JP3783491B2

JP3783491B2 - 肌状態の評価方法及び装置

Info

Publication number: JP3783491B2
Application number: JP30026499A
Authority: JP
Inventors: 義直永嶋; 慶一菅田; 幸博矢田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: JP2001112742A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光を皮膚に入射させ、その反射光を周波数解析することにより肌の疲労度等を簡便に調べられるようにする肌状態の評価方法及びそのために使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、肌の疲労度を評価する為、専門の判定者による目視又は触診による判定や、多項目にわたって肌の物性値を計測する方法が行われている。
【０００３】
また、皮膚血管の緊張状態や汗腺の分泌作用に影響を与える皮膚の交感神経の興奮状態を指標として肌の疲労度を評価することも行われている。この指標の計測の為には、Microneurography法により皮膚交感神経活動や筋交感神経活動が計測される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
目視あるいは触診による判定や、多項目にわたる肌の物性値の計測には、経験や専門的知識が必要であり、一般人が容易に行えるものではない。
【０００５】
また、交感神経活動の計測では、皮膚の上から針電極を、皮膚や筋肉に分布する神経に刺さなくてはならず、この計測方法も一般人が容易に行えるものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、疲労度等の肌状態を一般人でも非侵襲的に簡便に評価できるようにし、その評価結果をビジュアルにわかりやすく表示することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、マルチチャンネルレーザー組織血流計（multi-channel laser doppler tissue blood flowmeter）における皮膚の血流信号の検出機構を利用して血流信号を得、その血流信号から特定の２つ以上の周波数帯域を抽出し、それらの比をとることにより肌状態の指標が得られ、それにより肌の疲労度等を簡便に評価できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、
(i)レーザー光源、
(ii)レーザー光源から発せられたレーザー光を複数の光線束に分割する光分岐器、
(iii)複数の光線束の光を同時に皮膚の複数の測定点に入射させる送光用端子と該送光用端子から皮膚に入射させた光の反射光を受光する複数の受光用端子とからなるセンサ部、
(iv)複数の受光用端子で受光された光を血流信号に変換する光検出器、
(v)複数の測定点毎に血流信号から少なくとも２つの周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルター、
(vi)複数の測定点毎に、抽出した各周波数帯域の信号強度の比を出力する信号解析手段、
からなる肌の疲労度の評価装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の肌状態の評価装置の一態様のブロック図である。
【００１１】
この装置は、レーザー光源１、レーザー光源１から発せられたレーザー光を複数の光線束に分割する光分岐器２、複数の光線束の光を同時に皮膚の複数の測定点に入射させる送光用端子３と該送光用端子３から皮膚に入射させた光の反射光を受光する複数の受光用端子４からなるセンサ部５、受光用端子４で受光された光を血流信号に変換する光検出器６、血流信号から少なくとも２つの周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルター７、抽出した各周波数帯域の信号強度の比を出力する信号解析手段８からなり、信号解析手段８にはモニター９とプリンター１０が接続されている。
【００１２】
この装置において、レーザー光源１、光分岐器２、センサ部５及び光検出器６は、従来のマルチチャンネルレーザー組織血流計（multi-channel laser doppler tissue blood flowmeter）（特開平８−１８２６５８号公報等参照）における皮膚の血流信号の検出機構を利用することができる。ただし、センサ部５の皮膚への接触側端面においては、皮膚の複数の測定点に同時にレーザー光を入射させ、その反射光を各測定点毎に同時に検出できるようにするため、図１の破線枠に示したように、一つの送光用端子３と一つの受光用端子４からなるセンサ素子５ａを多数配列したものとなっている。
