接触式热光结构及其在皮肤过敏反应中用于组胺引起的高热皮下反应程度的非侵入性成像的用途、记录装置和过敏反应诊断方法与流程

本发明涉及用于对皮肤应用的接触式热光结构、该热光结构用于基于组胺引起的高热皮下反应程度的过敏反应评价的用途、记录装置和过敏反应诊断方法。

背景技术：

在皮肤激发试验的情况下，根据gell和coombs分类的i型过敏反应即速发型过敏反应和iv型过敏反应即迟发型过敏反应伴随着组胺即β-咪唑-乙胺的释放，其导致局部皮下高热。该高热是由于以下原因而发生的：位于毛细血管微动脉内皮表面的h1受体活化，造成其扩张并因此造成增加的血流量。该增加的血流量提供内源性热源，在皮下显示为病灶高热，在皮肤表面显示为红斑，即所谓的高温红斑。

低的皮肤导热系数值导致通过来自在过敏原引入位置的点热源的导热的热扩散效应可以忽略不计。因此，如在wong等人发表的文献“minimalroleforh1andh2histaminereceptorsincutaneousthermalhyperemiatolocalheatinginhumans”,journ.applphysiol.,2006中所公开的，可以假定在皮肤表面观察到的高温区域即红斑的直径直接对应于热源尺寸，该热源是由通过在皮肤中扩散的组胺所强化的血液灌注的增加造成的。这是观察到的特定皮肤热效应，其仅是由皮肤过敏反应期间释放的组胺的血管舒张作用造成的，其中该效应与其他伴随的病理生理过程无关，特别是由炎症介质引起的那些过程。

在读取过敏激发皮肤试验结果的以往方法学中，应用5分制形式的主观定量测量。为了确定是否发生了针对被引入过敏原的速发型过敏反应，作为试验物质的反应，在进行试验后约15分钟用毫米刻度尺测量产生的红斑的直径，接着将该直径与引入了lmg/ml浓度的组胺的参考反应的直径以及使用0.9％浓度的生理盐水(nacl)溶液的对照试验的直径进行比较。

红斑的程度被认为是过敏试验阳性结果的定性-定量指标。然而，皮肤试验结果的直接视觉评价并不是客观方法，并且有直接来源于短时间隔中反应特征的大可变性的大量缺陷。

如果检查的患者即儿童、成人或老人事实上对特定引入的过敏原过敏，则基于红斑的尺寸，临床问题是精确和客观的测定，这是由于只有尺子和检查者眼睛在标准基础上用于该目的。科学文献表示，当与1.5℃至2.5℃的病灶升高皮肤温度正相关时，该方式可测量的过敏反应具有红斑的形式，该红斑是通过引入造成肥大细胞脱粒并释放作用于血管舒张的组胺的过敏原而激发的反应造成的，其中由温度记录仪记录的过敏反应表面是皮肤上视觉可辨认的变化的3至5倍。这意味着，与仅是该高热的视觉症状的表皮红斑相比，温度记录使得能够对在过敏反应期间皮下发生的高热的实际程度进行成像。在这种情况下，温度记录装置起到组胺反应热影像的转换器和热光增强器的作用，特别是造成在响应于被引入的过敏原的一连串过程中产生的高热的该反应的血管舒张组分的转换器和热光增强器。

温度记录的应用使得能够由皮下血管高热程度的测量而客观地测定皮肤过敏响应的实际强度，产生过敏原引入位置附近和周围皮肤表面上温度分布的彩色图像，使得精确测量实际高热反应的直径，而不是其具有红斑形式的外部症状，促进正确诊断。用于测量过敏响应的这种远程温度记录的有用性已由bagnato等人在“measurementofallergen-inducedskinreactionsbycomputerizeddynamictelethermography”,journ.investigallergolclinimmunol.,1997中指出，其通过包括冷却辐射热测量计并连接到计算机的红外照相机记录来自被检查皮肤表面的热辐射。在该文献描述的试验中，使用过敏原组、中性对照溶液如0.9％的nacl、以及组胺溶液对患者进行点皮肤试验。

在欧洲专利申请ep0189381中，公开了一种通过朝向液晶板的照相机获得体表温度记录图像的系统，其中探测器系统包括非热校准液晶板，因此由于软件的操作而发生记录图像的转换，这使得在皮肤病诊断中必要的精确过滤表皮高热是不可能的。

本领域已知的方案不适用于以临床皮肤病诊断为目的的应用，这是因为在校准过程中进行的操作非常复杂，还因为对皮肤检查区域的热背景温度变化的敏感性，这使得精确地将实际过敏高热的图像与源自与患者健康有关的其他表皮变化贡献的温度传播的假高热图像区分开是不可能的。

本发明的一个目的是解决所述问题。

技术实现要素：

根据本发明的用于检测患者皮肤上温度变化区域的无源平面热光结构，其包含热活性染料，其特征在于，无源平面热光结构具有包括透明膜层、热变色层、固定层、胶黏层和保护层的层状结构。透明层表面的至少一部分形成屏幕。热变色层中的至少一种染料的特征在于，在高于具有31℃至37℃的值的温度阈值时，其采用第一颜色并在大于或等于0.6℃的温度范围内保持该第一颜色，由热光结构反射的光的颜色不确定的温度范围的宽度小于0.3℃。固定层防止染料和胶黏剂层中的胶黏剂混合。胶黏层提供施用至皮肤的系统的良好胶黏，以及在其整个表面提供皮肤和热光结构之间的均匀热阻。保护层使得能够保护胶黏层，并在储存和运输过程中将其与环境和污染物隔离。在正要将该系统应用于患者皮肤前剥除保护层。

