专利名称：检测皮肤存在的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测皮肤存在的装置，特别是涉及用作确保光疗装置没有作 用于非皮肤存在的目标区域的安全装置。本发明还包括检测皮肤存在的方 法，该方法适用于为了治疗目的和美容目的控制这样的光疗装置的运行。
背景技术：
众所周知，光疗装置有各种各样的。例如，强脉冲光(IPL)被用于各种皮 肤状况的局部治疗和影响非期望的毛发生长。
重要的是确保光对准被治疗的区域，而不是如比较柔弱的身体部位(如眼 睛)，同时确保光没有用于未检测的皮肤处。
美国2004/0167502A1公开了一种通过评估来自论证表面的电磁辐射的光 谱来检测人皮肤存在的装置和方法。这样的装置需要结构复杂的电路和与皮肤 病治疗装置所需要的光学控制有区别的光学控制。
发明内容
本发明的目的是提供实现该目的的简单的装置。
根据本发明的第一方面，提供了用于检测皮肤存在的装置，该装置包括a)
一套探测器，每个探测器均设有同步接触皮肤并在皮肤上界定预定的图案的尖 端，至少一个所述的探测器(在下文被称为发射探测器)被设置来发射脉冲电 子信号，并且至少一个所述的探测器(在下文被称为接收探测器)被设置来接
收所述发射的电子信号；b)检测一个或每个接收的电子信号的信号检波器；c) 对比从所述信号检波器已检的至少一个信号获得的数值和至少一个预定数值的 装置；和d)当从检测信号获得的所述数值不同于所述预定数值而超过预定量 时提供输出的装置。
接收探测器可以与发射探测器是相同的，或者可以是不同于发射探测器的。如果接收探测器与发射探测器是相同的，装置可以基于电容(例如到达预定电 压所花时间)进行测量。在这个实施例中，优选的是， 一套探测器内所有的探 测器均既是发射探测器也是接收探测器。
如果发射探测器和接收探测器是不同的，优选的是提供一个发射探测器， 而其他的探测器为接收探测器。
在本发明一个优选的实施例中，探测器的尖端安装到一个支架上，以便尖 端共同确定一个如矩形的二维图案，其中所有尖端均试图与皮肤接触。这个图 案优选的是限定一个稍微大于如放电管的与皮肤接触的强脉冲光装置的光圈面
积区域的边缘。这样的图案典型的是测量为10 15腿X20 30mm的矩形。刚才
描述的特征的设置确保光圈没有被探测器遮挡。
探测器本身优选为细长的针状物，典型的是具有2 3mm的直径。 因为干性皮肤、油性皮肤和凝胶覆盖的皮肤都有包括电导系数和电容量在
内的不同的电特性，优选的是预定的量足够区分预定的数值以便提供误差范围。
例如，如果预定的数值是电压，优选的是范围的最小值要高于公知皮肤的最小
值。如果预定的数值涉及电容量，预定数值优选的是基于到达临界电压所花的
时间，相应的将依赖于探测器接触皮肤的电容量。
根据本发明的装置可以用于在微处理器自动决策阶段检测皮肤存在，以便
当满足预定的输入状况时(即当其参数在预定的范围之内的皮肤被检测时)启
动强脉冲光装置。
使用本装置的有益效果为自动确定测量的参数是否表明有类似凝胶被涂到 皮肤上。在这种情况下，只有当这样的凝胶覆盖的皮肤被检测到时，才允许强 脉冲光触发。
当数值是超出预定的范围时，提供的输出可以包括警报，该警报典型的可 以是一个或多个音频信号、视觉信号或移动信号(例如装置的振动或其他移动)。 或者，输出可以是反馈信号，当超出预定范围的数值被检测到时，该反馈信号 促使强脉冲光源切断。
根据本发明的另一方面，提供了控制强脉冲光源运行的方法，该方法包括
使用每个均具有同步接触测试表面的尖端的一套探测器，以便在测试表面上界定预定的图案；
从至少一个探测器上发射脉冲电子信号；
通过至少一个探测器(可以与发射信号的探测器相同或不同)接收信号； 将每个接收发射的脉冲电子信号的探测器连接到各自独立的信号检波器；
对比从每个信号检波器的已检信号的数值和至少一个预定的数值；以及 当比较的数值超出预定的范围时提供阻止或者允许光源运行的输出。
现在将仅通过例子并参照
本发明优选的实施例，其中
图1是根据本发明第一实施例的装置的示意图2是在根据本发明的装置中使用的四个探测器的图示；
图3是根据本发明第二实施例的装置的电路图4是示出了根据本发明的装置运行优选方面的方框图；和
图5是示出了在根据本发明实施例的装置中使用的典型阈值曲线图。
具体实施例方式