【００１３】
送光用端子３と受光用端子４は、より具体的には、それぞれ光分岐器２及び光検出器６に接続した光ファイバーから構成する。図１では、表記を簡単にするため、センサ部５に配列されているセンサ素子５ａ群の最上列のもののみを光分岐器２と光検出器６に接続してあるように表しているが、実際は全てのセンサ素子５ａの送光用端子３と受光用端子４とを、それぞれ光分岐器２と光検出器６とに接続してあり、したがって光検出器６には、合計６４チャンネルの受光用端子４からの光が入力される。なお、ここに図示したセンサ素子５ａの個数は一例であり、特に制限はない。
【００１４】
このように多数のセンサ素子５ａをセンサ部５に設け、皮膚の多数の測定点において血流信号を同時に検出することにより、肌状態を２次元的な広がりをもって評価することが可能となる。
【００１５】
バンドパスフィルター７は、血流信号にのっている血管の振え、心拍、神経の緊張等の情報を読み出すため、血流信号から少なくとも２つの周波数帯域の信号を抽出するものであり、組織の血流量を解析する本来のマルチチャンネルレーザー組織血流計に対して特徴的な構成となっている。
【００１６】
バンドパスフィルター７では、例えば、皮膚交感神経の興奮状態と肌の疲労度に関する情報を読み出す場合、血流信号のサンプルレート１〜１０Ｈｚのときに、０．０４Ｈｚ以上０．１５Ｈｚ未満、より好ましくは０．０６〜０．１１Ｈｚの低周波域と、０．１５Ｈｚ以上の高周波域、より好ましくは０．１５〜０．５０Ｈｚの高周波域を抽出する。
【００１７】
信号解析手段８は、本実施態様では、パーソナルコンピュータで実現し、バンドパスフィルター７で抽出した少なくとも２つの周波数帯域の信号の比をとり、肌状態を解析する。
【００１８】
例えば、上述の低周波域の信号強度（ＬＦ）と高周波域の信号強度（ＨＦ）との比（ＬＦ／ＨＦ）は、皮膚交感神経の興奮状態の指標となり、その値が大きくなるほど皮膚交感神経の興奮が高まっていることを意味する。
【００１９】
また、（ＬＦ／ＨＦ）は肌の疲労度の指標となり、その値が大きくなるほど肌の疲労度が増していることを意味する。
【００２０】
このようにして得られる信号の比は、自然呼吸における呼吸速度の変動や胸郭等の動きの影響を受けることがなく、信頼性の高い肌状態の指標となる。
【００２１】
血流信号から特定の周波数帯域の信号を抽出した後は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や最大エントロピー法（ＭＥＭ）によって周波数解析を行い、特定周波数帯域のパワースペクトル等を求めてもよい。
【００２２】
また、信号解析手段８では、必要に応じて、血流信号から抽出した特定の周波数帯域の信号を記憶し、その記憶した信号を用いて解析を行ってもよい。
【００２３】
信号解析手段８を含むコンピュータには、モニター９やプリンター１０等の表示手段を接続してあり、信号解析手段８で得られた肌状態の評価結果を表示する。表示態様としては、多数の測定点の評価結果を２次元的に配列し、かつ各評価数値を濃淡等でビジュアル化すると、肌状態の把握がきわめて容易になるので好ましい。また、表示態様としては、或る時間間隔にわたって肌状態の評価結果を動画的に表してもよく、あるいは、その時間（例えば１分間）の肌状態の評価結果の平均値を静止画的に表してもよい。
【００２４】
本発明の肌状態の評価方法は、上述の本発明の装置を用いて次のように行う。
【００２５】
まず、従来のマルチチャンネルレーザー組織血流計で血流を測定する場合と同様に、センサー部５を皮膚にあて、多数のセンサ素子５ａの各々の送光用端子３から皮膚に同時にレーザー光を照射し、その反射光を各センサー素子５ａの受光用端子４で受光し、それを光検出器６で血流信号に変換する。これにより表面から２ｍｍ程度までの真皮の血流信号を得ることができる。
【００２６】
測定対象とする皮膚の部位に特に制限はないが、皮膚血管の交感神経が優位に作用する部位、例えば、額や手のひら等を測定対象とすることが好ましい。
【００２７】
測定時間は、サンプリング間隔等にもよるが、数分程度とすることが好ましい。これにより肌の瞬時の状態ではなく、定常的状態を評価することが可能となる。
【００２８】
光検出器６で血流信号を得た後は、バンドパスフィルター７で特定の２つ以上の周波数帯域の信号を抽出し、信号解析手段８で各周波数帯域の信号強度を対比し、その結果をモニターあるいはプリンター等の表示手段に表示する。こうして、無侵襲で容易に肌状態を評価することができる。
【００２９】
【実施例】
実施例１