大于或等于0.6℃的染料保持第一颜色的温度范围宽度提供局部温度变化会以相同颜色绘制而且不会干扰组胺反应程度的评价。过渡范围的宽度影响将温度变化区域程度绘制为颜色变化区域的准确性。过渡越快越好，但一般低于0.3℃的值提供令人满意的结果。结果是，小于0.6℃的过渡温度范围值和恒定第一颜色区域宽度的组合提供组胺反应的精确绘制，通过绘制皮肤表面自然温度分布，其是准确和不失真的。

温度阈值应该符合在31至37摄氏度的范围内，其中该范围符合进行过敏试验的患者的皮肤上观察到的大多数温度。对患病患者进行这些试验是不合理的。对于患者皮肤的测定温度，应该单独选择热敏性的温度阈值。根据本发明，提供了一组这些系统，从中选择用于特定患者检查的一个。

用于低于温度阈值的温度的系统的颜色可以是透明的。在这种情况下，在热光结构表面上绘制的颜色的对比度可以通过应用另外的吸收剂层来提高。对比度的进一步提高可以通过对于选定的颜色使用在膜层上与热变色层相反一侧施加的另外的滤光层来实现。滤光器的任务是消除在测量范围之外的波长范围内的反射光。例如，可以通过在热变色层中应用变蓝染料来消除589nm至700nm的波，或可以通过在热变色层中应用变红染料而消除400nm至500nm的波。此外，由于应用滤光器，系统反射的光的颜色不确定的温度范围宽度变得更小。

优选地，热变色层包含对于比32.5℃至33.1℃的温度阈值高的温度采用第一颜色的染料。

优选地，染料对于比33.1℃至33.7℃的温度阈值高的温度采用第二颜色。

优选地，染料对于比33.7℃至34.3℃的温度阈值高的温度采用第三颜色。

优选地，染料对于比34.3℃至34.9℃的温度阈值高的温度采用第四颜色。

优选地，染料对于比34.9℃至35.5℃的温度阈值高的温度采用第五颜色。

有利地，染料对于比35.5℃至36.1℃的温度阈值高的温度采用第六颜色。

优选地，热变色层包含热变色颜料或液晶混合物。

不同温度范围的颜色响应的应用使得能够在不同实施方案中使用根据本发明的热光结构，这取决于环境温度和进行试验的患者个体特征。还可以在一个试验中组合颜色范围。原色：红色、蓝色和绿色是最容易获得的。假设红色对应于第一和第四颜色，蓝色对应于第二和第五颜色，绿色对应于第三和第六颜色，上述所有范围可以通过使用两种热光检测器来实现。

优选地，液晶混合物是热致液晶的混合物的微囊的形式，所述热致液晶选自向列液晶或手性向列液晶。

优选地，液晶混合物选择为使得其对于高于32.5℃至33.1℃的温度范围提供在选择性反射光的红色范围内的热变色响应，对于高于33.1℃至33.7℃的温度范围提供在选择性反射光的原色绿色范围内的热变色响应，对于高于33.7℃至34.3℃的温度范围提供在选择性反射光的原色蓝色范围的热变色响应。

优选地，液晶混合物选择为使得其对于高于34.3℃至34.9℃的温度范围提供在选择性反射光的红色范围内的热变色响应，对于高于34.9℃至35.5℃的温度范围提供在选择性反射光的原色绿色范围内的热变色响应，对于高于35.5℃至36.1℃的温度范围提供在选择性反射光的原色蓝色范围内的热变色响应。

优选地，热光检测器具有容纳在固定层和胶黏层之间的过敏原层，其中过敏原层包含填充有选自已知过敏原、组胺溶液和中性溶液的物质的至少一个胶囊。

优选地，热光结构在过敏原层中包含彼此分隔5cm至7cm长度的填充有选自已知过敏原、组胺溶液和中性溶液的物质的至少两个胶囊。

优选地，热光结构大致为矩形形状，其中其第一侧不短于3cm，其较长侧不短于8cm。

优选地，在屏幕上有至少一个由同心圆组成的刻度，特别是笛卡尔刻度或极刻度。

根据本发明，热光检测器用于评价对试验物质的皮肤过敏反应的程度。

一种记录装置，其包括中央单元、用于将患者皮肤区域与环境光分隔开的壳体、用于获取与患者皮肤接触的热光结构上显示的颜色的数码照相机，其特征在于，其具有与中央单元相连的环境温度测量部件和患者皮肤温度测量部件，以及用于照亮热光结构的标准化光源。由于标准化光源的应用，获得的在热光结构上可见的高温区域的图像的分析更精确。此外，提供具有环境温度测量部件和皮肤温度测量部件的装置使得能够根据热条件对使用者显示应该使用何种热光结构的信息或热条件不合适的信息。

优选地，环境温度测量部件是电子温度计，患者皮肤温度测量部件是提供非接触式测量的高温计。

优选地，壳体内部覆盖有吸收层。

优选地，标准化光源是显色指数(cri)值大于或等于90的白色led。

优选地，记录装置具有无线电通讯接口，中央单元适合于通过该接口将数码照相机的图像传送至另一装置。

优选地，该装置具有使得能够连接便携式存储器的接口，中央单元适合于在该存储器中存储数码照相机的图像。

优选地，该装置具有另外的显示部件，中央单元适合于通过该显示部件输出信息，所述信息从一组中确定其使用在通过温度测量部件确定的热条件下会提供最好结果的光热结构。由此，根据本发明的装置的应用和根据本发明的热光结构的应用的组合提供最快和最精确的诊断。环境温度测量与患者皮肤测量的组合使得能够评价所使用热光结构中的染料温度阈值应该符合的温度范围。

