CN111556726A - 确定皮肤的水分水平或脂质水平 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于确定皮肤水分水平或脂质水平的系统(100)和方法。系统(100)包括适合于接触皮肤的至少两个电极(108)以及信号发生器(106)，该信号发生器(106)被配置为以一频率在至少两个电极(108)的两端生成电信号。系统(100)被配置为测量至少两个电极(108)之间的介电常数。系统(100)还被配置为基于测量的介电常数和电信号的频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

Description

确定皮肤的水分水平或脂质水平

技术领域

本发明涉及用于确定皮肤的水分水平或脂质水平的系统和方法。

背景技术

皮肤表面脂质(例如皮脂)水平和水分(例如水合)水平被认为是确定皮肤外观和皮肤健康的重要因素。这些组分之间的正确平衡是健康皮肤的指示，并且在保护和保持皮肤完整性中起着中心作用。皮肤的水合和脂质保持能力主要涉及角质层(SC)。SC起到对水分流失的屏障作用，并且由角质细胞和细胞间脂质双层基质组成。SC的保水性能取决于(i)被统称为天然保湿因子(NMF)的天然吸湿剂的存在和(ii)有序排列以形成防止经皮水分流失的屏障的SC细胞间脂质。

通常，当皮肤包含10％-20％的水分时，皮肤保持柔韧，但在其下降到10％以下时变得脆弱。皮肤脂质(例如皮脂)是由真皮中皮脂腺产生的脂肪酸、甘油三酯、蛋白质和其它分子的混合物。皮肤脂质通过密封和保持角膜层中的水分并防止蒸发和细菌感染而保持皮肤的光滑和柔韧。皮脂排泄率(SER)反映了脂质(例如皮脂)产生量与皮脂腺的生理活动密切相关。这是皮脂腺病症和皮疹和痤疮的病理发生的重要信息。

脂质与含水量之间的最佳平衡为皮肤提供了有光泽、平滑的质地和天然色素沉着的外观，这从美容的角度来看是重要的。过量的脂质产生可以引起毛孔堵塞，可能导致瑕疵。足够量的皮肤水合和脂质使皮肤显得光滑、柔软和柔嫩，而缺乏水分会导致皮肤看起来是暗沉和开裂，显得较老。皮肤的屏障和保湿功能的效率降低导致容易干燥、粗糙的皮肤，其可能更容易受到感染的风险。

发明内容

如上所述，水分和脂质含量是确定总体皮肤健康的重要因素，并且存在测量例如皮肤的电容或电流传导性并基于这些测量来检测皮肤上的水分的水合测量设备。然而，本发明者已经观察到，这些测量实际上可以取决于皮肤水分(例如水合)的水平和脂质(例如油)的水平，这可能导致这类设备不准确。例如，即使测量了两片相同的水合的皮肤，使用这类设备测量的水合水平可以取决于皮肤的表面脂质水平而改变。因此，期望提供用于确定皮肤的水分或脂质含量水平的系统和方法。

根据第一方面，提供了一种用于确定皮肤的水分水平或脂质水平的系统。该系统包括适于接触皮肤的至少两个电极以及信号发生器，该信号发生器被配置以一频率在至少两个电极两端生成电信号。该系统被配置为测量至少两个电极之间的介电常数，并且基于测量的介电常数和电信号的频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

在一些实施例中，信号发生器可以被配置为以在第一频率范围内的第一频率生成电信号。在这些实施例中，系统可以被配置为基于当信号的频率是第一频率时所测量的介电常数确定皮肤的水分水平。

在一些实施例中，第一频率范围可以是从10Hz至1000Hz的频率范围。在一些实施例中，第一频率范围可以是从10Hz至50Hz的频率范围。在一些实施例中，第一频率范围可以是从150Hz至750Hz的频率范围。

在一些实施例中，信号发生器可以被配置为在第二频率范围中以第二频率产生电信号。在这些实施例中，系统可以被配置为基于当信号的频率是第二频率时所测量的介电常数确定皮肤的脂质水平。

在一些实施例中，第二频率范围可以与第一频率范围不同。

在一些实施例中，第二频率范围可以是从1kHz至50kHz的频率范围。在一些实施例中，第二频率范围可以是1MHz至100MHz的频率范围。

在一些实施例中，系统可以被配置为测量多个频率处的介电常数，以获取多个介电常数测量值。

在一些实施例中，系统可以被配置为通过从多个介电常数测量值确定皮肤的平均水分水平或脂质水平来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

在一些实施例中，系统还可以被配置为将测量的介电常数与一个或多个预定义的曲线进行比较，该一个或多个预定义的曲线描述皮肤介电常数随频率变化的方式，并且基于测量的介电常数与射频信号频率的比较来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

在一些实施例中，系统还可以被配置为基于所确定的水分水平或脂质水平来确定皮肤状况。

在一些实施例中，系统还可以被配置为基于所确定的皮肤状况来确定针对皮肤治疗的推荐。

根据第二方面，提供了一种操作系统以确定皮肤的水分水平或脂质水平的方法。该系统包括适于接触皮肤的至少两个电极以及信号发生器，所述信号发生器被配置为以一频率在至少两个电极的两端生成电信号。该方法包括测量至少两个电极之间的介电常数，并且基于测量的介电常数和电信号的频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

