[发明专利]基于反射光谱测量的皮肤生理参数与光学特性参数的测量方法和系统

权利要求书

1.一种基于反射光谱测量的皮肤生理参数与光学特性参数测量方法，包括如下步骤：

步骤一：计算表示光学特性参数和反射光强之间的函数联系的优化数据T，包括以下分步骤：

a)配置标准组织模型溶液；

b)测量标准组织模型溶液的光学特性参数；

c)将入射光纤和反射光纤前端平行地置入标准组织模型溶液中，入射光纤另一端与光源相连，光源提供覆盖400-1000nm波长范围的入射光，反射光纤另一端与光谱仪相连，记录400-1000nm波长范围光学特性参数对应的组织反射光强的实验数据Texp；

d)利用蒙特卡罗方法在输入组织模型溶液光学特性参数的情况下模拟得到反射光强的模拟数据Tmc；

e)求使得|K·Tmc-Texp|的方差为最小时的常数K值；

f)以K·Tmc为示光学特性参数和反射光强之间的函数联系的优化数据T；

步骤二：测量皮肤生理参数与光学特性参数，包括以下分步骤：

1)将与步骤一c)中相同的入射光纤和反射光纤的前端端面与洁净平整的待测皮肤表面接触，入射光纤另一端与光源相连，光源提供覆盖400-1000nm波长范围的入射光，反射光纤另一端与光谱仪相连，记录400-1000nm波长范围皮肤反射光强M(λ)；

2)将入射光纤和反射光纤的前端端面置于反射标准片上方，记录标准片反射光强M_std(λ)；

3)归一化的测量皮肤反射光谱为

4)设置四个生理参数和两个散射参数：黑色素含量M0初值范围为1％-10％，优选5％；血红蛋白含量B0初值范围为0.2％-7％；优选0.3％；血氧饱和度S0初值范围为0％-100％，优选75％；水分含量W0初值范围为15％-70％，优选60％；波长500nm的约化散射系数μ_s’_500nm初值范围为20-200，优选50；瑞丽散射含量f0初值范围为0％-100％，优选50％；

5)通过生理参数计算皮肤组织在各波长下的吸收系数和约化散射系数，针对该吸收系数和约化散射系数从步骤一得到的优化数据T中计算对应的标准反射光强；

6)组合步骤二1)所测量波长下计算得到的反射光强得到预测反射光谱pSPR(λ)；

7)计算预测反射光谱与步骤二4)得到的测量皮肤反射光谱之间的误差u＝∑|mSPR(λ)-pSPR(λ)|；

8)循环重复步骤二4)-7)，得到使误差u达到最小的被测样本对应的生理参数；

9)通过被测样本对应的生理参数计算得到被测样本皮肤的吸收系数μ_a和约化散射系数μ_s’。

2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，标准组织模型溶液是用脂肪乳溶液与印度墨水配置得到，配置的标准组织模型溶液由32组不同浓度溶液构成，溶液中脂肪乳的浓度为以下4个之一：20％，5％，1.25％，0.3125％；溶液中印度墨水的浓度为以下8个之一：0，0.0015％，0.003％，0.013％，0.023％，0.048％，0.073％，0.098％。