JP2013138720A - Measuring apparatus and measuring method - Google Patents

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Yukio Yamazaki
幸生 山崎
Shohei Fukumoto
章平 福本
Seiji Takami
星司 高見
Mikihiro Yamanaka
幹宏 山中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quantify a fluorescent material only existing on epidermis and dermis.SOLUTION: A measuring apparatus includes: an irradiation part 100 for irradiating a living body with excitation light guided from an excitation light source; a fluorescent spectrum measuring part 102 for measuring a fluorescent spectrum related to fluorescence generated by the irradiation of the excitation light; and an angle change mechanism for changing an irradiation angle of the excitation light to the living body.

Description

本発明は、励起光を用いて得られる蛍光特性を利用した測定装置および測定方法に関する。   The present invention relates to a measuring apparatus and a measuring method using fluorescence characteristics obtained using excitation light.

従来、抗糖化(抗加齢)化粧品として、皮膚に蓄積したAGEs(Advanced Glycation Endproducts;後期糖化反応生成物)の低減を目的としたものが商品化されている。このAGEsは、タンパク質と、糖質や脂質との非酵素的糖付加反応(メイラード反応)により形成される最終生成物であり、黄褐色を呈し、その一部は蛍光を発する物質である。また、AGEsは、近くに存在する構造蛋白質と結合して架橋を形成する性質を有している。特にAGEsと真皮を構成しているコラーゲンとの架橋は、皮膚の弾力性を低下させるので、しわやくすみの原因としても問題となっている。   Conventionally, anti-glycation (anti-aging) cosmetics have been commercialized for the purpose of reducing AGEs (Advanced Glycation End products) accumulated in the skin. These AGEs are final products formed by a non-enzymatic sugar addition reaction (Maillard reaction) between proteins and carbohydrates or lipids, exhibiting a yellowish brown color, and some of them are fluorescent substances. In addition, AGEs have a property of forming a crosslink by binding to a nearby structural protein. In particular, the cross-linking of AGEs with collagen constituting the dermis lowers the elasticity of the skin, which is a problem as a cause of wrinkles and dullness.

また、皮膚中にはAGEs以外にも蛍光を示す物質があり、例えばヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等の蛍光物質がある。これらの物質を評価することはAGEs以外の阻害要因を把握する目的や、その他美容・健康に影響する指針を得る為の情報を取得できるという観点から有用である。   In addition to AGEs, there are substances that exhibit fluorescence other than AGEs, for example, fluorescent substances such as hydroxyproline, riboflavin, nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), protoporphyrin, tyrosine, tryptophan, and elastin. Evaluation of these substances is useful from the viewpoint of obtaining information for obtaining a guideline that influences beauty and health, and for the purpose of grasping an inhibiting factor other than AGEs.

この点、皮膚中のAGEsやその他の蛍光物質を測定することに適用可能な技術として、たとえば、下記の特許文献1に開示された技術が存在する。   In this regard, as a technique applicable to measuring AGEs and other fluorescent substances in the skin, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1 below.

また、皮膚中に存在するAGEsやその他の蛍光物質に関しては、皮膚における特定の深さ領域に応じて異なる種類のものが存在するし、存在する量も異なる。   Further, regarding AGEs and other fluorescent substances present in the skin, there are different types depending on a specific depth region in the skin, and the existing amounts are also different.

たとえば、表皮領域(表面〜深さ約0.2mm)中や真皮領域(深さ約0.2〜2.2mm)中にあるAGEsは、皮膚の弾力性を低下させたり、しわやくすみの原因となるので、美容上の観点から粗悪要因となっている。なお、この粗悪要因を解消する為の市販のクリーム等は、表皮や真皮中のAGEsを減少させる方向に働く。   For example, AGEs in the epidermis region (surface to depth of about 0.2 mm) or in the dermis region (depth of about 0.2 to 2.2 mm) reduce skin elasticity and cause wrinkles and dullness. Therefore, it is a bad factor from a cosmetic point of view. A commercially available cream or the like for eliminating this cause of badness works to reduce AGEs in the epidermis and dermis.

さらに、血管領域(深さ約2.2mm以下)中にもAGEsは存在する。そして、糖尿病の場合、血糖の上昇に伴い、AGEsも増加するので、AGEsをモニタリングすることで、糖尿病の早期発見、あるいは進行状況を把握することができる。なお、血液中のAGEsを低減する手段としては、糖尿病治療薬や機能性食品があるが、これらは直接的に血液中のAGEs量を制御するものである。   Furthermore, AGEs are also present in the blood vessel region (depth of about 2.2 mm or less). In the case of diabetes, AGEs increase with an increase in blood glucose, and therefore, early detection or progress of diabetes can be grasped by monitoring AGEs. In addition, as means for reducing AGEs in blood, there are antidiabetic drugs and functional foods, which directly control the amount of AGEs in blood.

このように、皮膚中の特定の深さ領域(表皮領域、真皮領域、血管領域)におけるAGEs量を把握することは極めて有用である。   Thus, it is extremely useful to grasp the amount of AGEs in a specific depth region (skin region, dermis region, blood vessel region) in the skin.

特開2004−290234号公報(2004年10月21日公開)JP 2004-290234 A (released on October 21, 2004)

しかしながら、種々のAGEsについて、特に表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量するという点においては、上記特許文献1に開示された技術は不十分である。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 is insufficient in terms of quantifying fluorescent substances present only in the epidermis and dermis for various AGEs.

なぜなら、特許文献1においては、皮膚の深さに応じてAGEsの種類や量が異なるという点について全く記載されていない。すなわち、特許文献1は、様々な種類のAGEsについて、真皮および表皮のみに存在する蛍光物質の定量が必要であるという課題を開示していない。   This is because Patent Document 1 does not describe at all that the types and amounts of AGEs differ depending on the skin depth. That is, Patent Document 1 does not disclose a problem that it is necessary to quantify fluorescent substances existing only in the dermis and epidermis for various types of AGEs.

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を簡易な構成で定量できる測定装置および測定方法を提供し得ることにある。   In view of the above-described conventional problems, the present invention can provide a measuring apparatus and a measuring method capable of quantifying a fluorescent substance existing only in the epidermis and dermis with a simple configuration.

本発明の測定装置は、上記課題を解決するため、励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部と、前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部と、前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更する角度変更機構とを備えていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the measuring apparatus of the present invention irradiates a living body with excitation light guided from an excitation light source, and fluorescence spectrum measurement that measures a fluorescence spectrum related to fluorescence generated by the irradiation of the excitation light. And an angle changing mechanism for changing the irradiation angle of the excitation light to the living body.

生体に対する励起光の照射角度(生体における励起光が照射される面の法線方向と、励起光の照射方向とがなす角度)が小さい場合、励起光は生体内を進行する際にそれほど強度が減衰しない。すなわち、表皮および真皮領域に存在する蛍光物質(蛍光物質Aとする)、あるいは血管領域に存在する蛍光物質(蛍光物質Bとする)のいずれに対しても、励起光は照射される。これにより、蛍光スペクトル測定部で測定される蛍光スペクトルにおいて、蛍光物質Aのピークが蛍光物質Bのピークに隠れてしまい、蛍光物質Aのピークを認識できない場合がある。   When the irradiation angle of the excitation light with respect to the living body (the angle formed by the normal direction of the surface irradiated with the excitation light in the living body and the irradiation direction of the excitation light) is small, the excitation light is not so strong when traveling in the living body. Does not decay. That is, the excitation light is irradiated to both the fluorescent substance (referred to as fluorescent substance A) present in the epidermis and dermis region and the fluorescent substance (referred to as fluorescent substance B) present in the blood vessel region. Thereby, in the fluorescence spectrum measured by the fluorescence spectrum measuring unit, the peak of the fluorescent substance A is hidden behind the peak of the fluorescent substance B, and the peak of the fluorescent substance A may not be recognized.