根据本发明的诊断过敏症的方法包括：

·暴露步骤，其中至少进行以下步骤

○将患者皮肤的第一区域暴露于组胺溶液，

○将患者皮肤的第二区域暴露于中性溶液，

○将患者皮肤的第三区域暴露于试验物质，

·测量步骤，其中在至少第一、第二和第三区域评价组胺反应程度

·比较步骤，其中将第三区域的组胺反应程度与第一区域和第二区域的组胺反应程度进行比较。

根据本发明，测量步骤包括：应用根据本发明的至少一种热光结构，将其放置为与患者皮肤的第一、第二和第三区域接触，其中分别基于第一、第二和第三区域的固有热光结构的颜色变化程度来评价第一、第二和第三区域中的组胺反应程度。

在测量步骤中，可以应用宽度边缘至少为3cm的具有包围第一、第二和第三区域的面积的单一热光结构。也可以对每个区域应用单独的热光结构。

优选地，在测量步骤中，对与第三区域对应的颜色变化的最大尺寸st、与第一区域对应的颜色变化区域的最大尺寸sh和与第二区域对应的颜色变化区域的最大尺寸sn进行测量，假设当运算的结果大于或等于1时，试验物质是过敏原。

优选地，通过根据本发明的记录装置自动地进行测量步骤。

优选地，通过用其上涂有物质的针穿刺患者皮肤进行暴露。

优选地，通过将物质施用到皮肤上进行暴露。

根据本发明理解的热光结构、记录装置、用途和方法使得能够代替评价表皮红斑的直径的主观视觉方法，仅作为症状的表皮红斑的直径被当作过敏反应强度的指标。表皮红斑可以被有差别地遮盖，这很大程度上取决于表皮层厚度、个体状况或皮肤色素沉着，而实际的皮下高热不能被遮盖，其是组胺迁移以及与作用于微循环血管的血管舒张有关的发热效应刺激的结果。对组胺的血管响应程度是皮肤过敏反应的速度和强度的直接指标。将其替代为评价表皮变色即发红形式的中间症状造成该评价是不客观的。然而，高温区域直接对应于对组胺的响应程度。

本发明基于皮肤-热效应，其与关于细胞机制的过敏反应的关系起因于此，颗粒脱粒和组胺排出的直接信号是抗原-过敏原与位于肥大细胞的细胞膜表面的特定抗体相结合，这是结合ige类抗体的浅表受体fcεri在此发挥的关键作用。由释放的组胺引起的红斑形式的表皮反应的程度与过敏反应的强化程度成比例，因此其构成皮肤过敏反应性强度的指标之一。

附图说明

本发明的目的关于附图在实施方案中描述，其中图1是标记了各个层的根据本发明的试验的示意性横截面，图2是根据本发明的系统的框图，图3是示出本发明实施方案中应用的液晶混合物的温度和波长之间关系的表格，图4是包括本发明实施方案中的液晶混合物原色范围中的热变色响应的示例性范围的表格，图5是包括这些混合物的示例性组成的表格。

具体实施方式

根据本发明的热光结构的基本功能是将由血管舒张生热组胺反应在皮肤下产生的、电磁波长为8μm至15μm、落入红外范围内的热生物信号转换为波长380nm至780nm的可见光光谱范围内的、皮肤表面上的温度分布的彩色图像。

在过敏反应期间，根据本发明的热光结构起到组胺引起的皮下高热的图像的增强器的作用，这是因为，局部皮肤温度增加与在热变色染料层中或在形成系统屏幕的热致中间相中选择性反射光的相应颜色有关，优选地每0.6℃依次分别出现原色红色、绿色、蓝色。

为了用一组原色覆盖人皮肤上呈现的温度的典型光谱，有目的性的提供根据本发明的一组热光结构，其在31℃至37℃的范围内每0.6℃或更密地分布有颜色的温度阈值。

医师可以基于皮肤温度测量或将其顺序匹配在给定条件下选择适合于患者的系统。

优选的方案是提供变成3种颜色的2个热光结构。因此，其中每个覆盖更大的温度范围。第一热光结构在32.5℃至34.3℃的范围中工作。第二热光结构在34.3℃至36.1℃的温度范围工作。该方案使得能够通过一组中两个热光结构之一对大多数患者进行过敏试验。

根据本发明的热光结构具有图1所示的层状结构。透明膜层102由聚酯制成的透明基膜构成，其中还提供了屏幕102a。透明膜层102是用于热变色层103的载体，热变色层103包含以微囊化热致液晶的混合物形式存在的热变色染料，该液晶选自向列液晶组，特别是手性向列液晶。用聚合物加上作为吸收剂的黑色染料覆盖热变色层103。该聚合物构成吸收剂层104。

如果不用作为吸收剂的黑色染料覆盖透明热光膜上施加的液晶层，那么热致中间相中选择性反射光的颜色在患者被检查皮肤的背景上是直接可见的，导致更小的对比度，因此对于过敏试验的读数至关重要的高热红斑图像的边界会是模糊的，然而，这种温度记录图像直接被应用于进行过敏试验的位置上，于是其对医师是可见的，无论如何，相对于目前已知的试验，热光结构的应用提供了准确性的改进。

染料层103和吸收剂层104通过固定层105进行固定，该固定层105由与胶黏层分隔开的聚乙烯或聚丙烯薄膜制得。

具有以下层设置的层状结构是现有技术的各种应用中已知的：透明膜层102、热变色层103、具有任选的吸收剂层104的膜层105。它们通常称为热光箔。

在固定层105上，施加胶黏层106。胶黏层中应用的胶黏剂对于人皮肤是生物和化学中性的。此外，热光结构具有由浸渍纤维素膜制成的保护层107。在正要将热光结构应用于皮肤之前，该层可以从胶黏层106轻易地剥除。

