余文林[1]2003年在《黄种人皮肤色素性疾病的生物医学光子学研究》文中进行了进一步梳理研究背景 由于技术条件的限制，国内外对皮肤组织的光吸收性质未能深入地了解和研究。已有的皮肤光学特性的资料均来源于离体皮肤标本或是经过数学模拟而得，而且这些资料主要来自对白色人种或黑色人种研究的结果，对黄色人种活体皮肤组织的光吸收特性的研究数据甚少。由于离体皮肤标本在血液供应、水份含量、蛋白质活性和组织结构等方面与活体组织已全然不同，其光学特性与正常皮肤必然差异较大，研究结果无法为激光医学及皮肤疾病的研究和治疗提供准确的指导。对国人各种色素性疾病的类别和病情的轻重的诊断，临床医师只能靠眼观、手摸，凭借自己的经验判断，缺乏科学性和客观性，而仅凭经验来选择各种复杂的激光参数进行临床治疗也导致了临床治愈率各不相同，增加了额外的损伤，且易出现并发症。因此，研究黄色人种各种色素性皮肤疾病的光学特性对疾病准确诊断、细化分类、正确选择激光类型及参数匹配，提高治愈率，减少并发症均有重要意义。 研究目的 本研究旨在探讨并建立色素性病变皮肤的光子传输和色度学理论，创建一个实时、无创、临床适用的黄种人皮肤色素性疾病吸收光谱活体检测平台和一个色度学测量体系，并通过临床应用，明确黄种人各种色素性皮肤疾病的光吸收作用和激光治疗过程中的吸收光谱演变规律，明确各种色素性皮肤疾病的色度学分布规律。 研究方法与结果 1.探讨色素性皮肤疾病光吸收比活检公式 在400n亩一12O0nm波段内，黑色素颗粒、血红蛋白和水是色素性病变皮肤组织中主要的生色团。入射皮肤的光能被分为叁部分:回射、透射和吸收。根据Kubelka一Munk光传输理论推导出回射比Red和透射比Ted:TeTd1一ReRdR一犷eu=RT 从而确定吸收比Aed(人): Aed(入)=1一T(人)一Red(入) 根据上式可以测量离体皮肤和整形皮瓣的吸收光谱，尚不能用于活体测量色素性皮肤疾病的吸收光谱，由于可见光和部分近红外光波段在黑色素中的有效衰减系数超过正常皮肤近10倍，穿透深度只有正常皮肤的1/10，因此，在400nm，eees1200nln的光谱范围内的光波进入黑色素颗粒密集的色素性皮肤病灶组织后，透射光的各部分光波最终都将被病灶所吸收，即T(入)=O。则吸收比为: A(入)=1一R(人) 2.提出色素性皮肤疾病的两级分类方法 由于短波长的吸收比反映病灶浅层的吸收结果，长波长的吸收比反映的是病灶深层和浅层组织对光波吸收的总的结果。先用短波长的吸收比分析出病灶浅层色素平均密度的大小，再将长波长的吸收比中浅层的吸收信息去除，得到深层色素的密度大小。这样可以由浅入深地对病灶组织各个深度层次的黑素密度进行分析。 3.建立皮肤组织吸收光谱检测平台 基于光吸收比公式A(人)=1一R(人)，结合分析光源、光纤光谱仪、光纤反射探头和虚拟仪器系统，建立反射式人体皮肤组织光谱检测平台。 一2-采用虚拟仪器软件LabV工EW设计开发了光谱检测程序、光谱连接处理程序、光谱分析显示程序和光谱比较程序。并测试系统的稳定性，表明光源预热1分钟后发射光谱已无偏移，重复性好。 4.建立皮肤色度学检测标准 研究了色素性病变皮肤的呈色机理，创建了检测正常或色素性病变皮肤颜色的色度学标准体系。色素性病变皮肤通过非选择性吸收或选择性吸收可见光谱中的全部或某些波长，而使皮肤呈现黑、灰色或彩色;色度学检测标准体系构成:自动光谱光度测色仪器，D65标准照明体，标准观察条件10。