本发明涉及皮肤状态检测,尤其涉及一种皮肤状态检测装置及检测方法。
背景技术:
1、皮肤护理越来越成为人们重视的问题,护肤已经成为每日个人健康保健必不可少的一部分。人们对护肤的态度反映了人们对健康生活的追求和随之而来的生活需求,除了健康概念以外,人们希望通过护肤改善皮肤的肤质、肤色、弹性和光泽等问题。购买健康美妆的众多动机中,改善肌肤健康,提亮肤色,解决皮肤问题以及抗敏感,减缓衰老被选择的比例最高。在成分需求方面,人们越来越关注产品成分的天然、有机、无害、低刺激、不含防腐剂等特点,希望通过使用健康美妆产品来避免对皮肤和健康的伤害。在品类需求方面,面霜、洁面乳、面膜产品受到消费者青睐,同时越来越多的人们关注纯净美妆、绿色美妆产品和植物成分的美妆产品。
2、在进行皮肤护理之前,准确的皮肤状态评估显得极为重要,定期检测皮肤状态,进而根据检测结果来进行相应的护理修护,有助于更好的维持皮肤健康,因此,如何检测皮肤状态受到越来越多人的重视。
3、用来评价人体皮肤状态的指标包括:皮肤的敏感度、光洁度、润泽度、纹理、弹性、肤色等,其中皮肤弹性是评价皮肤健康状态的常用指标。弹性主要由皮下脂肪厚度、真皮胶原纤维及弹力纤维质量与功能所决定,检测皮肤弹性是量化皮肤衰老程度的方法。因此,皮肤的弹性检测对于衡量皮肤的健康状态至关重要。
4、目前研究中用来检测皮肤弹性的方法包括:拉伸法、压缩法、伸展法、转矩法。基于拉伸法原理的皮肤弹性检测装置如cutometer mpa580,通过在皮肤表面产生一个负压将皮肤吸进一个特定测试头内,通过非接触式的光学系统测量皮肤变形来确定皮肤的弹性性能。但是cutometer mpa580只能得到皮肤弹性部分拉伸量占皮肤总拉伸量的占比,即皮肤弹塑性的占比,未能得到反映皮肤弹性最基本的指标弹性模量的值。
5、基于压缩或压缩成像原理的检测装置如质构仪,纳米压痕仪,原子力显微镜等,由于结构空间限制和原子力显微镜特殊的基板要求,如蓝宝石基板,以及纳米压痕仪和原子力显微镜探针的非生物相容性,如金刚石镀层导电硅基探针,对组织具有破坏性,仅适用于离体皮肤活检,且纳米压痕仪与原子力显微镜价格昂贵,操作复杂,难以普及进入千家万户成为皮肤日常检测的装置。
6、基于伸展法的装置如伸展仪通过测定皮肤变形伸展时产生的张力及恢复时的时间特性对皮肤的黏弹性进行评估,操作简便。基于转矩法的装置如转矩仪通过对皮肤施加一定的扭转力偶,测定皮肤的反应特性。伸展仪和转矩仪与cutometer mpa580一样,仅具有皮肤弹塑性占比或皮肤抵抗剪切变形的能力大小的评估,未能得到反映皮肤弹性最基本的指标,准确的弹性模量的值。
7、有鉴于此,如何在不对组织产生破坏的情况下,获取皮肤的弹性模量,是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中无法在不破坏组织的情况下检测皮肤的弹性模量的问题,本发明提供一种皮肤状态检测装置,该皮肤状态检测装置通过将微针阵列和人体皮肤之间的接触力与步进电机的位移数据结合,并通过赫兹弹性接触理论拟合计算出皮肤的弹性模量,解决了现有技术中无法在不破坏组织的情况下检测皮肤的弹性模量的问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
3、一种皮肤状态检测装置,包括微针阵列、步进电机、压力传感器以及控制模块;
4、其中,所述步进电机与所述微针阵列相连;
5、所述压力传感器位于所述步进电机与所述微针阵列之间;
6、所述步进电机以及所述压力传感器均与所述控制模块信号连接。
7、可选地,所述微针阵列包括微针底座,以及若干连接于所述微针底座上的微针;所述微针底座上设置有隔断结构,通过所述隔断结构将所述微针底座分割为两个区域;两个区域均设置有所述微针,所述微针具有导电性,且所述微针阵列与所述控制模块信号连接。
8、可选地,所述微针通过3d打印成型,且所述微针的外侧喷涂有生物相容性导电材料。