根据第三方面，提供一种包括非暂时性计算机可读媒体的计算机程序产品，该计算机可读媒体具有体现于计算机可读介质中的计算机可读代码，该计算机可读代码被配置为在由合适的计算机或处理器执行时，使得计算机或处理器执行如上文所描述的方法。

根据以上描述的方面和实施例，通过考虑从测量的介电常数确定水分水平或脂质水平中的电信号的频率，可能基本上排除皮肤的水分水平而独立地测量皮肤的脂质水平和/或基本上排除皮肤的脂质水平而独立地测量皮肤的水分水平。更具体地，通过基于测量的介电常数和电信号的频率来确定水分水平或脂质水平，可以对正被测量的性质(例如水分水平或脂质水平)以更敏感的频率进行介电常数测量。以这种方式，可以确定皮肤的水分水平或脂质水平的更精确的测量。此外，可以使用单个系统(例如单个设备)来确定皮肤的水分和脂质水平。该系统和相应的方法可以用于实现对与皮肤健康有关的水分水平与脂质水平之间的平衡的评估，并且因此可以用于选择合适的护肤治疗和产品。该系统和方法还可以用于监测这种治疗的进展。

参考下文中描述的(多个)实施例，这些和其它方面将是显而易见的并被阐释。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考以下附图来描述示例性实施例，其中：

图1是根据本文的实施例的系统的图示；

图2示出了频率对针对不同皮肤类型的皮肤介电常数的图；

图3示出了将不同皮肤类型的介电常数相对于频率进行比较的介电常数的比率；

图4示出了根据一些实施例的用于确定皮肤的脂质和含水量的示例频率范围的表；

图5示出了根据一个实施例的不同皮肤类型的相对脂质和含水量；

图6示出了根据一个实施例的各种不同皮肤状况的相对脂质和含水量；以及

图7是根据实施例的操作用于确定皮肤的水分水平或脂质水平的系统的方法的示例的流程图。

具体实施方式

如上所述，提供了用于确定皮肤的水分(或水合)或脂质(或皮脂或油)含量水平的系统和方法。

图1示出了用于确定皮肤的水分水平或脂质水平的系统100。该系统包括适于接触皮肤的至少两个(例如，至少一对)电极108以及信号发生器106，该信号发生器106被配置为以一频率在至少两个电极108两端生成电信号。在一些实施例中，本文描述的系统100可以是设备。简言之，系统100被配置为测量至少两个电极108之间的介电常数，并且基于测量的介电常数和电信号的频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。在使用中，该至少两个电极和皮肤形成电路。在至少两个电极108之间生成的电信号因此穿过该至少两个电极108之间的皮肤，使得可以测量皮肤的介电常数。

在一些实施例中，至少两个电极108可以包括至少一个被配置为发射电信号的有源电极，以及至少一个对应的返回电极，该返回电极被配置为接收从至少一个有源电极发射的电信号。在一些实施例中，该至少两个电极108可以包括至少两个微电极。该至少两个电极108中的电极可以位于距至少两个电极108中的另一个电极的任何合适距离处。例如，在一些实施例中，电极可以位于彼此相距0.1mm至1mm的范围内的距离处。以这种方式，可以增加系统100的灵敏度，诸如测量皮肤表面层。

如上所述，本发明者已经观察到，皮肤的介电常数测量可以取决于水分和脂质水平两者，这可能导使得用现有设备获得的水合水平的测量的不准确性。通过基于所测量的介电常数和电信号的频率来确定水分水平或脂质水平，可以对正被测量的性质(例如水分水平或脂质水平)以更敏感的频率进行介电常数测量。以这种方式，可以确定皮肤的水分或脂质含量的更精确的测量。

本领域技术人员将熟悉适合于接触皮肤的电极。在一些实施例中，垫(或片)可以包括至少两个电极108，并且垫可以适于接触皮肤。例如，每个电极可以部分地嵌入在垫中。在一些实施例中，该至少两个电极108(或包括该至少两个电极108的垫)可以包括粘合剂表面，该粘合剂表面使该至少两个电极108(或包括该至少两个电极108的垫)能够粘附到皮肤。在一些实施例中，该至少两个电极108可以包括电极阵列。在一些实施例中，至少两个电极108(或电极阵列)可以被配置(或布置)以覆盖皮肤上的感兴趣区域。例如，电极阵列可以用于测量皮肤的较大区域的介电常数，用于皮肤状况的大面积绘制。在一些实施例中，电极阵列可以被包含在例如指纹传感器中。

如前所述，系统100的信号发生器106被配置为以一频率在至少两个电极108两端生成电信号。在一些实施例中，信号发生器106可以被配置为生成频率脉冲。频率脉冲可以例如是固定频率脉冲或可变频率脉冲。在一些实施例中，脉冲可以包括低电压脉冲。在一些实施例中，信号发生器106可以被配置为生成射频(RF)信号。因此，在信号发生器106被配置为生成频率脉冲的一些实施例中，脉冲可以包括射频脉冲。