，CIE1976 L*a*b*表色空间;制定色素性皮肤与正常皮肤色差程度鉴定表色差程度的鉴定△E(L*a*b*)微量(traee)0~0 .5轻微(Slight)0 .6~2.0能感觉到(not ieiabie)2 .1~4.0明显(not ieiabie)4 .1~6.0很大(mueh)6 .1~1 2 .0截然不同(very much)12.1以上 5.动物皮肤吸收光谱检测研究 采用检测平台检测豚鼠黑色皮肤及白色皮肤的吸收光谱，观察动物在接受激光治疗前后其皮肤组织吸收光谱的变化和病理改变。结果表明，所有豚鼠黑色皮肤吸收光谱基本一致，在400nm一90Onm波段内，吸收率达900k以上;而白色皮肤对各波长的吸收率均在80%以下，并出现血红蛋白特征吸收峰。 通过对黑白两色皮肤的色度学测量，明确了豚鼠两色皮肤的色度学分布范围，豚鼠黑白两色皮肤的色差△E*为34.47士1.78NBS，差别显着，豚鼠黑色皮肤的L*、a*、b*值均明显高于白色皮肤。 豚鼠黑色皮肤分别经Q532nm、Q755nm、Q1064nm激光治疗后对400nm-110Onm波段内各波长的吸收比较治疗前明显下降，QIO64nm术区下降最明显，Q755nm术区次之，明度值(L*值)逐渐上升，a*值和b*值出现波动，与白色皮肤的色差逐渐减小。病理切片结果表明皮肤组织中的黑色素水平己明显下降，Q1064nlll术区无黑色素颗粒残存，Q755nln术区有极少量黑色素颗粒，Q532nm术区仍有较多黑色素颗粒，表明Q1064nm激光治疗效果最好。 6.人体皮肤吸收光
欧阳黎[2]2000年在《激光美容中人体皮肤光吸收作用及检测平台的研究》文中研究说明光子与生物组织的相互作用和光生物医学检测是当前生物医学光子学的研究热点。人体皮肤组织对不同波长的光产生不同的吸收作用。黑色素、血红蛋白和水分子是引起皮肤吸收的主要因素。激光美容正是利用了皮肤组织成份的选择性吸收作用原理对各种色素性、血管性皮肤疾病及皮肤文饰进行治疗。在激光美容中，研究黄种人的活体皮肤组织的光吸收作用及其检测平台对基础研究和临床应用具有重要意义。本文应用光电检测技术和虚拟仪器技术建立人体皮肤组织光吸收作用检测平台，实现了临床上活体皮肤的实时、无损检测。利用该检测平台对正常皮肤组织和一些病变皮肤组织进行了检测，得出其吸收光谱。研制的检测平台可对皮肤病变程度作定量检测，以协助在激光美容中确定合适的激光治疗参数。
王洋[3]2001年在《人体皮肤光吸收作用及其在激光医学中的应用研究》文中进行了进一步梳理国内外有关人体皮肤光吸收特性的研究结果主要来自离体的皮肤标本和数学模拟。虽然离体组织与活体组织的光学特性具有明显的差别已成为学术界公认的结论，但由于受到光学检测手段的限制，对于活体皮肤的光学特性检测，人们一直致力研究而尚未解决。本文以Kubelka-Munk理论为基础，研究黄种人正常皮肤和色素性病变皮肤组织的光学特性，通过分析皮肤内的光传输模型，得出皮肤光吸收比公式，并确立基于虚拟仪器和光谱技术的皮肤光吸收作用活检方法，首次实现皮肤吸收光谱的活体检查。同时，从理论上推导出色素性病变皮肤组织的光学特性，实现色泽异常性皮肤疾病光吸收特性的无损、实时检测，对色素性病变皮肤进行色阶分类，辅助临床进行量化诊断和激光治疗，最终建立激光医疗辅助检测平台。