9、可选地,所述生物相容性导电材料选自mxene、pedot:pss、rgo、cnts中的至少一种。
10、可选地,所述微针为圆柱状结构。
11、可选地,所述微针为圆锥状结构。
12、可选地,还包括固定装置;所述微针阵列、所述步进电机以及所述压力传感器均通过所述固定装置进行安装。
13、可选地,所述固定装置包括固定底座,以及连接于所述固定底座上的支架;所述微针阵列、所述步进电机以及所述压力传感器均安装于所述支架上;且所述支架与所述固定底座之间设置有检测空间。
14、本发明的另一目的在于提供一种皮肤状态的检测方法,通过如上所述的皮肤状态检测装置进行检测;所述皮肤状态检测方法包括如下步骤:
15、通过步进电机带动微针阵列以恒定速度与皮肤接触;
16、获取所述微针阵列与所述皮肤的接触力;
17、获取所述步进电机的位移;
18、通过所述接触力与所述位移,利用赫兹弹性接触理论计算得到皮肤的弹性模量。
19、可选地,还包括:
20、通过体外标定法获取皮肤阻抗与皮肤含水量的关联关系;
21、将所述微针阵列与控制模块(4)相连,并获取皮肤阻抗;
22、通过所述皮肤阻抗与所述关联关系,得到皮肤含水量。
23、本发明的有益效果是:
24、本发明提供的皮肤状态检测装置,通过同时检测皮肤阻抗和微针阵列与皮肤之间的接触力以及步进电机的位移数据,通过体外标定获取皮肤含水量,并利用赫兹弹性接触理论来计算皮肤弹性模量,从而能够得到反映皮肤弹性最基本的指标,提高了皮肤弹性检测的准确性,能够同时实现对皮肤弹性与含水量的测量;且检测过程不破坏皮肤组织,提高了使用过程的安全性与舒适度。
1.一种皮肤状态检测装置,其特征在于,包括微针阵列(1)、步进电机(2)、压力传感器(3)以及控制模块(4);
2.如权利要求1所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,所述微针阵列(1)包括微针底座(11),以及若干连接于所述微针底座(11)上的微针(12);所述微针底座(11)上设置有隔断结构(111),通过所述隔断结构(111)将所述微针底座(11)分割为两个区域;两个区域均设置有所述微针(12),所述微针(12)具有导电性,且所述微针阵列(1)与所述控制模块(4)信号连接。
3.如权利要求2所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,所述微针(12)通过3d打印成型,且所述微针(12)的外侧喷涂有生物相容性导电材料。
4.如权利要求3所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,所述生物相容性导电材料选自mxene、pedot:pss、rgo、cnts中的至少一种。
5.如权利要求2所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,所述微针(12)为圆柱状结构。
6.如权利要求2所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,所述微针(12)为圆锥状结构。
7.如权利要求1-6任一项所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,还包括固定装置(5);所述微针阵列(1)、所述步进电机(2)以及所述压力传感器(3)均通过所述固定装置(5)进行安装。
8.如权利要求7所述的皮肤状态检测装置,其特征在于,所述固定装置(5)包括固定底座(51),以及连接于所述固定底座(51)上的支架(52);所述微针阵列(1)、所述步进电机(2)以及所述压力传感器(3)均安装于所述支架(52)上;且所述支架(52)与所述固定底座(51)之间设置有检测空间。
9.一种皮肤状态的检测方法,其特征在于,通过如权利要求1-8任一项所述的皮肤状态检测装置进行检测;所述皮肤状态检测方法包括如下步骤:
10.如权利要求9所述的皮肤状态的检测方法,其特征在于,还包括:
