JP2014113467A - Biological examination apparatus and biological examination method - Google Patents

Biological examination apparatus and biological examination method Download PDF

Info

Publication number
JP2014113467A
JP2014113467A JP2013230662A JP2013230662A JP2014113467A JP 2014113467 A JP2014113467 A JP 2014113467A JP 2013230662 A JP2013230662 A JP 2013230662A JP 2013230662 A JP2013230662 A JP 2013230662A JP 2014113467 A JP2014113467 A JP 2014113467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
hair
subject
unit
light detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013230662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Takayama
暁 高山
Taeko Urano
妙子 浦野
Tsutomu Nakanishi
務 中西
Kenji Nakamura
健二 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013230662A priority Critical patent/JP2014113467A/en
Publication of JP2014113467A publication Critical patent/JP2014113467A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological examination apparatus and a biological examination method capable of noninvasively achieving health degree determination of hair of a living body as it is on the skin without removing it.SOLUTION: A biological examination apparatus includes a first light irradiation unit, a light detection unit, a calculation unit, and a determination unit. The first light irradiation unit emits light to the inside of a test object from the surface of a skin located in the neighborhood of a predetermined hair root. The light detection unit detects an amount of light given off from the surface of the skin of the test object. The calculation unit calculates first information concerning at least one of the shape and the size of the predetermined hair root based on the amount of light detected by the light detection unit. The determination unit determines the health degree of the hair of the test object based on the first information.

Description

本発明の実施形態は、光を用いて生体毛髪の健康度を判定する生体検査装置及び生体検査方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a biopsy device and a biopsy method for determining the health of living hair using light.

近年、人類の頭髪は薄毛が進行しており、アデランスの2011年の調査報告によれば地球人口の約1/3である32.13%が薄毛である。日本人は世界では14位に位置するが、アジア系では1位であり人口の26.78%と報告されている。   In recent years, human hair has been thinned, and according to Aderans' 2011 survey report, 32.13%, which is about 1/3 of the global population, is thin. Japanese are ranked 14th in the world, but 1st in Asians, 26.78% of the population is reported.

薄毛と脱毛には相関関係があり、抜けた毛髪の詳細な観察で頭部の薄毛の進行状況がある程度推定することができる。図17(a)〜(e)に典型的な抜け毛の毛根部の形状を図に示して説明する。通常の毛髪は5〜6年が寿命で抜け落ちる。図17(a)の例は、自然に抜けた健常な毛髪を示しており、太い毛幹を有し、毛根部はさらに太くなっている。異常な脱毛では、毛幹が細い慢性的な抜け毛を示す図17(b)、自然脱毛の毛根形状をしているが虚血、気虚の毛根を有する図17(c)、角質化タイプの広汎性脱毛であり、毛穴の内部まで角化している図17(d)、毛根部が細くなる図17(e)(毛根が認められない難治性脱毛。頭皮の毛の手当のみでなく、体と心のケアが必要)、形状や毛髪サイズの異常である図17(f)(細く弱々しく毛先がとがっており、長さ数センチくらいの毛。一年未満で抜けた発育不良の毛。)等の典型例があり、頭皮の血行不良や病変に因る性状異常が観察される。異常な脱毛状態は薄毛化を促進する。このように頭皮から抜けた毛髪には薄毛化の進行状況、対処の緊急度など、様々な情報が含まれている。頭皮から抜けた(或いは人為的に抜いた)毛髪を利用し、毛髪の健康度(脱毛および薄毛への耐性)を測定する方法および装置は、従来から数多く存在する。   There is a correlation between thinning and hair loss, and the progress of thinning hair on the head can be estimated to some extent by detailed observation of the missing hair. 17 (a) to 17 (e) illustrate the shape of a typical hair loss root of hair loss. Normal hair falls off with a life of 5 to 6 years. The example of FIG. 17 (a) shows healthy hair that has slipped out naturally, has a thick hair shaft, and the hair root is thicker. In abnormal hair removal, FIG. 17 (b) showing chronic hair loss with a thin hair shaft, FIG. 17 (c) having a hair root shape of natural hair removal but having ischemic, fuzzy hair root, keratinized type Fig. 17 (d), which is diffuse hair loss and keratinizes to the inside of the pores, Fig. 17 (e), where the hair root part becomes thin (refractory hair loss with no hair root recognized. Not only the hair treatment of the scalp but also the body Fig. 17 (f), which is abnormal in shape and hair size (thin hair is thin and weak, with a hair tip of about several centimeters. There are typical examples such as hair.), Abnormal blood circulation of the scalp and abnormal properties due to lesions are observed. Abnormal hair loss promotes thinning. In this way, the hair that has come out of the scalp contains various information such as the progress of thinning and the urgency of coping. There have been many methods and devices for measuring the health of hair (resistance to hair loss and thinning hair) using hair that has been removed from the scalp (or artificially removed).

国際公開WO2005/102153号公報International Publication WO2005 / 102153

しかしながら、毛髪の健康度判定や薄毛進行度評価に関する従来の手法においては、次のような問題がある。すなわち、自然に脱毛した毛髪を用いた測定・評価では、当該毛髪が基本的にどの部位から抜けたものであるのか同定できない。よく知られているように薄毛の進行は特定位置から開始されるケースが多い。従って、測定・評価したい位置の毛髪の情報を得るためには、検査のために当該位置からサンプリング(人為的な脱毛)しなくてはならず、薄毛に悩む患者にとって非侵襲な測定とは言えない。抜くことなく生えた状態のまま毛髪の健康度判定や薄毛進行度評価を可能とする方法及び装置は、従来には存在しない。   However, the conventional methods relating to the determination of the health level of hair and the evaluation of the progress of thinning hair have the following problems. That is, by measurement / evaluation using naturally depilated hair, it is impossible to identify from which part the hair is basically removed. As is well known, the progress of thinning hair is often started from a specific position. Therefore, in order to obtain information on the hair at the position to be measured / evaluated, it is necessary to sample (artificial hair removal) from that position for examination, which is a non-invasive measurement for patients suffering from thinning hair. Absent. Conventionally, there is no method and apparatus that can determine the health level of hair and evaluate the progress of thinning hair while it is grown without being pulled out.

一方で、毛髪の健康度判定等する方法に近いものとして、従来から毛髪のダメージを非侵襲で測定する方法が従来から様々提案されている。例えばその一つである赤外光計測は、被爆の問題がなく、また波長を選択することによって計測対象である化合物を選択できるという利点を有している。しかしながら、いずれの従来技術も、露出した毛幹部分について分析・評価する方法であって、毛髪の健康度(脱毛および薄毛への耐性)を測定・評価するものではない。   On the other hand, various methods for measuring hair damage non-invasively have been conventionally proposed as methods close to methods for determining the health level of hair. For example, infrared light measurement, which is one of them, has an advantage that there is no problem of exposure, and a compound to be measured can be selected by selecting a wavelength. However, any of the conventional techniques is a method for analyzing and evaluating an exposed hair shaft portion, and does not measure or evaluate the health level of hair (resistance to hair loss and thinning hair).

同様に、毛髪の健康度判定等する方法に近いものとして、脱毛を意識した皮膚下の体毛の検出方法についても提案されている。この検出方法においては、皮膚へ非接触光源から約700nm~約2000nmの波長範囲の電磁波を入射し、電磁波は皮膚内で散乱されるが、皮膚内の毛髪により一部は吸収される。このため、当該検出方法は、皮膚内の毛髪を非接触の撮像素子で影として画像化する技術である。この影の形成は、体毛の形状及び体毛の屈折率における差異、及びその周辺(即ち空気又は皮膚の組織)に主に依存する。電磁波の波長は、皮膚の色素によって引き起こされる吸収が少ない領域を選択して、皮膚の色やそばかす等によるコントラスト低下を避けている。従って、脱毛を意識した皮膚下の体毛の検出方法では、脱毛後の毛根の有無は検出できるが、毛髪の健康度(脱毛および薄毛への耐性)を測定することはできない。   Similarly, a method for detecting body hair under the skin that is conscious of hair loss has been proposed as a method close to a method for determining the health level of hair. In this detection method, an electromagnetic wave having a wavelength range of about 700 nm to about 2000 nm is incident on the skin from a non-contact light source, and the electromagnetic wave is scattered in the skin, but is partially absorbed by the hair in the skin. For this reason, the detection method is a technique for imaging hair in the skin as a shadow with a non-contact imaging device. This shadow formation mainly depends on the difference in the shape of the hair and the refractive index of the hair and its surroundings (ie air or skin tissue). For the wavelength of the electromagnetic wave, a region where the absorption caused by the skin pigment is low is selected to avoid a contrast decrease due to skin color or freckles. Therefore, in the method for detecting body hair under skin in consideration of hair loss, the presence or absence of a hair root after hair removal can be detected, but the health level of hair (resistance to hair loss and thin hair) cannot be measured.

上記事情に鑑み、脱毛することなく生えた状態のままで生体毛髪の健康度判定等を非侵襲に実現することができる生体検査装置及び生体検査方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a biopsy device and a biopsy method that can non-invasively determine the health level of living hair while remaining in a hairless state.

本実施形態に係る生体検査装置は、第1の光照射ユニット、光検出ユニット、演算ユニット、判定ユニットを具備する。第1の光照射ユニットは、所定の毛根の近傍に位置する皮膚の表面から、被検体内に光を照射する。光検出ユニットは、被検体の皮膚の表面から放たれる光量を検出する。演算ユニットは、光検出ユニットが検出した光量に基づいて、所定の毛根の形状及びサイズの少なくとも一方に関する第1の情報を演算する。判定ユニットは、第1の情報に基づいて、被検体の毛髪健康度を判定する。   The biopsy apparatus according to the present embodiment includes a first light irradiation unit, a light detection unit, a calculation unit, and a determination unit. A 1st light irradiation unit irradiates light in a subject from the surface of the skin located in the vicinity of a predetermined hair root. The light detection unit detects the amount of light emitted from the surface of the subject's skin. The arithmetic unit calculates first information related to at least one of the shape and size of a predetermined hair root based on the light amount detected by the light detection unit. The determination unit determines the hair health level of the subject based on the first information.

