двумя терморегулирующими телами (3а, 3b; 3а, 3с).

8. Измерительная система по одному из предшествующих пунктов, в которой терморегулирующее тело (3) или по меньшей мере одно из терморегулирующих тел (3а, 3b; 3а, 3с) содержит или содержат соответственно слой или покрытие (8), выполненное с возможностью увеличения теплопередачи между исследуемой тканью (4; 4а, 4b) и терморегулирующим телом (3) или указанным по меньшей мере одним из терморегулирующих тел (3а, 3b; 3а, 3с), в частности, при этом слой или покрытие (8) выполнены из теплопроводящего силикона, в частности, а толщина слоя или покрытия (8) составляет от 100 мкм до 10000 мкм.

9. Измерительная система по одному из предшествующих пунктов, в которой терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с) является охлаждающим телом, выполненным с возможностью охлаждения холодным телом (9), выполненным в виде резервуара, имеющим более высокую теплоемкость, чем охлаждающее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с), и находящимся в контакте с охлаждающим телом (3; 3а, 3b; 3а, 3с) или встроенным в охлаждающее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с), или в которой терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с) является охлаждающим телом, выполненным с возможностью активного охлаждения охлаждающим устройством.

10. Измерительная система по одному из пп. 1-7, в которой терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с) является нагревающим телом, выполненным с возможностью нагревания теплым телом (9), выполненным в виде резервуара, имеющим более высокую теплоемкость, чем нагревающее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с), и находящимся в контакте с нагревающим телом (3; 3а, 3b; 3а, 3с) или встроенным в нагревающее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с), или в которой терморегулирующее тело (3; 3а, 3b; 3а, 3с) является нагревающим телом, выполненным с возможностью активного нагрева нагревателем.

11. Измерительная система по одному из предшествующих пунктов, содержащая один датчик (2а) температуры для захвата по меньшей мере одного температурного профиля исследуемой ткани (4) и датчик (2 с) электромагнитного излучения для захвата в спектре длин волн, отличающихся от длины волны, охватываемой датчиком (2b) температуры, для получения параметров различных глубин ткани или для измерения отражательной способности поверхности области измерения.

12. Способ неинвазивного определения характеристик исследуемой ткани посредством измерительной системы (1) по одному из предшествующих пунктов, включающий:

задание необходимой первоначальной температуры стимуляции по меньшей мере одного терморегулирующего тела (3; 3а, 3b; 3а, 3с), соответствующей первому контакту указанного терморегулирующего тела (9) с исследуемой тканью (4; 4а, 4b), таким образом, что первоначальная разность температур между указанной первоначальной температурой стимуляции и первоначальной температурой ткани больше чем ноль,

размещение по меньшей мере одного терморегулирующего тела (3; 3а, 3b; 3а, 3с) на исследуемой ткани (4; 4а, 4b) таким образом, что оно контактирует с указанной тканью в контактной области (6), смежной с областью (5) измерения,

размещение датчика (2; 2а, 2b) температуры на расстоянии от области (5) измерения, причем расстояние выбирают таким образом, что обеспечена возможность мониторинга по существу всей области (5) измерения датчиком (2; 2а, 2b) температуры,

запуск захвата температурных изменений исследуемой ткани датчиком (2; 2а, 2b) температуры, причем захват выполняют с заданным интервалами времени, и передачу соответствующего захваченного температурного профиля для каждого захвата в вычислительный блок (11),

вычисление по меньшей мере одного характеризующего параметра ткани на основании по меньшей мере одного из захваченных температурных профилей вычислительным блоком (11) и вывод результатов вычисления.

13. Способ по п. 12, согласно которому захват температурных изменений завершают, если заданный период времени истек, или если текущая разность температур между текущей температурой стимуляции и текущей температурой ткани достигла заданной пороговой разности температур.

14. Способ по одному из пп. 12-13, согласно которому первоначальную температуру стимуляции по меньшей мере одного терморегулирующего тела (3; 3а, 3b; 3а, 3с) выбирают таким образом, что первоначальная разность температур между первоначальной температурой стимуляции и первоначальной температурой ткани больше, чем температурное разрешение датчика (2; 2а, 2b) температуры, в частности, при этом первоначальную температуру стимуляции выбирают таким образом, что указанная первоначальная разность температур по меньшей мере в 10 раз больше, чем указанное температурное разрешение датчика (2; 2а, 2b) температуры, в частности, при этом первоначальная разность температур составляет по меньшей мере 0,5°С.

15. Способ по одному из пп. 12-14, согласно которому характеризующий параметр или параметры ткани выбирают по отдельности или в сочетании из: теплоемкости исследуемой ткани (4; 4а, 4b); теплопроводности исследуемой ткани (4; 4а, 4b); плотности ткани;

пространственного местоположения резкого изменения распределения температур в области (5) измерения или слоя ткани (4; 4а, 4b).

16. Способ по п. 15, согласно которому в случае, если используют два терморегулирующих тела (3а, 3b; 3а, 3с), теплопроводность исследуемой ткани (4; 4а, 4b) определяют регулировкой первоначальных температур стимуляции терморегулирующих тел (3а, 3b; 3а, 3с) таким образом, что значение первоначальной температуры ткани находится между двумя первоначальными температурами стимуляции терморегулирующих тел (3а, 3b; 3а, 3с), в частности в середине между двух первоначальных температур стимуляции.

17. Способ по одному из пп. 12-16, согласно которому характеризующий параметр вычисляют вычислительным блоком (11) путем решения уравнения теплопроводности, в частности, при этом вычисляют толщину по меньшей мере одного из слоев (4а, 4b) исследуемой ткани (4) и/или содержание воды по меньшей мере в одном из слоев (4а, 4b) исследуемой ткани (4), если исследуемая ткань (4) содержит больше одного слоя.

18. Применение измерительной системы по одному из пп. 1-11 для определения характеристик одного или множества слоев кожи (4; 4а, 4b), в частности поверхностного слоя (4а) и/или нижележащего слоя (4b) поверхностного слоя (4а), в частности, при котором степень старения кожи (4) определяют измерением содержания воды в коже и толщины эпидермиса (4а) в качестве поверхностного слоя кожи путем их выведения по меньшей мере из одного определения характеристик ткани.