如在图1中示出的，在一些实施例中，系统100还可以包括放大器110(诸如射频放大器)。在一些实施例中，放大器110可以放大由信号发生器106输出的电压。如在图1中示出的，在一些实施例中，系统100还可以包括介电常数测量系统(诸如阻抗测量系统)112。介电常数测量系统112可以例如测量至少两个电极108两端的电压。当该至少两个电极108与皮肤接触时(例如，当系统在使用中时)，介电常数测量系统112可以测量流过由系统100的至少两个电极108和皮肤形成的电路的电流。介电常数测量系统112可以被配置为通过测量的电流来测量电极之间的介电常数。本领域技术人员将明白可以从测量的电流导出介电常数的方式。

在一些实施例中，系统100可以被机械地实现，例如，在电极之间测量的介电常数可以被显示在模拟显示器上。这类模拟显示器可以被校准(例如，刻度可以移位或缩放比例)，使得模拟显示器显示水分水平或脂质水平。

在其他实施例中，如在图1中示出的，系统100还可以包括处理器102。处理器102可以例如被配置以控制信号发生器106以一频率在至少两个电极108两端生成电信号。例如，处理器102可以适于控制信号发生器106以生成期望频率、电压和/或脉冲持续时间的脉冲。在一些实施例中，介电常数测量系统112可以由处理器102控制。备选地或附加地，在一些实施例中，介电常数测量系统112的输出可以被发送到处理器102以用于后续处理和/或输出(例如，向用户显示)。

通常，在系统100包括处理器102的实施例中，处理器102可以控制系统100的操作以实现本文描述的方法。处理器102可以使用软件和/或硬件以多种方式来实现，以执行本文描述的各种功能。在特定实施例中，处理器102可以包括多个软件及/或硬件模块，每个软件及/或硬件模块被配置以执行或用于执行本文中所描述的方法的单独或多个步骤。处理器102可以包括一个或多个处理器(诸如一个或多个微处理器、一个或多个多核处理器和/或一个或多个数字信号处理器(DSPs))、一个或多个处理单元和/或模块、和/或一个或多个控制器(诸如一个或多个微控制器)，其可以被(例如，使用软件或计算机程序代码)配置或编程用于以本文所述的方式控制或操作系统100。

在一些实施方式中，例如，处理器102可以包括被配置用于分布式处理的多个(例如，互操作的)处理器、处理单元和/或模块、多核处理器和/或控制器。所属领域的技术人员将了解，这类处理器、处理单元和/或模块、多核处理器和/或控制器可以位于不同位置中且可以执行本文中所描述的方法的单个步骤的不同步骤和/或不同部分。处理器102可以被实现为用以执行一些功能的专用硬件(放大器、前置放大器、模数转换器(ADCs)和/或数模转换器(DACs))以及用以执行其他功能处理器(例如，一个或多个被编程的微处理器、控制器、DSPs和相关联的电路)的组合。

如在图1中示出的，在一些实施例中，系统100可以包括存储器104。存储器104可以包括表示指令集的指令数据。例如，存储器104可以被配置以存储呈程序代码的形式的指令数据，该程序代码可以由处理器102执行以使得系统100以本文所描述的方式操作。在一些实施例中，指令数据可以包括各自被配置以执行或用于执行本文所描述的方法的单独或多个步骤的多个软件及/或硬件模块。在一些实施例中，存储器104可以是还包括系统100的一个或多个其它部件(例如，处理器102和/或系统100的一个或多个其它部件)的设备的一部分。在备选实施例中，存储器104可以是与系统100的其它部件分离的设备的一部分。

在一些实施例中，存储器104可以包括多个子存储器，每个子存储器能够存储一条指令数据。在其中存储器104包括多个子存储器的一些实施例中，表示指令集的指令数据可以存储在单个子存储器处。在存储器104包括多个子存储器的其他实施例中，表示指令集的指令数据可以存储在多个子存储器中。例如，至少一个子存储器可以存储表示该指令集中的至少一个指令的指令数据，而至少一个其它子存储器可以存储表示该指令集中的至少一个其它指令的指令数据。因此，根据一些实施例，表示不同指令的指令数据可以存储在系统100中的一个或多个不同位置处。在一些实施例中，存储器104可以用于存储信息、数据、信号(例如介电常数信号)和测量值(例如介电常数测量值)，该测量值由系统100(诸如系统100的处理器或系统100的任何其它部件)获取或制造。

存储器可以包括任何类型的非暂时性机器可读介质，诸如包括易失性和非易失性计算机存储器的高速缓存或系统存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)和电可擦除PROM(EEPROM)。

系统100的处理器102可以被配置以与存储器104通信以执行该指令集。该指令集在由处理器102执行时可以使得处理器102执行本文中所描述的方法。

再次返回到图1，在一些实施例中，系统100可以包括至少一个用户界面114。在一些实施例中，用户接口114可以是还包括系统100的一个或多个其它部件(例如，处理器102、存储器104和/或系统100的一个或多个其它部件)的设备的一部分。在备选实施例中，用户接口114可以是与系统100的其它部件分离的设备的一部分。

