胶原蛋白变性测量的基于光的测量系统和方法以及皮肤护理系统技术方案

测量系统110包括光源120，光源120被配置和布置为用于经由偏振调制器130发射光束到皮肤160内的目标位置，其中偏振调制器130被配置和布置为在使用中在目标位置中的光束的截面中同时提供第一和第二区域，第一和第二区域是不同的且具有对应的第一和第二偏振方向，第一和第二偏振方向相互不同，并且测量系统还包括检测单元150以同时检测反射光145的第一和第二强度，第一强度对应于从目标位置160中的光束的第一区域反射的光以及第二强度对应于从目标位置160中的光束的第二区域反射的光，并且测量系统还包括耦合至检测单元150的用于确定第一和第二强度之间的差值的处理器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及皮肤内的胶原蛋白(collagen)变性测量的测量系统和方法。本专利技术还涉及包括该测量系统的皮肤护理系统。
技术介绍
通过减少皮肤中的皱纹来保持年轻外表的期望是人类社会中的重要问题。设计了许多技术来实现这种目的。一种技术例如是皮肤更新(rejuvenation)，尤其是涉及胶原蛋白的变性，诸如胶原蛋白的热变性的方法。尽管一些治疗应用是可以的，但是主要的兴趣领域是美容或非治疗领域。这种方法在皮肤中的功效取决于多种因素，诸如组织上的热和机械负载、正在经受护理的人的年龄、皮肤内胶原蛋白的解剖分布、环境照射量、皮肤类型等。目前，基于变性的皮肤更新护理的参数通常基于试验和误差。越来越多的这种皮肤护理和皮肤护理系统旨在被消费者而不是医疗人员使用。这些护理系统是非侵入性的—它们在皮肤的表面下方创建效应而不物理地穿透表皮。然而，这种家用系统产生了新的问题，诸如与安全和护理功效相关的问题。当用于执行护理的光源是激光器时，这尤其重要，并且这种激光器的不正确操作会导致激光穿过皮肤层的位置处皮肤的结疤或灼烧。例如，对表皮的损伤是极其不期望的，因为这可能导致被护理人的并发症和健康风险以及社会服务的暂停(socialdowntime)。如果在真皮上方创建浅表创伤，则会由于毛细血管的微破裂而发生瘀点(微出血)，导致降低的功效以及增加的副作用。如果胶原蛋白变性，将发生用于皮肤更新目的的新胶原蛋白的形成。用于胶原蛋白变性的热处理的功效以及随后的胶原蛋白重建仅在真皮内的温度超过65摄氏度的临界温度时较高。在大聚焦深度处，焦点的强度可能达不到变性所要求的阈值，因此护理不能产生期望的更新效果。由于胶原蛋白变性的效果以及所得到的皮肤更新取决于多种因素(如前所述)，所以需要测量皮肤内胶原蛋白的变性。胶原蛋白纤维的长度在变性期间连续变化，直到纤维收缩到最小长度—该阶段之外的热护理是过护理，因为胶原蛋白结构被完全破坏。过护理可能导致周围组织不必要的损伤和其他副作用，而不促进任何更新和紧致效果。已知使用胶原蛋白的双折射来确定胶原蛋白的存在，并且使用反复测量来监控变性的进展，诸如在WO2011/112248中所描述的。这种监控系统可与许多不同的护理方法结合使用，诸如基于R.F.(射频)、基于U.S.(超声)或基于激光的方法。已知测量方法的缺陷在于它们相对复杂且耗时。US2011/0144503A1公开了用于非侵入性地测量双折射组织(例如，胶原蛋白组织)，并且通过施加RF能量来测量这种组织在护理期间的变化(例如，变性)的方法和系统。通过线性二向色性、圆二向色性或双折射来测量该变化。该方法和系统可选地使用偏振敏感光学测量来区别胶原蛋白的单向定向链(诸如韧带或腱)的变性与平面胶原蛋白表面(诸如皮肤的真皮层)或关节囊中的胶原蛋白的变性。WO2012/135961公开了一种多光子显微镜，其包括用于在激励波长λ处提供光学激励束的激励源、用于在样本上扫描激励束的扫描器、用于利用由扫描器扫描的激励束照射样本和用于收集来自样本的发射束的物镜、用于检测多个多光子信号的第一检测器以及光发射路径，该光发射路径允许从物镜向第一检测器传输限于大于或等于λ/2且小于λ的波长带，其中，多个多光子信号具有该波长带内的波长，并且其中多个多光子信号包括不同类型的第一多光子信号和第二多光子信号。