しかしながら、本発明は、角度変更機構を備えているので、生体に対する励起光の照射角度を変更することができる。これにより、生体に対する励起光の照射角度を大きくすることができる。そして、このように照射角度を大きくすると、生体内を進行する励起光の伝搬距離が、照射角度が小さい場合よりも大きくなる。   However, since the present invention includes the angle changing mechanism, the irradiation angle of the excitation light with respect to the living body can be changed. Thereby, the irradiation angle of the excitation light with respect to the living body can be increased. When the irradiation angle is increased in this way, the propagation distance of the excitation light traveling in the living body becomes larger than when the irradiation angle is small.

つまり、照射角度を大きくすると、照射角度が小さい場合よりも、蛍光物質Aに照射される励起光の強度が、蛍光物質Bに照射される励起光の強度よりも大きな値となる。これにより、蛍光スペクトル測定部で測定される蛍光スペクトルにおいては、蛍光物質Aに対応するピーク値が、蛍光物質Bに対応するピーク値よりも明確に現れるので、蛍光物質Aのピークの存在をより確実に認識できる。   That is, when the irradiation angle is increased, the intensity of the excitation light applied to the fluorescent material A becomes larger than the intensity of the excitation light applied to the fluorescent material B than when the irradiation angle is small. Thereby, in the fluorescence spectrum measured by the fluorescence spectrum measuring unit, the peak value corresponding to the fluorescent substance A appears more clearly than the peak value corresponding to the fluorescent substance B. Recognized reliably

このように、本発明は、角度変更機構を設けるという簡易な構成により、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質の定量が可能となる。   As described above, according to the present invention, the fluorescent substance existing only in the epidermis and the dermis can be quantified with a simple configuration in which an angle changing mechanism is provided.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記蛍光スペクトル測定部が、前記角度変更機構により前記照射角度を変更することで設定される複数の照射角度のそれぞれについて前記蛍光スペクトルを測定するとともに、測定された複数の蛍光スペクトルの中で特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルをピーク強度発生蛍光スペクトルとして求め、前記ピーク強度発生蛍光スペクトルが得られた照射角度を、ピーク強度発生照射角度として決定することが好ましい。   Furthermore, the measurement apparatus of the present invention is the measurement apparatus having the above-described configuration, wherein the fluorescence spectrum measurement unit calculates the fluorescence spectrum for each of a plurality of irradiation angles set by changing the irradiation angle by the angle changing mechanism. In addition to measuring, the fluorescence spectrum that maximizes the peak intensity at a specific wavelength among the plurality of measured fluorescence spectra is obtained as the peak intensity generation fluorescence spectrum, and the irradiation angle at which the peak intensity generation fluorescence spectrum is obtained is determined as the peak intensity. It is preferable to determine the generated irradiation angle.

上記構成によれば、蛍光スペクトル測定部は、測定された複数の蛍光スペクトルの中で特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルを、ピーク強度発生蛍光スペクトルとして求める。   According to the above configuration, the fluorescence spectrum measurement unit obtains a fluorescence spectrum having the maximum peak intensity at a specific wavelength among the measured plurality of fluorescence spectra as a peak intensity generation fluorescence spectrum.

これにより、たとえば蛍光物質Aに対応する蛍光ピークが現れる波長を特定波長とすれば、複数の照射角度のそれぞれについて測定された蛍光スペクトルのうち、真皮および表皮に存在する蛍光物質Aに対応する蛍光強度が最大となる蛍光スペクトルが、ピーク強度発生蛍光スペクトルとして求められる。   Thus, for example, if the wavelength at which the fluorescence peak corresponding to the fluorescent substance A appears is a specific wavelength, the fluorescence corresponding to the fluorescent substance A present in the dermis and epidermis among the fluorescence spectra measured for each of the plurality of irradiation angles. The fluorescence spectrum having the maximum intensity is obtained as the peak intensity generation fluorescence spectrum.

そして、ピーク強度発生蛍光スペクトルが得られた照射角度としてピーク強度発生照射角度を得ておけば、それ以降の蛍光スペクトルの測定時に、励起光の照射角度をピーク強度発生照射角度に設定するだけで、蛍光物質Aに対応する蛍光ピークが最大となる蛍光スペクトルを容易に得ることできる。これにより、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質Aの定量を高い再現性で行うことができる。   If the peak intensity generation irradiation angle is obtained as the irradiation angle at which the peak intensity generation fluorescence spectrum is obtained, it is only necessary to set the excitation light irradiation angle to the peak intensity generation irradiation angle when measuring the fluorescence spectrum thereafter. A fluorescence spectrum with the maximum fluorescence peak corresponding to the fluorescent substance A can be easily obtained. Thereby, the quantification of the fluorescent substance A existing only in the epidermis and dermis can be performed with high reproducibility.

また、ピーク強度発生蛍光スペクトルは、特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルである。よって、特定波長以外の波長で蛍光ピークを示す蛍光物質が存在していても、ピーク強度発生スペクトルを測定することにより、特定波長において蛍光ピークを示す蛍光物質の存在を明確に把握できる。この点において、上記構成によれば、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質に係る測定を、他の蛍光物質の影響を受けることなく選択的に行うことができる。   The peak intensity generation fluorescence spectrum is a fluorescence spectrum in which the peak intensity at a specific wavelength is maximized. Therefore, even if there is a fluorescent substance that exhibits a fluorescent peak at a wavelength other than the specific wavelength, the presence of the fluorescent substance that exhibits a fluorescent peak at the specific wavelength can be clearly grasped by measuring the peak intensity generation spectrum. In this regard, according to the above-described configuration, the measurement relating to the fluorescent substance existing only in the epidermis and the dermis can be selectively performed without being influenced by other fluorescent substances.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記照射角度を、前記生体における前記励起光が照射される面の法線方向と、前記励起光の照射方向とがなす角度として定義した場合、前記ピーク強度発生蛍光スペクトルに係る前記特定波長の強度は、前記照射角度が小さいときには発生せず、前記照射角度が大きいときに発生する蛍光強度のピーク値に対応するものであることが好ましい。   Furthermore, the measuring apparatus of the present invention is the measuring apparatus having the above-described configuration, wherein the irradiation angle is defined as an angle formed by a normal direction of a surface of the living body irradiated with the excitation light and an irradiation direction of the excitation light. In this case, the intensity of the specific wavelength relating to the peak intensity generation fluorescence spectrum does not occur when the irradiation angle is small, but corresponds to the peak value of the fluorescence intensity generated when the irradiation angle is large. preferable.

上記構成によれば、蛍光スペクトル測定部は、照射角度が小さいときには発生せず、照射角度が大きいときに発生する蛍光強度のピーク値が、測定された複数の蛍光スペクトルの中で最大となる蛍光スペクトルを、ピーク強度発生蛍光スペクトルとして求める。   According to the above configuration, the fluorescence spectrum measurement unit does not occur when the irradiation angle is small, and the fluorescence intensity peak value generated when the irradiation angle is large is the maximum among the plurality of measured fluorescence spectra. The spectrum is determined as the peak intensity generation fluorescence spectrum.

