本發(fā)明涉及一種基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估方法，同時也涉及相應(yīng)的陽虛體質(zhì)評估系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中華中醫(yī)藥學(xué)會發(fā)布的《中醫(yī)體質(zhì)分類與判定標(biāo)準(zhǔn)》中，將人體質(zhì)分為平和體質(zhì)、氣虛體質(zhì)、陽虛體質(zhì)、陰虛體質(zhì)、痰濕體質(zhì)、濕熱體質(zhì)、血瘀體質(zhì)、氣郁體質(zhì)、特稟體質(zhì)九種類型。其中，陽氣有溫煦、推動、防御、固攝、氣化、營養(yǎng)的作用，陽虛體質(zhì)人群的陽氣不足，熱量不夠，陽虛則皮膚失于溫煦，則見面色冷白，缺少紅潤之感。其營養(yǎng)作用及化生氣血作用減弱，導(dǎo)致皮膚失于氣血的濡養(yǎng)而干燥粗糙且皮膚容易松弛，缺乏彈性，面部失于榮潤缺少光澤。

在醫(yī)學(xué)美容或者化妝品研制工作中，準(zhǔn)確判斷患者(或用戶)的體質(zhì)類型是十分重要的。只有在準(zhǔn)確掌握患者(或用戶)的體質(zhì)類型及其特點(diǎn)，才能有針對性地開展因癥施治工作，提供有針對性的皮膚護(hù)理方案。但在現(xiàn)有技術(shù)中，這些體質(zhì)類型的判斷都是基于中醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)定性分析的，因此高度依賴于中醫(yī)師的主觀經(jīng)驗(yàn)。這樣一方面存在判斷準(zhǔn)確性不高的問題，另一方面也無法做到標(biāo)準(zhǔn)化，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣使用。

公開號為CN 101015448A的中國發(fā)明專利申請公開了一種根據(jù)中醫(yī)理論對人體體質(zhì)進(jìn)行分型的分析與診斷技術(shù)，具體包括成像分析系統(tǒng)和軟件包，其中成像分析系統(tǒng)包括高還原能力的攝像頭和顏色分解數(shù)據(jù)模塊，軟件包具體包括前臺模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、問診處理與分析模塊、望診處理與分析模塊、診斷與提供健康方案模塊，該分析和診斷技術(shù)可以安裝在計(jì)算機(jī)上或與之兼容的診斷儀器上，也可以固化到專用的設(shè)備上。但是，該分析和診斷技術(shù)并不能基于皮膚測量對人的體質(zhì)類型進(jìn)行準(zhǔn)確的評估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估方法。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估方法，包括如下步驟：

采用皮膚檢測儀器對用戶的皮膚狀況進(jìn)行測試，獲得表征皮膚狀態(tài)的多項(xiàng)生理指標(biāo)；

根據(jù)各項(xiàng)生理指標(biāo)，采用主成分分析法生成主成分分析模型；

將主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果進(jìn)行比較，對主成分分析模型進(jìn)行優(yōu)化；

基于優(yōu)化后的主成分分析模型，結(jié)合各項(xiàng)生理指標(biāo)對用戶是否屬于陽虛體質(zhì)進(jìn)行判斷。

其中較優(yōu)地，當(dāng)優(yōu)化后的主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果相差小于預(yù)定閾值時，認(rèn)為主成分分析模型優(yōu)化成功。

其中較優(yōu)地，所述生理指標(biāo)包括但不限于：臉頰水分含量平均值、臉頰水分散失量、臉頰油脂、臉頰MI平均值、臉頰EI平均值、臉頰L值、臉頰A值、臉頰B值、臉頰ITA值、臉頰光澤的平均值、臉頰彈性R2、臉頰彈性R5、臉頰彈性R7、臉頰PH值、臉頰平均值Ra、臉頰平均值Rz、臉頰平均值Rp、面部皮膚血液灌注量、pO2平均值、pCO2平均值、紅外臉頰平均值中的一種或者多種。

