JP7148939B1 - 推算方法、肌状態評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、被検者の皮膚に電極を接触させて交流信号を肌に透過させ、該肌から検出した信号から角層の皮膚インピーダンス値を算出し、この皮膚インピーダンス値から角層水分量を推算する推算方法が提案されている。
特許文献2には、被検者の皮膚に電極を接触させて複数の交流電圧を印加することで測定されるサセプタンス(B)、アドミタンス(Y)またはコンダクタンス(G)のいずれかに基づいて、皮膚表面の電解質成分による影響度合いとしての特性値(P)を算出し、この特性値(P)から経表皮水分蒸散量(TEWL)を推算する推算方法が提案されている。
第1実施形態に係る推算方法について、図1を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る推算方法を示すフローチャートである。第1実施形態に係る推算方法は、工程S1→S2→S3→S4を経て、対象者の角層水分量及び/または経表皮水分蒸散量(TEWL)を推算する。以下、各工程について、簡単に説明する
工程S1は、対象者の肌のレプリカから、肌表面の凹凸情報に関するレプリカ由来パラメータを算出する、レプリカ由来パラメータ算出工程である。工程S1(レプリカ由来パラメータ算出工程)では、レプリカ由来パラメータとして、肌表面の凹凸数(個)を算出する。
工程S2は、対象者の皮膚から採取した角層を染色する染色工程である。
工程S3は、工程S2(染色工程)で得られた染色された角層から、角層由来パラメータを算出する、角層由来パラメータ算出工程である。工程S3(角層由来パラメータ算出工程)では、角層由来パラメータとして、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)を算出する。
工程S4は、レプリカ由来パラメータ(肌表面の凹凸数(個))及び角層由来パラメータ(角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%))と、角層水分量(またはTEWL)と、の相関関係を示す予測式を予め取得しておき、該予測式に、工程S1で得られたレプリカ由来パラメータの値(肌表面の凹凸数(個))及び工程S3で得られた角層由来パラメータの値(角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%))を代入して、対象者の角層水分量(またはTEWL)を推算する推算工程である。
第1実施形態に係る工程S1(レプリカ由来パラメータ算出工程)では、工程S11~工程S18を経て、レプリカ由来パラメータを算出する。図2は、第1実施形態に係る工程S1(レプリカ由来パラメータ算出工程)を示すフローチャートである。
まず、輝度反転値に第1閾値A及び第2閾値B(ただしA<B)を設ける(図4参照)。次に、図4の折れ線グラフのうち、第2閾値Bで区切られて輝度反転値>Bに位置するグラフ部分のそれぞれにおいて、輝度反転値が最大となる点を、それぞれ上ピーク点Sとする。また、図4の折れ線グラフのうち、第1閾値Aで区切られて輝度反転値<Aに位置するグラフ部分のそれぞれにおいて、輝度反転値が最小となる点を、それぞれ下ピーク点Tとする。ただし、図4の左から数えてj番目(j≧1)の下ピーク点Tからj+1番目の下ピーク点Tまでを結ぶ折れ線グラフ部分に、複数の上ピーク点Sが存する場合には、該複数の上ピーク点Sのうち輝度反転値が最大の点のみを、上ピーク点Sとしてカウントする。同様に、図4の左から数えてk番目(k≧1)の上ピーク点Sからk+1番目の上ピーク点Sまでを結ぶ折れ線グラフ部分に、複数の下ピーク点Tが存する場合には、該複数の下ピーク点Tのうち輝度反転値が最小の点のみを、下ピーク点Tとしてカウントする。そして、上ピーク点S及び下ピーク点Tの個数の総和を、肌表面の凹凸数(個)として算出する。なお、輝度記録点512と輝度記録点1とは繋がっているものとみなす。本実施形態(図4)では、上ピーク点Sが12個、下ピーク点Tが12個存するため、肌表面の凹凸数は「24」と算出される。なお、第1閾値A及び第2閾値Bは、工程S17で得られた折れ線グラフの形状及び各輝度記録点における輝度反転値に基づき、適宜な値に設定することができる。
第1実施形態に係る工程S2(染色工程)は、工程S21、工程S22を経て、対象者の皮膚から角層を採取して染色する。図5は、第1実施形態に係る工程S2(染色工程)を示すフローチャートである。
第1実施形態に係る工程S3(角層由来パラメータ算出工程)は、工程S31~工程S34を経て、角層由来パラメータを算出する。図6は、第1実施形態に係る工程S3(角層由来パラメータ算出工程)を示すフローチャートである。