用户界面114可以用于向系统100的用户(例如，医疗专业人员、皮肤科医生、家庭设置中的用户或系统100的任何其他用户)提供由根据本文的实施例的方法产生的信息。当由处理器102执行时，指令集可以使处理器102控制一个或多个用户接口114以提供由根据本文的实施例的方法产生的信息。例如，根据一些实施例，用户界面114可以被配置为呈现(例如，提供、输出或显示)由系统100确定的皮肤的水分水平或脂质水平。备选地或附加地，用户接口114可以被配置为接收用户输入。换言之，用户界面114可以允许系统100的用户手动输入指令、数据或信息。该指令集在由处理器102执行时可以使得处理器102从一个或更多个用户接口114获取用户输入。

用户接口114可以是使得能够向系统100的用户呈现(或输出或显示)信息、数据或信号的任何用户接口。备选地或附加地，用户接口114可以是任何用户接口，其使得系统100的用户能够提供用户输入、与系统100交互和/或控制系统100。例如，用户接口114可以包括一个或多个开关、一个或多个按钮、小键盘、键盘、鼠标、鼠标轮、触摸屏或应用(例如，在平板或智能电话上)、显示屏、图形用户界面(GUI)或其他视觉呈现部件、一个或多个扬声器、一个或多个麦克风或任何其他音频部件，用于提供触觉反馈(例如振动功能)的部件、或任何其它用户接口、或用户接口的组合。

应当理解，图1仅示出了说明本发明的此方面所需的部件，且在实际运用的实施例中，系统100可以包括额外于所示出的部件的部件。例如，系统100可以包括用于为系统100供电的电池或其他电源或用于将系统100连接至主电源的设备。系统100还可以包括通信接口(或电路系统)，该通信接口用于使系统100(或系统100的部件)能够与作为系统100的一部分的部件、接口、存储器和/或设备通信，或与系统100外部(即与系统100分离或与系统100远程)的部件、接口、存储器和/或设备通信。此通信接口可以经由有线连接或经由任何其它通信(或数据传递)机构与任何部件、接口、存储器和设备无线地通信。在一些无线实施例中，通信接口可以例如使用射频(RF)、蓝牙或任何其他无线通信技术来通信。

如上文简要描述的，系统100被配置为测量至少两个电极112之间的介电常数，并且基于测量的介电常数和电信号的频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

在一些实施例中，信号发生器106可以被配置为以第一频率生成电信号并且以第二频率生成电信号，并且系统100可以被配置为当所生成的电信号处于第一频率时测量水分水平并且在所生成的电信号处于第二频率时测量脂质水平。

因此，用于进行确定的频率的值可以取决于系统是否要确定水分水平或脂质水平。如上所述，本发明者在实验上观察到，皮肤的介电常数取决于皮肤的脂质含量和含水量两者。

图2分别示出了介电常数相对于(或相对或作为)乳房组织202(例如高脂质组织)、湿润皮肤204以干燥皮肤206的频率的图。从图2可以确定可以用于确定频率范围(例如频带)的介电常数的各种比率，其对具有改善的灵敏度的水分和脂质水平最敏感(并且因此最适合于测量)。

图3示出了不同频率下的介电常数的比率。湿润皮肤的介电常数与脂质水平的比率由线302示出，湿润皮肤与干燥皮肤的比率由线304示出，并且干燥皮肤与脂质水平的比率由线306示出。然后可以定义五个频率范围f1至f5，每个频率范围对水分水平更敏感或脂质水平更敏感(例如，在所述范围内所作的介电常数测量值更严重地取决于水分水平或取决于脂质水平)。换句话说，在这些范围中，脂质水平和水分水平之间的对比对于测量水分和脂质水平中的特定一个可能是最佳的。适用于测量皮肤的水分和脂质水平的示例频率范围的总结在图4的表中示出。

因此，在一些实施例中，由信号发生器106生成的电信号的频率可以确定所测量的介电常数是否指示皮肤的水分水平或脂质水平。

在一些实施例中，信号发生器106可以被配置为以第一频率范围中的第一频率生成电信号，并且系统100可以被配置为基于当信号的频率是第一频率时所测量的介电常数确定皮肤的水分水平。在一些实施例中，第一频率范围可以包括湿润皮肤和干燥皮肤的介电常数之间的对比度足够高的频率，使得测量的皮肤介电常数对水分水平(或水量)敏感。在一些实施例中，第一频率范围可以包括其中脂质和湿润或干燥皮肤的介电常数之间的对比度较低的频率，使得皮肤介电常数对脂质水平(或脂质的量)较不敏感。因此，在一些实施例中，当信号的频率是第一频率时，水分比脂质对介电常数产生更大程度的影响。以这种方式，第一频率下的介电常数的值更多地取决于(例如，更高地取决于)皮肤的含水量，因此，在第一频率处(或在第一频率范围内)的介电常数可以比在其他频率处(或频率范围)的介电常数更准确地用于测量含水量。