根据图1所示本发明的第一实施例，提供了连接到"天线"即发射探测器 2的振荡器1，该发射探测器被布置来产生大约5兆赫的频率。 一排接收探测器 3， 4， 5接收从发射探测器2发射的信号，且每个接收探测器3， 4， 5均与各 自的如二极管电桥的整流器6， 7， 8连接，从该整流器传递信号给输入到微处 理器9的多波段模拟数字转换器(ADC)。同样，直接采自振荡器的信号提供给 ADC，以便可以用发射信号的振幅来标准化接收到的信号。
连接到微处理器的存贮装置10包含不同皮肤类型如干性皮肤和油性皮肤 的电导系数和电容量的参考数据。，存贮装置IO还包含在不同状况下不同皮肤 类型的参考数据，如有或没有耦合凝胶的存在。另外，存储装置10进一步包括 与皮肤类型和状况相关的列表，其带有治疗皮肤类型需要的强脉冲光剂量。这 意味着微处理器9能够提供皮肤在实际状况下可以承受的剂量，而获得最终期 望的结果。
6参考图2，示出了包含产生强脉冲光的放电管(未示出)的装置的主视图。 放电管被在框架的基本矩形的光圈12内的玻璃垫块11保护，玻璃垫块上有每
个均设置在绝缘支架上并刚好设置在光圈12拐角外的探测器13a-13d。
根据本发明的第二实施例，在图3中示出了控制放电管(未示出)触发的 例示控制电路，并且其包括与图2显示的参考数字一致的探测器13a-13d。
图3中所示的控制电路14包括处理单元15，其直接作为供电电平16的输 入接收，连续的持续时间为T的周期脉冲系列。这个输入用于为处理单元15 的每一个随后经由电路通路17a到17b的输入建立时间参考坐标。每个电路通 路17a到17b均包括各自的比较器18，比较器18作为输入分别接收来自供电 电平16的电压。当在对应的输入电压达到一个预先确定的临界点如3. 8V时， 每个比较器18都产生相应的输出至处理单元15。
输入到每个比较器18的电压通过一对每个典型大约为100 kQ的电阻器 19进行控制，电阻器以与相应的比较器18串连设置。四个探测器13a到13d 的每一个在相应一对串连电阻器19的中间位置均分别连接到相应的电路通路 17a到17d。在图3的实施例中，探测器13a到13d可以以上面关于图2描述的 方式设置且每个均设置为发射并接收电子信号。
探测器13a到13d的每个的远端最初可以设置在自由空间(与空气接触) 并因此产生小的电容量。因此，施加至供电电平16的电压脉冲将导致相应输入 比较器18的 电压在间隔时间t内增加至临界电压。如果所有的探测器13a到 13d均与皮肤接触，那么将增加探测器13a到13d的有效电容量并因此导致电 压在时间间隔ti内增加。
在使用中，每个大约5V的幅度和持续至100 ii s的电压脉冲的周期串被持 续施加给供电电平16。每次与供电电平16的每个电压脉冲的前沿相- -致时， 输入至每个比较器18的电压开始增加。输入比较器18的电压增加速度依赖于 相应的探测器13a至13d是在自由空间还是与皮肤连接。在后 一种情况下，输 入比较器18的电压的增加速度将进一步依赖于皮肤的状况和是否有耦合凝胶 涂抹在皮肤上。
相对于探测器在自由空间的那些比较器，连接到皮肤时探测器13a到13d将导致输入到相应比较器18的电压增加的更加缓慢。而且，发现在皮肤上涂抹 耦合凝胶进一步降低输入比较器18电压的增加速度。
当确定所有四个探测器13a到13d均与皮肤接触时'，处理单元15才输出信 号使得放电管(未示出)产生强光脉冲。相应地，比较器18改变输出状态的时 间被监控并且只有当每个比较器18改变输出状态花费的时间超出根据供电电 平16上选择的电压脉冲决定的临界时间时，处理单元15才将指令触发放电管 (未示出)。在这点上，不需要每个比较器均改变输出状态。如果从每个比较器 18 ...匕的输出因为....匕升时间过长而均没有改变状态，那么进一步表明相应的探测 器13a到13d与皮肤接触。
在供电电平16 ...匕连续施加电压脉冲因此提供了是否探测器13a到1.3d与皮 肤接触的持续证明，并且，如果探测器13a至13d中的至少--个中断或失去与 皮肤的接触，电路14将阻止放电管(未示出)的触发。
参考图4，示出了具有代表性的流程图，显示了根据本发明的第-或第二 实施例控制强脉冲光源运行方法的操作顺序或步骤。
方块A代表第一歩骤，也就是在皮肤上涂抹凝胶。方块B代表第二步骤， 也就是在皮肤上施加一排探测器2至5或13a.到13d。