各角層画像の角層ダメージ面積(μm2)は、工程S32で得られた各角層画像における、第1輝度閾値以上の輝度を有する部分の面積の和として表される。図7(b)に示す、90以上の輝度を有する部分Uの面積の和が、図7(a)に示す角層画像における角層ダメージ面積(μm2)である。工程S32で得られた各角層画像における角層ダメージ面積(μm2)を相加平均することにより、角層由来パラメータとしての角層ダメージ面積(μm2)を算出する。
各角層画像の角層ダメージ率(%)を算出するために、工程S32で得られた各角層画像において、角層ダメージ面積(μm2)に加え、総染色面積(μm2)を算出する。「総染色面積」は、工程S32で得られた各角層画像における、第2輝度閾値以上の輝度を有する部分の面積の和として表される。図7(c)に示す、20以上の輝度を有する部分Vの面積の和が、図7(a)に示す角層画像における総染色面積(μm2)である。工程S32で得られた各角層画像における総染色面積を相加平均し、この平均値で角層ダメージ面積を除する(すなわち、各角層画像における角層ダメージ面積の相加平均値÷ 各角層画像における総染色面積の相加平均値)ことにより、角層由来パラメータとしての角層ダメージ率(%)を算出する。
工程S4において、肌表面の凹凸数(個)、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、角層水分量(またはTEWL)と、の相関関係を示す予測式に、工程S18で得られた対象者の肌表面の凹凸数(個)と、工程S34で得られた対象者の角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、を代入して、対象者の角層水分量(またはTEWL)を推算する。
対象者の角層水分量(またはTEWL)の推算に用いられる予測式は、標本集団(複数人のモニターそれぞれにおける肌の同一箇所のサンプルや、1人のモニターにおいて一定の測定期間ごとに測定した肌の同一箇所のサンプル等)において、角層水分量(またはTEWL)を実測するとともに、上述の工程S1~S3を実施し、標本集団で実測して得られた角層水分量(またはTEWL)と、工程S18で得られた該標本集団の肌表面の凹凸数(個)と工程S34で得られた該標本集団の角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、を用いた重回帰分析を行うことによって作成される。
そこで、本発明者らは鋭意検討を重ね、レプリカ由来パラメータ及び角層由来パラメータの双方を用い、レプリカ由来パラメータ及び角層由来パラメータと、角層水分量(またはTEWL)と、の相関関係を示す予測式に基づいて、角層水分量(またはTEWL)を推算する推算方法に想到した。この方法によれば、肌のレプリカから得られたパラメータと、皮膚の角層から得られたパラメータと、の2つの因子に基づいた推算を行うことができるため、対象者の肌の状態をより正確に評価することができる。
そこで、本発明者らは、新たに独自のパラメータを作り出すことに想到した。その結果、レプリカ由来パラメータとして肌表面の凹凸数を用い、角層由来パラメータとして角層ダメージ面積及び角層ダメージ率を用いることで、角層水分量(またはTEWL)をより精確に推定できることを見出した。これら独自のパラメータを用いた推算方法による推算精度については、実施例において後述する。
上述の実施形態では、対象者のTEWLを推算する際、工程S1(レプリカ由来パラメータ算出工程)で肌表面の凹凸数(個)のみを算出したが、工程S1で、レプリカ由来パラメータとして、さらに、肌表面の凹凸長さ(-)を算出してもよい。第2実施形態では、肌表面の凹凸長さの算出方法(工程S18)及びレプリカ由来パラメータとして肌表面の凹凸長さを追加した場合における対象者のTEWLの推算方法(工程S4)について説明する。なお、レプリカ由来パラメータとして肌表面の凹凸長さ(-)を追加した場合であっても、S11~S17、S21、S22、S31~S34の各工程には変化がないため、説明を省略する。肌表面の凹凸長さ(-)も、本発明者らが独自に検討を重ねて作り出したパラメータである。
図4を参照して、肌表面の凹凸長さ(-)は、隣り合う輝度記録点間の折れ線グラフの長さの総和(すなわち、折れ線グラフ自体の全長)で表される。図8を参照して、肌表面の凹凸長さの算出方法について、さらに詳細に説明する。図8は、図4に示す折れ線グラフのうち、輝度記録点1及び輝度記録点2における折れ線グラフの拡大図である。図8を参照して、輝度記録点1から輝度記録点2までの折れ線グラフの長さL1(-)は、次の式を用いて表すことができる。ここで、D(mm)は輝度記録線Gに沿った輝度記録点の間隔(mm)を表し、E1は番号1の輝度記録点における輝度反転値(-)を表し、E2は番号2の輝度記録点における輝度反転値(-)を表す。なお、輝度記録点は輝度記録線Gに沿って等間隔に形成されるため、Dは、グラフ自体(図4)の横幅に関わらず、(輝度記録線Gの全長)÷(輝度記録点の総数(512))で算出する。
工程S4において、肌表面の凹凸数(個)、肌表面の凹凸長さ(-)、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、TEWLと、の相関関係を示す予測式に、工程S18で得られた対象者の肌表面の凹凸数(個)及び肌表面の凹凸長さ(-)と、工程S34で得られた対象者の角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、を代入して、対象者のTEWLを推算する。
対象者のTEWLの推算に用いられる予測式は、標本集団(複数人のモニターそれぞれにおける肌の同一箇所のサンプルや、1人のモニターにおいて一定の測定期間ごとに測定した肌の同一箇所のサンプル等)において、TEWLを実測するとともに、上述の工程S1~S3を実施し、標本集団で実測して得られたTEWLと、工程S18で得られた該標本集団の肌表面の凹凸数(個)及び肌表面の凹凸長さ(-)と工程S34で得られた該標本集団の角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、を用いた重回帰分析を行うことによって作成される。
対象者の左頬部(左頬骨に相当する部分)に、直径2cmの円状の対象領域を設定し、洗顔後安静15分後に、該対象領域に2液性シリコンゴムを塗布し、硬化した後で肌からはがすことによって、レプリカを得た(上述の第1実施形態の工程S11)。得られたレプリカを、肌表面の凹凸が転写された面を上向きにして試料台に乗せ、レプリカの上方より落射光、レプリカの側方より側射光を照射した(上述の第1実施形態の工程S12)。光を照射されたレプリカを、汎用の画像入力ボードに接続されたカメラによって上方から撮像し、撮像されたレプリカ画像を画像入力ボードでデータ化した(上述の第1実施形態の工程S13)。データ化されたレプリカ画像をグレースケールに変換した(上述の第1実施形態の工程S14)。
グレースケールに変換されたレプリカ画像内に、直径1.4mmの円状の輝度記録線を任意の位置に設定して、この輝度記録線に等間隔に512点の輝度記録点を取り、該512点の輝度記録点それぞれの位置における輝度を記録した(上述の第1実施形態の工程S15)。得られた輝度記録線上の輝度を反転させた値を算出し(上述の第1実施形態の工程S16)、この輝度反転値に基づき、各輝度記録点における輝度反転値を、折れ線グラフの形式で作成した(上述の第1実施形態の工程S17)。得られた折れ線グラフに基づき、肌表面の凹凸数(個)を算出した(上述の第1実施形態の工程S18)。肌表面の凹凸数(個)の算出方法については、上述したため、説明を省略する。
角質チェッカー(日本アッシュ製)を、モニターの右頬部(右頬骨に相当する部分)に貼り付けて剥がすことによって、モニターの皮膚の角層を採取した(上述の第1実施形態の工程S21)。角層が付着した角質チェッカーを、角層が付着した面を上向きにして、十字状に4等分した。4等分された角質チェッカーのうち、右上の一片を、0.002%蛍光標識ポリリジン溶液に1時間浸漬させて染色した(上述の第1実施形態の工程S22)。
染色された対象者の角層を蒸留水によって洗浄した後(上述の第1実施形態の工程S31)、水気を取って乾燥させた角層を、蛍光顕微鏡を用いて観察し、無作為に4点撮像した(上述の第1実施形態の工程S32)。取得した4枚の角層画像のそれぞれについて、90以上の輝度を有する部分を抽出した角層画像と、20以上の輝度を有する部分を抽出した角層画像と、を作成した(上述の第1実施形態の工程S33)。作成した各角層画像に基づき、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)を算出した(上述の第1実施形態の工程S34)。角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)の算出方法については、上述のため、説明を省略する。
肌表面の凹凸数(個)、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、角層水分量と、の相関関係を示す予測式に、上述の工程で得られた対象者の肌表面の凹凸数(個)、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)を代入して、対象者の角層水分量を推算した(上述の第1実施形態の工程S4)。