在一些实施例中，第一频率范围可以是从10Hz至1000Hz的频率范围，例如从10Hz至900Hz的频率范围，例如从10Hz至800Hz的频率范围，例如从10Hz至700Hz的频率范围，例如从10Hz至600Hz的频率范围，例如从10Hz至500Hz的频率范围，例如从10Hz至400Hz的频率范围，例如从10Hz至300Hz的频率范围，例如从10Hz至200Hz的频率范围。在一些示例中，第一频率范围可以是从10Hz至100Hz的频率范围，例如从10Hz至90Hz的频率范围，例如从10Hz至80Hz的频率范围，例如从10Hz至70Hz的频率范围，例如从10Hz至60Hz的频率范围，例如从10Hz至50Hz的频率范围，例如从15Hz至45Hz的频率范围，例如从20Hz至40Hz的频率范围，例如从25Hz至35Hz的频率范围。在一些实施例中，例如，第一频率可以是选自10Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz、60Hz、70Hz、80Hz、90Hz和100Hz的频率。在一些示例中，第一频率范围可以是从100Hz至1000Hz的频率范围，例如从150Hz至750Hz的频率范围，例如从250Hz至650Hz的频率范围，例如从350Hz至550Hz的频率范围。在一些实施例中，例如，第一频率可以是从100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz、350Hz、400Hz、450Hz、500Hz、500Hz、600Hz、650Hz、700Hz、750Hz、800Hz、850Hz、900Hz和1000Hz中选择的频率。

通常，当信号发生器106生成的电信号的频率是第一频率时测量的介电常数可以用于使用介电常数和水分水平(例如含水量)之间的关系来确定皮肤的水分水平。在一些实施例中，介电常数和水分水平之间的这种关系可以包括经验关系。通常，可以使用校准曲线或表格将由信号发生器106测量的介电常数转换为水分水平。这类经验关系、校准曲线和/或表可以通过将测量的皮肤介电常数与水分水平进行比较来导出。例如，通过将测量的介电常数水平与使用共焦拉曼(Confocal Raman)微光谱仪测量的水分水平进行比较。在一些实施例中，经验关系、校准曲线和/或表可以存储在系统100的存储器104中。

经验关系、校准曲线和/或表的导出可以被称为用于校准本文描述的系统的校准步骤。通常，此校准步骤可以针对系统执行一次并且不需要重复。在一些实施例中，校准步骤可以在校准样本(或虚线)上执行。此校准样品可以例如是由皮脂和水分制成的乳液。皮脂和水分可以以已知的体积分数混合，例如使用乳化剂，以便在整个样品中实现均匀混合性能。在一些实施例中，系统可以被校准到其他工业标准，诸如到水分测试(例如，针对水分水平)和皮脂计(例如，针对脂质水平)。

在一些实施例中，信号发生器106可以被配置为以第二频率范围中的第二频率生成电信号，并且系统100可以被配置为基于当信号的频率是第二频率时所测量的介电常数确定皮肤的脂质水平。

在一些实施例中，第二频率范围可以包括湿润皮肤和干燥皮肤的介电常数之间的对比足够低的频率，使得皮肤介电常数对水分水平(或水量)较不敏感。在一些实施例中，第二频率范围可以包括其中脂质和湿润或干燥皮肤的介电常数之间的对比较高的频率，使得皮肤介电常数对脂质水平(或脂质量)更敏感。因此，在一些实施例中，当信号的频率是第二频率时，脂质比水分对介电常数产生更大程度的影响。以这种方式，第二频率下的介电常数值更取决于(例如，更高地取决于)皮肤的脂质含量，因此，在第二频率处(或在第二频率范围内)的介电常数可以比其它频率(或频率范围)处的介电常数更准确地用于测量脂质含量。

在一些实施例中，第二频率范围可以是从1kHz至50kHz的频率范围，例如从5kHz至45kHz的频率范围，例如从10kHz至40kHz的频率范围，例如从15kHz至35kHz的频率范围，例如从20kHz至30kHz的频率范围。例如，在一些实施例中，第二频率范围可以是从5kHz至20kHz的频率范围，例如从5kHz至25kHz的频率范围，例如从5kHz至30kHz的频率范围，例如从5kHz至35kHz的频率范围，例如从5kHz至40kHz的频率范围，例如从5kHz至45kHz的频率范围，例如，频率范围从5kHz至50kHz。在一些实施例中，例如，第二频率可以是选自1kHz、5kHz、10kHz、15kHz、20kHz、25kHz、30kHz、35kHz、40kHz、45kHz和50kHz的频率。