図1は、本実施形態に係る本生体検査装置1の構成を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the biopsy apparatus 1 according to the present embodiment. 図2は、スティック状の生体インターフェースデバイス2及びパーソナルコンピューター3とで構成する生体検査装置1を例示したものである。FIG. 2 shows an example of a biological examination apparatus 1 composed of a stick-like biological interface device 2 and a personal computer 3. 図3は、生体インターフェースデバイス2の先端Pの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the tip P of the biological interface device 2. 図4は、毛髪健康度判定機能の原理を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the hair health degree determination function. 図5は、メラニンと酸化ヘモグロビンの光吸収スペクトルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing light absorption spectra of melanin and oxyhemoglobin. 図6は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの光吸収スペクトルを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing light absorption spectra of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin. 図7は、毛髪健康度判定機能を用いた検査の流れを示したフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an inspection using the hair health degree determination function. 図8は、変形例1に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the biological interface device 2 of the biological examination apparatus 1 according to the first modification. 図9は、変形例2に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the biopsy apparatus 1 according to the second modification. 図10は、変形例2に係る生体検査装置1のプローブ12と頭皮との接触状況を例示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a contact state between the probe 12 and the scalp of the biopsy device 1 according to the second modification. 図11は、変形例3に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the biopsy device 1 according to the third modification. 図12は、本変形例4に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the biological examination apparatus 1 according to the fourth modification. 図13は、変形例4に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2を示した図である。FIG. 13 is a view showing the biometric interface device 2 of the biopsy apparatus 1 according to Modification 4. 図14は、本変形例5に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the biological examination apparatus 1 according to the fifth modification. 図15は、変形例5に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2を示した図である。FIG. 15 is a view showing the biological interface device 2 of the biological examination apparatus 1 according to the modification 5. 図16は、変形例5に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2を示した図である。FIG. 16 is a diagram illustrating the biological interface device 2 of the biological examination apparatus 1 according to Modification 5. 図17(a)、(b)は、第2の実施形態に係る生体検査装置1の光プローブ12の構成を概念的に説明するための図である。FIGS. 17A and 17B are diagrams for conceptually explaining the configuration of the optical probe 12 of the biological examination apparatus 1 according to the second embodiment. 図18(a)、(b)は、第2の実施形態に係る生体検査装置1の光プローブ12の構成を概念的に説明するための図である。18A and 18B are diagrams for conceptually explaining the configuration of the optical probe 12 of the biological examination apparatus 1 according to the second embodiment. 図19は、複数の半導体発光素子及び複数の半導体受光素子によって光源アレイ及び検知器アレイを構成した例を示している。FIG. 19 shows an example in which a light source array and a detector array are configured by a plurality of semiconductor light emitting elements and a plurality of semiconductor light receiving elements. 図20は、複数の発光ファイバー及び複数の受光ファイバーによって光源アレイ及び検知器アレイを構成した例を示している。FIG. 20 shows an example in which a light source array and a detector array are configured by a plurality of light emitting fibers and a plurality of light receiving optical fibers. 図21は、各種パラメータと検出された光の精度σ(T)の平均との交互作用図である。FIG. 21 is an interaction diagram between various parameters and the average of detected light accuracy σ (T). 図22は、各種パラメータの組み合わせと検出された光の精度σ(T)の平均との交互作用図である。FIG. 22 is an interaction diagram between the combination of various parameters and the average of the detected light accuracy σ (T). 図23は毛髪ファントムの作成手順を示した概念図である。FIG. 23 is a conceptual diagram showing a procedure for creating a hair phantom. 図24は、検証実験で組み上げた毛根部検査システムの概略図である。FIG. 24 is a schematic diagram of a hair root inspection system assembled in a verification experiment. 図25は、検証実験で用いたアクリル製フェルールとフェルールを固定したアクリル製アダプターを示している。FIG. 25 shows an acrylic ferrule used in the verification experiment and an acrylic adapter to which the ferrule is fixed. 図26は、光強度測定の条件について説明するための図である。FIG. 26 is a diagram for explaining the conditions of the light intensity measurement. 図27は、検証実験にて光強度測定を行った際のフェルールと毛根の位置合わせについて説明するための図である。FIG. 27 is a diagram for explaining the alignment of the ferrule and the hair root when the light intensity is measured in the verification experiment. 図28は、3つの毛根ファントムに関する測定前リファレンス、サンプルu、サンプルt測定後リファレンスの光強度の5回の測定結果示した箱ひげ図である。FIG. 28 is a box-and-whisker diagram showing the results of five measurements of the light intensity of the reference before measurement, the sample u, and the reference after measurement of the sample t for three follicle phantoms. 図29は、抜け毛の分類例を示した図である。FIG. 29 is a diagram showing a classification example of hair loss.

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る本生体検査装置1の構成を示したブロック図である。同図に示す様に、生体検査装置1は、光プローブ12、光源16、光検知器20、演算回路22、光信号制御部24、コントローラー26を具備する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the biopsy apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the biological examination apparatus 1 includes an optical probe 12, a light source 16, a photodetector 20, an arithmetic circuit 22, an optical signal control unit 24, and a controller 26.

光プローブ12は、光照射部IF121、光検出部IF122を有し、皮膚表面に密着して皮膚内部と効果的に光の授受を行うためのコンポーネンツである。光照射部IF121は、光源16と共に光照射ユニットを構成し、光源16が発生する光(近赤外光)を被検体に向けて照射する。光検出部IF122は、光検知器20と共に光検出ユニットを構成し、例えば光ファイバーの端部で構成され生体内からの光を入力するための検出面、当該入力した光を光検知器20まで伝播させるための光導波路を有する。なお、光照射部IF121、光検出部IF122の生体への接触面には、必要に応じて、皮膚への密着性と光学的インピーダンスマッチングを行うための接触部を設けるようにしてもよい。   The optical probe 12 includes a light irradiation unit IF121 and a light detection unit IF122, and is a component that is in close contact with the skin surface and effectively exchanges light with the inside of the skin. The light irradiation unit IF121 forms a light irradiation unit together with the light source 16, and irradiates light (near infrared light) generated by the light source 16 toward the subject. The light detection unit IF122 constitutes a light detection unit together with the light detector 20, for example, a detection surface that is configured by an end of an optical fiber and inputs light from inside the living body, and propagates the input light to the light detector 20. Having an optical waveguide. In addition, you may make it provide the contact part for performing the adhesiveness to skin and optical impedance matching in the contact surface to the biological body of the light irradiation part IF121 and the light detection part IF122 as needed.

光源16は、特定波長の光を発生する半導体レーザ、発光ダイオード、固体レーザ、ガスレーザなどの発光素子等である。ここで、特定波長は、例えば生体透過性の高い波長領域(600nm〜1200nm)であり、毛髪に含まれる成分(メラニン、ケラチン等)または血液に含まれる成分(ヘモグロビン、グルコース等)に対して吸収を有する波長近傍を選定することが好ましい。光源16には、波長以外に制約なく様々な機器が使用できるが、コンパクト性が必要であることからLED、LDが好適である。光源16において発生した光は、光ファイバーや薄膜光導波路で構成される光導波部を介して(或いは直接空間の伝播を介して)、光照射部IF121に供給される。なお、光源16は、光照射部IF121と一体に構成してもよい。   The light source 16 is a light emitting element such as a semiconductor laser, a light emitting diode, a solid state laser, or a gas laser that generates light of a specific wavelength. Here, the specific wavelength is, for example, a wavelength region (600 nm to 1200 nm) with high biological permeability, and is absorbed by components (melanin, keratin, etc.) contained in hair or components (hemoglobin, glucose, etc.) contained in blood. It is preferable to select the vicinity of the wavelength having. Various devices can be used as the light source 16 without any restrictions other than the wavelength, but LEDs and LDs are suitable because they need to be compact. The light generated in the light source 16 is supplied to the light irradiation unit IF121 through an optical waveguide unit configured by an optical fiber or a thin film optical waveguide (or through direct space propagation). The light source 16 may be integrated with the light irradiation unit IF121.

光検知器20は、各種検知器が使用できるが、例えば、シリコン、ゲルマニウム、化合物半導体等を材料としたフォトダイオード、フォトトランジスタなど半導体光センサーを使用するのが簡便かつ好適である。なお、光検知器20には、必要に応じてフィルターを設けるようにしてもよい。   Although various detectors can be used as the photodetector 20, it is simple and preferable to use a semiconductor optical sensor such as a photodiode or a phototransistor made of silicon, germanium, a compound semiconductor, or the like. The light detector 20 may be provided with a filter as necessary.

演算回路22は、メラニン測定用波長、ヘモグロビン測定用波長のそれぞれの特定波長に対応する光量(光吸収量)を計算する。   The arithmetic circuit 22 calculates the light amount (light absorption amount) corresponding to each specific wavelength of the melanin measurement wavelength and the hemoglobin measurement wavelength.

光信号制御部24は、コントローラー26の制御のもと、所定のタイミング、周波数、強度、強度変動周期Tで光照射部IF121から光が照射されるように、光源16を制御する。また、光信号制御部24は、所定のタイミングで計算処理が実行されるように、演算回路22を制御する。   Under the control of the controller 26, the optical signal control unit 24 controls the light source 16 so that light is emitted from the light irradiation unit IF 121 at a predetermined timing, frequency, intensity, and intensity fluctuation period T. Further, the optical signal control unit 24 controls the arithmetic circuit 22 so that the calculation process is executed at a predetermined timing.

コントローラー26は、本生体検査装置1を動的又は静的に動作させるために、各構成要素を制御する。また、コントローラー26は、計算された光量に基づいて後述する毛髪形状等情報、血液代謝情報等を取得すると共に、これらに基づいて毛髪の健康度を判定する。   The controller 26 controls each component in order to operate the biopsy apparatus 1 dynamically or statically. Further, the controller 26 acquires information such as hair shape, blood metabolism information, and the like, which will be described later, based on the calculated light amount, and determines the health level of the hair based on these.

なお、コントローラー26、演算回路22、光信号制御部24は、ハードウェア、コンピュータのアプリケーションソフトのいずれで構成してもよい。本実施形態においては、例えば図2に示す様に、光プローブ12、光源16、光検知器20、演算回路22、光信号制御部24を内蔵するスティック状の生体インターフェースデバイス2と、コントローラー26の機能を実現するパーソナルコンピューター3とで構成するものとする。しかしながら、これはあくまでも一例であり、必要におうじて種々変更可能である。例えば、コントローラー26の機能についても生体インターフェースデバイス2に内蔵させ、パーソナルコンピューター3は電源、表示、通信等の各機能を担うようにしてもよい。   The controller 26, the arithmetic circuit 22, and the optical signal control unit 24 may be configured by any of hardware and computer application software. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the stick-shaped biological interface device 2 including the optical probe 12, the light source 16, the photodetector 20, the arithmetic circuit 22, and the optical signal control unit 24, and the controller 26 A personal computer 3 that realizes the function is used. However, this is only an example, and various modifications can be made as necessary. For example, the function of the controller 26 may be incorporated in the biological interface device 2 and the personal computer 3 may be responsible for functions such as power supply, display, and communication.