在步骤C中脉冲电子信号穿过探测器2至5或13a至13d发射并且到达每 个探测器2至5或13a至13d的阈电压的时间在步骤D中被评估。在步骤E中 时间将与储存的阈值进行比较；在步骤F中，当发现时间大于储存的阈值时， 处理单元10或15输出控制信号允许放电管(未示出)触发。相反，在步骤F 中，当时间被确定少于储存的阈值时，放电管(未示出)的触发将被阻止。
储存的被选定阈值在某种程度-.-匕依赖于施加的电压脉冲的频率。相应地， 优选的是将时间标准化。大约5. 1的标准化时间数值是在油性皮肤.....匕使用根据 本发明第二实施例的装置(带有的探测器13a至13d均同时为发射器和接收器) 获得的；大约5.4的为脱脂皮肤，大约6.3为多汗皮肤和大于7.0的为随涂抹 凝胶的皮肤状态而定的凝胶覆盖皮肤。
根据上述数值可以得到触发不被允许的储存时间，如大约4。在那种情况 下，甚至当探测器13a至13d都没有与凝胶涂覆皮肤接触时蝕发也将被允许。
8替换地，低于其触发将不被允许的储存的输出时间可以设置为大约7;在这种
情况下，只有当探测器13a到13d均与凝胶涂覆的皮肤接触时触发才被允许。 图5提供了比较器改变状态所花标准时间的比较图解，当探测器13a至13d
设置于自由空间时通过X栏显示，当探测器13a至13d设置与皮肤接触时通过
Y栏显示，和当探测器设置与涂覆有凝胶的皮肤接触时通过Z栏显示。
如果标准化时间少于第一阈值(Y栏)则显示不存在皮肤，而如果超过第
二阈值则显示有凝胶覆盖的皮肤存在(Z栏)。中间的数值相当于油性皮肤测定
的数值。如果测定的数值低于第一阈值，警报被触发或反馈信号被提供以便阻
止强脉冲光源疏忽大意的操作。
由....匕可见，很明显本发明的装置和方法能够阻止强脉冲光源疏忽大意的操
作，例如当一个或多个探测器的的尖端没有接触皮肤或当它们接触身体的其他
部分，如眼睛或黏膜时。
权利要求
1、探测皮肤存在的装置，该装置包括a)一套探测器，每个探测器均设有同步接触皮肤并在皮肤上界定预先确定图案的尖端，所述探测器中至少一个被设置为发射脉冲电子信号并且所述探测器中至少一个被设置为接收所述发射的电子信号；b)检测每一个接收的电子信号的信号检波器；c)对比从所述信号检波器已检的至少一个信号获得的数值和至少一个预定数值的装置；和d)当从检测信号获得的所述数值不同于所述预定数值而超过预定量时提供输出的装置。
2、 根据权利要求1的装置，其中预先确定的图案包括由所述探测器尖端限定的矩形。
3、 根据权利要求1或2的装置，其中探测器包括每个直径为2 3mm的细长针状物。
4、 根据权利要求1至3中任意一个的装置，其中所述探测器中至少有一部分被设置为既发射也接收所述电子信号。
5、 根据权利要求4的装置，其中该套探测器中所有探测器均被设置为既发射也接收所述电子信号。
6、 根据权利要求1至3中任意一个的装置，其中-一个所述探测器被设置发射所述电子信号而其他所述的探测器被设置接收所述信号。
7、 根据权利要求1至6中任意-一个的装置，与强脉冲光源连接。
8、 根据权利要求7的装置，其中所述输出端包括阻止所述光源运行的反馈控制。
9、 控制强脉冲光源运行的方法，包括使用每个均具有同步接触测试表面的尖端的一套探测器，以便在测试表面上界定预定的图案；从至少一个探测器上发射脉冲电子信号；通过至少一个探测器接收信号；将每个接收发射的脉冲电子信号的探测器连接到各自独立的信号检波器；对比从每个信号检波器的已检信号的数值和至少一个预定的数值；以及当比较的数值超出预定的范围时提供阻止或者允许光源运行的输出。
10、 根据权利要求9的方法，其中利用根据权利要求2至9的任一项的装
全文摘要
装置包括a)一套探测器，每个探测器均有同步接触皮肤并在皮肤上界定预先确定的图案的尖端，至少一个探测器被设置为发射脉冲电子信号且至少一个探测器(其可以与发射探测器相同或不同)被设置为接收发射的电子信号；b)检测每一个接收的电子信号的信号检波器；c)对比从所述信号检波器已检的至少一个信号获得的数值和至少一个预定数值的装置；和d)当从检测信号获得的所述数值不同于所述预定数值而超过预定量时提供输出的装置。该装置用于控制在不同皮肤状况的局部治疗中使用的强脉冲光装置以及影响非期望的毛发的生长。
文档编号A61B18/20GK101674771SQ200880012832
公开日2010年3月17日 申请日期2008年4月21日 优先权日2007年4月20日
发明者简·西蒙森(已死亡), 西蒙斯·詹姆斯·费希尔 申请人:Cyden有限公司