其中較優(yōu)地，在獲得評分結(jié)果之后，利用中心極限定理和大數(shù)定理計(jì)算專家評分的置信區(qū)間。

其中較優(yōu)地，在獲得評分結(jié)果之后，利用數(shù)據(jù)分布服從t分布的特性求得專家評分的置信區(qū)間。

其中較優(yōu)地，用于陽虛體質(zhì)判斷的主成分分析模型為：

Y＝17.0706872010+0.0009554766*X1+0.0042227691*X2+0.0372812460*X3－0.0084799790*X4+0.0005998009*X5+0.0011587369*X6+0.0113902198*X7－0.5649746346*X8－0.2274372296*X9－0.0153912469*X10－0.0029504067*X11－0.0430109230*X12－0.0191596736*X13－0.0306828550*X14+0.0113000295*X15－0.5180550927*X16+2.8830254946*X17+2.4891415888*X18+0.0076238047*X19+0.0026694548*X20－0.0036951299*X21－0.0579308035*X22；

其中，Y為用于陽虛體質(zhì)判斷的因變量，X1～X22分別為表征皮膚狀態(tài)的各項(xiàng)生理指標(biāo)。

其中較優(yōu)地，在采用皮膚檢測儀器獲得各項(xiàng)生理指標(biāo)后，利用所述主成分分析模型計(jì)算出因變量Y的值，判斷是否在針對陽虛體質(zhì)的專家評分置信區(qū)間內(nèi)；如果Y的值在所述專家評分置信區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為用戶屬于陽虛體質(zhì)。

一種基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估系統(tǒng)，包括多種皮膚檢測儀器，還包括計(jì)算單元和顯示單元；各所述皮膚檢測儀器連接所述計(jì)算單元，將表征皮膚狀態(tài)的各項(xiàng)生理指標(biāo)傳輸給所述計(jì)算單元進(jìn)行處理；

在所述計(jì)算單元中，至少包括如下功能模塊：主成分分析模型生成模塊，用于采用主成分分析法生成主成分分析模型；主成分分析模型優(yōu)化模塊，用于將主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果進(jìn)行比較，對主成分分析模型進(jìn)行優(yōu)化；體質(zhì)類型判斷模塊，用于根據(jù)優(yōu)化后的主成分分析模型，結(jié)合各項(xiàng)生理指標(biāo)對用戶是否屬于陽虛體質(zhì)進(jìn)行判斷；

所述計(jì)算單元將所獲得的體質(zhì)類型判斷結(jié)論輸入所述顯示單元中，向用戶顯示評估結(jié)果。

其中較優(yōu)地，所述皮膚檢測儀器包括但不限于：激光多普勒儀、紅外熱成像儀、黑紅色素探頭、皮膚紋理度測試儀、水分含量測試儀、水分散失測試儀、油脂含量測試儀、多功能皮膚測試儀及皮膚色度測試探頭、皮膚光澤度測試儀及測試探頭、皮膚彈性測試儀、PH計(jì)、經(jīng)皮氧分壓監(jiān)測儀中的一種或者多種。

利用本發(fā)明所提供的陽虛體質(zhì)評估方法及評估系統(tǒng)，可以通過對皮膚狀態(tài)的綜合測量和評價，科學(xué)客觀地判斷出人的體質(zhì)類型。該評估方法及評估系統(tǒng)不僅準(zhǔn)確率高，而且可以利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)設(shè)備獨(dú)立進(jìn)行，完全擺脫了對中醫(yī)師個體經(jīng)驗(yàn)的依賴，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容展開詳細(xì)具體的說明。

前已述及，陽虛體質(zhì)人群的皮膚由于失于氣血的濡養(yǎng)而干燥粗糙且皮膚容易松弛，缺乏彈性，面部失于榮潤缺少光澤。但目前針對陽虛體質(zhì)人群的體質(zhì)類型判斷是依賴于中醫(yī)師的主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，存在準(zhǔn)確性不高、無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化等缺陷。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)思路：采用皮膚檢測儀器對志愿者(或用戶)的皮膚狀況進(jìn)行測試，獲得表征皮膚狀態(tài)的多項(xiàng)生理指標(biāo)。根據(jù)各項(xiàng)生理指標(biāo)，采用主成分分析法生成主成分分析模型。將主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果進(jìn)行比較，對主成分分析模型進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)優(yōu)化后的主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果相差小于預(yù)定閾值時，認(rèn)為主成分分析模型優(yōu)化成功，可以擺脫對中醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)的依賴而獨(dú)立開展體質(zhì)類型判斷工作?；趦?yōu)化后的主成分分析模型，結(jié)合各項(xiàng)生理指標(biāo)對志愿者(或用戶)是否屬于陽虛體質(zhì)進(jìn)行判斷。下面對此展開詳細(xì)具體的說明。

