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团队基于多年航天镀膜经验积累,具备丰富的光谱滤光片技术储备

发布时间:2024-11-08 发布者:谱视界 来源:谱视界
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皮肤检测丨破译“肌”密,照亮美丽!谱视界新型消费级光谱传感器洞察深层肌肤奥秘!

皮肤检测

光谱技术

谱视界新型消费级视频流光谱传感器

 

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皮肤检测是肌肤问题最直观的诊断师,利用谱视界光谱成像设备及成像光谱检测技术,不仅可以检测已经暴露在肌肤表面的问题,还能发现隐藏在皮肤基底层的问题,从而正确了解自身皮肤状况,“对症下药”,更加有效地进行皮肤治理,提高治疗效果。

 

光谱技术在皮肤检测领域应用的原理

通过分析皮肤中各种组织成分的含量和分布可以评价皮肤的健康状况。许多显现于肌肤表面的肌肤状况其实是来自较深的肌肤层,光凭肉眼并不容易观察到,皮肤检测的意义在于显现出难以用肉眼辨识的肌肤问题,将深层肌肤问题可视化,便于提前预警和正确判断肌肤问题。

 

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成像光谱检测技术不仅可以实现对皮肤组织无创、快速、灵敏检测,且具有高分辨率、可成像的特点。通过不同谱段的光谱检测,扫描皮肤表层和深层,配合数据库,对皮肤的问题特征进行定量分析,从而有理有据地对皮肤进行科学化精准管理。

 

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谱视界高光谱面部皮肤成像分析仪

 

谱视界研发定制了高光谱面部皮肤成像分析仪,通过对100位志愿者的皮肤信息的采集以及标定,对于水分、血红素、色斑、血氧等指标,在400-1000nm范围内提取有效特征谱段,同时基于光谱检测结果,与同类产品visia进行了对比,为后续定制传感器提供了明确的方向和目标。

 

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在400-1000nm的可见近红外光谱范围内,皮肤的反射曲线受到皮肤层中的黑色素、血红蛋白、胡萝卜素、胶原蛋白和水分等成分的影响,不同波段下各成分的吸收与散射特性决定了皮肤的反射特征。以下是对400-1000nm区间各个重要区域的详细描述:

 

· 蓝光区(400-500nm): 

黑色素吸收强,反射率低。

· 绿光区(500-600nm): 

胡萝卜素和血红蛋白影响显著,反射率上升并达到峰值。

· 红光区(600-700nm):

 血红蛋白吸收逐渐减弱,反射率继续上升。

· 近红外区(700-900nm):

 反射率高,胶原蛋白和水分的散射、吸收作用显现。

· 短波红外区(900-1000nm): 

水分吸收增加,反射率稍微下降,反映皮肤深层水分和组织结构。

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谱视界消费级新型光谱传感器

通过谱视界高光谱面部皮肤成像分析仪的采集与分析,从400-1000nm谱段中,目前筛选出了600-800nm的谱段,作为谱视界医美方向消费级光谱传感器的谱段范围,主要针对以下皮肤问题:

· 600-700nm

在600-700nm的长波区(红光至近红外边缘),皮肤的反射率继续增加。血红蛋白在600-650nm的红光区域有吸收峰,但这一吸收在650nm之后逐渐减弱,使得皮肤反射率显著上升,特别是在700nm左右。长波区域的反射率常与皮肤血液含氧量、循环状况相关,能够显现皮肤的健康红色或粉红色调。

· 700-800nm

在700-800nm的近红外区域,皮肤反射率达到较高水平。血红蛋白在这一波段几乎不再吸收光,因此反射主要受皮肤深层的胶原蛋白和水分的影响。胶原蛋白的散射作用在700-800nm的反射中尤为显著,使得皮肤显示出一定的光泽。此外,皮肤内的水分在此区的微弱吸收也可以揭示水合作用。这一区域的反射特征常用于医学成像和健康检查,因为它能够深入检测皮肤下的血液循环、皮下组织和水分含量。

 

实验效果

手掌血氧饱和度检测

组织血氧饱和度是指组织微循环中的血氧饱和度(StO2),反映身体实时氧气输送和消耗情况,其范围从静脉血氧饱和度的60%到动脉血氧饱和度的98%。临床上,StO2是血液灌注和血液氧合变化的重要指标,因此用作血管疾病或各种组织的血氧状态监测。如对肺和心血管功能的监测,中枢低血容量和低血容量休克症状的评估,以及糖尿病足溃疡的创口评估等。