図3は、図2に示した生体インターフェースデバイス2の先端Pの拡大図である。同図に示す様に、光源16と光検知部20は光ファイバー13a、13bにより近接して配置される。両光ファイバー13a、13bの先端には、生体との密着性を上げ、光学的インピーダンスマッチングを取る先端接触部10a、10bが設けられている。両光ファイバー13a、13bは、弾力性のある支持体14に固定されており、過度の負荷が光ファイバーに加わるのを抑制すると同時に、適切な負荷で先端を皮膚に密着させる構造を有する。両光ファイバー13a、13bの間には、髪を誘導して皮膚上の測定位置を決める毛髪ガイド17a(図3の例では光ファイバー13a、13bに並列する溝)を形成している。また、両光ファイバー13a、13bの先端と毛髪との位置調整を行うために、検査部観察用の撮像デバイス及び撮像デバイス用光学パーツ(以下、「撮像デバイス30」とする)が光ファイバー13a、13bの先端から離れた位置に配置されている。加えて、ノイズを増やすことなくクリアな撮像画面を得るために、可視光領域かつ検査使用波長でない光で検査部を照らすLEDデバイスと光学パーツ(以下、「LEDデバイス32」とする)が配置されている。   FIG. 3 is an enlarged view of the tip P of the biological interface device 2 shown in FIG. As shown in the figure, the light source 16 and the light detection unit 20 are arranged closer to each other by optical fibers 13a and 13b. Tip ends of both optical fibers 13a and 13b are provided with tip contact portions 10a and 10b that improve the adhesion to a living body and take optical impedance matching. Both optical fibers 13a and 13b are fixed to an elastic support 14, and have a structure in which an excessive load is prevented from being applied to the optical fiber and at the same time the tip is brought into close contact with the skin with an appropriate load. Between the optical fibers 13a and 13b, a hair guide 17a (groove parallel to the optical fibers 13a and 13b in the example of FIG. 3) that guides hair and determines the measurement position on the skin is formed. In addition, in order to adjust the positions of the tips of both the optical fibers 13a and 13b and the hair, an imaging device for observing the inspection section and an optical part for the imaging device (hereinafter referred to as “imaging device 30”) are provided on the optical fibers 13a and 13b. It is arranged at a position away from the tip. In addition, in order to obtain a clear imaging screen without increasing noise, an LED device and an optical part (hereinafter referred to as “LED device 32”) that illuminate the inspection portion with light that is not in the visible light region and the inspection use wavelength are arranged. ing.

(毛髪健康度判定機能)
次に、本生体検査装置1が有する毛髪健康度判定機能について説明する。本機能は、毛根のサイズ及び形状の少なくとも一方に関する情報(毛髪形状等情報)、毛根近傍の血液代謝に関する情報(血液代謝情報)を取得し、毛髪形状等情報を用いて毛髪の現在の健康度を、血液代謝情報を用いて将来の毛髪健康度(例えば、健康度の低下可能性)を判定し、生体の毛髪健康度(薄毛化耐性)を判定、評価するものである。なお、以下の説明においては、毛髪形状等情報及び血液代謝情報のいずれも取得し、現在及び将来の毛髪健康度を判定する場合を例示する。しかしながら、必要に応じて、毛髪形状等情報(或いは血液代謝情報)のみを取得し、現在の毛髪健康度(或いは将来の毛髪健康度)を判定する構成としてもよい。また、検査対象として生体毛髪を典型例とするが、当該例に拘泥されず、生体のすべての体毛を検査対象とすることが可能である。
(Hair health level judgment function)
Next, the hair health determination function of the biopsy device 1 will be described. This function obtains information on hair root size and shape (information on hair shape, etc.), information on blood metabolism in the vicinity of the hair root (blood metabolism information), and uses the information on hair shape, etc. Is used to determine the future hair health level (for example, the possibility of a decrease in health level) using blood metabolism information, and to determine and evaluate the hair health level (thinning resistance) of a living body. In the following description, a case where both hair shape information and blood metabolism information are acquired and the current and future hair health levels are determined will be exemplified. However, if necessary, only the hair shape information (or blood metabolism information) may be acquired to determine the current hair health level (or future hair health level). Moreover, although a living body hair is made into a typical example as a test object, it is not restricted to the said example but it is possible to make all the body hair of a living body into a test object.

図4は、本毛髪健康度判定機能の原理を説明するための図である。同図に示す様に、毛根近傍の生体皮膚に光照射部IF121を接触させて特定波長の光を照射する。特定波長は、生体透過性の高い波長領域(600nm〜1200nm)であり、毛髪に含まれる成分(メラニン、ケラチン等)または血液に含まれる成分(ヘモグロビン、グルコース等)に対して吸収を有する波長近傍を選定する。当該照射によって生体内に入射した光は毛根H1を含む光路HRを伝播する。当該伝播した光を、毛根H1を挟んだ皮膚表面に接触させた光検出部IF123によって検出する。   FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present hair health degree determination function. As shown in the figure, the light irradiation unit IF121 is brought into contact with the living skin near the hair root to irradiate light having a specific wavelength. The specific wavelength is a wavelength region (600 nm to 1200 nm) with high biological permeability, and the vicinity of the wavelength having absorption for components (melanin, keratin, etc.) contained in hair or components (hemoglobin, glucose, etc.) contained in blood Is selected. The light incident on the living body by the irradiation propagates through the optical path HR including the hair root H1. The propagated light is detected by the light detection unit IF123 brought into contact with the skin surface with the hair root H1 interposed therebetween.

生体皮膚から入射した特定波長の光は、生体内で散乱、拡散、吸収を繰り返して、その一部が皮膚から放出される。この光の散乱経路は極めて複雑であるが、入射位置と検出位置の中点を中心にして入射位置と検出位置の距離の1/2を半径とする球の表面近傍領域が主要となる(この主要となる散乱経路を「主要光路HR」と呼ぶ)。主要光路HRの球の中心位置皮膚表面から皮膚下2mm程度の範囲に存在する毛幹H2と毛根H1は、光伝播における大きな障害物となる。例えばメラニンに吸収を持つ光を入射すれば、毛幹H2と毛根H1の吸収による放出光量の低下分が定量化できる。言葉を換えれば、毛幹・毛根サイズと光信号強度には負の相関を有することになる。従って、演算回路22において毛幹H2と毛根H1の吸収による放出光量の低下分を計算し、コントローラー26において例えば当該計算結果と予め取得された光吸収量と毛根サイズとの対応表とに基づいて毛髪形状等情報を取得することができる。   Light of a specific wavelength incident from the living skin is repeatedly scattered, diffused and absorbed in the living body, and a part of the light is emitted from the skin. This light scattering path is extremely complex, but the region near the surface of the sphere with a radius of ½ of the distance between the incident position and the detected position centered on the midpoint of the incident position and the detected position is the main (this The main scattering path is called “main optical path HR”). The hair shaft H2 and the hair root H1 existing in the range of about 2 mm below the skin from the center position of the sphere in the main light path HR are a major obstacle in light propagation. For example, if light having absorption in melanin is incident, a decrease in the amount of emitted light due to absorption of the hair shaft H2 and the hair root H1 can be quantified. In other words, there is a negative correlation between the hair shaft / hair root size and the optical signal intensity. Therefore, the calculation circuit 22 calculates the amount of decrease in the amount of emitted light due to the absorption of the hair shaft H2 and the hair root H1, and the controller 26, for example, based on the calculation result and the correspondence table between the light absorption amount and the hair root size acquired in advance. Information such as hair shape can be acquired.

なお、光の入射位置と検出位置との距離は、毛髪の太さが0.06〜0.1mmであることから0.2mm程度を下限とし、逆に毛根の位置が皮膚表面下2〜2.5mm程度であることから、5mm程度を上限とすることが好ましい。また、単独の毛髪を精度よく判定する場合には、髪の統計密度(毛髪間隔は約0.9mm)から、光の入射位置と検出位置との距離は、0.8〜1.8mmにすることが好適である。   In addition, since the thickness of the hair is 0.06 to 0.1 mm, the lower limit of the distance between the light incident position and the detection position is about 0.2 mm, and conversely the position of the hair root is 2 to 2 below the skin surface. It is preferable that the upper limit is about 5 mm. In addition, when accurately determining single hair, the distance between the light incident position and the detection position is set to 0.8 to 1.8 mm based on the statistical density of hair (hair interval is about 0.9 mm). Is preferred.

一方、毛根近傍の血液代謝情報は、毛髪の成長情報を与える。代謝の少ない領域の髪は成長障害を生じて、今後、脱毛形状へと変化する可能性が高いからである。従って、例えばヘモグロビンに吸収を持つ光を入射すれば、主要光路HRに存在する血流(すなわちヘモグロビン)の吸収による放出光量の低下分も定量化できる。ここで注意すべきは、毛根等による光路の障害物が大きい場合、見掛け上ヘモグロビンによる光吸収量が小さくなることである。これを回避するには、演算回路22或いはコントローラー26において、毛幹・毛根のサイズ情報による数値補正、光路に毛根がない条件の追判定、補正等を行うことが有効である。   On the other hand, blood metabolism information near the hair root gives hair growth information. This is because hair in a region with low metabolism causes a growth disorder and is likely to change to a hair loss shape in the future. Therefore, for example, if light having absorption in hemoglobin is incident, a decrease in the amount of emitted light due to absorption of blood flow (that is, hemoglobin) existing in the main optical path HR can be quantified. It should be noted here that when the obstacle of the optical path due to the hair root or the like is large, the light absorption amount by hemoglobin apparently becomes small. In order to avoid this, it is effective to perform numerical correction based on the hair shaft / follicle size information, additional determination of the condition that there is no follicle in the optical path, correction, and the like in the arithmetic circuit 22 or the controller 26.

図5は、メラニンと酸化ヘモグロビンの光吸収スペクトルを示す図である。同図に示す様に、メラニンの光吸収係数は、生体の窓の波長域(600nm〜1200nm)において、比較的少ない変化率にて適切に存在する。本実施形態では、メラニン測定用波長を、酸化ヘモグロビンの光吸収が小さい700nmを中心に650〜750nmの範囲において選定するものとする。   FIG. 5 is a diagram showing light absorption spectra of melanin and oxyhemoglobin. As shown in the figure, the light absorption coefficient of melanin appropriately exists at a relatively small change rate in the wavelength range (600 nm to 1200 nm) of the living body window. In the present embodiment, the wavelength for measuring melanin is selected in the range of 650 to 750 nm centering on 700 nm where the light absorption of oxyhemoglobin is small.

図6は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの光吸収スペクトルを示す図である。同図に示す様に、生体の窓の波長域(600nm〜1200nm)内の800nm周辺において、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの光吸収係数が交差する。本実施形態では、ヘモグロビン測定用波長を、800nmを中心に750〜950nmの範囲において選定するものとする。   FIG. 6 is a diagram showing light absorption spectra of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin. As shown in the figure, the light absorption coefficients of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin intersect in the vicinity of 800 nm within the wavelength range (600 nm to 1200 nm) of the biological window. In this embodiment, the wavelength for measuring hemoglobin is selected in the range of 750 to 950 nm with 800 nm as the center.

コントローラー26は、メラニン測定用波長、ヘモグロビン測定用波長のそれぞれの特定波長に対応する光吸収量を用いて、毛髪健康度の判定を実行する。毛髪健康度の判定は、特性値である毛髪形状等情報及び血液代謝情報の算出と評価の二段階で行う。特性値の算出は大別して、検出された光吸収量から直接演算して導出する方法、検出された光吸収量から数値データベースを参照してフィッティングする方法がある。評価は大別して、不特定多数のサンプル特性値の統計データベースから個人の偏移を調べて評価する統計分析と、個人の特性値データベースを作成してその経時的変化を評価する個人変移分析がある。いずれの組み合わせによっても、毛髪健康度を判定することが可能である。   The controller 26 determines the hair health using the light absorption amount corresponding to each specific wavelength of the melanin measurement wavelength and the hemoglobin measurement wavelength. The determination of the degree of hair health is performed in two stages, that is, calculation and evaluation of information such as hair shape, which is a characteristic value, and blood metabolism information. The calculation of the characteristic value is roughly divided into a method of directly calculating and deriving from the detected light absorption amount, and a method of fitting with reference to a numerical database from the detected light absorption amount. Evaluation is roughly divided into statistical analysis that examines and evaluates individual deviations from a statistical database of a large number of unspecified sample characteristic values, and individual transition analysis that creates individual characteristic value databases and evaluates their changes over time. . The hair health level can be determined by any combination.

次に、本生体検査装置1の毛髪健康度判定機能を用いた検査の流れについて説明する。   Next, the flow of the inspection using the hair health degree determination function of the biopsy device 1 will be described.

図7は、毛髪健康度判定機能を用いた検査の流れを示したフローチャートである。同図に示す様に、まず、被検者は、自らの毛髪の健康度を知るために、生体インターフェースデバイス2を持ち、撮像デバイス30を用いて自身の頭皮を撮像する(ステップS1)。撮像された頭皮は、生体インターフェースデバイス2が接続されたパーソナルコンピューター3の画面にリアルタイムで表示される。被検者は、表示された頭皮画像を観察しながら自分の検体毛髪を選び、対象とする髪をガイド34に入れて皮膚上で測定位置合わせを行う(ステップS2)。密着が良く、正しい位置に固定したことを確認した上で、生体インターフェースデバイス2の測定ボタンを押す(ステップS3)。コントローラー26は、当該測定ボタンの操作に応答して、上述した毛髪健康度判定機能に従う処理を実行し、毛髪形状等情報、血液代謝情報を取得する(ステップS4)。また、被検者は、必要を感じる部位に対して、上述した処理を所望の本数だけ繰り返す。ステップS4において取得された毛髪形状等情報、血液代謝情報は、パーソナルコンピューター3において自動的に記録されると共に、解析用データベースを参考にして分析される。なお、当該分析処理は、本実施形態においてはパーソナルコンピューター3において実行している。しかしながら、当該例に拘泥されず、ネットワークを経由してサービスセンターに毛髪形状等情報、血液代謝情報を送信し、当該サービスセンターにおいて分析された結果を受け取るようにしてもよい。得られた分析結果は、被検者に所定の形態、タイミングで提供される(ステップS5)。これにより、被検者は、現状の診断結果を知ることができる。   FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an inspection using the hair health degree determination function. As shown in the figure, first, the subject holds the biological interface device 2 and images his / her scalp using the imaging device 30 in order to know the health level of his / her hair (step S1). The imaged scalp is displayed in real time on the screen of the personal computer 3 to which the biological interface device 2 is connected. The subject selects his / her sample hair while observing the displayed scalp image, puts the target hair in the guide 34, and performs measurement position alignment on the skin (step S2). After confirming that the contact is good and fixed at the correct position, the measurement button of the biological interface device 2 is pressed (step S3). In response to the operation of the measurement button, the controller 26 executes processing according to the above-described hair health degree determination function, and acquires hair shape information and blood metabolism information (step S4). In addition, the subject repeats the above-described processing as many times as desired for the part that feels necessary. The hair shape information and blood metabolism information acquired in step S4 are automatically recorded in the personal computer 3 and analyzed with reference to the analysis database. The analysis process is executed in the personal computer 3 in this embodiment. However, the present invention is not limited to this example, and information such as hair shape and blood metabolism information may be transmitted to the service center via the network, and the results analyzed at the service center may be received. The obtained analysis result is provided to the subject in a predetermined form and timing (step S5). Thus, the subject can know the current diagnosis result.

本実施形態に係る生体検査装置1は、例えば次のような種々の変形が可能である。   The biopsy device 1 according to the present embodiment can be modified in various ways as follows, for example.

(変形例1)
図8は、変形例1に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2を示した図である。図3との主な差異は、光ファイバー13a、13bの先端に位置する先端接触部10a、10bが支持体の表面に位置すること、髪を誘導して皮膚上の測定位置を決める毛髪ガイドとしての溝17bが両光ファイバー13a、13bの間を横切るように頭皮表面に並行に形成されていることである。被検者は、例えば自身の髪質によって図3に示す構成と図8に示す構成とを使い分けることで、より好適な毛髪健康度判定が可能となる。
(Modification 1)
FIG. 8 is a diagram illustrating the biological interface device 2 of the biological examination apparatus 1 according to the first modification. The main difference from FIG. 3 is that the tip contact portions 10a and 10b located at the tips of the optical fibers 13a and 13b are located on the surface of the support, and a hair guide that guides hair and determines the measurement position on the skin. The groove 17b is formed in parallel on the scalp surface so as to cross between the optical fibers 13a and 13b. For example, the subject can perform more suitable hair health determination by properly using the configuration shown in FIG. 3 and the configuration shown in FIG. 8 according to his / her own hair quality.

(変形例2)
図9は、変形例2に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。図10は、変形例2に係る生体検査装置1のプローブ12と頭皮との接触状況を例示した図である。図1に示した例と比較した場合、本変形例2に係る生体検査装置1は、光源16から光照射部IF121までの導波路及び光照射部IF121を光ファイバー13aで、光検出部IF123及び当該光検出部IF123から光検出器20までの導波路を光ファイバー13bで、それぞれ代替したものである。前述のように光の入射位置と検出位置の距離は最大5mmと短い。本変形例2の如く入出力に細い光ファイバー13a、13bを介することで、デバイスを直接表面実装するよりも光の入射位置と検出位置の距離を短くできる。
(Modification 2)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the biopsy apparatus 1 according to the second modification. FIG. 10 is a diagram illustrating a contact state between the probe 12 and the scalp of the biopsy device 1 according to Modification 2. Compared with the example shown in FIG. 1, the biological examination apparatus 1 according to the second modification includes a waveguide from the light source 16 to the light irradiation unit IF121 and the light irradiation unit IF121 with the optical fiber 13a, the light detection unit IF123, and the light detection unit IF123. The waveguides from the light detection unit IF123 to the light detector 20 are respectively replaced with optical fibers 13b. As described above, the distance between the light incident position and the detection position is as short as 5 mm at the maximum. By using the thin optical fibers 13a and 13b for input and output as in the second modification, the distance between the light incident position and the detection position can be made shorter than when the device is directly surface mounted.

(変形例3)
図11は、変形例3に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。本変形例3に係る生体検査装置1は、例えば変形例2の構成に加えて、メラニン測定用波長用の光源16aとヘモグロビン測定用波長の光源16bとを用いて、メラニンとヘモグロビンの光吸収を同一光学系で測定する構成となっている。メラニン用及びヘモグロビン用の2種波長は、例えば交互に、或いは光ミキサー15において混合され、皮膚内部に照射される。光検知器20は、被検体表面から放たれる光を検知し、演算回路22a、22bは、その都度検知される光に基づいてメラニンの光吸収量、ヘモグロビンの光吸収量をそれぞれ計算する。コントローラー26は、得られた各光吸収量に基づいて毛髪形状等情報、血液代謝情報を取得する。また、コントローラー26は、必要に応じて、取得された毛髪形状等情報、血液代謝情報をフィードバックして既述の定量的補正を行う。
(Modification 3)
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the biopsy device 1 according to the third modification. In addition to the configuration of Modification 2, for example, the biopsy apparatus 1 according to Modification 3 uses a light source 16a for melanin measurement wavelength and a light source 16b for hemoglobin measurement wavelength to absorb light of melanin and hemoglobin. The measurement is performed with the same optical system. The two wavelengths for melanin and hemoglobin are mixed alternately, for example, in the optical mixer 15 and irradiated into the skin. The light detector 20 detects light emitted from the surface of the subject, and the arithmetic circuits 22a and 22b calculate the light absorption amount of melanin and the light absorption amount of hemoglobin, respectively, based on the detected light. The controller 26 acquires hair shape information and blood metabolism information based on the obtained light absorption amounts. Further, the controller 26 performs the above-described quantitative correction by feeding back the acquired hair shape information and blood metabolism information as necessary.

この様な構成によれば、一度の作業において毛髪形状等情報、血液代謝情報の双方を負担無く取得することが可能となる。   According to such a configuration, it is possible to obtain both hair shape information and blood metabolism information without burden in one operation.

(変形例4)
図12は、変形例4に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。本変形例4に係る生体検査装置1は、被検体内への光照射を一箇所とするのに対して、光検出部IF及び光ファイバーからなる光検出系を二つ以上(図12の例では二つ)設けることにより、複数の位置で被検体からの光を検出するものである。この様な構成において、例えばメラニン測定に対応する光検出系は、光照射系に対し毛髪を挟んで、ヘモグロビン測定に対応する光検出系は、光照射系に対し毛髪を挟まずに測定する配置にする。これにより、血液代謝量を毛幹・毛根サイズによらず高精度で定量的に測定することができる。また、複数位置において検出された光を用いてメラニン測定、ヘモグロビン測定を行うことで、照射位置或いは検出位置の微妙なずれを自動的に修正することもできる利点がある。
(Modification 4)
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the biopsy device 1 according to the fourth modification. The biopsy apparatus 1 according to the fourth modification uses light irradiation into the subject at one place, whereas two or more light detection systems including the light detection unit IF and the optical fiber (in the example of FIG. 12). And 2) to detect light from the subject at a plurality of positions. In such a configuration, for example, the light detection system corresponding to the melanin measurement sandwiches the hair with respect to the light irradiation system, and the light detection system corresponding to the hemoglobin measurement is arranged to measure without holding the hair with respect to the light irradiation system. To. Thereby, the amount of blood metabolism can be quantitatively measured with high accuracy regardless of the hair shaft / hair root size. In addition, there is an advantage that a slight deviation of the irradiation position or the detection position can be automatically corrected by performing melanin measurement and hemoglobin measurement using light detected at a plurality of positions.

図13は、変形例4に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2の先端を示した図である。図3との差異は、光検知部IF123及び検知用光ファイバー13bが、毛髪ガイド17aを対称にして二本配置されていることにある。この二本の光検知部IF123及び受光ファイバー13bを用いて測定した信号を解析することにより、毛髪測定位置が微妙にずれても、正確なサイズ情報を得ることができる。   FIG. 13 is a view showing the tip of the biological interface device 2 of the biological examination apparatus 1 according to Modification 4. The difference from FIG. 3 is that two optical detection units IF123 and optical fibers for detection 13b are arranged with the hair guide 17a symmetrical. By analyzing signals measured using the two light detection units IF123 and the receiving optical fiber 13b, accurate size information can be obtained even if the hair measurement position is slightly shifted.

(変形例5)
図14は、変形例5に係る生体検査装置1の構成を示したブロック図である。本変形例5に係る生体検査装置1は、異なる光源を有する複数の光照射ユニット(図14の例では、2つ)と一つの光検出系とを具備するものである。図12、図13に示した変形例4の場合と同様に、例えばメラニン測定に対応する光照射ユニットは、光検出系に対し毛髪を挟んで、ヘモグロビン測定に対応する光照射ユニットは、光検出系に対し毛髪を挟まずに測定する配置にする。これにより、毛幹・毛根サイズによらず血液代謝量を定量的に測定することができる。また、異なる光学経路に対応する複数の光を用いてメラニン測定、ヘモグロビン測定を行うことで、照射位置或いは検出位置の微妙なずれを自動的に修正することもできる利点がある。
(Modification 5)
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the biological examination apparatus 1 according to the fifth modification. The biopsy apparatus 1 according to the fifth modification includes a plurality of light irradiation units (two in the example of FIG. 14) having different light sources and one light detection system. As in the case of Modification 4 shown in FIGS. 12 and 13, for example, the light irradiation unit corresponding to melanin measurement sandwiches the hair with respect to the light detection system, and the light irradiation unit corresponding to hemoglobin measurement is light detection. Arrange for measurement without pinching the hair against the system. Thereby, the amount of blood metabolism can be measured quantitatively irrespective of the hair shaft / hair root size. In addition, there is an advantage that a slight deviation in the irradiation position or the detection position can be automatically corrected by performing melanin measurement and hemoglobin measurement using a plurality of lights corresponding to different optical paths.

図15は、変形例5に係る生体検査装置1の生体インターフェースデバイス2の先端を示した図である。図16は、図15に示した生体インターフェースデバイス2の使用例を示した図である。図15と図3とを比較して解るように、本変形例5に係る生体インターフェースデバイス2では、光照射部IF121及び照射用光ファイバー13aから構成された光照射系が、毛髪ガイド17aを対称にして二本配置されている。図16に示す様に、毛髪ガイド17aに毛髪をはめ込み、例えばメラニン測定は毛髪を挟んで、ヘモグロビン測定には毛髪を挟まずに、それぞれ光測定を行う。これにより、毛幹・毛根サイズによらず血液代謝量を定量的に測定することができる。また、二つの光照射系からの光を順次解析することにより、毛髪測定位置が微妙にずれても正確なサイズ情報を得ることができる。   FIG. 15 is a view showing the distal end of the biological interface device 2 of the biological examination apparatus 1 according to Modification 5. FIG. 16 is a diagram showing a usage example of the biological interface device 2 shown in FIG. As can be seen by comparing FIG. 15 and FIG. 3, in the biological interface device 2 according to the fifth modification, the light irradiation system including the light irradiation unit IF121 and the irradiation optical fiber 13a makes the hair guide 17a symmetrical. Two are arranged. As shown in FIG. 16, the hair is inserted into the hair guide 17a. For example, the melanin measurement is performed by sandwiching the hair, and the hemoglobin measurement is performed without measuring the hair. Thereby, the amount of blood metabolism can be measured quantitatively irrespective of the hair shaft / hair root size. In addition, by sequentially analyzing the light from the two light irradiation systems, accurate size information can be obtained even if the hair measurement position is slightly shifted.

以上述べた本生体検査装置によれば、脱毛することなく生えた状態のままで生体毛髪の毛根近傍から光を照射し、毛根を含む光路を経由して皮膚から放たれる光量を検出する。そして、検出された光量に基づいて毛根の形状及びサイズの少なくとも一方に関する毛髪形状等情報を取得し、これに基づいて現在の毛髪健康度を判定し、その結果を被検者に提示する。従って、身体的苦痛、精神的ストレスを感ずることなく、現在の毛髪健康度を非侵襲に把握できる。   According to the biopsy device described above, light is emitted from the vicinity of the hair root of the living hair while it is grown without hair loss, and the amount of light emitted from the skin via the optical path including the hair root is detected. Then, based on the detected light amount, information on hair shape and the like regarding at least one of the shape and size of the hair root is obtained, the current hair health level is determined based on this, and the result is presented to the subject. Therefore, the current hair health level can be grasped non-invasively without feeling physical distress and mental stress.

また、本生体検査装置によれば、検出された光量に基づいて毛根近傍の血液代謝情報を取得し、これに基づいて将来の毛髪健康度を判定し、その結果を被検者に提示する。従って、将来の毛髪健康度についても、身体的苦痛、精神的ストレスを感ずることなく非侵襲に把握できる。   Moreover, according to this biopsy apparatus, blood metabolism information in the vicinity of the hair root is acquired based on the detected light amount, the future hair health degree is determined based on this, and the result is presented to the subject. Therefore, the future hair health can be grasped non-invasively without feeling physical distress or mental stress.

(第2の実施形態)
図17(a)は、第2の実施形態に係る生体検査装置1の光プローブ12の構成を概念的に示した図である。同図に示す様に、本実施形態に係る生体検査装置1は、所定の方向に配列された複数の光源16(光源アレイ)、マトリックス状に配列された複数の光検知器20(検知器アレイ)を具備している。測定対象となる毛髪は、光源アレイと検知器アレイとの間に配置される。なお、各光源16には光照射部IF121が、各検知器20には光検出部IF123が、それぞれ設けられている。また、一般に、毛髪のような小さな対象を分析するためには、高い空間分解能が必要である。光散乱が大きい生体で空間分解能を高めるために、光照射部IF121、光検出部IF123は、十分に小さな開口部を有するのが好ましい。さらに、光源アレイと検知器アレイとの間の距離は、被検体の皮膚厚の2倍以下であることが好ましい。
(Second Embodiment)
FIG. 17A is a diagram conceptually showing the configuration of the optical probe 12 of the biological examination apparatus 1 according to the second embodiment. As shown in the figure, the biopsy apparatus 1 according to this embodiment includes a plurality of light sources 16 (light source array) arranged in a predetermined direction and a plurality of photodetectors 20 (detector array) arranged in a matrix. ). The hair to be measured is placed between the light source array and the detector array. Each light source 16 is provided with a light irradiation unit IF121, and each detector 20 is provided with a light detection unit IF123. In general, in order to analyze a small object such as hair, high spatial resolution is required. In order to increase spatial resolution in a living body with large light scattering, the light irradiation unit IF121 and the light detection unit IF123 preferably have a sufficiently small opening. Furthermore, the distance between the light source array and the detector array is preferably less than twice the skin thickness of the subject.

図17(a)に示す光源16から照射された光は、生体内で散乱、拡散、吸収を繰り返しつつ、図17(b)に示す様に毛根を含む領域を伝播し、各検知器20によって検出される。いずれかの検知器20において検出された光は、必ず毛根を経由したものとなるため、光源16と検知器203との間での毛根(或いは毛髪)の位置合わせを簡略化することができる。また、各検知器20においては、それぞれ毛根での吸光量を反映した光が検出される。各検知器20の光源16からの距離は、光が伝播する領域の深さに対応する。従って、マトリックス状に配列された複数の光検知器20を用いることで、種々の深さにおける毛根での吸光量を反映した光を検出し、毛根の深さ方向に関する太さの変化を解析することができる。その結果、単一の光検知器20によって検出された光のみを用いる場合に比して、容易な検出操作でロバスト性のある測定、及びより高い精度での髪健康度測定を実現することができる。   The light emitted from the light source 16 shown in FIG. 17A is repeatedly scattered, diffused, and absorbed in the living body, and propagates through the region including the hair root as shown in FIG. Detected. Since the light detected by any one of the detectors 20 always passes through the hair root, the alignment of the hair root (or hair) between the light source 16 and the detector 203 can be simplified. Each detector 20 detects light reflecting the amount of light absorbed by the hair root. The distance of each detector 20 from the light source 16 corresponds to the depth of the region where light propagates. Therefore, by using a plurality of light detectors 20 arranged in a matrix, light reflecting the amount of light absorbed by the hair follicles at various depths is detected, and the change in thickness in the depth direction of the hair follicles is analyzed. be able to. As a result, compared with the case where only the light detected by the single light detector 20 is used, it is possible to realize a robust measurement with a simple detection operation and a hair health measurement with higher accuracy. it can.

