用于皮肤护理装置的电流控制系统

相关申请案交叉引用

本发明要求于2021年10月15日递交的申请号为63/256,106、发明名称为“用于皮肤护理装置的电流控制系统”的美国临时申请的优先权，该申请的全部内容以引入方式并入本文并用于所有目的。

技术领域

本发明涉及用于皮肤处理系统的功率调制和控制。更一般地，本发明涉及用于控制皮肤护理中电功率传输的系统、装置、过程和方法，以便在保持疗效的同时提高使用者的舒适水平。适当用途包括但不限于用于化妆品皮肤保养和皮肤护理的微电流、电流和脉冲调制电流护理，以及适于满足适用法规要求的其他化妆品和非化妆品应用。

背景技术

皮肤覆盖在人体表面，从而形成对环境的物理绝缘层，并保护人体免受异物、昆虫和其他异物侵袭。皮肤还可调节体温、水和电解质的流动，并且包括触觉神经、热敏神经和其他形式的身体感觉。

皮肤外层或表皮层由称为角质形成细胞的细胞形成，可形成环境屏障并合成维生素D。表皮还包括：黑色素细胞，产生黑色素以保护身体免受有害的UV辐射；默克尔细胞，提供触觉敏感性；朗格汉斯细胞，这是一种白细胞或巨噬细胞，可保护人体免受感染，充当免疫系统的一部分。

表皮环绕于真皮周围。真皮的结构由成纤维细胞提供，成纤维细胞合成胶原蛋白和弹性蛋白以形成细胞外基质，胶原纤维提供强度和韧性，弹性蛋白线或弹性蛋白丝提供弹性和柔韧性。成纤维细胞还产生蛋白聚糖，这是一种粘性蛋白，具有水合作用和润滑作用，并调节离子结合和分子输送。真皮还包括巨噬细胞和肥大细胞(免疫系统的组成部分)，以及毛囊、汗腺和油腺、神经细胞和血管。

表皮和真皮构成皮肤。皮下组织连接皮肤与深层肌肉和筋膜，并连接皮肤与包括骨膜(覆盖骨骼)在内的其他结缔组织。皮下组织还包括弹性蛋白和脂肪细胞。反过来，皮肤健康取决于从皮下组织到外层表皮的所有这些成分。

已经开发了一系列个人皮肤护理产品以帮助保持皮肤健康和活力，包括用于对外层表皮进行清洁、去角质和平滑处理的装置，以及用于改善与产生I型胶原、弹性蛋白、蛋白聚糖以及真皮中细胞外基质的其他成分相关联的紧致度和弹性的产品。健康的皮肤还可以表现出更好的强度和弹性，提供更好的环境保护，促进免疫反应，并提供着色、色调和整体外观等美容益处。

先进的皮肤护理装置还采用基于电流的护理，包括用于增强局部传输的电流系统和基于微电流(脉冲)的电波形，后者还可以刺激皮肤组织本身。然而，皮肤对电流的响应涉及许多复杂且相互作用的生物过程，并且可以触发一系列使用者感觉。因此，不断需要更先进的电流控制技术，包括持续监控和控制电流水平以改善护理效果的技术，同时保持使用者舒适水平，并在适当时降低护理时间要求。

发明内容

公开了一种皮肤护理装置，所述皮肤护理装置包括：一个或更多个电极，适于对受试者的皮肤表面施加电流。电压或电流供应可以被配置为产生用于通过所述一个或更多个电极施加的所述电流；例如，其中功率被输出到所述皮肤表面。控制器可以被配置为调制所述输出功率，例如，使用监控电路，所述监控电路被配置为基于在所述一个或更多个电极处或跨所述一个或更多个电极检测到的至少部分电压，响应于所述输出功率的变化来产生反馈。

所述控制器可以包括：控制电路，被配置为基于所述反馈来调制所述电流，例如通过电平控制(level control)，所述电平控制适于经由非线性电流控制装置来调制所述电流。此外，还涵盖用于操作此类装置的方法，以及非瞬时性计算机可读介质，其具有可执行以操作此类装置的程序代码。

附图说明

图1是示出递送电流护理的装置的应用的剖面图；

图2是三种代表性皮肤护理装置的输出功率与皮肤电阻的关系图；

图3A是针对不同电流控制参数的电流与皮肤电阻的关系图；

图3B是针对图3A中的电流控制参数的输出功率与皮肤电阻的关系图；

图4是示出电流控制装置的漏极特性的电流-电压图；

图5是示出电流控制电路的代表性电子示意图，例如使用根据图5的装置；

图6是电流控制的逻辑框图，例如示出了根据图5的电流控制电路的操作；

图7是电流控制的流程图；例如示出了根据图7的控制逻辑的操作；

图8是具有连续电流控制的代表性皮肤护理装置的框图；

图9是用于电流控制的方法的框图；例如用于操作根据图8的装置。

具体实施方式

尽管本公开描述了本发明的特定示例和优选实施例，但本领域技术人员将认识到，在不脱离权利要求书的范围的情况下，可以在形式和细节上作出改变。此外，还结合附图描述了各种示例和实施例，其中相同的附图标记在多个视图中表示相同的结构和功能组件。这些示例和实施例并不限制根据权利要求所述的本发明的实践；相反，说明书仅阐述了不同系统、方法和装置的代表性应用，并且除非所附权利要求书中有所阐述，否则本发明的实践不受限制。

概述

本公开描述了如何调节皮肤护理装置的电气输出以满足使用者舒适水平要求，同时保持护理效果。该解决方案的设计不受现有技术的限制，此类限制可能降低最大电压和/或电流输出水平，从而降低装置功效，同时保持其他有益的操作特性。

传统的电流、微电流(或类似)皮肤护理装置通常利用恒定电流源来帮助将外用试剂输送到皮肤中，或以其他方式促进皮肤健康、活力和保健。然而，现有技术装置的使用者有时可能会出现刺痛感或刺痒感，在一些情况下可能会引起不适。为了应对这一问题，设计者有时会提供可调节的电平设置，这可以由使用者自行决定以电子方式降低电流或电压输出。