谱视界采用橡皮筋固紧手指的方式,通过固紧时长来控制手指的含氧量,以获得不同含氧状态下的图像数据,拓展数据集中StO2含量的多样性,提高模型的泛化能力。

具体为在食指第三指关节部位捆绑橡皮筋以切断静脉回流,对于中指,将橡皮筋通过向下挤血的动作使之固紧在中指第二指关节部位,其他手指则不做操作用作健康的参考手指。6种不同时间下基于多光谱图像生成的StO2空间分布图如下图所示。(蓝色部分到红色部分代表血氧饱和度逐步升高)

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RGB实拍图

 

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反演图

 

选取60s与180s的图像做对比,可以看出在光谱检测下,绑皮筋的两根手指随时间血氧饱和度的明显变低。

 

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皮肤油分分布检测

采集4组面部信息,利用所建立的模型对终端设备采集到的光谱影像进行反演,即可在数秒内获得皮肤的参数反演图,通过对比皮肤光谱图像,可以清晰了解皮肤的油分含量情况(蓝色部分到红色部分代表油分逐步升高)。

 

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RGB实拍图

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反演图

 

皮肤水分分布检测

采集4组面部信息,利用所建立的模型对终端设备采集到的光谱影像进行反演,即可在数秒内获得皮肤的参数反演图,通过对比皮肤光谱图像,可以清晰了解皮肤的水分含量情况(蓝色部分到红色部分代表水分逐步升高)。

 

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RGB实拍图

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反演图

 

皮肤毛孔分布检测

采集4组面部信息,利用图像纹理分析方法对终端设备采集到的光谱影像进行反演,即可在数秒内获得皮肤的参数反演图,通过对比皮肤光谱图像,可以清晰看到皮肤的毛孔分布情况。

 

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RGB实拍图

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反演图

 

皮肤纹理分布检测

采集4组面部信息,利用图像纹理分析方法对终端设备采集到的光谱影像进行分析,即可在数秒内获得皮肤的纹理信息分布图,通过对比皮肤光谱图像,可以清晰看到皮肤的纹理分布情况。

 

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RGB实拍图

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反演图

 

皮肤雀斑分布检测

采集4组面部信息,利用内嵌图像分析算法对终端设备采集到的光谱影像进行分析,即可在数秒内获得皮肤的分析效果图,通过对比皮肤光谱图像,可以清晰看到皮肤的雀斑分布情况。

 

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RGB实拍图

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反演图

 

手臂信息检测

采集多组手臂信息,利用所建立的模型对终端设备采集到的光谱影像进行反演,即可在数秒内获得手臂皮肤的参数反演图,通过对比手臂皮肤光谱图像,可以清晰看到皮肤的白皙程度及静脉血管异常情况。

 

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RGB实拍图

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肤色检测(越红代表皮肤越美白)

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静脉血管检测

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异常检测

 

谱视界成像光谱传感器优化目标

 

谱视界依托光谱解析技术和像元级镀膜技术,在光谱领域拥有强大实力,可以更加有效地帮助医美行业进行皮肤治理,提高治疗效果。

 

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谱视界成像光谱传感器优化目标,是针对于高光谱的研究成果,做“精确减法”的过程,以丰富的高光谱解析数据和应用经验,通过像元级镀膜,精确筛选所需谱段(几条、十几条或几十条),针对工业和消费场景需求,形成适用性好、效率高、成本低、小型化的产品。

 

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目前,谱视界已在消费端场景上实现了像元级镀膜光谱分光技术。该技术的实现,为今后研发出更多面向皮肤、医美、整形等领域的小型化、低成本化的消费级产品奠定了非常重要的技术基础,谱视界将不断优化技术,更新迭代出更多产品设备,帮助提供更加清晰、全面、准确、客观的皮肤诊断效果。

 

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END

谱视界新型消费级视频流光谱传感器

在医美方向的应用已经取得了突破性的进展

后续谱视界也会保持研发创新

推出其他谱段的消费级光谱传感器

针对解决敏感肌等其他皮肤问题

带来更多解决方案

 

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