[發明專利]一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的方法及其裝置

在審

• 申請號: 201410428745.8
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104161520A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 邢達;王雅婷;許棟;楊思華
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103;A61B5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵;裘暉

1.一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的方法，其特征在于：包括以下操作步驟：

(1)光聲信號激發系統發出脈沖激光，被待測表皮及其內的黑色素吸收，由于吸收能量導致瞬間溫升，從而應激產生出光聲信號；

(2)將手持式探頭緊貼待測表皮上方，光聲信號采集系統通過超聲探測器接收待測表皮產生的光聲信號，并儲存數據；

(3)計算機系統自動處理被記錄的待測表皮光聲信號波形，通過時域分析，得到黑色素層光聲信號波形及強度，進行數據擬合，對比黑色素濃度標準曲線，得到待測表皮的黑色素濃度。

2.根據權利要求1所述一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的方法，其特征在于：所述黑色素濃度標準曲線的測定過程包括如下步驟：

(1)在水溫40℃時將黑色素顆粒溶于10％的氫氧化鈉溶液中作為體外標定黑色素濃度的試劑；

(2)以同一濃度的氫氧化鈉溶液為溶劑配置不同黑色素濃度的體外標定黑色素濃度的試劑，利用手持式探頭測定不同濃度的試劑所產生的光聲信號強度，得到黑色素濃度-光聲信號強度幅值坐標圖上的多個點，將多個點連接擬合成直線得到黑色素濃度標準曲線及其關系式P＝a*C+b，其中P為測量光聲信號強度幅值，C為黑色素濃度，a為直線的斜率，b為直線的截距。

3.一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，實現權利要求1或2所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的方法，其特征在于：

包括計算機系統、光聲信號激發系統、手持式探頭、光聲信號采集系統；

超聲探測器和耦合杯安裝在手持式探頭上；

光聲信號激發系統發出的光信號穿過超聲探測器和耦合杯照射待測表皮；光聲信號采集系統通過超聲探測器接收待測表皮產生的光聲信號，并儲存數據；計算機系統控制光聲信號激發系統的啟閉，接收光聲信號采集系統的數據并處理數據。

4.根據權利要求3所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，其特征在于：所述光聲信號激發系統根據黑色素的吸收光譜選取的脈沖激光激發波長為532nm。

5.根據權利要求3所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，其特征在于：所述手持式探頭還包括濾波準直系統、一維掃描振鏡、物鏡和外殼；沿著激光的傳播方向，濾波準直系統、一維掃描振鏡、物鏡、超聲探測器和耦合杯依次設置在外殼內；激光經濾波準直系統成為準直激光后，再經一維掃描振鏡轉向，經物鏡聚焦，穿過超聲探測器和耦合杯入射至待測表皮。

6.根據權利要求3所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，其特征在于：所述耦合杯與待測表皮接觸的一端設有透光透聲薄膜；耦合杯內充滿水，水將超聲探測器的接收元件淹沒。

7.根據權利要求3所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，其特征在于：所述超聲探測器是中空平場探測器，激光穿過超聲探測器的中空孔入射至待測表皮。

8.根據權利要求5所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，其特征在于：根據所述物鏡到待測表皮中黑色素的距離，選取放大倍數為4倍的物鏡，焦長17mm。

9.根據權利要求3所述的一種基于光致聲效應原理的測定表皮黑色素濃度的裝置，其特征在于：所述計算機系統中安裝的數據處理軟件基于LabView開發軟件,根據表皮的吸收體，從上層開始，依次分為角質層、黑色素層以及血管，數據處理軟件通過分析采集到的光聲信號波形的時域特征，自動提取黑色素層的光聲信號強度，并與黑色素濃度標準曲線對比，得到待測表皮的黑色素濃度。