然而，一些调节水平设置也可能降低装置的有效性，例如通过将电流降低到保持效果所需的水平以下。为了提供更有效的解决方案，从而使得装置能够以较高(或最高)有效性运行，同时还提供积极的使用者体验，引入了持续作用的“恒定舒适水平控制”功能来调节装置的电输出功率。适当应用包括但不限于电流、微电流、经皮电神经刺激(TENS)和基于离子导入的皮肤护理装置，例如，如第2007/0185431A1号、第2021/0162212A1号和第2021/0308452A1号美国出版物以及第10,046,160B1号、第10,080,428B2号、第10,765,199B2号和第10,772,473B2号美国专利中描述的，它们最初被转让给犹他州普若佛的NSEProducts，并且这些专利的全部内容以引入方式并入本文并用于所有目的。

恒定电流源具有输出特性，可以在电阻发生变化的情况下向负载传输恒定电流。然而，这些源的实际输出性能受到用于供应电源的电压的限制，并且根据欧姆定律由电阻定义。

此外，输出功率是不均匀的，因为它取决于负载的电阻。该关系由以下功率方程定义：

P＝I

其中I是电流输出，R是电阻，P是传输到负载(例如，使用者的皮肤)的电功率。或者，

P＝I×V，(2)

其中电压V＝I×R，同样根据欧姆定律。

当在皮肤上使用基于电流(或类似)的装置时，等效电阻特性会根据皮肤厚度、水分含量、存在(或不存在)外用试剂和面部毛发或体毛以及其他特性而不断变化。在一些情况下，当源试图将电流I保持在恒定值时，电阻R的这些变化可能是突然的，并且快速发生，导致电压V和输出功率P以类似方式发生快速变化。

这些“超极化”事件会使皮肤暴露于显著的功率差动瞬变，这与刺痛感或刺痒感以及(在一些情况下)引起使用者不适的可能性相关联。导致超极化事件(包括电压和/或功率的快速波动)的一些因素包括装置的电气特性、装置在接受护理的皮肤表面上的移动速度、皮肤接触表面积、施加的压力、皮肤的干燥程度和水分含量、皮肤厚度、护理区域的位置等。

图1是示出应用皮肤护理装置100以将电刺激或电流护理S传输到受试者(例如，装置100的使用者)的皮肤110的剖面图。装置100还可以由皮肤护理技师、护理专家或其他人应用于受试者的皮肤110。

如图1所示，皮肤护理装置100包括一个或更多个电极120，该一个或更多个电极适于对受试者皮肤110的表面111施加电流护理S，例如结合使用如图所示的外用试剂112，或者直接施加到皮肤表面111上。皮肤(或“皮(cutis)”)110从皮肤表面111穿过表皮层(或表皮)114延伸到下真皮层(真皮)116。皮下组织118包括位于皮肤110下方的皮下组织。

真皮116包括上乳头层和下网状层，这两者分别由较疏松排列的胶原纤维和较致密的胶原纤维形成。胶原纤维从真皮层116延伸到皮下组织118，形成连接皮肤110与深层肌肉和其他结缔组织的结缔组织(筋膜)。皮下组织118还包括(例如)贮脂细胞(脂肪细胞)和细胞内脂质或细胞间脂质形式的脂肪组织，其在胶原纤维之间形成。小血管或毛细血管的网络提供从皮下组织118延伸到真皮116的循环。

根据应用，电流刺激S可以由沿皮肤表面111设置的一个或更多个电极120产生。外用试剂112可以涂抹在皮肤表面111以提高电导率，并为皮肤110提供营养物质和其他有益物质(例如，以凝胶、护理液或其他皮肤护理物质的形式)。如图1所示，电流刺激S可以通过皮肤表面111传播到上表皮层114，并通过表皮层114传播到真皮116和皮下组织118中的一个或两个。

因此，刺激S可以促进表皮组织、真皮(皮肤)组织和皮下组织中的一系列有益反应。

电流护理S可以作为稳态(恒定或交流)电压信号施加；例如，以电流护理的形式，或者使用调制波形，例如由沿皮肤表面111隔开的两个或多个电极120产生的脉冲微电流波形。此外，一个或更多个电极120还可以设置在皮肤表面111上或附近的选定护理位置(例如，设置在面部、手臂、躯干或腿上)，与另一个电极120远程耦合，例如，通过与使用者的手或该受试者身体的其他部位接触。

在更先进的装置中，提供了控制电路来调节所施加的电流护理S，以保持效果并促进离子传输和其他有益效果。在所有这些应用中，基于施加的电流水平，在使用者/受试者舒适水平与护理效果之间进行权衡。电流控制还可能因皮肤状况(包括干燥、存在或不存在外用试剂和面部毛发或体毛)以及可能影响要由装置100护理的皮肤表面的不同区域的电导率的其他皮肤状况而变得复杂。为了解决这些问题，可以采用连续的、基于舒适水平的电流控制系统，如本文所述，使用反馈回路在一系列基于电流、微电流、TENS和离子束的皮肤护理装置中进行电功率调节。

图2是三种代表性皮肤护理装置A(线210)、B(线220)和C(线230)的输出功率与电阻的关系图(200)。输出功率(或“皮肤功率”)P如垂直轴所示，皮肤电阻R如水平轴所示，两者均以任意单位表示。

在该示例中，当现有技术装置A和B遇到干燥皮肤斑点或皮肤电阻的其他突然变化(例如，在约30kΩ到约70kΩ的范围内)时，电流源可以接近它们的最大电流设置，使受试者暴露于未调节的瞬态功率差动(例如，约1.5mW到2.0mW或更高)。已观察到这些范围内的功率差动会导致刺痛感和刺痒感，直到并包括引起使用者不适。

该问题可以通过提供连续作用的功率调制和控制功能来解决，该功能能够在超极化和其他瞬态事件期间调节电输出功率。这与传统的恒定电流源不同，传统的恒定电流源可能无法在超极化事件和其他快速瞬态期间调节输出功率，而不依赖于绝对装置性能限制。

这些绝对限制(例如，使用者可选择的固定电流水平或“一次性”最大设置)会在预先选择的范围内减少装置的最大电流输出，例如减少25％至75％或更多，这可能会显著降低装置的整体效率。为了提供更有效的解决方案，从而使得装置能够以较高或最大有效性运行，同时还提供积极的使用者体验，可以调节电源以提供更加恒定的输出功率。