これにより、真皮および表皮に存在する蛍光物質の存在を的確に把握することが可能となる。   This makes it possible to accurately grasp the presence of the fluorescent substance present in the dermis and epidermis.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記蛍光スペクトル測定部が、前記励起光が第1照射角度にて前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第1蛍光スペクトルとして測定し、前記第1照射角度と異なる角度である第2照射角度にて前記励起光が前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第2蛍光スペクトルとして測定し、さらに、前記第1蛍光スペクトルと前記第2蛍光スペクトルとの相対比較を行うものであることが好ましい。   Furthermore, the measurement apparatus of the present invention is the measurement apparatus having the above-described configuration, in which the fluorescence spectrum measurement unit obtains a fluorescence spectrum of fluorescence generated when the living body is irradiated with the excitation light at a first irradiation angle. Measuring as a fluorescence spectrum, measuring a fluorescence spectrum of fluorescence generated when the living body is irradiated with the excitation light at a second irradiation angle that is different from the first irradiation angle, It is preferable to perform a relative comparison between the first fluorescence spectrum and the second fluorescence spectrum.

上記構成によれば、第1照射角度にて励起光が照射された場合に測定される第1蛍光スペクトルと、第2照射角度にて励起光が照射された場合に測定される第2蛍光スペクトルとを得ることができる。これにより、第1照射角度により測定された第1蛍光スペクトルのピーク値と、第2照射角度により測定された第2蛍光スペクトルのピーク値とを相対比較することができる。   According to the above configuration, the first fluorescence spectrum measured when the excitation light is irradiated at the first irradiation angle and the second fluorescence spectrum measured when the excitation light is irradiated at the second irradiation angle. And you can get Thereby, the peak value of the first fluorescence spectrum measured at the first irradiation angle and the peak value of the second fluorescence spectrum measured at the second irradiation angle can be relatively compared.

そして、既知の蛍光物質に対応する蛍光スペクトルのピーク値と、第1照射角度と第2照射角度との間の大小関係とを手掛かりとし、既知蛍光物質の存在領域に対する未知蛍光物質の存在領域の相対深さを判断することができる。   Then, using the peak value of the fluorescence spectrum corresponding to the known fluorescent substance and the magnitude relationship between the first irradiation angle and the second irradiation angle as a clue, the existence area of the unknown fluorescent substance relative to the existing area of the known fluorescent substance is determined. The relative depth can be determined.

たとえば、第1蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値A1と、未知蛍光物質に対応するピーク値B1とを示していると仮定する。同様に、第2蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値A2と、未知蛍光物質に対応するピーク値B2とを示していると仮定する。さらに、ピーク値A1とピーク値A2とは同じ大きさとなるよう規格化した際、ピーク値B2がピーク値B1よりも大きな値であり、なおかつ第2照射角度が第1照射角度よりも大きな値であると仮定する。   For example, it is assumed that the first fluorescence spectrum shows a peak value A1 corresponding to a known fluorescent substance and a peak value B1 corresponding to an unknown fluorescent substance. Similarly, it is assumed that the second fluorescence spectrum shows a peak value A2 corresponding to a known fluorescent substance and a peak value B2 corresponding to an unknown fluorescent substance. Further, when the peak value A1 and the peak value A2 are normalized so as to have the same magnitude, the peak value B2 is larger than the peak value B1, and the second irradiation angle is larger than the first irradiation angle. Assume that there is.

この場合、未知蛍光物質は既知蛍光物質よりも浅い領域、たとえば表皮や真皮領域に多く存在していることを判断することができる。   In this case, it can be determined that many unknown fluorescent substances are present in a shallower area than the known fluorescent substance, for example, in the epidermis or dermis area.

以上のとおり、上記構成によれば、測定された第1蛍光スペクトルおよび第2スペクトルから、生体内に存在する蛍光物質が存在する深さを把握することが可能となる。   As described above, according to the above configuration, it is possible to grasp the depth at which the fluorescent substance existing in the living body exists from the measured first fluorescence spectrum and second spectrum.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記蛍光スペクトル測定部が、前記第1蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長と、前記第2蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長とが、同一の波長領域に存在する場合、前記第1蛍光スペクトルと前記第2蛍光スペクトルとを差分した差分蛍光スペクトルを求めるものであることが好ましい。   Furthermore, the measurement apparatus of the present invention is the measurement apparatus having the above-described configuration, wherein the fluorescence spectrum measurement unit has a wavelength at which the fluorescence intensity in the first fluorescence spectrum has a peak value, and the fluorescence intensity in the second fluorescence spectrum has a peak value. In the case where the same wavelength region exists in the same wavelength region, it is preferable to obtain a differential fluorescence spectrum obtained by subtracting the first fluorescence spectrum and the second fluorescence spectrum.

上記構成によれば、第1蛍光スペクトルと第2蛍光スペクトルとを差分した差分蛍光スペクトルが求められる。これにより、生体における特定の深さに存在する蛍光物質の蛍光スペクトルであって、他の領域に存在する蛍光物質の影響が低減された蛍光スペクトルを、差分スペクトルとして得ることができる。   According to the above configuration, a differential fluorescence spectrum obtained by subtracting the first fluorescence spectrum and the second fluorescence spectrum is obtained. Thereby, it is possible to obtain a fluorescence spectrum of a fluorescent substance existing at a specific depth in a living body and having a reduced influence of the fluorescent substance existing in another region as a difference spectrum.

たとえば、前述の仮定と同様に、第1蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値A1と、未知蛍光物質に対応するピーク値B1とを示していると仮定する。同様に、第2蛍光スペクトルが、既知蛍光物質に対応するピーク値A2と、未知蛍光物質に対応するピーク値B2とを示していると仮定する。さらに、ピーク値A1とピーク値A2とが同じ大きさとなるよう規格化した際、ピーク値B2がピーク値B1よりも大きな値であり、なおかつ、第2照射角度が第1照射角度よりも大きな値であると仮定する。   For example, similarly to the above-mentioned assumption, it is assumed that the first fluorescence spectrum shows a peak value A1 corresponding to a known fluorescent substance and a peak value B1 corresponding to an unknown fluorescent substance. Similarly, it is assumed that the second fluorescence spectrum shows a peak value A2 corresponding to a known fluorescent substance and a peak value B2 corresponding to an unknown fluorescent substance. Further, when the peak value A1 and the peak value A2 are standardized to have the same magnitude, the peak value B2 is larger than the peak value B1, and the second irradiation angle is larger than the first irradiation angle. Assume that

この場合、未知蛍光物質は既知蛍光物質よりも浅い領域に多く存在していることがわかる。すなわち、既知蛍光物質が血管領域に存在する蛍光物質であれば、未知蛍光物質は、表皮や真皮領域に多く存在していることを判断することができる。そして、第1蛍光スペクトルと第2蛍光スペクトルとを差分して差分蛍光スペクトルを得ることにより、表皮や真皮領域に存在する未知蛍光物質の影響を低減し、血管領域に存在する既知蛍光物質に対応する蛍光スペクトルを得ることができる。   In this case, it can be seen that many unknown fluorescent substances exist in a shallower region than the known fluorescent substances. That is, if the known fluorescent substance is a fluorescent substance present in the blood vessel region, it can be determined that many unknown fluorescent substances are present in the epidermis or dermis region. Then, the difference between the first fluorescence spectrum and the second fluorescence spectrum is obtained to obtain a differential fluorescence spectrum, thereby reducing the influence of unknown fluorescent substances existing in the epidermis and dermis area, and corresponding to known fluorescent substances existing in the blood vessel area. A fluorescence spectrum can be obtained.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光源として、異なる複数の波長の励起光を発する光源を備えていることが好ましい。   Furthermore, the measurement apparatus of the present invention preferably includes a light source that emits excitation light having a plurality of different wavelengths as the excitation light source in the measurement apparatus having the above configuration.

