JP2009240374A - 皮膚特性測定装置および皮膚特性測定プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】皮膚の物理特性を測定する皮膚特性測定装置は、筐体と、前記筐体に対して一軸方向に移動可能に設けられ、被計測体である皮膚に前記一軸方向に圧力を加えるための圧子と、前記圧子が前記皮膚に圧力を加えるときの前記圧子の動きを検出して、皮膚の物理特性を示す信号またはデータを生成する変換部とを備える。前記圧子は、前記一軸方向に平行な面における断面形状が矩形である。
【選択図】図2
Description
図1は、第1の実施形態にかかる測定装置の構成を示す機能ブロック図である。図1に示す測定装置10は、測定器1(探触子とも称される)および操作端末2で構成される。測定器1は、無線IF(無線インタフェース)部3、変換部4およびセンサ部5を備える。操作端末2は、無線IF部21、記録部22、計算部23、選択部24、出力部25、UI(ユーザインタフェース)部26、入力装置27および表示装置28を備える。
測定器1において、センサ部5は、被計測体に接触して圧力を加えるための圧子と、圧子に加圧するための手段を備える。変換部4は、センサ部5の動作を制御するとともに、圧子の動きを検出して、被計測体の物理特性を示すデータを生成する。この物理特性は、例えば、弾性係数、粘性係数、緩和時間、粘弾性率(viscoelastic ratio)および硬さ(硬度)等である。なお、変換部で得られる物理特性は、これらに限られず、被計測体に圧力を加えた場合の動きから計算される物理特性であればよい。なお、センサ部5および変換部4の詳細は後述する。
操作端末2において、表示装置28および入力装置27の機能は、例えば、PDAが備えるタッチパネル機能付き表示装置により実現される。その他の入力装置27として、例えば、トラックボールなどのポインティングデバイス、ボタン、キーボード、その他入力デバイスが用いられてもよい。また、UI部26は、表示装置28へのデータ出力および入力装置27からデータ入力を可能にするGUIの機能を有する。
Z = (Hm-1−HAV―1)/HSD―1 ・・・(1)
次に、センサ部5の構成例を説明する。図2は、センサ部5の断面図である。センサ部5は、内部に空間を有する円筒形状のカバー(筐体)17と、カバー17内部の空間に、ばね19を介して前記円筒の中心軸の方向に移動可能に設けられた測定ヘッド14を備える。測定ヘッド14の円筒の中心軸は、カバー17の円筒の中心軸と同じである。また、カバー17の内側側面の、測定ヘッド14の移動経路上には、スイッチ18が設けられている。測定ヘッド14とカバー17間に力が働くことにより、ばね19が一定の長さになると、スイッチ18が掛かるようになっている。
ここで、皮膚の物理特性を測定する場合の、センサ部5および変換部4の動作例を説明する。測定時には、検者により、スイッチ18が掛かるまで、測定ヘッド14が被計測体の表面に押し付けられる。図3は、測定ヘッド14が被計測体Sに押し付けられスイッチ18が掛かっている状態を示す図である。
m(d2γ/dt2)=Gγ+η(dγ/dt) ・・・(2)
上記式(2)において、mは圧子13の質量、γは被計測体Sのひずみ量、tは時間、Gは弾性係数、ηは粘性係数である。上記式のひずみ量γと時間tとの関係は、位置センサ12の検出した位置によって測定される。変換部4は、この測定されたひずみ量γと時間tとの関係を用いて、上記(2)の数値解析により、弾性係数Gおよび粘性係数ηを算出できる。なお、緩和時間は、例えば、η/Gと計算することができる。
さらに、硬さを示す値は、例えば、圧子13と被計測体Sとの力がつりあった状態で被計測体Sに生じたくぼみの深さから計算することができる。例えば、圧子13が皮膚に進入した深さが硬さに反比例すると想定して、硬さを計算することができる。一例として、圧子13が皮膚に進入した深さとデュロメータ硬度計により測定される硬度との対応関係を予め求めておき、圧子13が皮膚に進入した深さを、この対応関係を用いてJIS規格のデュロメータ(Durometer)の硬度に変換することができる。
図4(a)および図4(b)は、圧子の先端部分の形状と大きさを変えてヒトの前腕の皮膚の硬さを測定した場合の測定値と、従来の方法で評価された皮膚の硬さ(スキンスコア)との相関性を示すグラフである。図4(a)(b)に示すグラフにおいて、縦軸は圧子13を用いた測定で得られた硬さの、スキンスコアに対する相対値を示す。横軸は従来の方法で評価されたスキンスコア(mRSS(modified Rodnan skin score))を示す。この縦軸の相対値は、スキンスコア=0と判断された皮膚の硬さの測定値を1とした場合に、スキンスコア1、2、3と判断された皮膚の測定値が、それぞれ何倍になったかを表す値である。
