皮肤表面状态的光学特性测定方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术可以用于正确地评价受血液循环影响的皮肤肤色度合适程度，病患、光泽、灰暗等光学特性；方案是使光Ｌｏ入射在皮肤Ｓ上，检测从皮肤表面到微循环系统范围的内部散射光Ｌｉ，计算出光学特性，借此测定皮肤表面状态。这时作为检测光最好使用波长为４００～５００ｎｍ，５００～６００ｎｍ、６００～８００ｎｍ、８００～１５００ｎｍ的三个以上波长范围的光。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过计算从皮肤表面到微循环系统受到血红朊、黑色素等影响范围的光学特性测定皮肤表面状态的方法。现有的测定皮肤色素沉着、色泽灰暗等评价方法。是使特定波长的光入射到皮肤表面上，计算接收到的该反射光特定波长中的皮肤反射率借此评价红斑和色素沉着的方法是公知的(特开昭58-33153号公报)。另外，为了测定皮肤的色素沉着而通过计算在特定的两个波长下的皮肤反射率的比值计算出关于黑色素含量和血红朊含量等指数的方法也是公知的(特开平5-16160号公报)。另外，作为不受血液影响的表皮色相测定方法，通常是吸引皮肤表面将部分拉起，使白光射入到该拉起部分然后计算出表皮透射光的分光谱的方法也是公知的(特开平5-87730号公报)。可是，利用上述测定皮肤的反射光测定方法，由于在接收光中除了含有皮肤内部的散射光之外还会有许多其它表面散射光，所以在接收光的光路长度上的色散增加，引起不能正确分析的问题。另外在检测表皮透射光的方法中存在由于排除血液对检测结果的影响而不能评价受血液循环影响的皮肤表面的色度程度的问题。本专利技术的目的是解决已有技中的问题，正确地评价血液微循环状态和由于黑色素沉着引起的有关色泽灰暗、黑影等皮肤的光学特性。本专利技术人发现通过把从皮肤表面到微循环系统的范围作为测定对象，检测皮肤内部散射光可以达到上述目的，从而完成了本专利技术。也就是说，本专利技术提供一种特征为使光入射到皮肤上、检测从皮肤表面到微循环系统范围的内部散射光然后计算光学特性的皮肤表面状态的光学特性测定方法。特别是用在波长400～1500nm的范围内互相不同的三个以上波长范围的光入射并且检测，或者用分别属于波长400～500nm，波长500～600nm和波长600-800nm波长范围的三个波长范围的光入射并且检测，借此计算光学特性，从而提供一种皮肤表面状态的测定方法。另外，作为实施这些方法的装置，本专利技术提供一种包括使确定波长范围的光入射在皮肤上的光发射单元、接收从光发射单元入射到皮肤并接收内部散射光的光接收单元和根据由光接收单元接收的光的波长和光通量计算从皮肤表面到微循环系统范围的皮肤光学特性的计算单元并且使与皮肤相对的光发射单元和光接收单元的表面被高度为0.2～0.8mm的周壁围住的皮肤表面状态测定装置。按照本专利技术，由于检测从皮肤表面到微循环系统范围的内部散射光，所以可以正确地检测到在皮肤的角质层中存在的并且作为皮肤色素沉着原因的黑色素和在微循环系统内的血红朊。从而可以正确评价反应皮肤色泽灰暗和血流循环的皮肤表面色度情况等皮肤表面状态。另外，按照本专利技术，由于不是检测表面散射光，而是检测内部散射光，所以检测光的光路长度的偏差较小，从而使S/N比提高。另外，在本专利技术中，所谓皮肤的微循环系统是毛细血管与组织间的边界范围的血流系统，对于全吸光度(组织的吸光度，毛细血管的静脉血吸光度和伴随脉动的动脉血的吸光度的总合)，伴随脉动吸光度成分称为5％以下的最小血流系统。如本专利技术所述，如果把伴随脉动吸光度成分为5％以下的微循环系统作为检测对象，则可以评价受血液循环影响的皮肤表面色度的情况。对此，如果不是把位于对皮肤色泽有影响的非常浅部的血流作为检测对象，而是把伴随脉动吸光度成分(动脉血)作为主要检测对象，则因为只能检测出深部血液的光学特性，所以不能测定受血液循环影响的皮肤颜色。附图说明图1是本专利技术方法测定原理的说明图。图2是氧化型血红朊(HbO2)和还原型血红朊(Hb)的吸收谱图。图3是皮肤色病患的色分光特性图。