上記構成によれば、生体内に存在する種々の蛍光物質のそれぞれを励起させるのに最適な波長を複数選択し、選択された複数の波長の励起光を光源から発することができる。これにより、各蛍光物質に対応するピーク値が明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができ、生体内の蛍光物質をより的確に測定することができる。   According to the above configuration, it is possible to select a plurality of optimum wavelengths for exciting each of the various fluorescent substances existing in the living body, and to emit excitation light of the selected plurality of wavelengths from the light source. Thereby, it is possible to obtain a fluorescence spectrum in which the peak value corresponding to each fluorescent substance clearly appears, and to measure the fluorescent substance in the living body more accurately.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光源によって発せられる励起光の異なる複数の波長を、第1波長および第2波長とした場合、前記蛍光スペクトル測定部が、前記第1波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第1相関関係と、前記第2波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第2相関関係とを相対比較するものであることが好ましい。   Further, in the measurement apparatus of the present invention, when the plurality of wavelengths of the excitation light emitted by the excitation light source are the first wavelength and the second wavelength in the measurement apparatus having the above configuration, the fluorescence spectrum measurement unit includes the The first correlation which is a correlation between the irradiation angle of the excitation light related to the first wavelength and the intensity of the fluorescence generated by the irradiation of the excitation light, the irradiation angle of the excitation light related to the second wavelength, and the excitation light It is preferable to make a relative comparison with the second correlation which is a correlation with the intensity of the fluorescence generated by the irradiation.

上記構成によれば、生体内に存在する異なる蛍光物質の間の相対深さをより的確に判断することができる。   According to the above configuration, it is possible to more accurately determine the relative depth between different fluorescent substances present in the living body.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光が、AGEs(Advanced Glycation Endproducts)を測定するために適した波長範囲を有していることが好ましい。   Further, in the measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the excitation light has a wavelength range suitable for measuring AGEs (Advanced Glycation End products).

上記構成によれば、蛍光物質としての後期糖化反応生成物の定量をより的確に行うことができる。   According to the said structure, the latter stage saccharification reaction product as a fluorescent substance can be quantified more correctly.

さらに、本発明の測定装置は、上記構成の測定装置において、前記励起光源から前記生体に至るまでの光学経路中に、コリメートレンズを備えていることが好ましい。   Furthermore, the measuring apparatus of the present invention preferably includes a collimating lens in the optical path from the excitation light source to the living body in the measuring apparatus having the above configuration.

上記構成によれば、生体に照射される励起光がコリメートレンズにより概略平行光となる。これにより、励起光における光軸中心を進行する光の生体に対する照射角度と、励起光における光軸中心以外の箇所を進行する光の生体に対する照射角度とが、実質的に等しいものとなる。   According to the said structure, the excitation light irradiated to a biological body turns into a substantially parallel light by a collimating lens. Thereby, the irradiation angle with respect to the living body of the light traveling in the center of the optical axis in the excitation light and the irradiation angle of the light traveling in a portion other than the center of the optical axis in the excitation light are substantially equal.

すなわち、生体に対して一様な照射角度で励起光を照射することができるので、蛍光スペクトルを安定して測定することができるとともに、精度良く測定することができる。   That is, since it is possible to irradiate the living body with the excitation light at a uniform irradiation angle, the fluorescence spectrum can be measured stably and can be measured with high accuracy.

また、本発明の測定方法は、上記課題を解決するため、励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射工程と、前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更しながら、複数の照射角度のそれぞれについて、前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定工程を含むことを特徴としている。   Further, in order to solve the above-described problem, the measurement method of the present invention is configured to irradiate a living body with excitation light guided from an excitation light source, and to change the irradiation angle of the excitation light with respect to the living body. For each of the irradiation angles, a fluorescence spectrum measuring step of measuring a fluorescence spectrum related to fluorescence generated by the irradiation of the excitation light is included.

上記工程を含む測定方法によれば、本発明の測定装置と同様の効果を得ることができる。   According to the measuring method including the above steps, the same effect as that of the measuring apparatus of the present invention can be obtained.

本発明によれば、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量できる。   According to the present invention, fluorescent substances existing only in the epidermis and dermis can be quantified.

図1は、本発明の一実施形態に係る皮膚状態測定装置を説明するための概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a skin condition measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、皮膚表面の直下における励起光強度と真皮最深層における励起光強度との比を、照射角度θの値との関係で示す光学シミュレーション結果である。FIG. 2 is an optical simulation result showing the ratio of the excitation light intensity just below the skin surface and the excitation light intensity in the deepest dermis layer in relation to the value of the irradiation angle θ. 図3は、励起光の照射角度(θ1)、皮膚中における光進行方向の角度(θ2)、および皮膚表面直下からの深さ(t)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the irradiation angle (θ1) of excitation light, the angle (θ2) in the light traveling direction in the skin, and the depth (t) from directly below the skin surface. 図4(a)は、励起光の照射角度θが小さいときに測定される蛍光スペクトルを示す図であり、図4(b)は、励起光の照射角度θが大きいときに測定される蛍光スペクトルを示す図であり、図4(c)は、「特定波長のピーク強度」の定義を説明するための図である。FIG. 4A is a diagram showing a fluorescence spectrum measured when the excitation light irradiation angle θ is small, and FIG. 4B is a fluorescence spectrum measured when the excitation light irradiation angle θ is large. FIG. 4C is a diagram for explaining the definition of “peak intensity at a specific wavelength”. 励起光の照射角度を80度に設定して励起光を皮膚に照射する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which sets the irradiation angle of excitation light to 80 degree | times, and irradiates skin with excitation light. 図6(a)は、皮膚表面に対し励起光が拡散しながら照射されている状態を示す図であり、図6(b)は、皮膚表面に対し励起光が収束しながら照射されている状態を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a state in which excitation light is irradiated while diffusing to the skin surface, and FIG. 6B is a state in which excitation light is irradiated while converging on the skin surface. FIG. 図7(a)は、皮膚状態測定装置の全体的な装置構成を示す模式図であり、図7(b)は、プローブの紙面に平行な面における断面図である。Fig.7 (a) is a schematic diagram which shows the whole apparatus structure of a skin condition measuring apparatus, FIG.7 (b) is sectional drawing in a surface parallel to the paper surface of a probe. 図8(a)は、励起光の照射角度を略0度に近い照射角度に設定することにより得られた蛍光スペクトルを示す図であり、図8(b)は、照射角度を第1照射角度よりも大きな第2照射角度に設定することにより得られた蛍光スペクトルを示す図である。FIG. 8A is a diagram showing a fluorescence spectrum obtained by setting the irradiation angle of the excitation light to an irradiation angle close to approximately 0 degrees, and FIG. 8B shows the irradiation angle as the first irradiation angle. It is a figure which shows the fluorescence spectrum obtained by setting to 2nd irradiation angle larger than this. 図9は、波長が365nmの励起光を、照射角度がほぼ0度の状態で試験ピースに照射(垂直照射)することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a fluorescence spectrum measured by irradiating a test piece with excitation light having a wavelength of 365 nm (vertical irradiation) at an irradiation angle of approximately 0 degrees. 図10は、波長が290nmの励起光を、照射角度がほぼ0度の状態で試験ピースに照射(垂直照射)することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a fluorescence spectrum measured by irradiating a test piece with excitation light having a wavelength of 290 nm (vertical irradiation) in a state where the irradiation angle is approximately 0 degrees. 図11(a)は、照射角度θが大きい場合に波長365nmの励起光を皮膚に照射したときに得られる蛍光スペクトルを示す図であり、図11(b)は、照射角度θが大きい場合に波長290nmの励起光を皮膚に照射したときに得られる蛍光スペクトルを示す図である。FIG. 11A shows a fluorescence spectrum obtained when the skin is irradiated with excitation light having a wavelength of 365 nm when the irradiation angle θ is large, and FIG. 11B shows a case where the irradiation angle θ is large. It is a figure which shows the fluorescence spectrum obtained when an excitation light with a wavelength of 290 nm is irradiated to skin. 図12(a)は、波長365nmの励起光を皮膚に照射することで測定される蛍光スペクトルを示す図である。図12(b)は、波長290nmの励起光を皮膚に照射することで測定される蛍光スペクトルを示す図である。図12(c)は、照射角度を変更させた場合、図12(a)に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフである。図12(d)は、照射角度を変更させた場合、図12(b)に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフである。FIG. 12A is a diagram showing a fluorescence spectrum measured by irradiating the skin with excitation light having a wavelength of 365 nm. FIG. 12B is a diagram showing a fluorescence spectrum measured by irradiating the skin with excitation light having a wavelength of 290 nm. FIG. 12C is a graph showing how the peak intensity of the fluorescence spectrum shown in FIG. 12A changes when the irradiation angle is changed. FIG. 12D is a graph showing how the peak intensity of the fluorescence spectrum shown in FIG. 12B changes when the irradiation angle is changed. 皮膚における照射角度θや深さTの定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of irradiation angle (theta) and depth T in skin. 図14は、蛍光スペクトルのピーク強度と、照射角度との相関関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the result of simulating the correlation between the peak intensity of the fluorescence spectrum and the irradiation angle. 図15(a)は、照射角度θをほぼ0度として小さな値に設定した上で、測定された蛍光スペクトル(第1蛍光スペクトル)を示す図である。また、図15(b)は、照射角度θを0度ではなくある程度大きな値(60度程度)に設定した上で測定された蛍光スペクトル(第2蛍光スペクトル)を示す図である。FIG. 15A is a diagram showing a measured fluorescence spectrum (first fluorescence spectrum) after setting the irradiation angle θ to be almost 0 degrees and a small value. FIG. 15B is a diagram showing a fluorescence spectrum (second fluorescence spectrum) measured after setting the irradiation angle θ not to 0 degrees but to a somewhat large value (about 60 degrees). 図11(a)に示す蛍光スペクトルから図11(b)に蛍光スペクトルを差分することにより得られる差分スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the difference spectrum obtained by subtracting a fluorescence spectrum to FIG.11 (b) from the fluorescence spectrum shown to Fig.11 (a). 図17は、本発明の測定装置に係る角度変更機構の変形例を説明するための図である。FIG. 17 is a view for explaining a modification of the angle changing mechanism according to the measuring apparatus of the present invention. 図18は、本発明の測定装置に係る変形例を示す図である。FIG. 18 is a view showing a modification according to the measuring apparatus of the present invention. 図19(a)および図19(b)は、本発明の皮膚状態測定装置の変形例を示す図である。FIG. 19A and FIG. 19B are diagrams showing a modification of the skin condition measuring apparatus of the present invention.