图1的装置C(线230)表示使用此类恒定电源的此类装置(例如，电流装置或类似的皮肤护理装置)。从线230的更平坦的响应曲线可以看出，此类装置可以更适于在超极化事件期间或在电阻和/或输出功率的其他快速变化期间调节输出功率。

基于该实用示例，装置C可以在皮肤电阻中超过两倍的类似变化(例如，从约30kΩ到约70kΩ)时更好地调节输出功率，其中总体功率差动更小(例如，小于约0.25mW，与装置A和B的2mW和1.5mW瞬态功率差动相比)。此外，装置C能够在更宽的电阻范围内传输并保持明显更高的功率电平。

图3A是针对MIN(线310)到MAX(线320)范围内的不同电流控制参数(或“节流”)值的电流与皮肤电阻的关系图(300)。电流I如垂直轴所示，皮肤电阻R如水平轴所示，两者均以任意单位表示。

图3B是针对根据图3A的MIN(线360)到MAX(线370)范围内的电流控制参数值的输出功率与皮肤电阻的关系图(350)。输出功率P如垂直轴所示，皮肤电阻如水平轴所示，两者均以任意单位表示。

如图3A所示，电流曲线被调节为随着皮肤电阻的增大和减小而以非线性方式变化。电流曲线不是恒定的，并且电流随皮肤电阻以非线性方式动态变化。根据选定控制参数，曲线还示出介于最小值(线310)和最大值(线320)之间的更大动态范围。

如图3B所示，非线性电流变化可以适于类似于平方律函数，或者以其他方式在不同电阻值R的更大范围内提供进一步大致恒定的输出功率。这种电流调制技术可防止发生突发性功率瞬态或降低其发生率，并产生更动态的功率范围，由最小“节流”或控制参数值(线360)与最大控制参数值(线370)之间的不同功率曲线表示。

如图3B所示，不再存在突发性功率瞬态。相反，功率会更平稳地增大到最大值，然后缓慢减小到接近恒定值或渐近值。这与图2的装置A(线210)和装置B(线220)不同，其中功率电平具有高峰值(例如，4.5kW或更大)，从电阻R低于峰值的高斜率的快速上升范围增大，并且在峰值之后更快地减小。

在图3A中，峰值电流曲线中的增大更平缓，反映了非线性响应。此外，图3B中的功率曲线接近较高电阻范围(例如，高达100KΩ或更高)内的恒定值或渐近值，而不是如图2的装置A(线210)和装置B(线220)所示的可能与皮肤生理反应(例如，刺痛、刺痒或不适)相关联的功率突然下降。如上所述，这种更严格控制的恒定电源调制还可提供更大的动态范围，并且不太容易出现皮肤感觉或与突发性功率瞬态相关联的不适。

尽管通过施加不断调制的电源可以减少或基本上消除突发性功率瞬态的实例，但由于突然的电阻变化(例如，由于皮肤与电极的接触不稳定、存在或不存在外用试剂或皮肤表面本身的电导率提高或降低)，受试者仍然可能会出现与超极化事件相关联的刺痛感或刺痒感。

当在皮肤上放置微电流或电流源时，在一定量的电流暴露之后或在给定的暴露时间之后，皮肤的电导率通常会提高。当发生这种情况且电流基本恒定时，由于欧姆定律(V＝I×R)，电极两端的电压将减小。

当电压开始减小时(例如，当皮肤的电导率提高时)，皮肤可能会开始有所感觉。如果电压快速减小，则可以将其视为超极化事件。因此，当皮肤电阻在相对较短的时间内减小时，可能会出现皮肤刺痛和刺痒或不适，这与超极化事件相关联。

当电压突然增大而不是减小时(即，由于皮肤上的干燥斑点导致电阻增大而引起的超极化事件，或者如果使用者与皮肤表面建立的电极接触不良)，也可能会出现皮肤感觉。更一般地，皮肤感觉和不适可能与超极化事件相关联，而不管超极化事件是如何引起的，以及电压和功率是明显增大还是减小。为了解决这些事件并进一步提高使用者舒适水平，可以对电源输出进行额外的调节。

功率调制电路设计

为了消除皮肤感觉，如上所述，恒定电源调制可以根据电压变化来改变功率电平。为此，需要确定控制参数或“节流”值来控制输出功率水平。

无论何时发生超极化事件，为了防止或减轻皮肤感觉以及引起不适的可能性，这种机制都可以适于将输出功率节流(减少)到最小值或范围。在功率减小之后，可以应用节流或控制参数来更慢地增大功率，从而返回恒定能量调制允许或定义的最大值。

为了设计用于皮肤护理的进一步大致恒定的能量供应，对电流源采用非线性(例如，平方律或似幂律输出)控制电路。可以使用表现出适当平方律或幂律响应的一系列模拟和/或数字组件来操纵或调节非线性源控制。

例如，可以利用二极管以基本上平方律的方式，通过以非线性(幂律)响应在“膝”区域中驱动二极管来形成电流行为。此外，还可以使用场效应晶体管(FET)或结型场效应晶体管(JFET)等晶体管或其他三端装置。在这些应用中，为了获得所需的幂律响应曲线形状，还可以朝向击穿或倒置的“膝”区域驱动装置或将装置驱动到该区域中。

图4是示出电流控制装置(例如，JFET)或其他三端装置的漏极特性的电流-电压图(400)。漏电流I

如图4所示，响应曲线增大到该图中间的大致平坦或线性区域，然后增大到倒置膝区域(接近击穿)。输出电流(漏电流I

图5是示出代表性电流控制器或控制电路500的电子示意图，例如用于结合使用根据图4的控制装置。如图5所示，控制电路500分为软件控制器部分510和硬件控制部分520。

控制电路500的软件侧(或部分)510包括可编程微处理器或微控制器(MCU)模块512、信号发生器514、电平控件(或控制电路)516以及电压监控或反馈电路518。硬件侧(或部分)520包括耦合到第一电极120A(电极A)的运算放大器(op amp)(522、523)以及耦合到第二电极120B(电极B)的电流控制装置524的序列；例如，根据图4进行操作，或其他适当的三端或非线性装置524。电极(120A、120B)适于对受试者的皮肤110施加电流刺激，该电流刺激由控制电路500调制以降低功率瞬态并提高使用者舒适水平，同时保持护理效果，如本文所述。