马钉凌[4]2008年在《皮肤特性光谱识别方法的初步研究》文中指出传统的皮肤疾病临床诊断主要靠医生的视觉直观鉴别。评价诊断和治疗效果时,易受观察者生理、心理和外界环境等因素影响,即使经验丰富的医生,也难以十分准确的表达和判断各种各样的肤色以及皮肤病变部位的细微变化。明确组织光学特性参数是诊断和治疗过程中最基本也是最关键的一个环节。光学仪器能够帮助我们精确的测定人体活体组织的光学特性,从而为各种皮肤病的诊断提供信息和判断依据,也为非接触式的皮肤疾病诊断提供了新的解决方案。本文主要从皮肤反射光谱分析和色度对比两方面探讨异常皮肤的光学识别方法。构建了一种光纤探头式皮肤反射光谱检测系统,并根据皮肤反射光谱的特性和色度学的原理,结合表示皮肤颜色的方法,给出了叁刺激值和色差的计算公式以及病变皮肤与正常皮肤表面颜色特征的差异,同时引入了BP人工神经网络模型辅助分析和识别异常皮肤微区,在分析皮肤表面颜色和反射光谱曲线的基础上,用BP人工神经网络模型模式识别和色度学的对比两种方法实现某些异常皮肤的分析和诊断。
王丽云[5]2014年在《多位置散射光谱法对皮肤组织内部信息的初步研究》文中研究指明研究目的为了消除皮肤浅表组织的干扰,实现光谱分析方法对皮肤组织内部信息的高精度测量和分析,本研究设计并搭建了多位置散射光谱采集装置,并对光谱测量数据进行了结合“M+N”理论的BP神经网络分析。通过仿体模型实验和动物组织离体实验验证多位置散射光谱法对组织内部成分进行分析的可行性。研究方法1.根据光在组织中所走路径的“香蕉模型”理论,运用单片机、LabVIEW软件等对原有光谱采集系统的硬件和软件系统进行改进和优化,采集系统包括调制光源系统、光纤、水平微位移平台、光谱仪、PC机等组成部分,用于实现硬件系统的自动控制。2.构造牛奶—半透膜仿体模型,对其进行多位置散射光谱数据采集,并运用BP神经网络结合“M+N”理论对大量数据进行建模分析,并对底层牛奶溶液的浓度进行预测。3.设计动物组织离体实验,给猪肉皮下脂肪层注入不同毫升数的水分,通过对猪肉表皮进行多位置散射光谱数据采集,运用BP神经网络结合“M+N”理论对光谱数据进行建模分析,预测猪肉皮下脂肪层中水分含量。研究结果1.实现了多位置散射光谱采集系统的自动控制,系统稳定性良好。调制光源系统减小了环境光和仪器暗电流等噪声对测量过程产生的影响,提高了测量精度。2.牛奶—半透膜双层仿体实验中,对光谱数据分别进行单点位置建模和多点位置建模对比,普通BP神经网络建模和结合“M+N”理论的BP神经网络建模的对比,得出采用BP神经网络结合“M+N”理论对多位置散射光谱数据进行分析时,下层牛奶溶液浓度的预测精度最高的结果。3.动物组织离体实验中,多位置散射光谱数据建模比单点位置建模的分析精度高,采用BP神经网络结合“M+N”理论对多位置散射光谱数据进行建模,实现了猪肉注水含量的有效预测。研究结论1.通过仿体组织实验和动物组织离体实验,验证了多位置散射光谱法可涵盖更多的组织内部信息,有效提高测量精度。2.验证了“M+N”理论结合BP神经网络建模方法比普通BP神经网络具有更高的分析精度。
参考文献：
[1]. 黄种人皮肤色素性疾病的生物医学光子学研究[D]. 余文林. 中国人民解放军第一军医大学. 2003
[2]. 激光美容中人体皮肤光吸收作用及检测平台的研究[D]. 欧阳黎. 暨南大学. 2000
[3]. 人体皮肤光吸收作用及其在激光医学中的应用研究[D]. 王洋. 暨南大学. 2001
[4]. 皮肤特性光谱识别方法的初步研究[D]. 马钉凌. 吉林大学. 2008
[5]. 多位置散射光谱法对皮肤组织内部信息的初步研究[D]. 王丽云. 天津医科大学. 2014