〔1.基本原理〕
図1は、本発明の一実施形態に係る皮膚状態測定装置(測定装置)100を説明するための概念図である。図1に示すように、皮膚状態測定装置100は、励起光源から導光される励起光を皮膚103の一部に励起光を照射する照射部101と、皮膚の一部に励起光が照射されることにより生じた蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部102とを備えている。
[1. Basic principle〕
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a skin condition measuring apparatus (measuring apparatus) 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the skin condition measuring apparatus 100 includes an irradiation unit 101 that irradiates a part of skin 103 with excitation light guided from an excitation light source, and a part of the skin that is irradiated with excitation light. And a fluorescence spectrum measuring unit 102 that measures a fluorescence spectrum related to the fluorescence generated by this.

なお、蛍光スペクトル測定部102は、集光レンズ、光ファイバー、および分光器等の光学機器が集合することにより構成されるものであるが、図1においては模式的に1ブロックとして記載している。また、蛍光スペクトル測定部102は、蛍光スペクトルを測定するのみならず、測定された蛍光スペクトルに対して種々の解析や演算を行う機能も具備しているものである。   The fluorescence spectrum measuring unit 102 is configured by collecting optical devices such as a condensing lens, an optical fiber, and a spectroscope, but is schematically illustrated as one block in FIG. Further, the fluorescence spectrum measuring unit 102 has not only a function of measuring a fluorescence spectrum but also a function of performing various analyzes and operations on the measured fluorescence spectrum.

また、照射部101から照射される励起光の照射方向と、皮膚103において励起光が照射される面の法線方向とがなす角度を照射角度θとすると、皮膚状態測定装置100は、零ではない(0よりも大きな)値として設定される照射角度θにて、照射部101から励起光を皮膚103に照射する。そして、皮膚状態測定装置100は、このように励起光が照射されることにより生じた蛍光に係る蛍光スペクトルを、蛍光スペクトル測定部102により検出することで測定可能である。   Further, when the angle formed by the irradiation direction of the excitation light irradiated from the irradiation unit 101 and the normal direction of the surface irradiated with the excitation light in the skin 103 is an irradiation angle θ, the skin condition measuring apparatus 100 is zero. The skin 103 is irradiated with excitation light from the irradiation unit 101 at an irradiation angle θ set as a non-existing (greater than 0) value. The skin condition measuring apparatus 100 can measure the fluorescence spectrum related to the fluorescence generated by the irradiation of the excitation light as described above by the fluorescence spectrum measuring unit 102.

また、照射部101から照射される励起光は、皮膚103中の蛍光物質を励起する為に用いられる。さらに、蛍光スペクトル測定部102は、励起された蛍光物質からの蛍光を検出する為に用いられる。なお、皮膚中において蛍光を示す物質としては、後期糖化反応生成物(AGEs:Advanced Glycation Endproducts)、ヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等が存在する。そして、皮膚に照射される励起光の波長としては、上述の後期糖化反応生成物の測定に適した波長範囲である315〜600nmとすることが好ましく、より好ましくは315〜400nmの範囲とすればよい。   The excitation light emitted from the irradiation unit 101 is used to excite the fluorescent substance in the skin 103. Further, the fluorescence spectrum measuring unit 102 is used for detecting fluorescence from the excited fluorescent substance. Substances that exhibit fluorescence in the skin include late-stage glycation end products (AGEs), hydroxyproline, riboflavin, nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), protoporphyrin, tyrosine, tryptophan, and elastin. To do. And as a wavelength of the excitation light irradiated to skin, it is preferable to set it as 315-600 nm which is a wavelength range suitable for the measurement of the above-mentioned late saccharification reaction product, More preferably, if it shall be the range of 315-400 nm. Good.

図2は、皮膚表面の直下における励起光強度と真皮最深層における励起光強度との比を、照射角度θの値との関係で示す光学シミュレーション結果である。   FIG. 2 is an optical simulation result showing the ratio of the excitation light intensity just below the skin surface and the excitation light intensity in the deepest dermis layer in relation to the value of the irradiation angle θ.

より具体的には、図2に係る縦軸は、皮膚表面直下から真皮最深層までに吸収される励起光強度と真皮最深層より深いところで吸収される励起光強度との比を、励起光の照射角度が0°における値を1として表した相対値を表している。また、図2に係る横軸は、励起光の照射角度θを表している。   More specifically, the vertical axis according to FIG. 2 represents the ratio of the excitation light intensity absorbed from directly under the skin surface to the deepest dermis layer and the excitation light intensity absorbed deeper than the deepest dermis layer. A relative value is shown with a value at 1 at an irradiation angle of 0 °. 2 represents the irradiation angle θ of the excitation light.

図2に示すように、励起光の照射角度が大きくなるほど縦軸の数値が大きくなっている。これは、真皮最深層に比べて皮膚表面直下における励起光強度が相対的に大きくなっていることを表している。   As shown in FIG. 2, the numerical value on the vertical axis increases as the irradiation angle of the excitation light increases. This indicates that the excitation light intensity directly below the skin surface is relatively higher than that of the deepest dermis layer.