例如，控制电路500的硬件部分520在模拟模式下连续地操作。软件控制部分510基于经由op amp(522、523)耦合到电极A的信号发生器514的数字采样率按顺序操作，从而利用一系列电阻器(R1、R2、R3)来控制反馈并确定增益。如上所述，信号本身可以作为用于施加微电流护理的调制波形或电流信号产生。

电平控件514经由电阻器R

为了保持更恒定的功率控制，同时防止或避免与瞬态引起的不适相关联的皮肤感觉，控制电路500适于向电流控制装置524提供功率控制参数或信号；例如，如上所述从最小值(MIN)到最大值(MAX)的范围。在电路500的操作中，可以基于来自电路518的电压监控(或其他反馈信号)向上或向下移位参数值或电平；例如，使用耦合到控制装置524的第二端子并连接到微控制器512的电压传感器535；例如，以模数转换器(ADC)的形式。或者，适当的电压传感器535可以集成到微控制器512中。

虽然控制电路500本身可能不会直接测量功率，但是功率具有由皮肤电阻和施加的电流量定义的数学关系。虽然皮肤110的电阻独立于控制电路500的操作来确定，但是硬件部分520主动地调节对皮肤110施加的功率。通过软件控制部分520进一步增强硬件功率调节；例如，通过经由反馈电路518测量电压和/或皮肤电流，并且经由提供给控制装置524的栅极电压V

通过操纵电流控制装置524的栅极输入电压V

其他反馈功能

为了进一步处理超极化事件和瞬态，还可以在恒定能量供应调制电路500中或装置上的其他位置包括以下特征中的一个或更多个，并且(例如)经由反馈电路518与MCU 512进行数据通信。

此外，还可以使用加速计或速度传感器/检测器530作为反馈电路518的一部分。当使用者移动装置过快时，可能会导致电极接触不良，从而导致超极化事件。在这种情况下(例如，当达到或超过预先选择的速度或加速度值时)，功率调制电路500可以适于警告使用者并节流(减小)输出功率，直到移动返回到速度和/或加速度的常规推荐范围。

一个或更多个压力传感器540可以适于(例如)基于电极表面上的力或载荷的预定义范围来感测一个或更多个电极(120A、120B)与皮肤110的表面之间的适当接触。在接触不当的情况下(力或载荷超出预定义范围)，系统可以警告使用者和/或节流(减小)输出功率，直到重新建立此类时间推荐压力(力或载荷在预定义范围内)。

可以使用皮肤温度传感器550来完成对功率调制电路500的附加反馈，以帮助防止或减少超极化事件。在这些示例中，皮肤温度传感器还可以用于根据使皮肤温度和皮肤敏感性相关或使皮肤温度和电阻相关的预定义函数来调制反馈电压。

图6是电流控制的逻辑框图或控制逻辑(600)，例如示出了根据图5的控制电路500的操作。如图6所示，控制逻辑600包括产生适当的电流信号(框610)、放大(框620)、功率调制(框630)、施加到受试者皮肤(框640)和反馈回路(框650)。

电流信号(框610)可以由图5的信号发生器514产生，例如作为电流或脉冲微电流信号或TENS信号。通过使用适当的反馈布置来确定增益，可以经由一个或更多个放大器(522、523)放大信号，如上所述(框620)。

功率调制/曲线调节(框630)可以通过图5所示的非线性电流控制装置524(例如，晶体管、JFET或其他三端装置524)来完成。可以使用电平控件516来确定对电阻变化的电流和功率响应，以确定用于确定控制装置524上的栅极电压V

术语“节流”用于描述对PJFET或其他非线性控制装置524的栅极施加的电压电位V

可以使用一个或更多个电极(120A、120B)对受试者的皮肤施加调制和调节的电流信号(框640)。反馈回路(框650)用于(例如)基于电压反馈电路518或使用如上所述的加速度计或速度传感器530、压力传感器540或皮肤温度传感器550来确定控制值的变化。

图7是电流控制的流程图；例如示出了操作根据图6的控制逻辑600的方法700。如图7所示，恒定功率调制或电流跟踪例程开始于步骤710，并继续更新反馈信号的短期和长期移动平均值，如图5所示的电压反馈的模数转换(ADC)。

如图7所示，每次获取电流波形(或其他电流或电压输出)的新ADC样本时，可以调用电流控制跟踪例程700。对于微电流、TENS和其他基于波形的系统，可以在波形产生期间的特定时间(例如，每半个周期三个样本；在脉冲产生的“打开”阶段期间；或两个、四个或多个样本；或以其他适当的速率)获取ADC样本。对于电流系统，ADC采样可以适当的周期性或非周期性间隔进行。实际上，还可以改变采样速率以增大或减小控制电路的软件控制部分的响应度，或者适应波形或频率的变化。

短期平均值可以包括(例如)用于微电流装置的一个、两个或多个脉冲序列，例如10-60毫秒(ms)或更长的脉冲序列，并且以每个序列一个、两个、三个或多个脉冲进行采样。长期平均值可以包括采用类似采样率的三个、四个、五个、六个或多个脉冲序列。TENS波形可以类似方式进行采样，而电流波形可以类似的规则或不规则间隔进行采样，例如每1.2秒最多30个样本或以更高或更低速率进行采样。

通过电压的显著和持续增加(对应于缺乏通过受试者皮肤的电流路径)，或者经由适于感测电极表面上的反作用力的压力传感器，可以检测到(步骤730)从皮肤移除该装置。如果该装置被移除(分支“Y”)，则将控制值设置为最小值(步骤740)，从而将电流和功率曲线降低到它们的最低范围，并退出例程(步骤780)，直到下一个ADC采样周期；例如，以确定该装置是在皮肤护理期间被无意拆卸或临时移除，还是被故意移除以结束护理周期。在这些情况下，当装置被替换到皮肤表面上或附近时(例如，使用电压反馈信号或压力传感器来检测皮肤接触)，或者当装置被重新打开并再次使用时，也可以重新启动例程700(步骤710)。