图4是本专利技术装置实例的概略构成图及其发射/接收光探测器的底面图(图(b)]图5是与本专利技术不同装置实例的使用状态的说明图。图6是在实施例中的亮度指数L*与黑色素指数的关系图。图7是比较例中的亮度指数L*与黑色素指数的关系图。图8是压住时间与总的血红朊浓度或氧化饱和度的关系图。图9是靠人感官评价伤纹与实施例的皮肤色指数的关系图。下面结合图面详细说明本专利技术的方法及其装置，在各图中凡同一符号表示相同的构成部件。图1是本专利技术方法测定原理的说明图。在该图中当光LO从发光单元1入射到皮肤S上时，便分成入射光LO表面散射光LS和入射在皮肤S内部的光，射入皮肤内部的光分成透过真皮方向的光Lt、吸收的光La和内部散射光从皮肤表面射出的光Li。如果入射到皮肤S上的光LO是可见光，则由于真皮以下的组织的透射光Lt很少，所以透射光Lt与表面散射光LS，内部散射光Li和吸收光La的光量相比可以略去不计。因此可以近似表示为入射光量＝表面散射光光量＋内部散射光光量＋吸收光光量。因为随着皮肤内部的色素吸收波长和色素浓度波长分布及光量分别对应变化，所以可以认为内部散射光和吸收光具有根据皮肤内部色素变化的信息。因此，在上述的公式中可以略去表面散射光或者作为噪声处理，以便可以使测定系统在吸收、入射光光量和内部散射光上适用Lamber-beer定律，可以用下式表示log(Io/Is)＝εCl(式中Io入射光光量，Is内部散射光光量，ε色素的吸光系数，C色素浓度，I光路长度)可是，作为影响内部散射光的皮肤内部的色素，例如可以举出主要存在于表皮中的黑色素，存在于真皮中的血红朊，其中血红朊包括氧化型(HbO2)和还原型(Hb)。因此，这些色素具有图2所示的固有吸收谱。另外皮肤的细胞组织对内部散射光的影响可以略去不计。因此，通过检测皮肤内部的散射光可以计算出皮肤内部的血红朊、黑色素等色素的浓度例如在图2中，由于在565nm(G(绿))和波长830nm(IR(红外))的波长下，氧化型血红朊与还原型血红朊的吸光系数相等，所以可以简化根据检测光的吸光度求解浓度的计算。另外，根据氧化型血红阮(HbO2)与还原型血红朊(Hb)在波长660nm(R(红))下的吸光系数的比率最大，通过与在上述氧化型血红朊与还原型血红朊的吸光系数相等的波长(565nm，830nm)下的吸光度的比较可以计算出血红朊的氧饱和度。因此，设波长565nm(G(绿))，830nm(IR(红外))，660nm(R(红))三个波长下的吸光度分别为AG，AIR、AR，考虑对这三个波长吸光度的各个色素的关系可以计算出各个色素的浓度。在这种情况下，黑色素，血红朊分别存在于表皮和真皮中，表皮的厚度为dD，真皮的厚度为dE。设dD＝KdE.(式中K为系数)另外，由于波长G(绿)，IR(红外)，R(红)的透过深度不同，所以可以将表示为d(R)＝m·d(G)，d(IR)＝n·d(G)在用下标D表示真皮，下标E表示表皮时这些关系也成立。因此上述三个吸收光度AG，AIR，AR分别用如下的(1)～(3)式表示。式中εX(Y)表示在波长为Y时的X吸光系数，GX表示X的浓度。因为dD(G)＝K·dE(G)所以AG＝AHBO2(G)+AHb(G)+AM(G)＝εHbO2(G)·CHbO2·dD(G)+εHb(G)·CHb·dD(G)+εM(G)·CM·dE(G)＝εHbO2(G)·(CHBO2+CHb·K·dE(G)+εM(G)·CM·dE(G)＝(K·εHbO2(G)·CTHB+εM(G)·CM)·dE(G)(1)因为dE(R)＝n·dE(G)、dD(R)＝K·n·dE(G)所以AR＝AHbO2(R)+AHb(R)+AM(R)＝εHbO2(R)·CHbO2·d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种皮肤表面状态的光学特性测定方法，其特征在于：使光入射在皮肤上，通过检测从皮肤表面到微循环系统范围内的内部散射光计算出光学特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：风间治仁，永义直，矢田幸博，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]