首先，本發(fā)明所采用的表征皮膚狀態(tài)的生理指標(biāo)一共有22項(xiàng)，各項(xiàng)指標(biāo)的具體含義請參見表1。

表1表征皮膚狀態(tài)的21項(xiàng)生理指標(biāo)

在本發(fā)明中，所使用的22項(xiàng)生理指標(biāo)包含但不限于水分含量、油脂含量等等。這些表征皮膚狀態(tài)的生理指標(biāo)并不是任意為之，而是發(fā)明人在深入研究中醫(yī)理論和皮膚科學(xué)之后，結(jié)合現(xiàn)有皮膚檢測儀器的技術(shù)特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)輔助診斷的技術(shù)規(guī)律精心選擇的。舉例來說，紅外、血液灌注量及面部皮膚溫度指標(biāo)可以綜合反映皮膚氣血運(yùn)行情況；皮膚彈性、紋理度、皮膚O2和CO2含量綜合反映皮膚“質(zhì)地”；水分含量、水分散失量、油脂含量、皮膚pH值綜合反映皮膚潤澤度；皮膚紅黑色素含量、皮膚色度綜合反映皮膚的色；加上皮膚光澤度的上述21個自變量的測試，能夠全面、綜合、準(zhǔn)確地反映皮膚的整體狀態(tài)，而皮膚狀態(tài)是個人體質(zhì)的表觀反映。因此，通過對皮膚狀態(tài)的綜合測量和評價，可以科學(xué)客觀地判斷出人的體質(zhì)類型。

需要說明的是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，上述各項(xiàng)生理指標(biāo)可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和實(shí)際需要進(jìn)行少量調(diào)整或增減，例如將左臉頰采集的生理指標(biāo)改為從右臉頰采集等。這些改變是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都能掌握的常規(guī)技術(shù)手段，在此就不一一舉例說明了。

在本發(fā)明中，上述各項(xiàng)生理指標(biāo)可以通過如下的皮膚檢測儀器獲得。這些皮膚檢測儀器均是市售的常規(guī)醫(yī)學(xué)儀器，可以直接在市場上購買得到。具體可以參見表2：

表2生理指標(biāo)與皮膚檢測儀器的對應(yīng)關(guān)系表

關(guān)于上述各種皮膚檢測儀器在測試相應(yīng)生理指標(biāo)中的具體測試方法，可以進(jìn)一步參閱表3：

表3皮膚檢測儀器測試各項(xiàng)生理指標(biāo)的測試方法表

通過上述步驟，我們可以得到一系列表征皮膚狀態(tài)的生理指標(biāo)。接下來，需要利用上述各項(xiàng)生理指標(biāo)判斷出人的體質(zhì)類型。下面對此展開詳細(xì)具體的說明。

在實(shí)際問題的研究中，往往會涉及眾多有關(guān)的變量(即本發(fā)明中的各項(xiàng)生理指標(biāo))。但是，變量太多不但會增加計(jì)算的復(fù)雜性，而且也會給合理分析問題和解釋問題帶來困難。一般說來，雖然每個變量都提供了一定的信息，但其重要性有所不同，而在很多情況下，變量之間有一定的相關(guān)性，從而使得這些變量所提供的信息在一定程度上有所重疊。因而人們希望對這些變量加以“改造”，用為數(shù)極少的互補(bǔ)相關(guān)的新變量來反映原變量所提供的絕大部分信息，通過對新變量的分析達(dá)到解決問題的目的。