当装置耦合到皮肤表面时(未移除；分支“N”)，可以将反馈信号的新的短期平均值与先前值进行比较(步骤750)，以便确定可能指示皮肤电阻和/或输出功率变化的实质性或显著差异。如果变化是显著的(分支“Y”)(例如，对应于20μA或更大的电流变化，或5％、10％、20％或更大的相对变化)，则可以将新的短期平均值和长期平均值进行比较，以确定变化方向(步骤755)。根据该方向，通过利用较低的电流和输出功率响应曲线来避免瞬态，可以将电流控制(“节流”)值设置为最小值(分支“Y”)；例如，如图3A和图3B所示。

如果短期平均值没有实质性变化，或者如果变化方向和变化量适当(分支“N”)，则可以根据其最大值来检查电流控制参数(“节流”)(步骤760)。如果已经达到最大值(分支“Y”)，则可以退出例程(步骤785)。如果未达到最大值，则在退出(步骤785)之前增大该值(步骤770)，直到开始下一个跟踪/控制序列(步骤710)。虽然步骤780和785表示独立的退出点，但是在循环返回以更新移动平均值(步骤720)之前，也可以迭代地执行方法700，无论是否显式退出(步骤780和785)以及是否显式启动或重新启动(步骤710)。

在操作中，在启动时(框710)，适当的MCU或其他控制处理器可以适于以特定速率对反馈进行采样并对信号进行数字化处理(框720)；例如，如图5所示的固定值限流电阻器上的电压降，或其他适当的反馈信号。可以对控制软件例程进行编码，以便(例如)使用欧姆定律或通过对电压反馈进行直接采样来将数字化反馈信号转换为电流或功率电平。使用相对较短和较长的时间平均或采样窗口来分别确定和更新短期和长期平均值，对结果进行数字化处理(例如，使用ADC)，然后将其馈送到快速(短期)和慢速(长期)过滤器。

短期和长期运行平均值(快速和慢速过滤器信号)响应于瞬态；例如，包含一个多个超极化事件。在框750中，与先前(短期)样本平均值相比，处理器比较反映皮肤电阻(增大或减小的电阻)的相对突然或“重大”变化的短期样本读数。

例如，先前和当前或新的平均值可以基于第一系列反馈信号和第二系列反馈信号，该第一系列反馈信号和第二系列反馈信号在时间上可以是不同的且连续的，或者至少部分地重叠。然后，反馈信号的变化可以根据第一系列反馈信号和第二系列反馈信号的平均值之间的差值来限定，其中该变化超出预定义阈值。平均值可以是简单平均值，也可以是加权平均值，例如以便相对于较晚信号或相应序列中具有相同权重的所有信号对较早信号进行加权处理。

皮肤和波形属性以及电流控制(“节流”)位置的变化都可能会影响平均值差异的大小，以响应超极化事件和其他瞬态。其他长期平均值比较(框755)可以用于识别皮肤电阻相对快速增大的情况，或出现可能导致短期样本平均值降至长期平均值以下的其他相关情况。

例如，反馈信号的变化可以进一步根据新的平均值(例如，基于第二系列反馈信号)来限定，该新的平均值小于第三系列反馈信号的平均值；其中第三系列长于第二系列，并且与第一系列和第二系列两者至少部分地重叠。在这种情况下，软件控制回路可以被配置为最小化节流位置(框740)，以便防止皮肤电流显著激增或降低皮肤电流显著激增的可能性。在框730中，过程700可以通过合并运动传感器(速度或加速度计)读数或压力传感器读数(响应于电极表面上的力)来进一步增强控制回路，其可以指示从皮肤上移除装置，这也可能导致或促成超极化事件。

装置和过程应用

图8是具有带有一个或更多个电极或发射器820的容纳部810的代表性皮肤护理装置800的框图。电极820适于(例如)根据图1所示的装置100向受试者的皮肤110提供电刺激S。

如图8所示，微电流装置800还包括：能量供应(P/S)830；电流源或电压源(IV)840，其电连接至一个或更多个电极820；基于微处理器(μP)的控制器850；以及存储器855和外部通信接口(I/F)860。

能量供应830可以可充电电容器或电池系统的形式提供，例如，具有适于外部有线或无线(例如，感应)充电的电源端口(P)835。微处理器控制器850与存储器855进行数据通信，存储器855存储控制代码856和操作数据858。通信接口(I/F)860可以适于(例如)使用硬连线通信端口或无线通信设备(D)865与控制器850进行数据和控制通信。

在装置800的操作中，能量供应830向电压或电流发生器(或源)840以及微处理器控制器850、存储器855和接口860提供电源。控制器850被配置为(例如)通过执行存储在存储器855中的控制代码856，来调节由源840产生的电位(V)或电流(I)信号。

控制参数和其他操作数据858可以用于调制提供给每个选定电极或发射器820的信号，以便传递所需的微电流脉冲波形、TENS或电流信号。控制器850还可以作为根据图5的控制电路500所述的适于恒定功率调制的控制电路提供。

根据实施例，装置800可以包括：多个(至少两个)电极820，适于对受试者的皮肤表面施加电流信号；电压源或电流源840，被配置为产生用于通过至少两个电极(例如，电流源或波形发生器)施加的电流信号，其中功率被输出到皮肤110的表面。

控制器/微处理器850可以被配置为调制输出到皮肤110的表面的功率，例如包括监控电路，该监控电路被配置为基于输出功率，响应于电流信号(或输出到皮肤110的表面的功率)的变化来产生反馈信号，其中该变化与受试者的舒适水平相关联。例如，至少部分地基于使用传感器870在一个或更多个电极处、附近或跨一个或更多个电极检测到的电压，该变化可以与舒适水平的降低或引起不适的可能性相关联。此外，还可以在装置800中并入附加传感器870，例如本文描述的一个或更多个加速度或速度传感器、压力传感器或温度传感器或其任意组合。

控制器可以作为控制电路850提供，该控制电路包括电平控制器，该电平控制器被配置为(例如)基于根据图5的控制电路500的反馈信号，在预定义范围(例如，预定义舒适范围)内调制电流。该电平控制器可以耦合到被配置为调制电流的电流控制装置，例如耦合到三端电流控制装置的栅极，该三端电流控制装置耦合在监控电路与一个或更多个电极之间。因此，电平控件可以将电流控制装置的响应曲线限定在预定义范围内。