温度升高的测量具有不提供对期望治疗效果的精确和定量测量的缺陷，因为其取决于诸如年龄、皮肤光学特性和热特性等的多种其他因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供不太复杂的用于测量胶原蛋白变性的基于光的测量系统以及皮肤内胶原蛋白变性测量的方法。本专利技术的第一方面提供了一种用于测量皮肤内的胶原蛋白变性的基于光的测量系统。本专利技术的第二方面提供了一种包括根据本专利技术的测量系统的皮肤护理系统。第三方面提供了一种用于测量皮肤内的胶原蛋白变性的基于光的测量方法。根据本专利技术的测量系统包括：光源，被配置和布置用于发射光束，偏振调制器，被配置和布置为在使用中接收由光源发射的光束并且空间调制由光源发射的光束的偏振方向，从而生成在垂直于光束的传播方向延伸的光束截面中具有空间调制偏振方向的空间调制光束；测量系统进一步被配置和布置为将空间调制光束引导至皮肤内的目标位置；其中，偏振调制器被配置和布置为在使用中分别在目标位置的至少第一区域和第二区域中的空间调制光束的截面中同时提供至少第一偏振方向和第二偏振方向，第一区域和第二区域是不同的并且第一偏振方向和第二偏振方向相互不同；检测单元，被配置和布置为同时检测反射光的第一强度和第二强度，第一强度对应于从目标位置的第一区域反射的光的强度，以及第二强度对应于从目标位置的第二区域反射的光的强度；以及处理器，耦合至检测单元并且被配置和布置为确定第一强度和第二强度之间的差值。通过将具有不同偏振方向的光提供给目标位置的两个或多个不同区域，如果在目标位置中存在胶原蛋白，则从这些不同区域反射的光将具有基本不同的强度。如果在目标位置中不存在胶原蛋白或者目标位置中存在的胶原蛋白已充分变性，则从这些不同区域反射的光的强度将基本相同。当单色光束内的偏振方向被空间改变使得目标位置的不同区域利用具有不同偏振方向的光进行照射时，具有不同偏振方向的光与目标位置中存在的胶原蛋白纤维的相互作用将不同—换句话说，当比较不同区域的强度测量时，从不同区域反射的光的强度之间的测量差值可用于测量目标位置中存在的胶原蛋白的变性程度。如果在这些强度之间没有检测到实质的差异，则在目标位置中不存在胶原蛋白，或者目标位置中的胶原蛋白已变性到临界检测点以下。光源可以发射非偏振或偏振的光。选择偏振调制器以在目标位置中提供入射光束的要求偏振特性。对于一些实施例来说，当由光源发射的光束被线性偏振时，这可以是有利的。优选地，光源是单色的，或者仅包括窄谱的波长。这可以通过窄带宽源或者通过单色器与较宽带宽源的组合来提供。测量系统被配置和布置为将具有相对较窄范围的波长的光提供给目标位置—如果需要的话，宽带偏振调制器可用于避免波长范围上的偏振方向的差异。对于测量系统的处理器来说还可以有利地进一步被配置为使用第一强度和第二强度之间的差值确定胶原蛋白变性的程度。尽管差异的检测可以在许多情况下给出适当的信号，但可以使用将当前测量与较早测量进行比较的更加复杂的系统来确定变性的程度。此外，在皮肤中的多个目标位置处的同时测量可以进一步增加系统的可靠性。此外，处理器可以设置有附加的细节信息，诸如关于被护理的人或区域、或者护理的信息。例如，关于年龄、肤色、护理阶段、目标位置的位置和身体上的强度测量位置的信息可被处理器用于确定胶原蛋白变性的程度。当由光源发射的光束被线性偏振时，以及尤其当测量系统被配置和布置以使第一和第二偏振方向均包括线性偏振时，以及第一和第二偏振方向之间的角度差近似等于45度时，这也可以是有利的。当线性偏振光与双折射胶原蛋白结构相互作用时，所检测的反向散射光的强度取决于入射光的偏振方向和胶原蛋白纤维的方向的相对定向。当入射光的偏振平面不平行于或垂直于胶原蛋白纤维的光轴时，双折射引起入射光的电场的正交分量经历不同的折射率。换句话说，当入射光的偏振方向与胶原蛋白纤维定向之间的角度(θ)近似为0或90度时，反射光的强度将处于最小值。