図6は、操作端末2の動作例を示すフローチャートである。図2に示す処理では、まず、選択部24は、記録部22から、選択可能な部位を読み出して、UI部26に表示装置28へ表示させる(S1)。例えば、選択部24は、上記表1の部位の列に記録された17の部位を示すデータを取得し、UI部26に渡す。その際、選択部24は、各部位を選択可能な状態で表示するようにUI部26に指示する。
Z−scoreは、例えば、硬さ、弾性係数、粘性係数、緩和時間および粘弾性率各々について計算される。なお、相対値は、上記式で計算されるZ−scoreに限られない。
図10は、第2の実施形態にかかる測定装置の構成を示す機能ブロック図である。図10に示す測定装置10aにおいて、図1と同じブロックには同じ番号を付す。本実施形態において、操作端末2aは、図1に示す操作端末2に対して、評価入力部31および解析部32をさらに備える構成である。その他の機能ブロックは図1と同様である。
(強皮症患者の平均−健常者の平均)/健常者の標準偏差・・・(5)
2 操作端末2
3 無線IF(無線インタフェース)部
4 変換部
5 センサ部
13 圧子
14 測定ヘッド
17 カバー
21 無線IF部
22 記録部
23 計算部
24 選択部
25 出力部
26 UI(ユーザインタフェース)部
Claims (9)
- 皮膚の物理特性を測定する皮膚特性測定装置であって、
筐体と、
前記筐体に対して一軸方向に移動可能に設けられ、被計測体である皮膚に前記一軸方向に圧力を加えるための圧子と、
前記圧子が前記皮膚に圧力を加えるときの前記圧子の動きを検出して、皮膚の物理特性を示す信号またはデータを生成する変換部とを備え、
前記圧子は、前記一軸方向に平行な面における断面形状が矩形である皮膚特性測定装置。 - 前記圧子の前記一軸方向に垂直な面における断面形状は円であり、前記円の直径は、1mmより大きく、4mmより小さい、請求項1に記載の皮膚特性測定装置。
- 皮膚の物理特性の基準値を人体の複数の部位について記録する記録部と、
前記複数の部位のうち、測定対象となる測定部位を示すデータの入力を受け付ける選択部と、
前記選択部で受け付けたデータが示す測定部位の基準値を前記記録部から取得し、前記変換部が生成した物理特性と、当該取得した基準値との関係を示す値を計算する計算部と、
前記計算部により計算された値を出力する出力部とをさらに備える、請求項1または2に記載の皮膚特性測定装置。 - 前記圧子に対して前記一軸方向に電磁力を作用させるコイルと、
前記圧子の位置を検出する位置検出部とを備え、
前記変換部は、前記圧子が皮膚に圧力を加える際の前記コイルによる電磁力の変化と、前記位置検出部が検出した前記圧子の位置の変化に基づいて、物理特性を算出する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の皮膚特性測定装置。 - 前記記録部、前記選択部、前記計算部および前記出力部は、前記筐体と通信可能な操作端末に含まれる構成である、請求項3に記載の皮膚特性測定装置。
- 前記計算部は、前記変換部で生成された皮膚の物理特性を示すデータを、複数の被計測体について記録部へ蓄積し、
前記記録部に蓄積された複数の被計測体の皮膚の物理特性を示すデータを読み出し、前記部位ごとの前記物理特性の平均および標準偏差を計算して、前記基準値として前記記録部に記録する解析部をさらに備える、請求項3または5に記載の皮膚特性測定装置。 - 皮膚の物理特性を測定するセンサから皮膚の物理特性を示す信号またはデータを受け付け、前記信号またはデータを処理して出力する皮膚特性測定装置であって、
皮膚の物理特性の基準値を人体の複数の部位についてそれぞれ記録する記録部と、
前記複数の部位のうち、被計測体が含まれる測定部位を示すデータの入力を受け付ける選択部と、
前記選択処理で入力されたデータが示す測定部位の基準値を前記記録部から取得し、前記センサで測定された皮膚の物理特性と、当該取得した基準との関係を示す値を計算する計算部と、
前記計算部により計算された値を出力する出力部とを、備える皮膚特性測定装置。 - 前記計算部は、前記センサから受け付けた皮膚の物理特性を示すデータを、複数の被計測体について記録部へ蓄積し、
前記記録部に蓄積された複数の被計測体の皮膚の物理特性を示すデータを読み出し、前記部位ごとの前記物理特性の平均および標準偏差を計算して、前記基準値として前記記録部に記録する解析部をさらに備える、請求項7に記載の皮膚特性測定装置。 - 皮膚の物理特性を測定するセンサと、皮膚の物理特性の基準値を人体の複数の部位についてそれぞれ記録する記録部とにアクセス可能なコンピュータに処理を実行させる皮膚特性測定プログラムであって、
前記複数の部位のうち、被計測体が含まれる測定部位を示すデータの入力を受け付ける選択処理と、
前記選択処理で入力されたデータが示す測定部位の基準値を前記記録部から取得し、前記センサで測定された皮膚の物理特性と、当該取得した基準との関係を示す値を計算する計算処理と、
前記計算処理により計算された値を出力する出力処理とを、コンピュータに実行させる皮膚特性測定プログラム。
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