控制电路850可以被配置为响应于电流信号的预定义变化或输出到皮肤810的表面的功率的变化，将电流信号调制或调节为预定义舒适范围内的调节后的较低值或最小值。该变化可能与舒适水平的降低或引起不适的可能性相关联。此后，控制电路850可以响应于以下检测范围，即从监控电路在一个或更多个电极820处、邻近或跨一个或更多个电极820感测或检测到的电压样本平均值到(在调制后)调节后的较低电流信号值，使得此时的电流信号或输出到皮肤表面的功率不再与引起不适的可能性相关联，在这种情况下，控制电路850可以被配置为将电流调制到预定义舒适范围内的调节后的较高或最大电流值，前提是该值在舒适范围内可用。

图9是用于电流控制的方法1000的框图；例如用于操作根据图8的装置800。此外，还包括用于操作根据上述示例中任一项所述的装置的方法1000，以及一种非瞬时性计算机可读介质，其上存储有程序代码，所述程序代码可在计算机处理器或控制器上执行，以操作根据上述示例中任一项所述的装置。

可以如本文所述提供一种皮肤护理装置800，所述皮肤护理装置具有所公开特征的任何组合。控制电路850可以被配置为调制本文所述的一个或更多个电极820传输的功率，包括所公开特征的任何组合。可以实施一种方法1000，所述方法用于调制本文所述的一个或更多个此类电极820传输的功率，包括所公开特征的任何组合。

一种用于操作装置的方法1000，所述装置包括：一个或更多个电极，适于对受试者的皮肤表面施加电流信号(S)(1010)；电压源或电流源，被配置为产生用于通过所述一个或更多个电极施加的电流(I)信号(1020)，其中功率(P)被输出到所述皮肤表面(1025)；以及控制器，被配置为调制输出到所述皮肤表面的所述功率(ΔP)(1026)。所述控制器包括：监控电路，被配置为至少部分地基于在所述一个或更多个电极附近感测到的电压(V)(1035)，响应于输出到所述皮肤表面的电流信号或所述功率的变化来产生反馈信号(FDBK)(1030)；以及控制电路，被配置为基于所述反馈信号(FDBK)来调制所述电流(ΔI)(1036)。

所述控制电路包括：非线性电流控制装置，适于基于所述反馈信号(FDBK)来调制对所述皮肤表面施加的所述电流信号的变化(ΔS)(1040)。所述电流控制装置包括晶体管、场效应晶体管或结型场效应晶体管中的一个或更多个。所述电流控制装置包括：第一端子，耦合到所述一个或更多个电极；第二端子，耦合到所述监控电路；以及栅极，耦合到所述控制电路。

所述监控电路包括：电压传感器，耦合到所述电流控制装置的所述第二端子；所述控制电路被配置为将在所述第二端子处感测到的所述电压(V)转换为所述电流信号或所述输出功率(P-OUT)(1050)。所述控制电路包括：电平控件，耦合到所述电流控制装置的所述栅极，其中所述电平控件基于所述电压、所述电流信号或所述输出功率的变化来限定所述电流控制装置的响应曲线(RESP)(1060)。

所述电平控件被配置为基于来自所述监控电路的所述反馈信号(FDBK)，将所述响应曲线(RESP)限定在预定的最小功率电平(P-LEV)与最大功率电平(P-LEV)之间(1070)。所述电平控件被配置为基于所述反馈信号的变化(ΔFDBK)，将所述三端装置的所述响应曲线降低(LO-R)到或接近所述预定的最小功率电平(1080)。

所述反馈信号的所述变化(ΔFDBK)根据超出预定义阈值的第一系列反馈信号和第二系列反馈信号的平均值(AVG)之间的差值来限定(1090)。所述第一系列反馈信号和所述第二系列反馈信号至少部分地重叠或是连续的。所述反馈信号的所述变化进一步根据所述第二系列反馈信号的所述平均值来限定(1110)，所述第二系列反馈信号的所述平均值小于第三系列反馈信号的平均值(ΔAVG)，其中所述第三系列长于所述第二系列，并且与所述第一系列和所述第二系列至少部分地重叠。

所述电平控件被配置为基于不存在所述变化，使所述三端装置的所述响应曲线提高(HI-R)到所述预定的最大功率电平(1120)或向所述预定的最大功率电平提高。所述控制电路被配置为基于持续不存在所述变化，将所述响应曲线迭代地提高到接近所述预定的最大值(P-MAX)(1130)。

所述反馈信号(FDBK)响应于从所述受试者的所述皮肤表面移除所述装置(1140)。所述控制电路被配置为基于从所述受试者的所述皮肤表面移除所述装置，将所述响应曲线降低到或接近所述最小值(P-MIN)(1150)。

所述反馈信号进一步基于以下各项中的一项或更多项：加速度计或速度传感器信号(SIG-A)，响应于所述装置相对于所述皮肤表面的速度(1160)；压力信号(SIG-P)，响应于所述皮肤表面上的所述一个或更多个电极上的力(1162)；以及温度信号(SIG-T)，响应于所述皮肤表面上或附近的温度(1164)。所述电压源或电流源耦合到所述电极中的第一电极，并且所述控制电路被配置为基于所述反馈信号，通过限定所述电极中的第二电极处的增益曲线(GAIN)来调制所述电流(1170)。

所述控制电路被配置成通过合适的三端或非线性控制装置524来限定耦合到第二电极的非线性装置或三端控制装置(3TD)处的增益曲线(1180)，这例如根据图4以及图5中的控制电路500。所述控制电路被配置为基于所述反馈信号(FDBK)，将所述增益曲线限定在所述增益曲线的最小值(G-MIN)与所述增益曲线的最大值(G-MAX)之间的多个离散值中的一个处(1190)。所述控制电路被配置为基于操作条件，分别响应于所述反馈信号的预定义变化来降低所述增益曲线(LOW-G)(1192)，并且响应于所述反馈信号不存在所述预定义变化来提高所述增益曲线(HI-G)(1194)。

因此，图5中的控制电路500被配置为使用根据图4进行操作的控制装置424并且如方法1000所述来调制一个或更多个电极传输的功率。

示例

可以提供一种装置，所述装置包括：一个或更多个电极，适于对受试者的皮肤表面施加电流信号。电压或电流供应可以被配置为产生用于通过所述一个或更多个电极施加的所述电流信号；例如，其中功率被输出到所述皮肤表面。