在聚酯基膜层102的外表面上，在屏幕窗口侧，施加滤光层101-化学或物理的。这种滤光器可以是市场上购买的，例如由日本koshinkogakuco.,ltd.或美国edmundopticsinc.制造的。过滤层101用于消除波长589nm至700nm的电磁波谱，即红光。因此，在绿色和蓝紫色的范围的低于589nm的热变色响应的对比度提高。由此获得读数准确性的额外的改善。

或者，可以过滤其它光谱范围。例如，使用消除波长400nm至500nm的电磁波谱，即选择性反射的蓝光束，以及增加在绿色和红色的范围的高于500nm的热变色响应的对比度的滤光器(1)。

基于所使用的液晶组合物，更精确地基于这些液晶在什么颜色范围提供对温度变化的响应，选择过滤种类。通过消除不符合所应用的颜色响应范围的可见光谱部分来获得对比度的增加。

通常通过用已预先由过敏原润湿的针穿刺皮肤来引入用于过敏反应试验的过敏原。然后，过敏反应的几何中心病灶基本上对应于穿刺点。类似地处理组胺和中性溶液。通常一次进行超过一种过敏原的试验。对患者进行成行或矩阵地布置在前臂或后背的一系列穿刺。穿刺的分隔选择为使得相邻试验的红斑不重叠。在热试验的情况下，典型的分隔应该按至少5cm增加。为了观察穿刺周围区域，至少应该保留具有3cm半径的圆形区域。

对点状过敏原的皮肤反应或划痕试验的读数在施加瞬间之后不早于15分钟发生。在预先剥除保护膜层107后，为了读数，将根据本发明的热光结构在覆盖有胶黏层106的一侧直接黏附到患者皮肤上进行过敏试验的位置处。从将热光结构黏附到被检查皮肤的瞬间至少10秒后，在形成屏幕102a的窗口中，出现或不出现作为组胺反应强度指示的病灶高热的彩色图片，因此存在对于给定过敏原的过敏症。根据暴露数，可以使用一个或更多个热光结构。特别地，对于每个变化可以使用单独的系统。

由于在32.5℃至34.3℃工作的膜i上应用了消除红色的滤光器，所以过敏反应期间引起的高热的图像在屏幕中是绿色或蓝色，或者，由于在34.3℃至36.1℃工作的膜ii上应用了消除蓝色的滤光器，所以过敏反应期间引起的高热的图像在屏幕中是绿色或红色。

在优选的实施方案中，根据本发明的热光带系统具有与这种矩阵或行的穿刺相对应的尺寸，并具有大屏幕，或在屏幕102a的矩阵或行中，其对应于相应的穿刺。该方案可以通过在屏幕中心提供用于以在过敏原中浸泡的针穿刺的孔而提高。那么，在患者皮肤上应用根据本发明的热光结构后，进行穿刺过程，使得屏幕和穿刺准确地彼此对应。

热光结构的该实施方案的另外优选的改变是提供位于屏幕上的刻度。这可以是毫米刻度，使得即使穿刺中心和刻度中心相对于彼此移位也能够容易读数。此外，可以使用同心圆形式的刻度。这种方案具有以下优点，其有利于读数，并且即使热斑有不规则的形状也能够立刻评价过敏变化程度。但是，其缺点是如果刻度中心与变化中心相对于彼此移位，则其有用性大幅降低。在屏幕上提供多于一个刻度使得能够同时检查更多的读数。

可以通过使用本发明的以下改进实施方案来显著地缩短检查过程。在该实施例中，提供了另外的过敏原层。最好的结果来自将其布置在固定层105和胶黏层106之间，即尽可能接近患者皮肤，过敏原层用微囊以点状覆盖，该微囊内部含有选定的过敏原或过敏原的典型组和用于进行对照试验的物质：中性溶液和纯组胺。微囊的直径为12mm。微囊的几何中心对应于屏幕中心。于是，固定层105构成用于检查接触性过敏症的过敏原的载体。

通过在皮肤上应用热光结构进行试验，接着在微囊化过敏原所在位置进行强压，使其逐渐释放到皮肤表面。因此，过敏原可以用于产生接触式过敏试验的类似物，并且在从微囊释放过敏原所需范围内的机械压力不影响中间相的热变色响应的品质。

通过在微囊所在的点处用针穿过系统的整个厚度也可以获得更精确的结果，导致过敏原应用的典型方法，该方法通过用以过敏原覆盖的针穿刺皮肤来进行。在该应用的方法中，微囊尺寸可以更小，甚至小于1mm。

制备具有弹性透明聚合物的热光膜的许多技术是本领域技术人员已知的，该热光膜构成热变色层的载体，其包含选自手性向列液晶或非手性向列液晶的热致液晶，该热致液晶通过微囊保存以免受机械变形。这与这类膜的许多工业应用有关，尤其是温度计的制造。这种方案尤其在以下文献中公开：1997年的美国专利文献us6204900号，其中公开了名称为“microencapsulatedliquidcrystalandamethodandsystemforusingsame”的发明，1999年的美国专利文献us6120701号，其中公开了名称为“microencapsulatedliquidcrystalandamethodandsystemforusingsame”的发明，或最新的2012年的申请us20130146811号，其中公开了名称为“methodofreusingmicro-encapsulatedcholestericliquidcrystal”的发明，所有这些通过引用并入本说明书中。因此，利用选自向列液晶、包括手性向列液晶的液晶的工业微囊商品，使用合适的有机聚合物，以及合适的液晶共混物产品是合理的，该液晶共混物产品具有窄的中间相热变色响应的给定范围，例如来自美国的lcrhallcrest公司。