また、例えば図18(a)に示す様に、他の光源16から照射された光は、生体内で散乱、拡散、吸収を繰り返しつつ、図18(b)に示す様に毛根を含まない領域を伝播し、毛根から光学的に離れた位置にある各検知器20において検出される。各検知器20においては、それぞれ毛根による影響を受けないで被検体内(測定部位)を伝播した光を、深さ毎に検出することができる。これらの光を用いることで、測定部位の光学特性を取得することでき、より正確な毛髪健康度の測定を実現することができる。   Further, for example, as shown in FIG. 18A, the light emitted from another light source 16 is repeatedly scattered, diffused, and absorbed in the living body, and does not include the hair root as shown in FIG. 18B. , And is detected by each detector 20 at a position optically away from the hair root. Each detector 20 can detect, for each depth, light that has propagated through the subject (measurement site) without being affected by the hair root. By using these lights, the optical characteristics of the measurement site can be acquired, and more accurate measurement of hair health can be realized.

なお、図17、図18に示した光検知器アレイは、複数の光検知器20がマトリックス状に配列されているものを例示した。しかしながら、当該例に拘泥されず、例えば、図17、図18に示した光源アレイと同様に、検知器が光源16(或いは光源アレイ)から遠ざかる方向に沿って一列に配列された一次元アレイとして構成してもよい。また、光源アレイについても、マトリックス状の配列によって構成することも可能である。   Note that the photodetector arrays shown in FIGS. 17 and 18 are illustrated in which a plurality of photodetectors 20 are arranged in a matrix. However, the present invention is not limited to this example. For example, similarly to the light source array shown in FIGS. 17 and 18, as a one-dimensional array in which detectors are arranged in a line along the direction away from the light source 16 (or the light source array). It may be configured. The light source array can also be configured by a matrix arrangement.

上記光源アレイ及び検知器アレイは、それぞれ例えば複数の半導体発光素子及び複数の半導体受光素子によって構成するようにしてもよい。図19は、PCを用いた生体検査装置1において、複数の半導体発光素子及び複数の半導体受光素子によって光源アレイ及び検知器アレイを構成した例を示している。各半導体発光素子及び各半導体受光素子は、支持体によって支持されており、当該支持体内部に設けられた信号線によって、信号の送受信が実行される。また、光源アレイ及び検知器アレイは、図20に示す様に、それぞれ例えば複数の発光ファイバー及び複数の受光ファイバーによって構成することも可能である。いずれの場合においても、光学インピーダンスマッチングを得るために、光源アレイには光照射部IF121が、検知器アレイには光検出部IF123が、それぞれ設けられる。さらに、光照射部IF121、光検出部IF123は、被検体と面で密着するため、(光路(光散乱域)が浅いために生じる)光の入射角依存データ誤差を抑制させることができる。   The light source array and the detector array may be constituted by, for example, a plurality of semiconductor light emitting elements and a plurality of semiconductor light receiving elements, respectively. FIG. 19 shows an example in which a light source array and a detector array are configured by a plurality of semiconductor light emitting elements and a plurality of semiconductor light receiving elements in the living body inspection apparatus 1 using a PC. Each semiconductor light emitting element and each semiconductor light receiving element are supported by a support, and signal transmission / reception is performed by a signal line provided inside the support. Further, as shown in FIG. 20, the light source array and the detector array can be configured by, for example, a plurality of light emitting fibers and a plurality of receiving optical fibers, respectively. In any case, in order to obtain optical impedance matching, the light source unit is provided with a light irradiation unit IF121, and the detector array is provided with a light detection unit IF123. Furthermore, since the light irradiation unit IF121 and the light detection unit IF123 are in close contact with the subject on the surface, it is possible to suppress the incident angle dependent data error of light (which occurs because the light path (light scattering region) is shallow).

また、被検体によっては、光照射部IF121又は光検出部IF123の被検体表面との接触が、皮膚表面の凹凸に追従しない場合がある。係る場合に単一の光源或いは単一の検知器からなる光プローブ12を用いて測定すると、光照射部IF121又は光検出部IF123が被検体表面に密着しない状態で測定が実施され、測定精度が著しく低下したり、測定不能となることがある。しかしながら、光源アレイ及び光検知アレイからなる光プローブ12であれば、一部の光源(すなわち光照射部IF121)又は一部の検知器(すなわち光検出部IF123)が被検体に密着していない場合であっても、当該密着していない一部の光源又は検知器を用いて測定された光を解析から除外することができる。その結果、被検体の個体差や測定者の技能に関わらず、容易な検出操作でロバスト性のある測定、及びより高い精度での髪健康度測定を実現することができる。   Further, depending on the subject, the contact of the light irradiation unit IF121 or the light detection unit IF123 with the subject surface may not follow the unevenness of the skin surface. In such a case, if measurement is performed using the optical probe 12 including a single light source or a single detector, the measurement is performed in a state where the light irradiation unit IF121 or the light detection unit IF123 is not in close contact with the subject surface, and the measurement accuracy is improved. It may drop significantly or become impossible to measure. However, in the case of the optical probe 12 including the light source array and the light detection array, some light sources (that is, the light irradiation unit IF121) or some detectors (that is, the light detection unit IF123) are not in close contact with the subject. Even so, it is possible to exclude light measured using a part of the light sources or detectors that are not closely attached from the analysis. As a result, it is possible to realize a measurement with robustness by an easy detection operation and a measurement of hair health with higher accuracy regardless of individual differences of subjects and the skill of the measurer.

上記構成を採用したのは、本願発明者らによる、例えば次の様な研究結果による。すなわち、図21は、検知器20の形状、(光の)入射角、位置(Dec座標)、(開口)面積(Dec面積)、頭皮における毛の座標、毛の太さ、毛の深さ、毛の生える角度の各パラメータと、検出された光の精度σ(T)の平均との交互作用図である。交互作用図において、各パラメータについて、その値が変化することでグラフの傾きが急になる程、交互作用が大きいと言える(グラフが右上がりの場合には正の交互作用があり、グラフが右下がりの場合には負の交互作用がある)。同図からわかるように、例えば検知器の入射角、位置、面積の3つが、交互作用の大きなパラメータと言える。また、毛の深さ、毛の生える角度については小さな主効果が見られるが、毛の生える深さと毛の位置の対しては、主効果は見られない。   The above configuration is adopted based on, for example, the following research results by the present inventors. That is, FIG. 21 shows the shape of the detector 20, the incident angle (of light), the position (Dec coordinate), the (opening) area (Dec area), the coordinates of the hair in the scalp, the thickness of the hair, the depth of the hair, It is an interaction diagram of each parameter of the angle where hair grows and the average of the accuracy σ (T) of the detected light. In the interaction diagram, it can be said that the larger the slope of the graph due to the change in the value of each parameter, the larger the interaction is (if the graph goes up to the right, there is a positive interaction, and the graph is In the case of a fall, there is a negative interaction). As can be seen from the figure, for example, the incident angle, position, and area of the detector can be said to be parameters having a large interaction. Moreover, although the small main effect is seen about the depth of hair and the angle which grows hair, the main effect is not seen with respect to the depth and the position of hair.

図22は、検知器20の形状、入射角、位置、面積、頭皮における毛の座標、毛の太さ、毛の深さ、毛の生える角度からなる複数のパラメータの組み合わせについてプロットされた、光の精度σ(T)の平均の交互作用図である。同図のA、Bにおいて囲まれたプロットからわかるように、例えば、検知器の位置と毛の形状、入射角に大きな交互作用が見られる。また、面積と毛の太さについても、ある程度の高度作用を見ることができる。   FIG. 22 is a plot of light plotted for combinations of parameters consisting of detector 20 shape, angle of incidence, position, area, hair coordinates in the scalp, hair thickness, hair depth, hair growth angle. It is an average interaction diagram of accuracy σ (T). As can be seen from the plots surrounded by A and B in the figure, for example, there is a large interaction between the position of the detector, the shape of the hair, and the incident angle. In addition, a certain degree of altitude effect can also be seen with respect to area and hair thickness.

以上の交互作用の検討から、本願発明者らは、光源アレイ及び検知器アレイを用いることにより、検知器の位置、面積、光の入射角について直接的に、また、光源アレイ及び検知器アレイを用いた結果、毛の形状、太さ、深さのそれぞれについて、光の伝播経路の調整によって間接的にそれぞれ制御することを可能とした。   From the examination of the above interaction, the inventors of the present invention use the light source array and the detector array to directly detect the position, the area, and the incident angle of the light of the detector. As a result, the hair shape, thickness, and depth can be indirectly controlled by adjusting the light propagation path.

本発明者らは、本実施形態に係る生体検査装置1の効果を検証するため、実際の頭髪をサンプリングして使用した、頭部毛根を模擬した毛根ファントムを作製し、波長680nmの光源を持ち、毛根の光強度を測定する毛根部検査システムを開発し、毛根部検査システムを用いて毛根ファントムの光強度測定実験を行った。以下、各ステップでの詳細は、次のようである。   In order to verify the effect of the biopsy apparatus 1 according to the present embodiment, the inventors prepared a hair root phantom that simulates the head hair root by sampling and using actual hair, and has a light source with a wavelength of 680 nm. A hair follicle inspection system for measuring the light intensity of hair follicles was developed, and a light intensity measurement experiment for a follicle phantom was conducted using the follicle inspection system. Details of each step are as follows.

(毛根ファントムの作製)
乳がん用生体ファントムとして開発した寒天ファントムのうち、 周囲組織部分の作成プロセスに相当する部分を用いて、毛根ファントムを作成した。アガロース濃度は、毛根検査システムの測定ジグが細く、貫通を防ぐために乳がん用生体ファントムよりも濃く、硬くするため5%とした。使用した毛髪部分は 共同研究者より同意の上サンプリングし、光学顕微鏡により測定した太さが90μm、110μmの頭部毛髪のみを抽出して毛髪ファントム作製用として供した。
(Production of hair root phantom)
Of the agar phantom developed as a biological phantom for breast cancer, a hair root phantom was created using the part corresponding to the process of creating the surrounding tissue part. The agarose concentration was 5% to make the measurement jig of the hair root inspection system thin, thicker than the breast cancer phantom to prevent penetration, and harder. The used hair part was sampled with the consent of the collaborators, and only the head hair with a thickness of 90 μm and 110 μm measured by an optical microscope was extracted and used for preparing a hair phantom.

