[发明专利]一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的方法及其装置

权利要求书

1.一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

(1)光声信号激发系统发出脉冲激光，被待测表皮及其内的黑色素吸收，由于吸收能量导致瞬间温升，从而应激产生出光声信号；

(2)将手持式探头紧贴待测表皮上方，光声信号采集系统通过超声探测器接收待测表皮产生的光声信号，并储存数据；

(3)计算机系统自动处理被记录的待测表皮光声信号波形，通过时域分析，得到黑色素层光声信号波形及强度，进行数据拟合，对比黑色素浓度标准曲线，得到待测表皮的黑色素浓度。

2.根据权利要求1所述一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的方法，其特征在于：所述黑色素浓度标准曲线的测定过程包括如下步骤：

(1)在水温40℃时将黑色素颗粒溶于10％的氢氧化钠溶液中作为体外标定黑色素浓度的试剂；

(2)以同一浓度的氢氧化钠溶液为溶剂配置不同黑色素浓度的体外标定黑色素浓度的试剂，利用手持式探头测定不同浓度的试剂所产生的光声信号强度，得到黑色素浓度-光声信号强度幅值坐标图上的多个点，将多个点连接拟合成直线得到黑色素浓度标准曲线及其关系式P＝a*C+b，其中P为测量光声信号强度幅值，C为黑色素浓度，a为直线的斜率，b为直线的截距。

3.一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，实现权利要求1或2所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的方法，其特征在于：

包括计算机系统、光声信号激发系统、手持式探头、光声信号采集系统；

超声探测器和耦合杯安装在手持式探头上；

光声信号激发系统发出的光信号穿过超声探测器和耦合杯照射待测表皮；光声信号采集系统通过超声探测器接收待测表皮产生的光声信号，并储存数据；计算机系统控制光声信号激发系统的启闭，接收光声信号采集系统的数据并处理数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，其特征在于：所述光声信号激发系统根据黑色素的吸收光谱选取的脉冲激光激发波长为532nm。

5.根据权利要求3所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，其特征在于：所述手持式探头还包括滤波准直系统、一维扫描振镜、物镜和外壳；沿着激光的传播方向，滤波准直系统、一维扫描振镜、物镜、超声探测器和耦合杯依次设置在外壳内；激光经滤波准直系统成为准直激光后，再经一维扫描振镜转向，经物镜聚焦，穿过超声探测器和耦合杯入射至待测表皮。

6.根据权利要求3所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，其特征在于：所述耦合杯与待测表皮接触的一端设有透光透声薄膜；耦合杯内充满水，水将超声探测器的接收元件淹没。

7.根据权利要求3所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，其特征在于：所述超声探测器是中空平场探测器，激光穿过超声探测器的中空孔入射至待测表皮。

8.根据权利要求5所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，其特征在于：根据所述物镜到待测表皮中黑色素的距离，选取放大倍数为4倍的物镜，焦长17mm。

9.根据权利要求3所述的一种基于光致声效应原理的测定表皮黑色素浓度的装置，其特征在于：所述计算机系统中安装的数据处理软件基于LabView开发软件,根据表皮的吸收体，从上层开始，依次分为角质层、黑色素层以及血管，数据处理软件通过分析采集到的光声信号波形的时域特征，自动提取黑色素层的光声信号强度，并与黑色素浓度标准曲线对比，得到待测表皮的黑色素浓度。