在一个实施方案中，提供了根据本发明的一组热光结构，其确保覆盖典型的温度光谱，使用选自包括手性向列液晶的向列液晶的热致液晶的两种不同混合物，其特征在于，在两个所需工作温度范围内的热变色响应，第一所需工作温度范围为32.5℃至34.3℃，第二所需工作温度范围为34.3℃至36.1℃，对于原色：红色、绿色、蓝色，两种混合物的相对恒定的热光分离具有0.6℃的宽度。

在图3所示的表中，显示了对于在32.5℃至34.3℃的范围内热光响应的混合物i和在34.3℃至36.1℃的范围内热光响应的混合物ii，温度tn(℃)和热致中间相中的选择性反射光的电磁波长λn(nm)之间的关系，其是通过分光光度法测量的，混合物由选自手性向列液晶组、包括非手性向列液晶的液晶组成。

在图4所示的表中，显示了对于在32.5℃至34.3℃的范围内热光响应的混合物i和在34.3℃至36.1℃的范围内热光响应的混合物ii，在原色：红色、绿色、蓝色范围内的热变色响应的温度范围，混合物由选自手性向列液晶、包括非手性向列液晶的液晶组成，同时将单个范围的热宽度限定为0.6℃，其中出现在两种混合物的中间相中的选择性反射光的原色。

在32.5℃至34.3℃的范围内热光响应的混合物i和在34.3℃至36.1℃范围内热光响应的混合物ii的实例在图5所示的表中提供，混合物由选自手性向列液晶组、包括非手性向列液晶的液晶组成，图5限定了两种混合物的定性和定量组成，通常的定性组合物。这些混合物尤其是从美国专利文献us3441513、us4301023、us5508068、us4547309以及欧洲申请ep0404639号获知的。还已知根据客户要求实现的混合物的商业供应商。例如，基于图3所示的表中包含的热变色响应特性，美国lcahallcrest公司能够提供所制备的混合物。

例如，基膜层102由厚度约120μm的透明聚酯制成。通过丝网印刷，将液晶混合物施加至基膜层102上，液晶选自包括手性向列液晶的向列液晶，通过melc(微囊化液晶)技术微囊化，具有约30μm的球径并且包含至少5个液晶片段，以形成具有约40μm厚度的热变色层103，预先将微囊悬浮在可用于丝网印刷技术的合适聚合物分散体中，使用相对于制成微球的化合物中性的有机溶剂，由微囊供应商准备分散体的组成和溶剂的选择。

在丝网印刷中，用另外的包含黑色染料的聚合物吸收层104覆盖具有微囊化液晶的热变色层103，使用由kg生产的试剂，基底100oxy并加入黑色染料948black和10％的溶剂thinner190，在20℃的温度下通过溶剂蒸发进行干燥。

在根据本发明的装置中，相对于添加物恰当地选择的选自包括手性向列液晶的向列液晶组的液晶的混合物的应用，使得能够获得中间相的清晰热变色响应，该响应是具有确定电磁波长的光束的选择性反射现象的形式，其总是在特定的预定温度范围内发生。这使得在热光结构生产步骤中能够准确校准整个装置并获得读数的可重复性。

因此，由于对皮下组胺引起的高热进行成像，评价患者皮肤过敏试验结果的医师会确定每次过敏原试验结果会是标准化的，相对于在标准基础上进行的对照以及使用参考的lmg/ml组胺溶液，这种反应的比较使得能够评价过敏响应的个体相对程度和强度。

通常患者是人，试验在前臂内侧或背部进行。由于使用没有吸收剂的透明基膜，可以同时观察皮肤上的变化，但这是以对比度为代价的。

本领域技术人员还知道除液晶混合物以外在温度变化下获得光波的选择性反射的技术效果的方法。例如，通过应用包括在可逆的热变色染料组中包含的合适化合物可以获得这种效果，特别是在以下专利文献中描述的：us5480482、us5558700、us4720301、us5219625、us5558700、us5591255、us5997849、us6139779、(us6494950)、us7494537、us7332109、us6485824、ep2138550，或通过应用不可逆的热变色染料组中包含的合适化合物可以获得这种效果，特别是在以下专利文献中描述的：us20140037362、us7278369、us20090278090、wo1984000608、us20050104043，其通过引用并入本说明书。

或者，通过使用合适的稳定的热致液晶混合物，其热光活性是其宏观结构的结果而不是单个颗粒的性质，在这方面，与非液晶热变色染料的情况相比，以完全不同的机理获得热光效应，特别适用的是选自包括手性向列液晶的向列液晶组的液晶，其特征在于随着温度变化可逆地改变其中间相中的选择性反射光的波长的能力，以及选择性反射对应于bragg样效应的液晶，其由文献中已知的公式描述：

其中：

是选择性反射角。

在加热下，在由选自包括手性向列液晶的向列液晶组的液晶形成的热致中间相中发生的变化使得能够精确地将在32.5℃至36.1℃范围内对人眼不可见的热信号转换为被检查皮肤表面上的等温线分布的彩色图像，其在电磁波长380nm至780nm的可见光谱范围内显示。

在选自包括手性向列液晶的向列液晶组的热致液晶的情况下，根据将各个组分掺杂到液晶共混物中的已知方法，存在针对温度对白光单色组分中间相中的选择性反射范围精确编程的可能性，如科学文献中描述的，例如kwang-soobae等人的文献(“wavelength-selectivereflectionofcholestericliquidcrystalsdependingontemperatureanddopantconcentration”,proceedingsofthe16^thinternationaldisplayworkshop,2009)，和s.y.t.tzeng等人的文献(thermaltuningbandgapincholestericliquidcrystals,liquidcrystals,第37卷,第9期,2010)。

根据本发明的热光结构用于加强组胺反应的图像，以及响应与所进行的皮肤激发过敏试验对应的引入过敏原，精确地加强由造成红斑的局部组胺释放引起的高热的图像，导致在温度记录图像中该红斑的实际皮下直径的可视化，其程度可以在温度记录转化器的无源屏幕的毫米刻度上直接读出，代替先前使用的皮下反应程度测量方法。优选地，根据本发明的接触式热光转换器通过基于皮肤着色的其边界的测定消除主观红斑强度评价的问题，这是因为皮肤颜色不影响红外辐射发射率，而在辐射波长为380nm至780nm范围内的可见光由白色皮肤反射30％至40％，黑色皮肤反射18％。因此，对于具有黑色皮肤的患者，在可见光下，皮肤色素沉着可以引起过敏性红斑的假反射，使读数不清楚，然而这不影响温度记录图像，根据本发明的装置还消除了视觉皮肤过敏试验读数的该缺点。

为了测定在热光膜的屏幕中可见的红斑的直径，有必要确定具有与最高记录温度对应的颜色的最大病灶，并以毫米为单位测量其直径，类似于读出表皮红斑的情况，或使用在记录温度记录图像的适配器中可用的自动测量功能。对应于高热红斑的病灶在屏幕窗口的黑色背景上可以显示为红色，则病灶内部与相邻的健康皮肤产生的热背景之间的温差为0.6℃，如果病灶的颜色为绿色，那么类似地，所测定的温差为1.2℃，如果病灶的颜色为蓝色，则类似地，所测定的温差为1.8℃。

通过使用记录装置、或所谓的光电彩色数字图像记录仪，其在电磁波长为380nm至780nm的可见光范围内工作，可以获得读数准确性和试验精确性的额外改善。在本实施方案中，记录仪由平行六面体壳体组成，其从5个侧面封闭，内部覆盖有黑色无光泽涂层，限制环境光进入。此外，其装配有具有ccd(电荷耦合器件)或cmos(互补mos)型光电转换器和焦距为约2.8mm至12mm的光学物镜的数字照相机，用于以与iso/iec14496的要求兼容的形式将试验结果记录在连接至usb(通用串行总线)标准通信端口的外部闪存型存储介质上。此外，记录仪具有字母数字-图形液晶或者amoled显示器。该记录仪的特征是由宽照射led获得的、电磁波长在380nm至700nm的光谱范围内的、照亮外壳内部的标准化白光源。记录仪在控制其子电路的cpu(中央处理单元)微处理器的控制下工作，并且其包括不同的gpu(图形处理单元)用于处理图形。执行的程序被存储在8gb大小的可操作ram中。记录仪使得能够进行初步的数码试验图像分析，包括在图像上每1mm叠加1mm单位格的虚拟数字正交毫米网格，以及高热图像直径的测量。

优选地根据ieee802.15.1规定中描述的标准，为记录仪提供无线发射器使得能够更方便的处理。

此外，记录仪具有用于测量0℃至+40℃的外部温度的电子温度计216，使得能够远程测量28℃至42℃的皮肤温度的高温计207。

电源为工作电压为至少3v的可充电电池。

用户界面包括使得能够打开和关闭装置的开关、试验按钮、声学和光学(绿色led)两种形式的光开启和准备状态指示器、以及蓝色led形式的完成指示器。

通过根据本发明的热光结构和记录装置进行的皮肤过敏试验的结果读数不是通过测定高热病灶的热值进行的，而是根据当前临床标准通过测量其程度、更精确地说以毫米为单位的平均直径来进行的。

试验过程如下。将记录仪的壳体放置为与试验位置的皮肤相接触，进行初始温度分析。

为了验证热状态性质，使用嵌入在记录仪中的测量环境温度的电子温度计，以及用于测量患者的皮肤表面温度的非接触式高温计。

通过将热光记录仪的开口端放置为与进行皮肤过敏试验的皮肤区域接触并按下“试验”按钮进行验证。

验证需要5秒，当通过测量确认试验进行的适当条件时，绿色led亮起。

基于皮肤温度，确定选自热光结构组的适当热光结构。通过显示器上的指示和彩色二极管将试验选择的信息显示给使用者。在阈值温度值的情况下，由环境温度值确定该选择。

接下来，在剥除保护层107之后，将根据本发明的热光带系统应用至患者皮肤上。如果使用了无过敏原胶囊的系统，那么皮肤应该预先以至少5cm间隔用试验的过敏原穿刺，并用中性溶液例如0.9％的nacl进行至少一个穿刺作为中性试验，以及用组胺溶液例如1mg/ml进行一个穿刺作为对照组胺试验。如果使用了具有外用过敏原的系统，则应通过将系统强力按压到皮肤上将过敏原施用于皮肤。如果使用了具有穿刺胶囊的实施方案，则在黏附试验之后，应该在放置过敏原和具有无菌试验元素的溶液的位置上对其进行穿刺至确保穿刺到表皮以下的深度。

再次将热光记录仪在检查位置处放置为与患者皮肤开放侧接触，在该位置此时黏附有热光结构，最佳地从黏附膜起至多10秒钟的时间内，在按下开始按钮后，开始一系列校准和热条件的重复验证，如果满足这些条件，则绿色led亮起并开始记录皮肤过敏试验结果的温度记录图像，蓝色led灯亮起，通知开始图像记录，接下来，在15秒之后，记录控制处理器提供声学和光学信号(蓝色led熄灭)，结束读数，结果已自动存储在闪存卡上，并无线发送至通过蓝牙接口连接的计算机。