なお、光学シミュレーションにおいて、皮膚表面内部の構造は均一、すなわち屈折率(実数部)及び吸収係数は一定とした。また、図3に示すように、励起光の照射角度をθ1、皮膚中における光進行方向の角度をθ2、皮膚表面直下からの深さをt、皮膚中の屈折率(実数部)をn、吸収係数をαとし、励起光強度Aとして次式を用いた。   In the optical simulation, the structure inside the skin surface was uniform, that is, the refractive index (real part) and the absorption coefficient were constant. Also, as shown in FIG. 3, the irradiation angle of the excitation light is θ1, the angle of the light traveling direction in the skin is θ2, the depth from just below the skin surface is t, the refractive index (real part) in the skin is n, The absorption coefficient is α, and the following equation is used as the excitation light intensity A.

Figure 2013138720
Figure 2013138720

上式を用い、皮膚直下から真皮最下層までの間に吸収される光パワーは、   Using the above formula, the optical power absorbed from directly under the skin to the lowest layer of the dermis is

Figure 2013138720
Figure 2013138720

と表現できる。   Can be expressed as

また、真皮最下層より深い所で吸収される光パワーは   Also, the optical power absorbed deeper than the lowest layer of the dermis is

Figure 2013138720
Figure 2013138720

と表現できる。
これらの数式より、図2における縦軸の値は
Can be expressed.
From these equations, the value on the vertical axis in FIG.

Figure 2013138720
Figure 2013138720

と表現された式より算出を行った。また皮膚の屈折率は1.4、吸収係数は35〜50[cm−1]、真皮最深層の深さは0.22[cm]を用いた。 It calculated from the expression expressed as follows. The skin refractive index was 1.4, the absorption coefficient was 35 to 50 [cm −1 ], and the depth of the deepest dermis was 0.22 [cm].

図2より、θが例えばθが60度の場合における、皮膚表面から真皮最深層までの励起光強度の、真皮最深層以下の励起光強度に対する相対値は、0度の時に比べて6〜20倍となっている。すなわち、励起光を皮膚表面に対し垂直に入射させた場合(θ=0度の場合)に比べ、θ1=60度の角度で入射させた場合、皮膚表面から真皮最深層までの領域が相対的に6〜20倍強く励起されることになる。これにより、皮膚状態測定装置100を用いることにより、皮膚表面から所定の深さまでの情報を得ることができる。   From FIG. 2, the relative value of the excitation light intensity from the skin surface to the deepest dermis layer with respect to the excitation light intensity below the deepest dermis layer when the θ is, for example, 60 degrees is 6 to 20 compared with the case of 0 degree. It has doubled. That is, when the excitation light is incident at an angle of θ1 = 60 degrees compared to the case where the excitation light is incident perpendicular to the skin surface (when θ = 0 degrees), the region from the skin surface to the deepest dermis layer is relatively 6 to 20 times stronger. Thereby, by using the skin condition measuring apparatus 100, information from the skin surface to a predetermined depth can be obtained.

図4(a)および図4(b)は、皮膚状態測定装置100を用いて得られる蛍光スペクトルの模式概念図である。特に、図4(a)は、励起光の照射角度θが小さいとき(θが0度に近いとき)に、蛍光スペクトル測定部102によって測定される蛍光スペクトルを表しており、2つの蛍光ピーク(第1のピーク、第2のピーク)が測定されている。これに対し、図4(b)は、励起光の照射角度θが大きいとき(θが90度に近いとき)に、蛍光スペクトル測定部102によって測定される蛍光スペクトルを表しており、2つの蛍光ピーク(第1のピーク、第2のピーク)が測定されている。   FIG. 4A and FIG. 4B are schematic conceptual diagrams of fluorescence spectra obtained using the skin condition measuring apparatus 100. In particular, FIG. 4A shows a fluorescence spectrum measured by the fluorescence spectrum measuring unit 102 when the irradiation angle θ of the excitation light is small (when θ is close to 0 degree), and two fluorescence peaks ( The first peak and the second peak) are measured. On the other hand, FIG. 4B shows a fluorescence spectrum measured by the fluorescence spectrum measuring unit 102 when the irradiation angle θ of the excitation light is large (when θ is close to 90 degrees). Peaks (first peak, second peak) are measured.

なお、第1のピークは第2のピークよりも短波長側のピークであると定義している。また、図4(a)および図4(b)のいずれの蛍光スペクトルにおいても、第2のピークの高さが同じとなるよう、蛍光スペクトルに係る縦軸の値(相対光強度)の規格化を行っている。また、図4(a)の第1のピークに係る中心波長と、図4(b)における第1のピークに係る中心波長は同じであるとする。さらに、図4(a)の第2のピークに係る中心波長と、図4(b)における第2のピークに係る中心波長は同じであるとする。   Note that the first peak is defined as a peak on the shorter wavelength side than the second peak. Also, in both fluorescence spectra of FIG. 4A and FIG. 4B, the vertical axis value (relative light intensity) related to the fluorescence spectrum is normalized so that the height of the second peak is the same. It is carried out. Further, it is assumed that the center wavelength related to the first peak in FIG. 4A and the center wavelength related to the first peak in FIG. 4B are the same. Furthermore, it is assumed that the center wavelength related to the second peak in FIG. 4A and the center wavelength related to the second peak in FIG. 4B are the same.

そして、図4(b)では図4(a)に比べ、第2のピークに対する第1のピークの相対光強度が増加していることが判る。換言すれば、第1のピークは、照射角度が小さいときには発生せず、照射角度が大きいときに発生しているといえる。これは、図2を用いて説明したように、励起光の照射角度θが大きくなるほど、皮膚表面直下の励起光強度が相対的に大きくなるので、第1のピークは皮膚表面に比較的近い層から発せられた蛍光であり、第2のピークは比較的深い層から発せられた蛍光であることが判る。   4B shows that the relative light intensity of the first peak with respect to the second peak is increased compared to FIG. 4A. In other words, it can be said that the first peak does not occur when the irradiation angle is small, but occurs when the irradiation angle is large. As described with reference to FIG. 2, as the excitation light irradiation angle θ increases, the excitation light intensity directly below the skin surface increases relatively. Therefore, the first peak is a layer relatively close to the skin surface. It can be seen that the second peak is fluorescence emitted from a relatively deep layer.

このように、照射角度θを変更することにより、蛍光スペクトルのピーク値が変化する性質を利用して、本実施形態に係る皮膚状態測定装置100は、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質の定量が可能とするものである。つまり、本実施形態に係る皮膚状態測定装置100は、図1に示す構成において、皮膚103に対する励起光の照射角度を変更する角度変更機構を備えているのである、なお、角度変更機構の具体的構成については、後述する。   As described above, the skin condition measurement apparatus 100 according to the present embodiment uses the property that the peak value of the fluorescence spectrum changes by changing the irradiation angle θ, so that the fluorescent substance existing only in the epidermis and dermis is quantified. Is possible. That is, the skin condition measuring apparatus 100 according to the present embodiment includes an angle changing mechanism that changes the irradiation angle of the excitation light with respect to the skin 103 in the configuration shown in FIG. The configuration will be described later.

そして、皮膚状態測定装置100は、角度変更機構を具備していることにより、生体に対する励起光の照射角度θを大きくすることができる。そして、このように照射角度θを大きくすると、生体内を進行する励起光の伝搬距離が、照射角度θが小さい場合よりも大きくなる。そして、照射角度θが大きくなると、照射角度θが小さい場合よりも、表皮・真皮のみに存在する蛍光物質(トリプトファンAGEs等)に照射される励起光の強度が、血管領域に存在する蛍光物質(コラーゲンAGEs等)に照射される励起光の強度よりも大きな値となる。   And the skin state measuring apparatus 100 can enlarge irradiation angle | corner (theta) of the excitation light with respect to a biological body by providing the angle change mechanism. When the irradiation angle θ is increased in this way, the propagation distance of the excitation light traveling in the living body becomes larger than when the irradiation angle θ is small. When the irradiation angle θ is increased, the intensity of the excitation light irradiated to the fluorescent substance (tryptophan AGEs or the like) existing only in the epidermis / dermis is greater than the fluorescent substance ( It becomes a value larger than the intensity of excitation light irradiated to collagen AGEs and the like.

これにより、蛍光スペクトル測定部102で測定される蛍光スペクトルにおいては、トリプトファンAGEs等に対応するピーク値が、コラーゲンAGEsに対応するピーク値よりも明確に現れる。   Thereby, in the fluorescence spectrum measured by the fluorescence spectrum measuring unit 102, the peak value corresponding to tryptophan AGEs or the like appears more clearly than the peak value corresponding to collagen AGEs.

つまり、図4(a)に示すように、照射角度θが小さい場合、トリプトファンAGEsに対応するピーク値が、コラーゲンAGEsに対応するピーク値に隠れてしまって明確に現れていない。これは、表皮・真皮に存在するトリプトファンAGEsに照射される励起光の強度と、血管領域に存在するコラーゲンAGEsに照射される励起光の強度とが、それほど変わらないからである。   That is, as shown in FIG. 4A, when the irradiation angle θ is small, the peak value corresponding to tryptophan AGEs is hidden behind the peak value corresponding to collagen AGEs and does not appear clearly. This is because the intensity of the excitation light irradiated to the tryptophan AGEs present in the epidermis / dermis and the intensity of the excitation light irradiated to the collagen AGEs present in the blood vessel region are not so different.

しかしながら、皮膚状態測定装置100の角度変更機構を用いて照射角度θを大きな値とすれば、図4(b)に示すように、照射角度θが小さな場合よりも、トリプトファンAGEsに対応するピーク値が明確に現れた蛍光スペクトルを得ることができる。   However, if the irradiation angle θ is set to a large value using the angle changing mechanism of the skin condition measuring apparatus 100, the peak value corresponding to tryptophan AGEs is smaller than that when the irradiation angle θ is small, as shown in FIG. Can be obtained.

以上のように、本実施形態に係る皮膚状態測定装置100は、角度変更機構により照射角度θを変更しながら、それぞれの照射角度において蛍光スペクトル測定部102で蛍光スペクトルを測定する。そして、蛍光スペクトル測定部102は、測定された複数の蛍光スペクトルの中で、トリプトファンAGEs等の表皮・真皮のみに存在する蛍光物質のピーク値(特定波長のピーク強度)が最大となる蛍光スペクトル(ピーク強度発生蛍光スペクトル)が得られる照射角度θ(ピーク強度発生照射角度)を決定する。このようにして、皮膚状態測定装置100は、トリプトファンAGE等の存在を把握することができるので、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質の定量が可能となる。   As described above, the skin condition measuring apparatus 100 according to the present embodiment measures the fluorescence spectrum by the fluorescence spectrum measuring unit 102 at each irradiation angle while changing the irradiation angle θ by the angle changing mechanism. Then, the fluorescence spectrum measuring unit 102 has a fluorescence spectrum that maximizes the peak value (peak intensity of a specific wavelength) of a fluorescent substance existing only in the epidermis / dermis such as tryptophan AGEs among the plurality of measured fluorescence spectra ( An irradiation angle θ (peak intensity generation irradiation angle) at which a peak intensity generation fluorescence spectrum) is obtained is determined. In this way, the skin condition measuring apparatus 100 can grasp the presence of tryptophan AGE and the like, and thus it is possible to quantify fluorescent substances existing only in the epidermis and dermis.

なお、「特定波長のピーク強度」なる文言の定義について、より具体的に説明する。図4(c)に示すように、蛍光ピークに関する短波長側に、当該ピークに隣接する谷1が存在し、蛍光ピークに関する長波長側に、当該ピークに隣接する谷2が存在すると仮定する。そして、蛍光ピークと当該ピークに隣接する谷1との光強度の差を強度差1とし、蛍光ピークと当該ピークに隣接する谷2との光強度の差を強度差2とすると、強度差2の方が強度差1よりも小さな場合、「特定波長のピーク強度」は、強度差2を指すものとする。   The definition of the term “peak intensity at a specific wavelength” will be described more specifically. As shown in FIG. 4C, it is assumed that the valley 1 adjacent to the peak exists on the short wavelength side related to the fluorescence peak and the valley 2 adjacent to the peak exists on the long wavelength side related to the fluorescence peak. If the difference in light intensity between the fluorescence peak and the valley 1 adjacent to the peak is the intensity difference 1, and the difference in light intensity between the fluorescence peak and the valley 2 adjacent to the peak is the intensity difference 2, then the intensity difference 2 When the intensity difference is smaller than the intensity difference 1, the “peak intensity at the specific wavelength” indicates the intensity difference 2.

すなわち、蛍光ピークに関する短波長側および長波長側の両方に蛍光強度の谷が存在している場合、蛍光ピークと短波長側の谷に係る光強度との間における強度差と、蛍光ピークと長波長側の谷に係る光強度との間における強度差とのうち、小さな方の強度差が「特定波長のピーク強度」に相当する。   That is, when there are troughs of fluorescence intensity on both the short wavelength side and the long wavelength side with respect to the fluorescence peak, the intensity difference between the fluorescence peak and the light intensity related to the trough on the short wavelength side, the fluorescence peak and the long Of the intensity differences between the light intensities associated with the valleys on the wavelength side, the smaller intensity difference corresponds to the “peak intensity at a specific wavelength”.

なお、蛍光ピークの短波長側および長波長側の内、片側若しくは両側に谷が存在しない場合は、谷の光強度は0と見なすものとする。   In addition, when the valley does not exist on one side or both sides of the short wavelength side and the long wavelength side of the fluorescence peak, the light intensity of the valley is assumed to be zero.

また、本発明者らは、皮膚表面と平行な方向に係る変位量と蛍光強度との間の関数から、皮膚の深さ方向に係る蛍光強度の分布を測定する方法についても検討したが、下記の通り困難であると判断した。   In addition, the present inventors also examined a method for measuring the distribution of the fluorescence intensity in the skin depth direction from the function between the displacement amount and the fluorescence intensity in the direction parallel to the skin surface. It was judged as difficult.

つまり、図5に示すように、励起光の照射角度を現実的に実現可能な上限値である80度として想定すると、皮膚は1.4程度の屈折率を有しているため、空気/皮膚界面で励起光は屈折する。そして、スネルの法則より、皮膚表面の法線から約45度(=Sin−1(sin80°÷1.4))の角度で、励起光は進行する。たとえば、皮膚表面より2.2mm付近に真皮/血管界面が存在するので、真皮の被照射領域(励起光が照射される領域)と血管の被照射領域とは、皮膚表面に平行な方向に関して約2.2mmの距離を隔てていることになる。 That is, as shown in FIG. 5, assuming that the irradiation angle of the excitation light is 80 degrees that is a practically realizable upper limit value, the skin has a refractive index of about 1.4. The excitation light is refracted at the interface. And from Snell's law, excitation light advances at an angle of about 45 degrees (= Sin −1 (sin 80 ° ÷ 1.4)) from the normal surface of the skin. For example, since the dermis / blood vessel interface exists in the vicinity of 2.2 mm from the skin surface, the irradiated region of the dermis (the region where the excitation light is irradiated) and the irradiated region of the blood vessel are approximately in the direction parallel to the skin surface. The distance is 2.2 mm.

さらに、血管領域に励起光が照射されることにより生じた蛍光は全方向に照射され、皮膚表面に到達するまでに皮膚構造中で散乱する。また、照射ビーム径は有限の大きさを有している。   Furthermore, the fluorescence generated by irradiating the blood vessel region with the excitation light is irradiated in all directions and scattered in the skin structure before reaching the skin surface. The irradiation beam diameter has a finite size.