図23は毛髪ファントムの作成手順を示した概念図である。同図に示す様に、アガロース(Solarna Agarose LowMP)を2.50gと水83.4gを秤りとって混合させ、65℃の水浴で2時間融解させた。予め調製しておいた0.005%IR−301色素(山田化学工業)の5%エタノール水溶液を1.80gを秤りとったものと、イントラリピッド(20%、フレゼニウス カービ)5.0gとエタノール4.91gをはかりとって分散液を攪拌して混合させ、アガロースゾルを50℃水浴中で5分間冷却したものに添加し、均一になるよう振り混ぜ、1分間50℃の水浴中で超音波照射して脱泡した。毛髪を吊り下げて固定したプラスティック製シャーレに脱泡したアガロースゾルを毛髪の深さが2〜3mmとなるように回し入れた。毛髪を固定したまま室温中で30分静置し、アガロースの固化を確認したうえで毛髪の固定部位であるテープ部位直下で、毛髪を動かさないように鋏の刃先を用いて切断し、冷蔵庫で一晩冷却して毛根ファントムを作製した。   FIG. 23 is a conceptual diagram showing a procedure for creating a hair phantom. As shown in the figure, 2.50 g of agarose (Solarna Agarose LowMP) and 83.4 g of water were weighed and mixed and melted in a water bath at 65 ° C. for 2 hours. 1.80 g of 5% ethanol aqueous solution of 0.005% IR-301 dye (Yamada Chemical Industries) prepared in advance, 5.0 g of intralipid (20%, Fresenius carb) and ethanol 4.91 g are weighed and the dispersion is stirred and mixed. The agarose sol is added to a 50 ° C. water bath cooled for 5 minutes, shaken to be uniform, and ultrasonicated in a 50 ° C. water bath for 1 minute. Irradiated to degas. The agarose sol defoamed in a plastic petri dish to which the hair was suspended and fixed was rotated so that the depth of the hair was 2 to 3 mm. Leave the hair fixed at room temperature for 30 minutes, and after confirming the solidification of the agarose, cut it using the blade edge of the eyelid just below the tape part, which is the fixed part of the hair, so that the hair does not move, and in the refrigerator A hair root phantom was prepared by cooling overnight.

図24は、上記実験で組み上げた毛根部検査システムの概略図である。LED光源より波長680nmの赤色-近赤外光を毛髪ファントムの測定ジグであるアクリル製フェルールの表面まで光ファイバーで導光させて光強度測定を行った。また、アクリル製フェルールには異なる2本の光ファイバーが接着されており、一本はLED光源、もう一本はAPD光検知システムまで接続されており、フェルール表面からAPD光検知システムまで導光させた。APD光検知システムからはPico1216を通じてPCに出力し、PC上では測定アプリケーションとしてPicoLogを用いた。フェルールはXZステージに固定されたアクリル製アダプターによって保持した。毛髪ファントム上の毛髪とフェルールの位置合わせは4倍の倍率の実体顕微鏡下で行い、後述のように位置合わせを行ったうえで測定を行った。なお、図25に、本実験で用いたアクリル製フェルールとフェルールを固定したアクリル製アダプターを示した。   FIG. 24 is a schematic view of the hair root inspection system assembled in the above experiment. Light intensity was measured by guiding red-near infrared light having a wavelength of 680 nm from an LED light source to the surface of an acrylic ferrule, which is a measurement jig of a hair phantom, using an optical fiber. In addition, two different optical fibers are bonded to the acrylic ferrule, one is connected to the LED light source and the other is connected to the APD light detection system, and the light is guided from the ferrule surface to the APD light detection system. . From the APD light detection system, it was output to a PC through Pico 1216, and PicoLog was used as a measurement application on the PC. The ferrule was held by an acrylic adapter fixed to the XZ stage. Positioning of the hair and ferrule on the hair phantom was performed under a stereomicroscope with a magnification of 4 times, and measurement was performed after positioning as described below. FIG. 25 shows an acrylic ferrule used in this experiment and an acrylic adapter to which the ferrule is fixed.

フェルールの中央には2mm間隔でファイバーの芯が接着されており、そこから0.5mmピッチで3本太さ・深さ200μmの溝が形成されたものを用いた。溝の形成されたフェルールを用いて毛根の位置合わせが容易になり、かつ、毛の部分によるフェルールの毛根ファントム表面からの浮きを防ぐことができると考えられる。毛根の光ファイバー間の奥行きに対する位置ずれに対しての影響を観測するために、3本の溝が形成されたフェルールを用いた。   A fiber core was bonded to the center of the ferrule at intervals of 2 mm, from which three grooves with a thickness of 200 μm were formed at a pitch of 0.5 mm. It is considered that the position of the hair root can be easily adjusted by using the ferrule having the groove, and that the ferrule can be prevented from floating from the surface of the hair root phantom. In order to observe the effect of positional deviation on the depth between the optical fibers of the hair roots, a ferrule having three grooves was used.

(毛根ファントムでの光強度測定手法)
本実験で用いた毛根ファントムでの光強度測定は、以下の様である。すなわち、異なる太さを持つ(90μm、110μmそれぞれサンプルu、tとする)2つの毛根を有する毛根ファントムを3個作製し、光強度測定を行った。
(Light intensity measurement method with hair root phantom)
The light intensity measurement with the follicle phantom used in this experiment is as follows. That is, three follicle phantoms having two follicles having different thicknesses (90 μm and 110 μm, respectively, samples u and t) were produced, and the light intensity was measured.

光強度測定の条件については図26に示す。測定前にリファレンスとして毛根近傍で毛の影響の出ない位置を用いて5点光強度測定を行った。その後に、サンプルuあるいはサンプルtについて光ファイバーから異なる3つの距離の溝に毛を後述のように固定し、光強度測定を5回ずつ行った。その後に異なる毛根のサンプルtあるいはuについても同様に光強度測定を行った後、リファレンスとして毛根近傍で毛の影響の出ない位置を用いて5点光強度測定を行って測定前後でのファントムの光学的な変質が起こらないかどうかを確認した。   The conditions for measuring the light intensity are shown in FIG. Before the measurement, a 5-point light intensity measurement was performed using a position in the vicinity of the hair root where the influence of the hair does not occur as a reference. Thereafter, the hair was fixed to the grooves at three different distances from the optical fiber for the sample u or the sample t as described later, and the light intensity measurement was performed five times. Then, after measuring the light intensity of the different hair root samples t or u in the same manner, the 5-point light intensity measurement is performed using the position near the hair root where the hair does not affect as a reference. It was confirmed whether or not optical alteration occurred.

図27に本実験にて光強度測定を行った際のフェルールと毛根の位置合わせについて示す。実体顕微鏡視野内ではファイバー部分を目視確認することができないため、視野内にフェルールすべてを収めた状態で中心を目視で確認し、その中心線上に毛根のアガロースから生え出ている部分が来るように位置合わせを行った。   FIG. 27 shows the alignment of the ferrule and the hair root when the light intensity is measured in this experiment. Since the fiber part cannot be visually confirmed within the stereoscopic microscope field of view, the center is visually confirmed with all the ferrules in the field of view, and the part that grows from the agarose of the hair root comes on the center line. Alignment was performed.

(光強度測定結果)
図28は、3つの毛根ファントムに関する測定前リファレンス、サンプルu、サンプルt測定後リファレンスの光強度の5回の測定結果を箱ひげ図として表したものを示している。測定前後でのリファレンスの光強度の変化はほとんど見られなかった。さらにサンプルu〜t並びにリファレンス〜サンプルuの間での2サンプルt検定を行ったところ、p〜0.0000となり、これらの測定結果の間で違いについて有意性が認められた。サンプルuは太さ90μm、サンプルtは太さ110μmの毛髪を用いたものであることから、異なる要因はある。しなしながら、本実施形態に係る生体検査装置1を用いることで、20μmの毛髪の太さの違いによる光強度の変化には、顕著な有意性があると言え、測定精度の向上を実現するものである。
(Light intensity measurement result)
FIG. 28 shows a box-and-whisker plot of five measurement results of the light intensity of the reference before measurement, the sample u, and the reference after measurement of the sample t for three follicle phantoms. There was almost no change in the light intensity of the reference before and after the measurement. Further, when a two-sample t-test was performed between the samples u to t and the reference to the sample u, p to 0.0000 was obtained, and the significance of the difference was recognized between these measurement results. Since sample u uses hair with a thickness of 90 μm and sample t with a thickness of 110 μm, there are different factors. However, by using the biopsy device 1 according to the present embodiment, it can be said that the change in light intensity due to the difference in the thickness of the hair of 20 μm has significant significance, and improvement in measurement accuracy is realized. Is.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…生体検査装置1、2…生体インターフェースデバイス、3…パーソナルコンピューター、12…光プローブ、13a、13b…光ファイバー、14…支持体、15…光ミキサー、16、16a、16b…光源、17a、17b…毛髪ガイド、20…光検知器、22…演算回路、24…光信号制御部、26…コントローラー、30…撮像デバイス、32…LEDデバイス、34…溝、121…光照射部IF、122…光検出部IF、13a、13b…光ファイバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Biopsy apparatus 1, 2 ... Biointerface device, 3 ... Personal computer, 12 ... Optical probe, 13a, 13b ... Optical fiber, 14 ... Support body, 15 ... Optical mixer, 16, 16a, 16b ... Light source, 17a, 17b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Hair guide, 20 ... Optical detector, 22 ... Arithmetic circuit, 24 ... Optical signal control part, 26 ... Controller, 30 ... Imaging device, 32 ... LED device, 34 ... Groove, 121 ... Light irradiation part IF, 122 ... Light Detection unit IF, 13a, 13b ... optical fiber

Claims (16)

所定の毛根の近傍に位置する皮膚の表面から、被検体内に光を照射する第1の光照射ユニットと、
前記被検体の皮膚の表面から放たれる光量を検出する光検出ユニットと、
前記光検出ユニットが検出した光量に基づいて、前記所定の毛根の形状及びサイズの少なくとも一方に関する第1の情報を演算する演算ユニットと、
前記第1の情報に基づいて、前記被検体の毛髪健康度を判定する判定ユニットと、
を具備することを特徴とする生体検査装置。
A first light irradiation unit for irradiating light into the subject from the surface of the skin located in the vicinity of the predetermined hair root;
A light detection unit for detecting the amount of light emitted from the surface of the subject's skin;
An arithmetic unit that calculates first information related to at least one of the shape and size of the predetermined follicle based on the amount of light detected by the light detection unit;
A determination unit for determining a hair health level of the subject based on the first information;
A biopsy device characterized by comprising:
前記演算ユニットは、前記光検出ユニットが検出した光量に基づいて、前記所定の毛根近傍の血液代謝に関する第2の情報を演算し、
前記判定ユニットは、前記第1の情報と前記第2の情報とに基づいて、前記被検体の毛髪健康度を判定すること、
を特徴とする請求項1記載の生体検査装置。
The calculation unit calculates second information related to blood metabolism in the vicinity of the predetermined hair root based on the amount of light detected by the light detection unit,
The determination unit determines a hair health level of the subject based on the first information and the second information;
The biopsy device according to claim 1.
前記判定ユニットは、前記光検出ユニットが検出した光量を用いた計算、或いは前記光検出ユニットが検出した光量と前記毛髪健康度との対応テーブルを用いて、前記毛髪健康度を判定することを特徴とする請求項1又は2記載の生体検査装置。   The determination unit determines the hair health level using a calculation using the light amount detected by the light detection unit or a correspondence table between the light amount detected by the light detection unit and the hair health level. The biological examination apparatus according to claim 1 or 2. 前記第1の光照射ユニットは、主要波長の少なくとも一つが650nm以上750nm以下の近赤外線波長域である特定波長の光を照射することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   The said 1st light irradiation unit irradiates the light of the specific wavelength whose at least one of main wavelengths is a near-infrared wavelength range 650 nm or more and 750 nm or less. Biopsy device. 前記第1の光照射ユニットは、主要波長の少なくとも一つが750nm以上950nm以下の近赤外線波長域である特定波長の光を照射することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   The said 1st light irradiation unit irradiates the light of the specific wavelength whose at least one of the main wavelengths is a near-infrared wavelength range 750 nm or more and 950 nm or less. Biopsy device. 前記第1の光照射ユニットの前記被検体との接触面及び前記光検出ユニットの前記被検体との接触面の少なくとも一方と、前記被検体表面と、密着させるための導光インターフェースをさらに具備することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   A light guide interface for bringing the first light irradiation unit into close contact with the subject surface and at least one of the contact surface with the subject and the contact surface of the light detection unit with the subject is further provided. The biopsy device according to any one of claims 1 to 5, wherein: 前記第1の光照射ユニットの前記被検体との接触面及び前記光検出ユニットの前記被検体との接触面を撮像し画像を生成する撮像ユニットと、
前記画像を表示する表示ユニットと、
をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の生体検査装置。
An imaging unit that captures an image of the contact surface of the first light irradiation unit with the subject and the contact surface of the light detection unit with the subject;
A display unit for displaying the image;
The biopsy device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記第1の光照射ユニットの前記被検体との接触面及び前記光検出ユニットの前記被検体との接触面を含む領域に、前記第1の光照射ユニットが照射する光より波長の短い光を照射する第2の光照射ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   Light having a shorter wavelength than the light emitted by the first light irradiation unit is applied to a region including the contact surface of the first light irradiation unit with the subject and the contact surface of the light detection unit with the subject. The biopsy apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a second light irradiation unit for irradiation. 前記第1の光照射ユニットは、複数の光照射部を有し、当該複数の光照射部によって複数の位置から前記被検体内に光を照射することを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   The first light irradiation unit includes a plurality of light irradiation units, and the plurality of light irradiation units irradiate light into the subject from a plurality of positions. The biological examination apparatus as described in any one. 前記光検出ユニットは、複数の光検出部を有し、当該複数の光検出部によって複数の位置において前記被検体の皮膚の表面から放たれる光量を検出することを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   The light detection unit includes a plurality of light detection units, and detects the amount of light emitted from the surface of the subject's skin at a plurality of positions by the plurality of light detection units. The biological examination apparatus according to any one of 9. 前記光検出ユニットは、所定の方向に沿って複数配列されていることを特徴とする請求項10記載の生体検査装置。   The biopsy apparatus according to claim 10, wherein a plurality of the light detection units are arranged along a predetermined direction. 前記複数配列された光検出ユニットの配列方向の幅は1マイクロメートル以上1800マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項11記載の生体検査装置。   12. The biopsy device according to claim 11, wherein a width in the arrangement direction of the plurality of photodetection units arranged is not less than 1 micrometer and not more than 1800 micrometers. 前記光検出ユニットは、マトリックス状に複数配列されていることを特徴とする請求項10記載の生体検査装置。   The biopsy apparatus according to claim 10, wherein a plurality of the light detection units are arranged in a matrix. 前記マトリックス状に配列された光検出ユニットの、前記第1の光照射ユニットから遠ざかる配列方向の幅は1マイクロメートル以上1800マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項13記載の生体検査装置。   14. The biopsy device according to claim 13, wherein the width of the light detection units arranged in a matrix in the arrangement direction away from the first light irradiation unit is not less than 1 micrometer and not more than 1800 micrometers. 前記第1の光照射ユニットと前記光検出ユニットとの間隔は、200マイクロメートル以上1800マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項1乃至14のうちいずれか一項記載の生体検査装置。   The living body examination apparatus according to any one of claims 1 to 14, wherein a distance between the first light irradiation unit and the light detection unit is not less than 200 micrometers and not more than 1800 micrometers. 所定の毛根の近傍に位置する皮膚の表面から、被検体内に光を照射する第1の光照射し、
前記被検体の皮膚の表面から放たれる光量を検出し、
前記光検出ユニットが検出した光量に基づいて、前記所定の毛根の形状及びサイズの少なくとも一方に関する第1の情報を演算し、
前記第1の情報に基づいて、前記被検体の毛髪健康度を判定すること、
を具備することを特徴とする生体検査方法。
Irradiating light from the surface of the skin located in the vicinity of a predetermined hair root into the subject;
Detecting the amount of light emitted from the surface of the subject's skin;
Based on the amount of light detected by the light detection unit, the first information regarding at least one of the shape and size of the predetermined hair root,
Determining a hair health level of the subject based on the first information;
A biological examination method comprising:
JP2013230662A 2012-11-16 2013-11-06 Biological examination apparatus and biological examination method Pending JP2014113467A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013230662A JP2014113467A (en) 2012-11-16 2013-11-06 Biological examination apparatus and biological examination method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012252049 2012-11-16
JP2012252049 2012-11-16
JP2013230662A JP2014113467A (en) 2012-11-16 2013-11-06 Biological examination apparatus and biological examination method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014113467A true JP2014113467A (en) 2014-06-26

Family

ID=50751382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013230662A Pending JP2014113467A (en) 2012-11-16 2013-11-06 Biological examination apparatus and biological examination method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2014113467A (en)
CN (1) CN103815871A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016002164A (en) * 2014-06-16 2016-01-12 株式会社リコー Optical sensor, optical inspection device, and internal property estimation method
WO2017032636A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Unilever Plc Device
KR20200062985A (en) * 2018-11-27 2020-06-04 김태희 Method and collect hair information
US11341557B2 (en) 2015-08-27 2022-05-24 Conopco, Inc. Method and system for providing product recommendations

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10525278B2 (en) * 2017-08-15 2020-01-07 Hair Group, LLC Light based therapy devices and methods
WO2019118936A2 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Essenlix Corporation Devices, systems, and methods for monitoring hair
JP7115640B2 (en) * 2019-06-17 2022-08-09 株式会社島津製作所 Optical measuring device and probe holder set

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8360973B2 (en) * 2000-11-29 2013-01-29 L'oreal Process for acquiring scanned image data relating to an external body portion and/or a product applied thereto
CN101065090A (en) * 2004-10-19 2007-10-31 D·C·安德森 Rolling scalp invigorator
JP4936165B2 (en) * 2006-12-25 2012-05-23 パナソニック株式会社 Optical hair growth regulator
CN201585964U (en) * 2009-05-18 2010-09-22 廖大祥 Scalp detecting and recuperating device
US20120041283A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Conopco, Inc., D/B/A Unilever Device for evaluating condition of skin or hair

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016002164A (en) * 2014-06-16 2016-01-12 株式会社リコー Optical sensor, optical inspection device, and internal property estimation method
WO2017032636A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Unilever Plc Device
JP2018526681A (en) * 2015-08-27 2018-09-13 ユニリーバー・ナームローゼ・ベンノートシヤープ apparatus
US10420500B2 (en) 2015-08-27 2019-09-24 Conopco, Inc. Imaging device for measuring characteristics of a hair or a scalp
US11341557B2 (en) 2015-08-27 2022-05-24 Conopco, Inc. Method and system for providing product recommendations
KR20200062985A (en) * 2018-11-27 2020-06-04 김태희 Method and collect hair information
KR102234006B1 (en) * 2018-11-27 2021-03-31 김태희 Method and collect hair information

Also Published As

Publication number Publication date
CN103815871A (en) 2014-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014113467A (en) Biological examination apparatus and biological examination method
US10912504B2 (en) Near-infrared spectroscopy and diffuse correlation spectroscopy device and methods
EP2725967B1 (en) An apparatus for optical analysis of an associated tissue sample
JP5911649B2 (en) System with photonic biopsy device for obtaining pathological information
US20170020460A1 (en) System and method for assessing a cancer status of biological tissue
US10362983B2 (en) Near infrared photonic prostatoscopy analyzer
CA2860026C (en) Biopsy device with integrated optical spectroscopy guidance
US20140121538A1 (en) Needle with an optical fiber integrated in an elongated insert
RU2639037C2 (en) Biopsy needle with large interfiber distance at tip
US20210298652A1 (en) Hemoglobin measurement from a single vessel
JP2008237775A (en) Blood component measuring apparatus
JP2007083028A (en) Noninvasive inspecting apparatus
CN103282765A (en) An apparatus for optical analysis of an associated tissue
RU2510506C2 (en) Method for determining optical and biophysical tissue parameters
CN103476321B (en) Classification of tumor tissue with a personalized threshold
JP5652599B2 (en) Concentration determination apparatus, concentration determination method and program
JP2015173920A (en) Biological examination apparatus and biological examination method
EP3405095B1 (en) Tissue sample analysis
JP2005160783A (en) Method for noninvasive brain activity measurement
TWI588492B (en) Near-field array detection method for detecting optically high scatter material
JP2018524030A (en) Optical tissue feedback device for electrosurgical devices
JP2009232876A (en) Biopsy probe, and biopsy apparatus
RU2804287C2 (en) Method for registration and processing of optical biopsy data in dynamic mode
WO2012127378A1 (en) An apparatus for optical analysis of an associated tissue sample
KR102335211B1 (en) Method and apparatus for measuring blood component using self-reference point establishment