主成分分析法(Principal Component Analysis，簡稱為PCA)是將多個變量通過線性變換以選出較少個數(shù)重要變量的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，并且通過該方法可以計(jì)算出綜合得分。關(guān)于主成分分析法的進(jìn)一步說明，可以參閱何曉群編著的《多元統(tǒng)計(jì)分析(第四版)》(中國人民大學(xué)出版社2015年4月出版，ISBN：9787300208480)等，在此就不具體說明了。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，將現(xiàn)有的22項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行線性組合，作為新的綜合指標(biāo)。一個優(yōu)選的做法就是用F1(選取的第一個線性組合，即第一個綜合指標(biāo))的方差來表達(dá)，即Var(F1)越大，表示F1包含的信息越多。因此在所有的線性組合中選取的F1應(yīng)該是方差最大的，故稱F1為第一主成分。如果第一主成分不足以代表原來21個指標(biāo)的信息，再考慮選取F2即選第二個線性組合。為了有效地反映原來信息，F(xiàn)1已有的信息就不需要再出現(xiàn)在F2中，用數(shù)學(xué)語言表達(dá)就是要求Cov(F1，F(xiàn)2)＝0，則稱F2為第二主成分，依此類推可以構(gòu)造出第三、第四，……，第二十二個主成分，由此生成相應(yīng)的主成分分析模型(即回歸方程)。

在生成上述主成分分析模型的過程中，可以借助現(xiàn)有的成熟工具軟件如MATLAB或者R程序完成。這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都能掌握的常規(guī)技術(shù)手段，在此就不具體說明了。

生成主成分分析模型之后，將主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果進(jìn)行比較，對該主成分分析模型進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化。這個優(yōu)化的過程是不斷循環(huán)反饋，從而建立專家系統(tǒng)的過程。具體說明如下：

首先，組織多位中醫(yī)師根據(jù)皮膚狀況對志愿者的體質(zhì)類型進(jìn)行專家評分。在該步驟中，參與的中醫(yī)師的人數(shù)越多，評分結(jié)果越擺脫人的主觀判斷而趨近于客觀實(shí)際，相應(yīng)的評分誤差也越小。

其次，在獲得評分結(jié)果之后，可以通過以下兩種方法，計(jì)算專家評分的置信區(qū)間：

方法一：利用中心極限定理和大數(shù)定理，可得其服從正態(tài)分布的置信區(qū)間：(6.896165248，7.661339789)。

方法二：對于小樣本數(shù)據(jù)可用其服從t分布的特性，求得其置信區(qū)間：(6.880098538，7.6774065)。

由此可見，用第一種方法計(jì)算得到置信區(qū)間的長度更短，這就意味著精度更高。在進(jìn)行測試時，在實(shí)驗(yàn)樣本量相對自變量而言超過30時，優(yōu)先選用第一種方法進(jìn)行。

接下來，對主成分分析模型進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。具體地說，將測試所得的22個自變量代入主成分分析模型，可得到相應(yīng)的模型得分，然后與專家評分進(jìn)行匹配。如果主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果相差小于預(yù)定閾值(例如模型得分與專家評分的平均值之差在±3倍的專家評分標(biāo)準(zhǔn)差之內(nèi))，說明專家評分與模型得分的匹配度極高，則相應(yīng)的主成分分析模型可信度高，可以用于體質(zhì)類型的判斷。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，對53名志愿者分別采集了上述22項(xiàng)表征皮膚狀態(tài)的生理指標(biāo)，建立如下的主成分分析模型：

Y＝17.0706872010+0.0009554766*X1+0.0042227691*X2+0.0372812460*X3－0.0084799790*X4+0.0005998009*X5+0.0011587369*X6+0.0113902198*X7－0.5649746346*X8－0.2274372296*X9－0.0153912469*X10－0.0029504067*X11－0.0430109230*X12－0.0191596736*X13－0.0306828550*X14+0.0113000295*X15－0.5180550927*X16+2.8830254946*X17+2.4891415888*X18+0.0076238047*X19+0.0026694548*X20－0.0036951299*X21－0.0579308035*X22