通过以毫米刻度测量在对应于由装置记录的最高温度的颜色中可见的高热病灶直径，与进行的皮肤激发试验相关的过敏反应结果的读数直接在热光膜的屏幕上进行。

因为装置有限的热容量，在被检查皮肤上施加热光膜起至少20秒后，但不迟于1分钟后，读出通过根据本发明的装置的皮肤过敏试验的结果。

gpu(图形处理界面)处理器运行另外的程序，将虚拟毫米网格叠加到单个测量序列中记录的所有高热病灶的图像上，执行每个病灶以毫米计的平均直径的测量，并最终在显示屏上显示“ok”符号，通知正确完成试验记录，如果任何记录操作失败，则显示屏上显示错误信息“error”，那么应该为此使用新热光结构重复整个试验。

如果计算机没有预先与热光记录仪无线连接，以将试验图像加载到计算机中，则闪存卡可以从包含在记录仪中的数码照相机中弹出，并从存储器中直接加载结果。

对于通过根据本发明的装置的点或划痕皮肤过敏试验结果的正确读数，必须满足适当的热条件。

用于进行读数的适当热条件由以下确定：在21℃至27℃范围内的环境温度，在31℃至37℃范围内的被检查皮肤温度。

如果没有确定适当的热条件，则红色led亮起，那么应该使用新的和/或不同的热光结构重复测量，可能地，如果装置表明环境温度不适当，则可以在其他房间进行试验。

基于记录的高热病灶的计算平均直径，进行皮肤过敏试验的结果读数，平均直径是根据以下公式计算的：

其中：

rav-是以毫米计的平均高热病灶直径，

rmax-是沿着长轴测量的以毫米计的高热病灶直径，

rmin-是沿着垂直于长轴的短轴测量的以毫米计的高热病灶直径。

通过测定最高温度(点t0)的点(像素)，程序自动表明高温病灶的几何中心，其对应于穿刺和过敏原引入的点。在半径为r的环中，温度平均升高δt在以下范围内确定：n×dr±dr/2(其中n＝0、1、2、...)，程序识别等于像素大小的步长dr，识别半径的变化直到温度升高值达到最大测量误差值的瞬间。假设温度记录测量的最大误差dt等于在温度记录图像中在0.6℃的热光分辨率下可能识别的最大温度差，因此，在3原色：红色，绿色、蓝色的系统中没有滤光器时，其为：3×0.6℃＝1.8℃，应用去除红色或蓝色的滤光器时，其为：2×0.6℃＝1.2℃。

在科学文献中，假设对于视觉上评价的皮肤过敏试验，直径为至少30mm或更大的红斑的形式的反应被认为是有症状，其中研究人员bernsteini.l.、blessing-moorej.、coxl.s.,langd.m.、nicklasr.a.等人(allergydiagnostictesting:anupdatedpracticeparameter:ann.allegry,第121卷,8,2008)强调，除了浆液性水疱外，红斑可以是对皮肤试验的生物等效性的独立测量，这意味着红斑的直径确定了患者对试验过敏原的过敏症的存在。

无论读数是基于表皮红斑还是皮下反应，进行过敏试验后显示的高热反应程度都是单独特异性的，并采用温度记录，因此所测量的高热病灶的直径应该与用浓度为1mg/ml的组胺的对照试验的程度相关联。

明显比用组胺的对照试验低约50％的高热读数还表明表示较弱的过敏效应的阳性结果，明显比对照试验低约20％的读数是不能转换的或是假的，不能明确表明对特定过敏原的过敏症。

组胺引起的血管扩张产生高热，其是通过根据本发明的装置检测的过敏反应的热力学标记，如所述的，组胺造成出现在皮下组织中的另外的热源(qr)，其能量与组胺的浓度成比例并由以下公式描述：

其中：

δqo-是阳性常数，

ch-是组织组胺浓度，假设：

ch(，)＝ch

υ-是皮肤中组胺迁移的速度，

γ-是组织组胺消除率，

低的导热系数值导致通过热传导的来自组胺引入的点源的热扩散(对于对照试验)是可忽略不计的(最大δt-0.2℃)，因此假设皮肤表面上测量的高温区域范围通过由增加的血管灌注引起的热源的范围来测定，该增加的血管灌注是由皮下组织中扩散的组胺引起的血管舒张强化的。因此，在t时间后，热源出现在进行对照组胺试验的点(r)处：

热的增加随时间是恒定的，直接线性地取决于点r处的最大的组织组胺浓度。假设代谢过程产生的能量接近于零，得到以下温度分布方程：

其中：

sh-是组织组胺浓度，

满足边界条件：δt(r，0)＝0，其中：

csh-是皮肤的比热，

ρ-是皮肤的密度，

ω-是血液灌注率，

cb-是血液的比热，

α-是传热系数。

假设血液的温度是恒定值，并且环境空气温度也是恒定值，根据上示公式，qr表示由于血管扩张而出现的组胺引起的热源，则温度分布方程的解为：

这是从在过敏反应模型中的组胺引起的血管扩张效应中产生的热的传播的生物物理学理论说明主题的文献中已知的，其是对根据本发明的记录装置中或在记录装置的图像提供至的外部计算单元中的试验结果实施分析的基础。