在其它实施例中，第二频率范围可以是从1MHz至100MHz的频率范围，例如从1MHz至90MHz的频率范围，例如从1MHz至80MHz的频率范围，例如从1MHz至70MHz的频率范围，例如从1MHz至60MHz的频率范围，例如从1MHz至50MHz的频率范围，例如从1MHz至40MHz的频率范围，例如从1MHz至30MHz的频率范围，例如从1MHz至20MHz的频率范围，例如从1MHz至10MHz的频率范围。在其它实施例中，第二频率范围可以例如是从2MHz至10MHz的频率范围，例如从2MHz至9MHz的频率范围，例如从2MHz至8MHz的频率范围，例如从2MHz至7MHz的频率范围，例如从2MHz至6MHz的频率范围，例如从2MHz至5MHz的频率范围。在其它实施例中，第二频率范围可以例如是从30MHz至100MHz的频率范围，例如，40MHz至90MHz的频率范围，例如从50MHz至80MHz的频率范围。在一些实施例中，例如，第二频率可以是选自1MHz、2MHz、3MHz、4MHz、5MHz、10MHz、20MHz、30MHz、40MHz、50MHz、60MHz、70MHz、80MHz、90MHz和100MHz的频率。

通常，当信号发生器106生成的信号的电频率是第二频率时测量的介电常数可以用于使用介电常数和脂质水平(例如，脂质或皮脂含量)之间的关系来确定皮肤的脂质水平。在一些实施例中，介电常数和脂质水平之间的这种关系可以包括经验关系。通常，可以使用校准曲线或表格将由信号发生器106测量的介电常数转换为脂质水平。这类经验关系、校准曲线和/或表可以通过将测量的皮肤介电常数与脂质水平进行比较来导出。例如，通过将测量的介电常数水平与使用共焦拉曼微光谱仪测量的脂质水平进行比较。在一些实施例中，经验关系、校准曲线和/或表可以存储在系统100的存储器104中。

经验关系、校准曲线和/或表的导出可以被称为用于校准本文描述的系统的校准步骤。通常，此校准步骤可以针对系统执行一次并且不需要重复。在一些实施例中，校准步骤可以在校准样本(或虚线)上执行。此校准样品可以例如是由皮脂和水分制成的乳液。皮脂和水分可以以已知的体积分数混合，例如使用乳化剂，以便在整个样品中实现均匀混合性能。在一些实施例中，系统可以被校准到其他工业标准，诸如到水分测试(例如，针对水分水平)和皮脂计(例如，针对脂质水平)。

本文中所提及的第二频率范围不同于第一频率范围(或第一频率不同于第二频率)。以这种方式，系统100可以使用不同的频率来确定皮肤的水分水平以及皮肤的脂质水平，其中皮肤的介电常数分别更高地取决于(或更受影响)在第一频率下和第二频率下的水分水平或脂质水平，从而更准确地确定皮肤的水分和脂质水平。例如，选择(或选定)图4中示出的频率范围，使得组分中的一个组分(例如，脂质或水分水平)可以通过较少混淆其它组分的影响来确定。

在一些实施例中，系统100可以被配置为在单个频率下测量介电常数，以获得单个介电常数测量。在这些实施例中，可以使用单个介电常数测量值来确定皮肤的水分水平或脂质水平。例如，当生成的电信号的频率是第一频率时可以使用介电常数测量值来确定皮肤的水分水平，或当生成的电信号的频率是第二频率时可以使用介电常数测量值来确定皮肤的脂质水平。在其他实施例中，系统100可以被配置为测量多个频率下的介电常数，以获取多个介电常数测量值。在这些实施例中，多个介电常数测量可以用于确定皮肤的水分水平或脂质水平。例如，当生成的电信号的频率在第一频率范围内时获取的多个介电常数测量可以用于确定皮肤的水分水平，并且在生成的电信号的频率在第二频率范围内时获取的多个介电常数测量可以用于确定皮肤的脂质水平。

在获取多个介电常数测量值的一些实施例中，系统100可以被配置为通过从多个介电常数测量值确定皮肤的平均水分水平或脂质水平来确定皮肤的水分水平或脂质水平。例如，多个介电常数测量值中的每个介电常数测量值可以用于确定皮肤的(例如，如上所述，取决于生成的电信号的频率是在第一频率范围内还是第二频率范围内)。然后可以确定所确定的水分和/或脂质水平的平均值。

在一些实施例中，确定的脂质水平可以用于校正确定的水分水平。类似地，在一些实施例中，确定的水分水平可以用于校正确定的脂质水平。例如，如果已知在特定频率下，脂质对测量的皮肤介电常数的值的有一定百分比的贡献，并且脂质水平是已知的，则这可以用于确定可归因于皮肤的含水量的介电常数的量(或反之亦然)。

在一些实施例中，系统100可以被配置为将所测量的介电常数与一个或多个预定义曲线进行比较，该一个或多个预定义曲线描述皮肤介电常数随频率变化的方式，并且基于测量的介电常数与射频信号的频率的比较来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

预定义曲线的示例是在图2中示出的那些。图2示出了皮肤介电常数相对于不同皮肤特性(例如，高脂质含量、高含水量和低含水量)的频率变化的方式。所属领域的技术人员将了解，图2仅仅示出了示例曲线，并且可以将所测量的介电常数水平与曲线的范围进行比较，例如，与表示不同水分水平和脂质水平(例如，不同水平的组合)的曲线进行比较。