同様に、肌表面の凹凸数(個)、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)と、TEWLと、の相関関係を示す予測式に、上述の工程で得られた対象者の肌表面の凹凸数(個)、角層ダメージ面積(μm2)及び角層ダメージ率(%)を代入して、対象者のTEWLを推算した(上述の第1実施形態の工程S4)。
角層水分量の推算に用いた予測式は、以下のとおりである。yは角層水分量の推算結果、X1は角層ダメージ面積(μm2)、X2は角層ダメージ率(%)、X3は肌表面の凹凸数(個)を示す。
y=-1.82×10-4X1-0.15X2+0.32X3+48.1
TEWLの推算に用いた予測式は、以下のとおりである。y´はTEWLの推算結果、X1は角層ダメージ面積(μm2)、X2は角層ダメージ率(%)、X3は肌表面の凹凸数(個)を示す。
y´=9.43×10-5X1-5.53×10-2X2-0.18X3+15.1
図9を参照して、角層水分量について、推算値と実測値とは有意な相関(p=<0.001)を示し、相関係数は0.7212であった。すなわち、上述の推算方法によれば、角層水分量の推算値は、実測値と十分な相関を有することがわかった。図10を参照して、TEWLについて、推算値と実測値とは有意な相関(p=<0.001)を示し、相関係数は0.6945であった。すなわち、上述の推算方法によれば、TEWLの推算値は、実測値と十分な相関を有することがわかった。
y´´=8.57×10-5X1-8.76×10-3X2-0.33X3+1.13×10-2X4+8.10
図11を参照して、TEWLについて、推算値と実測値とは有意な相関(p=<0.001)を示し、相関係数は0.7019であった。すなわち、上述の推算方法によれば、TEWLの推算値は、実測値と十分な相関を有することがわかった。
Claims (5)
- 対象者の角層水分量を推算する推算方法であって、
対象者の肌のレプリカから、肌表面の凹凸情報に関するレプリカ由来パラメータを算出するレプリカ由来パラメータ算出工程と、
前記対象者の皮膚から採取した角層を染色する染色工程と、
前記染色工程によって染色された前記角層の染色画像に基づき、前記角層の剥離状態に関する角層由来パラメータを算出する角層由来パラメータ算出工程と、
予め取得された、前記レプリカ由来パラメータ及び前記角層由来パラメータと、角層水分量と、の相関関係を示す予測式を用いて、前記対象者の角層水分量を推算する推算工程と、
を備え、
前記レプリカ由来パラメータ算出工程において、前記レプリカ由来パラメータとして、肌表面の凹凸数を算出し、
前記角層由来パラメータ算出工程において、前記角層由来パラメータとして、角層ダメージ面積及び角層ダメージ率を算出することを特徴とする推算方法。 - 前記予測式は、
標本集団で実測して得られた角層水分量と、
該標本集団の肌のレプリカから算出された前記レプリカ由来パラメータ、及び、該標本集団の皮膚から採取した角層を染色して得られた染色画像に基づいて算出された前記角層由来パラメータと、
を用いた重回帰分析により予め取得された重回帰式であることを特徴とする、請求項1に記載の推算方法。 - 対象者のTEWLを推算する推算方法であって、
対象者の肌のレプリカから、肌表面の凹凸情報に関するレプリカ由来パラメータを算出するレプリカ由来パラメータ算出工程と、
前記対象者の皮膚から採取した角層を染色する染色工程と、
前記染色工程によって染色された前記角層の染色画像に基づき、前記角層の剥離状態に関する角層由来パラメータを算出する角層由来パラメータ算出工程と、
予め取得された、前記レプリカ由来パラメータ及び前記角層由来パラメータと、TEWLと、の相関関係を示す予測式を用いて、前記対象者のTEWLを推算する推算工程と、
を備え、
前記レプリカ由来パラメータ算出工程において、前記レプリカ由来パラメータとして、肌表面の凹凸数を算出し、
前記角層由来パラメータ算出工程において、前記角層由来パラメータとして、角層ダメージ面積及び角層ダメージ率を算出することを特徴とする推算方法。 - 前記レプリカ由来パラメータ算出工程において、前記レプリカ由来パラメータとして、さらに肌表面の凹凸長さを算出する
ことを特徴とする、請求項3に記載の推算方法。 - 前記予測式は、
標本集団で実測して得られたTEWLと、
該標本集団の肌のレプリカから算出された前記レプリカ由来パラメータ、及び、該標本集団の皮膚から採取した角層を染色して得られた染色画像に基づいて算出された前記角層由来パラメータと、
を用いた重回帰分析により予め取得された重回帰式であることを特徴とする、請求項3または4に記載の推算方法。
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