考虑到对热光结构的直接热传导效应，尝试正确使用根据本发明的记录装置而读出皮肤过敏试验的结果，应该注意将热光结构准确黏附到整个被检查皮肤表面，为了该目的，在底侧用另外的胶黏层106对其进行涂覆，例如用3m公司供应的胶黏层，其包括与医用贴片中使用的胶黏剂相同或相似的胶黏剂。该胶黏剂的使用也需要用保护层对其进行保护，该保护层即剥除的浸渍纤维素保护107。

由于两个原因，用于评价点或划痕皮肤过敏试验结果的热光结构是一次性的。首先，必须提供该系统与患者皮肤的检查区域的完美接触，因此使用胶黏层106。第二，试验过敏原残留物以及来自渗入或渗出物的患者体液的残留物会保留在其上，构成不可移除的生物污染。

皮肤过敏试验的阴性结果总是表示为没有红斑形式的反应和没有浆液水疱形式的浸润，因此，由于温度记录装置的高灵敏度，屏幕上可见的每个红斑都表示组胺反应后的较不强烈或更加强烈的高热，并且是过敏反应的指标。然而，由于过敏响应强度的个体差异，给定过敏原的结果的说明总是以毫米计提供，并且其应该总是与和使用纯组胺溶液的对照结果的比较相关。

用于过敏反应试验的推荐组由两个热光结构组成，每个都具有不同的工作温度范围，因为在实证研究中，至少区分两组患者，其以不同的组织组胺灌注速度为特征，较高为约0.045±0.004mm/s，较低的为约0.015±0.008mm/s，由此也得到不同的过敏反应强度，以及与之相关的，在诱导型高热情况下不同的规模。此外，在构建根据本发明的记录仪的过程中，已经考虑到患者年龄，对于60岁或更老的较老患者，推荐使用第一膜，其在32.5℃至34.3℃的较低温度范围可以工作，以测定伴随较低强度的皮肤过敏反应的高热反应程度。在34.3℃至36.1℃的较高温度范围提供热变色响应的第二热光结构推荐用于年轻人尤其是儿童，用于选择前臂作为进行皮肤过敏试验位置的情况，因为与在背部进行试验的情况相比，在该位置观察到较高的平均皮肤温度。

优选地，基于温度计216和高温计207的指示的记录仪测定推荐的温度阈值，在此基础上显示组中推荐给患者的热光试验系统。这种方案也可以应用于包括两个以上热光结构的装置。

本发明中使用的方案的独特性在于皮肤热效应发现的应用，其将皮肤过敏反应期间存在的病灶高热与过敏反应加强相关联，通过来自效应细胞的组胺释放规模及其组织迁移程度来测量，生物物理学上以由微循环后毛细血管扩张导致的高温区域程度为条件，主要在乳头下丛，用于评价激发试验结果。

根据本发明的装置包括载有程序的运行存储器，其运行基于确定皮肤层中引发血管高热的组胺扩散模型的科学背景，假设，在时间(t)等于t＝r/u之后，组织内热源出现在点(r)，热增加随着时间是恒定的，线性地取决于所达到的从过敏原引入源传播的最大组胺浓度。然而，热源的生物物理活化需要特定的组织组胺浓度阈值(cth)，在超过其之后，导致局部微血管扩张的一连串生化过程开始。对于组胺浓度ch＝cth，可以使用以下公式确定半径(r)的最大值(表示为：ra)：

基于该理论模型，可以注意到，高热半径随时间线性增加(以快速迁移υ)，直到达到最大半径ra，进而皮肤表面上的温度分布t(r,t)由文献已知的pennes方程描述，该方程用于生物组织中的热传递。该模型正确地映射了实验记录的温度分布和过敏性红斑程度，由于皮肤导热系数值(λ)远低于皮肤比热(csh)与其平均组织密度(ρ)的乘积，可以假设，从生物物理学角度来看，皮肤中传导的热传输被忽略，使得如果在过敏反应期间皮下血管被组胺活化，在这种情况下的直接热源是网络中增加的血液灌注。

与组胺反应相关的皮肤热效应已经用于开发根据本发明的创新的和非侵入的热光结构，其作为伴随过敏反应的实际高热的热光转换器和图像增强器来工作，应用在实证研究中发现的两种三范围颜色-热检测刻度，考虑到特定的人群状况，通过该热光结构完成皮肤过敏试验结果的评价。

在根据本发明的示例性诊断方法中，对与被检查过敏原的试验对应的颜色变化区域的最大尺寸st、与组胺试验对应的颜色变化区域的最大尺寸sh和与中性溶液nacl试验对应的颜色变化的最大尺寸sn进行测量。假设当运算的结果大于或等于1时，试验物质是过敏原。

为了获得过敏症的客观诊断，尤其对具有异常强烈或微弱的明显皮肤反应的患者，装置的应用对临床实践是特别重要的。诊断老年人时，反应性的衰减是时常发生的(m.j.king等人，“allergenprick-punctureskintestingintheelderly”,drugsandaging,2003)，这是因为在人群中观察到对过敏原的反应性随着年龄增长而降低，这尤其是因为组胺灌注的组织效能降低。在实证研究中，区分两组患者，其特征在于，约0.045±0.004mm/s的较高组胺迁移速度值和约0.015±0.008mm/s的较低值。过敏反应期间，与年龄呈负相关的组胺灌注参数的变化范围证明在根据本发明的装置中使用的两种三范围热-光膜的应用的合理性和高效性，这在高于60岁的患者的诊断中可以是特别有意义的。

显然，对于本领域技术人员来说，在上述文件的教导、熟悉本发明及说明本发明的实施方案后，其他替代实施方案是明显的。因此，所提到的实施方案不限制由专利的权利要求限定的本发明的保护范围，而仅用于说明和示例。