在一些实施例中，将所测量的介电常数(例如，多个介电常数水平)与一个或多个预定义的曲线比较可以包括将介电常数水平的分布与预定义曲线相关联的形状进行比较。例如，可以确定介电常数测量的幅度、斜率或一阶导数或二阶导数，并将其与一个或多个预定义曲线进行比较，以识别介电常数测量值是否与预定义曲线的幅度、斜率或一阶导数或二阶导数相符合。

在一些实施例中，皮肤的水分和/或脂质水平可以根据最佳拟合的预定曲线(例如，表示多个介电常数测量的最佳拟合的曲线)来确定。本领域技术人员将熟悉确定多个测量值的最佳拟合曲线的方式，例如，诸如最小二乘拟合方法。以这种方式，可以将多个介电常数测量拟合到已知曲线，以更准确地确定皮肤的水分和/或脂质水平。

在本文所述的任何实施例中，系统100还可以被配置为基于所确定的水分水平或脂质水平来确定皮肤状况。图5示出脂质水平(例如油性)和水分水平(例如水合水平)可以如何被用于将皮肤表征为几种类型中的一种类型。例如，干燥皮肤502与低脂质和低水分相关联、干性油皮肤504与低水合作用和高脂质水平相关联、正常皮肤506与中等的水分水平和脂质水平相关联，水合性油皮肤508与高脂质水平的和高水分水平相关联，以及水合性皮肤510与高水分水平和低油水平相关联。在一些实施例中，系统100可以基于所确定的水分和脂质落在图表上(或在参数空间中)的组合来确定皮肤状况，诸如在图5中示出的状况。

转到图6，根据一些实施例，不同的水分和脂质水平的组合还可以与不同的皮肤状况(例如，皮肤病状况)相关联。皮肤状况(诸如特应性皮炎)显示皮肤水合水平的下降，反映皮肤的保水能力下降、增加的经皮水分流失(TEWL)以及屏障功能缺陷。相同的症状见于患有银屑病606、湿疹614和寻常型鱼鳞病604的个体中。然而，这些提到的病症显示相对于水合与油性之间的平衡的独特的皮肤状况。湿疹614导致较小的水损失(几个百分比)与明显的脂质下降(约25％)结合，而银屑病606显示水合(约70％)水平和脂质(约40％-70％)水平的显著降低。寻常型鱼鳞病604显示了水合水平的降低(约63％)，而表层皮肤脂质的水平没有显著变化(约±15％)。皮肤健康与皮肤屏障的功能的稳定性相关联，这取决于皮肤的表面脂质结构的连续性。在图6中指示的其他皮肤状况包括皮脂溢602、寻常痤疮612、接触性皮炎608以及药疹(例如过敏)610。

角质层中的脂相行为被认为对于皮肤屏障功能至关重要，因为已经发现皮肤表面脂质用作角质层中的水调节剂。因此，通过以这种方式确定皮肤的水分和/或脂质水平，系统100可以确定皮肤的状况，并且这可以用作总体皮肤健康的指示器。在一些实施例中，可以在用户界面上呈现(或提供、输出或显示)所确定的皮肤状况。

在一些实施例中，为了进一步基于水分水平或脂质水平来确定皮肤状况，系统100还可以被配置为基于所确定的皮肤状况来确定针对皮肤治疗的建议。例如，如果系统100确定水分和/或脂水平与某一皮肤状况(例如，湿疹)一致，然后系统100可以推荐(或建议)外用药膏、软膏或其它治疗以改善皮肤状况。在一些实施例中，可以在用户界面上呈现(或提供、输出或显示)所确定的推荐。

在一些实施例中，系统100可以连接到存储器(例如，数据存储设备，数据库或服务器)。例如，该连接可以是有线或无线连接。在这些实施例中的一些实施例中，在已经确定了皮肤状况和/或确定了对皮肤治疗的建议之后，系统100可以被配置为向存储器发送这类确定。在一些实施例中，系统100可以被配置为以周期性间隔确定皮肤的脂质和/或水分水平。在这些实施例的一些中，系统100可以被配置为将结果存储在存储器处。以这种方式，系统100可以跟踪皮肤状况和/或确定改善或改变随时间变化。因此，根据一些实施例，本文所述的系统100可以通过考虑不同位置处和不同气候变化下的皮肤水合和脂质水平的变化来定量地测量治疗前后的皮肤状况。

系统100可以提供具有测量皮肤的脂质水平和水分水平两者的能力的非接触、便携式、低成本和快速的解决方案。因此，系统100具有双模态。此外，所测量的数据存储可以使得随时间监测和控制皮肤状况。

现在转到图7，还提供了操作系统100以确定皮肤的水分水平或脂质水平的方法700。系统100如前所述。特别地，系统100包括适于接触皮肤的至少两个电极108和被配置为以一频率在至少两个电极108两端生成电信号的信号发生器106。在框702处，方法700包括测量至少两个电极108之间的介电常数。在框704处，方法700包括基于测量的介电常数和电信号的频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。这类步骤被描述为由系统100执行，并且上面的细节将被理解为同样适用于图7的框702和框704处的方法。

还提供了一种包括非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质具有呈现在其中的计算机可读代码，该计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器执行时，使得计算机或处理器执行本文描述的任何方法。