控制器可以被配置为调制输出到所述皮肤表面的所述功率；例如，所述控制器包括：监控电路，被配置为至少部分地基于在所述一个或更多个电极处或跨所述一个或更多个电极检测到的电压，响应于所述电流信号或输出到所述皮肤表面的所述功率的变化来产生反馈信号。控制电路可以被配置为基于所述反馈信号来调制所述电流。

所述控制电路可以包括：非线性电流控制装置，适于基于所述反馈信号来调制对所述皮肤表面施加的所述电流的变化。所述非线性电流控制装置可以包括晶体管、场效应晶体管和/或结型场效应晶体管中的一个或更多个。

所述非线性电流控制装置可以包括：三端装置，耦合到所述一个或更多个电极。所述控制电路可以包括：电平控件，耦合到所述三端装置的栅极；例如，其中所述电平控件限定所述三端装置的响应曲线。

所述监控电路可以包括：电压传感器，响应于在所述一个或更多个电极处或跨所述一个或更多个电极检测到的所述电压；例如，所述控制电路适于将所述电压转换为所述电流信号或所述输出功率。所述电平控件可以响应于所述电压、所述电流信号或所述输出功率的变化。所述电平控件可以被配置为基于来自所述监控电路的所述反馈信号，将所述三端装置的所述响应曲线限定在预定的最小功率电平与最大功率电平之间。

所述电平控件可以被配置为基于所述反馈信号的变化，使所述三端装置的所述响应曲线降低到所述预定的最小功率电平或向所述预定的最小功率电平降低。例如，所述反馈信号的所述变化可以根据超出预定义阈值的第一系列反馈信号和第二系列反馈信号的平均值之间的差值来限定。所述第一系列反馈信号和所述第二系列反馈信号可以至少部分地重叠或是连续的。

所述反馈信号的所述变化可以进一步根据所述第二系列反馈信号的所述平均值来限定，所述第二系列反馈信号的所述平均值小于第三系列反馈信号的平均值；例如，其中所述第三系列长于所述第二系列和/或与所述第一系列和所述第二系列至少部分地重叠。

所述电平控件可以被配置为(例如)基于不存在所述变化，将所述三端装置的所述响应曲线提高所述预定的最大功率电平或向所述预定的最大功率提高。所述控制电路可以被配置为(例如)基于持续不存在所述变化，将所述响应曲线迭代地向所述预定的最大值提高。

所述反馈信号可以(例如)基于所述反馈信号的变化，响应于从所述受试者的所述皮肤表面移除所述装置。所述控制电路可以被配置为基于移除所述装置，将所述响应曲线向所述最小值降低。

所述反馈信号可以进一步基于以下各项中的一项或更多项：加速度计或速度传感器信号，响应于所述装置相对于所述皮肤表面的速度；压力信号，响应于所述皮肤表面上的所述一个或更多个电极上的力；以及温度信号，响应于所述皮肤表面上或附近的温度。

所述电压源或电流源可以耦合到所述电极中的第一电极，并且所述控制电路可以被配置为基于所述反馈信号，通过限定所述电极中的第二电极处的增益曲线来调制所述电流。例如，所述控制电路可以被配置为将所述增益曲线限定在耦合到所述第二电极的非线性装置或三端装置处。

所述控制电路可以被配置为基于所述反馈信号，将所述增益曲线限定在所述增益曲线的最小值与所述增益曲线的最大值之间的多个离散值中的一个处。例如，所述控制电路可以被配置为响应于所述反馈信号的预定义变化来降低所述增益曲线，并且响应于所述反馈信号不存在所述预定义变化来提高所述增益曲线。

此外，还包括用于操作根据上述示例中任一项所述的装置的方法，以及一种非瞬时性计算机可读介质，其上存储有程序代码，所述程序代码可在计算机处理器或控制器上执行，以操作根据上述示例中任一项所述的装置。

可以如本文所述提供一种皮肤护理装置，所述皮肤护理装置具有所公开特征的任何组合。控制电路可以被配置为调制本文所述的一个或更多个电极传输的功率，包括所公开特征的任何组合。可以实施一种方法，所述方法用于调制本文所述的一个或更多个此类电极传输的功率，包括所公开特征的任何组合。

可以提供一种装置，所述装置包括：多个电极，适于对受试者的皮肤表面施加电流信号。电压源或电流源可以被配置为产生用于通过所述电极施加的所述电流信号；例如，其中功率被输出到所述皮肤表面。

控制器可以被配置为调制输出到所述皮肤表面的所述功率；例如，所述控制器包括：监控电路，被配置为至少部分地基于在所述一个或更多个电极处、附近或跨所述一个或更多个电极感测到的电压，响应于所述电流信号或所述输出功率的变化来产生反馈信号。所述控制器可以包括：控制电路，被配置为基于所述反馈信号在预定义范围内调制所述电流。

所述多个电极可以包括：两个或多个电极，被配置为与所述皮肤表面电接触。所述多个电极可以包括：至少一个电极，被配置为与所述皮肤表面电接触；以及至少一个其他电极，被配置为与所述受试者的手部或其他身体部位电接触，与所述皮肤表面隔开。

所述反馈信号可以响应于在所述一个或更多个电极处、附近或跨所述一个或更多个电极检测到的所述电压值的平均示例值。所述电流信号或所述输出功率的所述变化可以与所述受试者的舒适水平相关联；例如，所述舒适水平响应于输出到所述皮肤表面的所述功率。

所述控制电路可以包括：功率电平控件，被配置为(例如)响应于与舒适水平降低相关联的所述变化，将所述电流信号调整到所述预定义范围内的较低值或最小值。所述功率电平控件可以被配置为(例如)响应于与舒适水平增加或舒适水平未降低相关联的所述变化，将所述电流信号调整到所述预定义范围内的较高值或最大值。例如，所述控制电路可以耦合到三端装置(耦合在所述监控电路与所述一个或更多个电极之间)的栅极，并且被配置为将设置所述三端装置的增益曲线的功率电平限定在预定义的最大范围与最小范围之间。