当入射光的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量系统(110)，用于皮肤内的胶原蛋白变性的基于光的测量，所述测量系统(110)包括：光源(120)，被配置和布置用于发射光束，偏振调制器(130)，被配置和布置为在使用中接收由所述光源(120)发射的光束并且空间调制由所述光源发射的光束的偏振方向，从而生成在垂直于所述光束的传播方向延伸的所述光束的截面中具有空间调制偏振方向的空间调制光束，所述测量系统进一步被配置和布置为将所述空间调制光束引导至所述皮肤(160)内的目标位置，其中，所述偏振调制器(130)被配置和布置为在使用中分别在所述目标位置的至少第一区域和第二区域中的所述空间调制光束的所述截面中同时提供至少第一偏振方向和第二偏振方向，所述第一区域和所述第二区域是不同的，并且所述第一偏振方向和所述第二偏振方向相互不同，检测单元(150)，被配置和布置为同时检测反射光(145)的第一强度和第二强度，所述第一强度对应于从所述目标位置(160)的所述第一区域反射的光的强度，以及所述第二强度对应于从所述目标位置(160)的所述第二区域反射的光的强度；以及处理器，耦合至所述检测单元(150)并且被配置和布置为确定所述第一强度和所述第二强度之间的差值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 EP 14175398.81.一种测量系统(110)，用于皮肤内的胶原蛋白变性的基于光的测量，所述测量系统(110)包括：光源(120)，被配置和布置用于发射光束，偏振调制器(130)，被配置和布置为在使用中接收由所述光源(120)发射的光束并且空间调制由所述光源发射的光束的偏振方向，从而生成在垂直于所述光束的传播方向延伸的所述光束的截面中具有空间调制偏振方向的空间调制光束，所述测量系统进一步被配置和布置为将所述空间调制光束引导至所述皮肤(160)内的目标位置，其中，所述偏振调制器(130)被配置和布置为在使用中分别在所述目标位置的至少第一区域和第二区域中的所述空间调制光束的所述截面中同时提供至少第一偏振方向和第二偏振方向，所述第一区域和所述第二区域是不同的，并且所述第一偏振方向和所述第二偏振方向相互不同，检测单元(150)，被配置和布置为同时检测反射光(145)的第一强度和第二强度，所述第一强度对应于从所述目标位置(160)的所述第一区域反射的光的强度，以及所述第二强度对应于从所述目标位置(160)的所述第二区域反射的光的强度；以及处理器，耦合至所述检测单元(150)并且被配置和布置为确定所述第一强度和所述第二强度之间的差值。2.根据权利要求1所述的测量系统(110)，其中，所述处理器进一步被配置为使用所述第一强度和所述第二强度之间的差值来确定胶原蛋白变性的程度。3.根据权利要求1或2所述的测量系统(110)，其中，由所述光源发射的所述光束被线性偏振。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统(110)，其中，所述第一偏振方向和所述第二偏振方向均包括线性偏振，并且所述第一偏振方向和所述第二偏振方向之间的角度差近似等于45度。5.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统(110)，其中，所述测量系统(110)还包括用于将所述空间调制光束聚焦到所述皮肤(160)内的所述目标位置的光学元件(180)。6.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统(110)，其中，由所述检测单元(150)检测的所述第一强度和所述第二强度对应于分别从所述目标位置的所述第一区域和所述第二区域反射的二次谐波生成光(SHG)分量的强度。7.根据权利要求6所述的测量系...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·瓦尔格斯，J·A·帕勒洛，M·朱纳，M·R·霍顿，R·维哈根，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL