[发明专利]一种皮肤渗透性评估方法

说明书

本发明公开了一种皮肤渗透性评估方法，包括皮肤渗透性与相关生理因素的数学表达式和利用COMSOLMultiphysics平台对不同尺寸与结构的电极所形成的电场分布进行仿真分析。本发明通过设计皮肤阻抗微传感器，构建了RCW分层阻抗模型，实现了对角质层阻抗的检测与分析；利用COMSOLMultiphysics平台对不同尺寸与结构的电极所形成的电场分布进行仿真分析并在后续的微传感器性能研究中选出本发明实际用于评估皮肤渗透性的检测电极；将阻抗检测信号基于RCW分层阻抗模型进行拟合，从模型角度分析阻抗检测结果。该方法得到的两个参数与皮肤的渗透性有较好的一致性，因此本发明能够实现在无创且不改变皮肤性质的前提下区分不同个体皮肤渗透性。

技术领域

本发明属于皮肤渗透性评估技术领域，具体涉及一种皮肤渗透性评估方法。

背景技术

远程健康监护和移动医疗的发展使得基于可穿戴设备实现生理生化参数监测的研究成了近些年的研究热点，尤其是对血糖监测的可穿戴设备的研究由于糖尿病患者逐年增加和呈年轻化变得十分活跃。基于经皮组织液检测人体葡萄糖的技术是一种实现无创血糖监测的重要方法，随着患者对于医疗技术需求的不断提高，相关可穿戴设备被提出了更高要求。以为鉴，要实现无创且准确的经皮组织液提取和葡萄糖检测需对不同个体皮肤渗透性加以区分。传统的皮肤渗透性评估方法(指标：渗透率Kp)基于Franz扩散池展开，具有繁杂、有创和耗时的缺点，且由于待测部位长时间浸泡于液体环境而导致皮肤过度水合，因而不能满足实时、无创且真实的人体皮肤状态监测需求。因此对皮肤渗透性评估方法的研究十分迫切。研究表明，皮肤渗透性与低频时的皮肤阻抗之间存在重要联系，而角质层作为皮肤的最外层，是影响物质经皮运输的最大障碍，是皮肤阻抗低频测量时的主要成分。相对于渗透率测量办法，阻抗检测具有快速、无创且不改变皮肤生理状态的优点。因此，本发明提出通过对角质层阻抗的检测实现对不同皮肤渗透性的区分。

通常，皮肤阻抗测量基于3种Ag/AgCl宏电极展开，即Ag/AgCl块状干电极，Ag/AgCl凝胶粘贴电极和Ag/AgCl电解液电极，电极尺寸主要在0.76～10cm2之间。其存在工作电场难以集中于角质层、与皮肤贴合差或改变皮肤电学性质等问题，从而造成阻抗测量不准确。已有的研究表明当微电极的间距降低到皮肤厚度范围，工作电场主要集中于对应间距下的皮肤深度内。因此，急需研制合适尺寸与结构的微电极，以便能将电场主要集中于目标深度的范围内，实现角质层的阻抗检测。另外，传统的皮肤阻抗电学模型为单纯的电阻(R)和电容(C)的串并联模型，未全面考虑皮肤的生物属性和分层异质特性。为了能将电学信号与生物物理模型进行有效的结合，合适的皮肤阻抗分析模型有待构建。

为此我们提出一种皮肤渗透性评估方法来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种皮肤渗透性评估方法，通过分析皮肤的分层生理结构以及皮肤渗透性与角质层(SC)阻抗的关系，设计了基于柔性非对称叉指微电极的皮肤阻抗传感器，构建了RCW分层阻抗模型，实现了对人体角质层阻抗的检测分析，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种皮肤渗透性评估方法，该评估方法包括如下步骤：

人体皮肤根据组成细胞的活性可分为两层，即角质层与活性皮肤层(viableskin)；角质层的阻抗大小除了主要与角质层自身材料特性有关外，还与一些外力变化如水合程度相关，因此可推测角质层的阻抗大小有关主要因素包括角质层的厚度、自身材料特性和水合程度，可用数学表达如式(2)：

Z_sc(f)＝K_sc(m_sc，w_sc，f)l_sc (2)

其中，f为频率，Zsc为角质层阻抗，Ksc为单位厚度下的角质层阻抗，分别代表角质层的材料特性、水合程度与厚度；