其中，X1至X22的生理指標(biāo)含義如表1所示。

在通過皮膚檢測儀器獲得上述的22項(xiàng)皮膚生理指標(biāo)后，利用上述的主成分分析模型(即回歸方程)，計(jì)算出因變量Y的值，判斷是否在針對陽虛體質(zhì)的專家評分置信區(qū)間內(nèi)。如果Y值在上述置信區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為所測試的用戶屬于陽虛體質(zhì)；否則，所測試的用戶不屬于陽虛體質(zhì)。換句話說，當(dāng)優(yōu)化后的主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果相差小于預(yù)定閾值時，認(rèn)為主成分分析模型優(yōu)化成功。從此，可以擺脫對中醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)的依賴而利用主成分分析模型獨(dú)立開展體質(zhì)類型判斷工作。由此可見，上述主成分分析模型的優(yōu)化過程實(shí)質(zhì)上也是相應(yīng)專家系統(tǒng)的建立過程。

擬合優(yōu)度(Goodness of Fit)是指回歸直線對觀測值的擬合程度。度量擬合優(yōu)度的統(tǒng)計(jì)量是可決系數(shù)(也稱為確定系數(shù))R。R的值越接近1，說明回歸直線對觀測值的擬合程度越好；反之，R的值越接近0，說明回歸直線對觀測值的擬合程度越差。然而，當(dāng)解釋變量為多元時，要使用調(diào)整的擬合優(yōu)度，以解決變量元素增加對擬合優(yōu)度的影響。在上述實(shí)施例中，利用全部53名志愿者的生理指標(biāo)和相應(yīng)的專家評分進(jìn)行主成分分析，相應(yīng)主成分分析模型的運(yùn)行結(jié)果顯示其擬合優(yōu)度已經(jīng)達(dá)到0.8671。由此可見，本主成分分析模型完全可行。

在上述陽虛體質(zhì)評估方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)中除了包括表2所示的多種皮膚檢測儀器之外，還包括計(jì)算單元和顯示單元。其中，各種皮膚檢測儀器直接或通過轉(zhuǎn)換板卡間接連接該計(jì)算單元，以便將表征皮膚狀態(tài)的各項(xiàng)生理指標(biāo)傳輸給計(jì)算單元進(jìn)行處理。在計(jì)算單元中，至少包括如下功能模塊：主成分分析模型生成模塊，用于采用主成分分析法生成主成分分析模型；主成分分析模型優(yōu)化模塊，用于將主成分分析模型的評價結(jié)果與多位中醫(yī)師的評分結(jié)果進(jìn)行比較，對主成分分析模型進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化；體質(zhì)類型判斷模塊，用于根據(jù)各項(xiàng)生理指標(biāo)，結(jié)合優(yōu)化后的主成分分析模型對用戶的體質(zhì)類型進(jìn)行判斷。計(jì)算單元將所獲得的體質(zhì)類型判斷結(jié)論輸入顯示單元中，以便向用戶顯示評估結(jié)果。上述的計(jì)算單元和顯示單元可以由現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，計(jì)算單元內(nèi)置的功能模塊可以以軟件或者固件方式實(shí)現(xiàn)。這些都是本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍掌握的常規(guī)技術(shù)手段，在此就不具體說明了。

利用本發(fā)明所提供的陽虛體質(zhì)評估方法及評估系統(tǒng)，可以通過對皮膚狀態(tài)的綜合測量和評價，科學(xué)客觀地判斷出人的體質(zhì)類型。該評估方法及評估系統(tǒng)不僅準(zhǔn)確率高，而且可以利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)設(shè)備獨(dú)立進(jìn)行，完全擺脫了對中醫(yī)師個體經(jīng)驗(yàn)的依賴，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

另一方面，通過皮膚數(shù)據(jù)的采集和分析，用戶能夠很清晰地了解到自身全面的皮膚狀態(tài)，對于今后的護(hù)膚品選擇提供指導(dǎo)性的意見。此外，化妝品企業(yè)通過獲得皮膚評價得分能夠很清晰地了解到消費(fèi)者的皮膚狀態(tài)，通過消費(fèi)者的皮膚狀態(tài)的信息獲得能夠更有針對性的開發(fā)產(chǎn)品，并能夠更有針對性的將此部分產(chǎn)品投向靶向市場。

以上對本發(fā)明所提供的基于皮膚測量的陽虛體質(zhì)評估方法及評估系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將屬于本發(fā)明專利權(quán)的保護(hù)范圍。