因此，应当理解，本文描述的实施例也适用于适于将本发明付诸实践的计算机程序，尤其是在载体上或载体中的计算机程序。程序可以是源代码、目标代码、代码中间源和目标代码的形式，诸如以部分编译的形式，或以适于在根据本发明的实施例的方法的实现中使用的任何其它形式。还应当理解，这类程序可以具有许多不同的架构设计。例如，可以将实现根据本发明的方法或系统的功能的程序代码细分成一个或多个子例程。在这些子例程之间分配功能的许多不同方式对于本领域技术人员将是显而易见的。子例程可以一起存储在一个可执行文件中以形成自包含程序。这类可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如，处理器指令和/或解释器指令(例如，Java解释器指令)。

备选地，子例程中的一个或多个或全部可以被存储在至少一个外部库文件中，并且静态地或动态地与主程序链接，例如，在运行时。主程序包括对至少一个子例程的至少一个调用。子例程还可以包括对彼此的函数调用。涉及计算机程序产品的实施例包括与本文所阐述的方法中的至少一个方法的每个处理阶段相对应的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或存储在可以静态地或动态地链接的一个或多个文件中。涉及计算机程序产品的另一实施例包括与本文所阐述的系统和/或产品中的至少一个的每个设备相对应的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或存储在可以静态地或动态地链接的一个或多个文件中。

计算机程序的载体可以是能够承载该程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括数据存储设备，诸如ROM(例如，CD ROM或半导体ROM)或磁记录媒体(例如，硬盘)。此外，载体可以是可传输载体，例如电信号或光学信号，其可以经由电缆或光缆或通过无线电或其它装置来发射。当程序呈现在这类信号中时，载体可以由这类电缆或其它设备或装置构成。备选地，载体可以是其中嵌入程序的集成电路，该集成电路适于执行相关方法或在相关方法的执行中使用。

所属领域的技术人员可以在实践本文中所描述的原理及技术时从图式、公开及所附权利要求书的研究中了解并实现所公开的实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”和“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求书中叙述的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些量度的事实并不指示这些量度的组合不能用于优点。计算机程序可以被存储或分布在合适的介质上，诸如与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分提供的光存储介质或固态介质，但也可以诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统以其他形式分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (14)

1.一种用于确定皮肤的水分水平或脂质水平的系统(100)，所述系统(100)包括：

适于接触皮肤的至少两个电极(108)；以及

信号发生器(106)，被配置为以一频率在所述至少两个电极(108)的两端生成电信号，其中所述系统(100)被配置为：

测量所述至少两个电极(108)之间的介电常数；并且

基于所测量的介电常数和所述电信号的所述频率来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述信号发生器(106)被配置为以在第一频率范围内的第一频率生成电信号，并且所述系统被配置为基于当所述信号的所述频率是所述第一频率时所测量的介电常数确定皮肤的水分水平。

3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中所述第一频率范围是：

从10Hz至1000Hz的频率范围。

4.根据权利要求2或3所述的系统(100)，其中所述第一频率范围是：

从10Hz至50Hz的频率范围；或

从150Hz至750Hz的频率范围。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中所述信号发生器(106)被配置为以在第二频率范围中的第二频率生成电信号，并且所述系统(100)被配置为基于当所述信号的所述频率是所述第二频率时所测量的介电常数确定皮肤的脂质水平。

6.根据权利要求5所述的系统(100)，当从属于权利要求2、3或4时，其中所述第二频率范围与所述第一频率范围不同。

7.根据权利要求5或6所述的系统(100)，其中所述第二频率范围是：

从1kHz至50kHz的频率范围；或

从1MHz至100MHz的频率范围。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中所述系统(100)被配置为测量多个频率下处的介电常数，以获取多个介电常数测量值。

9.根据权利要求8所述的系统(100)，其中所述系统(100)被配置为通过从所述多个介电常数测量值确定皮肤的平均水分水平或脂质水平来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中所述系统(100)被配置为：

将所测量的介电常数与一个或多个预定义的曲线进行比较，所述一个或多个预定义的曲线描述了皮肤介电常数随频率变化的方式；并且

基于所测量的介电常数与所述射频信号的频率的比较来确定皮肤的水分水平或脂质水平。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中所述系统(100)还被配置为：

基于所确定的水分水平或脂质水平确定皮肤状况。

12.根据权利要求11所述的系统(100)，其中所述系统(100)还被配置为：

基于所确定的皮肤状况来确定针对皮肤治疗的推荐。

13.一种操作系统(100)确定皮肤的水分水平或脂质水平的方法(700)，所述系统(100)包括适于接触皮肤的至少两个电极(108)以及信号发生器(106)，所述信号发生器(106)被配置为以一频率在所述至少两个电极(108)的两端生成电信号，其中所述方法(700)包括：

测量(702)所述至少两个电极之间的介电常数；并且

基于所测量的介电常数和所述电信号的所述频率来确定(704)皮肤的水分水平或脂质水平。

14.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有体现在所述计算机可读介质中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为在由合适的计算机或处理器执行时，使得所述计算机或所述处理器执行根据权利要求13所述的方法。

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