４０代の健常女性２０名をＡ群及びＢ群の２群に分け、Ａ群は、２０分間のマッサージを全身に１日１回施術し、Ｂ群は、施術を行わないコントロール群とした。図１の装置（光源：半導体レーザー，波長８３０ｎｍ）を用いて、施術開始前と開始４週間後の口角の皮膚の血流信号を測定し、血流信号から抽出した０．０６〜０．１１Ｈｚの低周波域の信号強度（ＬＦ）と、０．１５〜０．５０Ｈｚの高周波域の信号強度（ＨＦ）を測定した。測定部位の肌の疲労度の指標として、ＬＦ／ＨＦ、はり指数、潤い指数、くすみ指数及びしわ指数を求めた。
【００３０】
ここで、はり指数は、専門判定者５名が触診で各被験者をはりがない状態からはりがある状態を１〜１０段階に区分して判定した場合の判定値を得、その平均値をはり指数とした。
【００３１】
潤い指数は、専門判定者５名が触診で各被験者を潤いがない状態から潤いがある状態を１〜１０段階に区分して判定した場合の判定値を得、その平均値を潤い指数とした。
【００３２】
くすみ指数は、専門判定者５名が目視で各被験者をくすみがある状態からくすみがない状態を１〜１０段階に区分して判定した場合の判定値を得、その平均値をくすみ指数とした。
【００３３】
しわ指数は、専門判定者５名が目視で各被験者をしわがある状態からしわがない状態を１〜１０段階に区分して判定した場合の判定値を得、その平均値をしわ指数とした。
【００３４】
これらの結果を図２〜図７に示す。図４〜図７にはそれぞれの判定項目について、マッサージによる肌状態の改善効果が現れているが、図２及び図３からはマッサージ後にＬＦ／ＨＦが低下していることがわかる。したがって、ＬＦ／ＨＦが、肌の疲労度の指標となることがわかる。
【００３５】
実施例２
２０代の健常女性２０名をＡ群及びＢ群の２群に分け、午前６時より翌日の計測終了まで２５℃、５０％の温湿度環境下に順化させた。Ａ群は、１日徹夜させ、Ｂ群は、午後１０時から翌日の午前６時まで８時間の睡眠を取らせ、コントロール群とした。頬における皮膚を測定部位とし、実施例１と同様にして測定部位の肌の疲労度の指標として、ＬＦ／ＨＦ、はり指数及びくすみ指数を、１日目の午前８時と２日目の午前８時に求めた。
【００３６】
これらの結果を図８〜図１１に示す。図１０及び図１１にはそれぞれの判定項目について、徹夜による肌の疲労が現れているが、図８及び図９からは徹夜後にＬＦ／ＨＦが上昇していることがわかる。したがって、ＬＦ／ＨＦが、肌の疲労度の指標となることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の肌状態の評価方法によれば、あるいは本発明の評価装置を使用することにより、疲労度等の肌状態を一般人でも非侵襲的に簡便に評価することができ、さらにはその評価結果をビジュアル的にわかりやすく表示することが可能となる。したがって、本発明は、ケア剤等の皮膚の疲労を改善する製品の評価やコンセプトの提案等に有用なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置のブロック図である。
【図２】施術開始前の肌のＬＦ／ＨＦの２次元表示である。
【図３】施術開始４週間後の肌のＬＦ／ＨＦの２次元表示である。
【図４】施術開始前と開始４週間後の肌のはり指数を示す図である。
【図５】施術開始前と開始４週間後の肌の潤い指数を示す図である。
【図６】施術開始前と開始４週間後の肌のくすみ指数を示す図である。
【図７】施術開始前と開始４週間後の肌のしわ指数を示す図である。
【図８】１日目の肌のＬＦ／ＨＦの２次元表示である。
【図９】２日目の肌のＬＦ／ＨＦの２次元表示である。
【図１０】１日目及び２日目の肌のはり指数を示す図である。
【図１１】１日目及び２日目の肌のくすみ指数を示す図である。
【符号の説明】
１レーザー光源
２光分岐器
３送光用端子
４受光用端子
５センサ部
５ａセンサ素子
６光検出器
７バンドパスフィルター
８信号解析手段

Claims

(i)レーザー光源、
(ii)レーザー光源から発せられたレーザー光を複数の光線束に分割する光分岐器、
(iii)複数の光線束の光を同時に皮膚の複数の測定点に入射させる送光用端子と該送光用端子から皮膚に入射させた光の反射光を受光する複数の受光用端子とからなるセンサ部、
(iv)複数の受光用端子で受光された光を血流信号に変換する光検出器、
(v)複数の測定点毎に血流信号から少なくとも２つの周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルター、
(vi)複数の測定点毎に、抽出した各周波数帯域の信号強度の比を出力する信号解析手段、
からなる肌の疲労度の評価装置。
複数の測定点毎の信号強度の比を２次元表示する表示手段が接続されている請求項１記載の肌の疲労度の評価装置。
光源、光分岐器、センサ部及び光検出器が、マルチチャンネルレーザー組織血流計の光源、光分岐器、センサ部及び光検出器からなる請求項１又は２記載の肌の疲労度の評価装置。