在这些示例和实施例的任一项中，可以提供一种皮肤护理装置，所述皮肤护理装置包括：一个或更多个电极，适于对受试者的皮肤表面施加电流信号；电压源或电流源，被配置为产生用于通过所述一个或更多个电极施加的所述电流信号，其中功率被输出到所述皮肤表面；以及控制器，被配置为调制输出到所述皮肤表面的所述功率。所述控制器可以包括：监控电路，被配置为至少部分地基于在所述一个或更多个电极附近感测到的电压，响应于所述电流信号或输出到所述皮肤表面的所述功率的变化来产生反馈信号；以及控制电路，包括耦合到所述一个或更多个电极的控制装置，被配置为基于所述反馈信号来调制所述电流信号的变化。

在这些示例和实施例的任一项中，所述控制装置可以包括：第一端子，耦合到所述一个或更多个电极；第二端子，耦合到所述监控电路；以及栅极，耦合到所述控制电路。例如，所述控制装置可以包括晶体管、场效应晶体管或结型场效应晶体管中的一个或更多个。

在这些示例和实施例的任一项中，所述监控电路可以包括：电压传感器，耦合到所述控制装置的所述第二端子；例如，其中所述反馈信号包括所述电压传感器在所述一个或更多个电极附近的所述第二端子处感测到的所述电压。所述控制电路可以包括：电平控件(或电平控制电路)，耦合到所述控制装置的所述栅极；例如，其中所述电平控件基于所述电压、所述电流信号或所述输出功率的变化来限定所述控制装置的响应曲线。

在这些示例和实施例的任一项中，所述监控电路或所述电平控件可以被配置为基于来自所述监控电路的所述反馈信号，将所述响应曲线限定在预定的最小功率电平与最大功率电平之间。例如，所述电平控件可以被配置为基于所述反馈信号的变化，将所述响应曲线降低到或接近所述预定的最小功率电平。

所述反馈信号的所述变化可以根据超出预定义阈值的第一系列反馈信号和第二系列反馈信号的平均值之间的差值来限定。所述第一系列反馈信号和所述第二系列反馈信号可以至少部分地重叠或是连续的。所述反馈信号的所述变化可以进一步根据所述第二系列反馈信号的所述平均值来限定，所述第二系列反馈信号的所述平均值小于第三系列反馈信号的平均值；例如，其中所述第三系列长于所述第二系列，并且与所述第一系列和所述第二系列至少部分地重叠。所述反馈信号的所述变化还可以响应于从所述受试者的所述皮肤表面移除所述装置。

在这些示例和实施例的任一项中，所述控制电路可以被配置为基于所述反馈信号不存在变化，将所述三端装置的所述响应曲线提高到或接近所述预定的最大功率电平。所述控制电路可以被配置为基于持续不存在所述变化，将所述响应曲线迭代地提高到接近所述预定的最大功率电平。

在这些示例和实施例的任一项中，所述反馈信号可以进一步基于以下各项中的一项或更多项：加速度计或速度传感器信号，响应于所述装置相对于所述皮肤表面的速度；压力信号，响应于所述皮肤表面上的所述一个或更多个电极上的力；以及温度信号，响应于所述皮肤表面上或附近的温度。所述控制电路可以被配置为基于所述反馈信号，通过限定所述控制装置处的增益曲线来调制所述电流信号；例如，其中所述电压源或电流源耦合到一个或更多个其他电极，所述一个或更多个其他电极与耦合到所述控制装置的所述一个或更多个电极隔开。

在这些示例和实施例的任一项中，所述控制电路可以被配置为基于所述反馈信号，将所述增益曲线限定在所述增益曲线的最小值与所述增益曲线的最大值之间。所述控制电路可以被配置为响应于所述反馈信号的预定义变化来降低所述增益曲线，和/或响应于所述反馈信号不存在所述预定义变化来提高所述增益曲线。

提供了一种方法，所述方法用于操作根据本文所述示例和实施例的任一项所述的装置。可以提供一种非瞬时性计算机可读介质，其上存储有程序代码，所述程序代码可在计算机处理器或控制器系统上执行，以操作根据权利要求1所述的装置。

在这些示例和实施例的任一项中，可以提供一种皮肤护理装置，所述皮肤护理装置包括：多个电极，适于对受试者的皮肤表面施加电流信号；以及电压源或电流源，被配置为产生用于通过所述一个或更多个电极施加的所述电流信号；例如，其中功率被输出到所述皮肤表面。控制器可以被配置为调制输出到所述皮肤表面的所述功率；例如，所述控制器包括：监控电路，被配置为至少部分地基于在所述一个或更多个电极处、附近或跨所述一个或更多个电极感测到的电压，响应于所述电流信号或输出到所述皮肤表面的所述功率的变化来产生反馈信号；以及控制电路，被配置为基于所述反馈信号在预定义范围内调制所述电流信号。

在这些示例和实施例的任一项中，所述多个电极可以包括：两个或多个电极，被配置为与所述皮肤表面电接触；例如，其中所述电流信号被传输到所述两个电极之间的所述皮肤表面。至少一个电极可以被配置为与所述皮肤表面电接触；至少一个其他电极可以被配置为与所述受试者的手部或其他身体部位电接触，与所述皮肤表面隔开；例如，其中所述电流信号被传输到与所述皮肤表面电接触的所述至少一个电极和与所述皮肤表面隔开的所述至少一个其他电极之间的所述皮肤表面。

在这些示例和实施例的任一项中，所述电流信号或所述输出功率的所述变化可以与所述受试者的舒适水平相关联；例如，其中所述舒适水平响应于输出到所述皮肤表面的所述功率。所述控制电路可以包括：功率电平控件(或控制电路)，被配置为响应于所述变化与所述舒适水平的降低相关联，将所述电流信号调整到所述预定义范围内的较低值或最小值。所述功率电平控件(或控制电路)可以被配置为(例如)响应于所述变化与所述舒适水平的提高或所述舒适水平未降低相关联，将所述电流信号调整到所述预定义范围内的较高值或最大值。

本公开涉及代表性示例和实施例。本文中公开的本发明的每个示例性实施例可以单独使用，也可以与本文中描述或示出的任何其他实施例或示例结合使用，并且每个示例性实施例可以结合本公开范围内的附加修改、变更、等同形式和替代形式，如本领域普通技术人员阅读和理解的，并且不脱离所附权利要求所述的本发明的实践。这些不同的示例和实施例以图示方式提供，不应被理解为限制本发明的范围，也不应被理解为限制权利要求书中通俗语言限定的涵盖范围。