以上のとおりであるから、蛍光強度の深さ方向分布を、皮膚表面に平行な方向に空間的に分離して測定するためには、たとえば、真皮の被照射領域と血管の被照射領域との間に存在する皮膚表面に平行な方向の距離の隔たりを考慮しなければならない。さらには、皮膚構造中における蛍光の散乱や、照射ビーム径も考慮しなれければならい。よって、蛍光強度の深さ方向分布を、皮膚表面に平行な方向に空間的に分離して測定することは極めて困難であることが判る。   As described above, in order to measure the depth direction distribution of the fluorescence intensity in a spatially separated direction parallel to the skin surface, for example, between the irradiated region of the dermis and the irradiated region of the blood vessel. The distance in the direction parallel to the skin surface between them must be taken into account. Furthermore, it is necessary to consider the scattering of fluorescence in the skin structure and the irradiation beam diameter. Therefore, it can be seen that it is extremely difficult to measure the distribution of the fluorescence intensity in the depth direction spatially separated in a direction parallel to the skin surface.

なお、図4(a)および図4(b)のように、第1のピークおよび第2のピークにおける相対強度比が入射角度によって変化したことを確認するためには、図2に示す照射角度θと励起光強度比との関係において、照射角度として異なる2つの角度(第1の照射角度、第2の照射角度)を選択した場合、第1の照射角度に対応する励起光強度比と、第2の照射角度に対応する励起光強度比とが、少なくとも1.3倍以上異なることが必要である。なお、この1.3倍という値は、もちろん蛍光スペクトル測定時のノイズレベルに応じて変更され得る値である。   In addition, in order to confirm that the relative intensity ratio in the first peak and the second peak has changed depending on the incident angle as shown in FIGS. 4A and 4B, the irradiation angle shown in FIG. In the relationship between θ and the excitation light intensity ratio, when two different angles (first irradiation angle and second irradiation angle) are selected as the irradiation angle, the excitation light intensity ratio corresponding to the first irradiation angle; The excitation light intensity ratio corresponding to the second irradiation angle needs to differ by at least 1.3 times. The value of 1.3 times is a value that can be changed according to the noise level at the time of fluorescence spectrum measurement.

そして、図2によれば、2つの励起光の照射角度が5度以上異なっていれば、上記条件を満たすことになるが、望ましくは10度以上異なっていることが良く、さらに望ましくは20度以上異なっていることが良い。ただし、照射角度が80度より大きくなると、図2における縦軸の値が飽和傾向を示していることや、励起光の照射面積が広くなり皮膚表面の凹凸や体毛の影響を受けやすくなることから、測定再現性が低くなると考えられる。したがって、照射角度は80度以下に設定することが望ましい。   According to FIG. 2, the above conditions are satisfied if the two excitation light irradiation angles are different by 5 degrees or more, preferably 10 degrees or more, more preferably 20 degrees. It is good that they are different. However, when the irradiation angle is larger than 80 degrees, the value on the vertical axis in FIG. 2 shows a tendency to saturate, and the irradiation area of the excitation light is widened and is easily affected by unevenness of the skin surface and body hair. The measurement reproducibility is considered to be low. Therefore, it is desirable to set the irradiation angle to 80 degrees or less.

なお、本実施形態においては、蛍光強度の波長依存性を示す蛍光スペクトルを、蛍光スペクトル測定部102において測定結果として得ているが、これ以外を測定結果として得てもよい。たとえば、特定の蛍光物質のピーク波長を選択的に透過するフィルターと、光強度を検出する光検出器(例えばフォトディテクタ)とを用いた測定によって得られる光強度値を、測定結果として得てもよい。このような測定結果を用いた評価によっても、表皮・真皮領域のみに存在する蛍光物質の定量を行うことができることはいうまでもない。   In the present embodiment, the fluorescence spectrum showing the wavelength dependence of the fluorescence intensity is obtained as the measurement result in the fluorescence spectrum measurement unit 102, but other than this may be obtained as the measurement result. For example, a light intensity value obtained by measurement using a filter that selectively transmits the peak wavelength of a specific fluorescent substance and a photodetector (for example, a photodetector) that detects light intensity may be obtained as a measurement result. . It goes without saying that fluorescent substances existing only in the epidermis / dermis region can also be quantified by evaluation using such measurement results.

また、図6(a)は、皮膚表面に対し励起光が拡散しながら照射されている状態を示す図であり、図6(b)は、皮膚表面に対し励起光が収束しながら照射されている状態を示す図である。なお、図6(a)に示すような拡散状態は、たとえば、光ファイバー端面からそのまま励起光を皮膚に照射することにより実現される。また、図6(b)に示すような収束状態は、たとえば、励起光を集光レンズに透過させることにより実現される。   FIG. 6A is a diagram showing a state in which excitation light is irradiated to the skin surface while diffusing, and FIG. 6B is a diagram in which excitation light is irradiated to the skin surface while being converged. FIG. The diffusion state as shown in FIG. 6A is realized by, for example, irradiating the skin with excitation light as it is from the end face of the optical fiber. Moreover, the convergence state as shown in FIG. 6B is realized, for example, by transmitting excitation light through a condenser lens.

そして、図6(a)および図6(b)のいずれの場合についても、皮膚表面に対する励起光の照射角度は、θa〜θbの範囲内で分布している。θaおよびθbのいずれの値についても、構造パラメータから幾何学計算を行うことにより容易に把握することができる。そして、θaとθbとの平均値が光軸中心となり、この光軸中心と皮膚表面の法線とがなす角度が、前述のθに係る条件を満たしていれば、表皮や真皮領域に存在する蛍光物質の定量を行うことができる。   And in any case of Fig.6 (a) and FIG.6 (b), the irradiation angle of the excitation light with respect to the skin surface is distributed within the range of (theta) a- (theta) b. Both values of θa and θb can be easily grasped by performing geometric calculation from the structural parameters. If the average value of θa and θb is the center of the optical axis, and the angle formed by the center of the optical axis and the normal of the skin surface satisfies the condition related to θ described above, it exists in the epidermis or dermis region. Quantification of fluorescent substances can be performed.

しかしながら、θaとθbとの差が大きくなると、表皮や真皮領域に存在する蛍光物質の存在を検知する精度が低下する可能性があるので、θaとθbとの差は小さいことが望ましい。より具体的には、|θa−θb|≦10度とすることが望ましい。さらに望ましくは、|θa−θb|≦5度とすることが望ましく、さらに望ましくはθa≒θb、即ち励起光を概略平行光とすることが望ましい。なお、励起光を概略平行光とするために、光源から励起光が照射される皮膚の一部までの光学経路中に、コリメートを目的とした凸レンズ等が配置されることが可能である。   However, if the difference between θa and θb is increased, the accuracy of detecting the presence of the fluorescent substance existing in the epidermis or dermis region may be lowered. Therefore, it is desirable that the difference between θa and θb is small. More specifically, it is desirable that | θa−θb | ≦ 10 degrees. More desirably, | θa−θb | ≦ 5 degrees, and more desirably θa≈θb, that is, it is desirable that the excitation light is substantially parallel light. In order to make the excitation light substantially parallel light, a convex lens or the like for the purpose of collimation can be arranged in the optical path from the light source to a part of the skin irradiated with the excitation light.

また、図6(a)に示す拡散状態が、たとえば光ファイバー端面からそのまま励起光を出射することにより実現されている場合、Δθ=|θa−θb|の値は、光ファイバーのNA(Numerical Aperture)=sinΔθ/2より計算できる。また、図6(b)に示す収束状態が、たとえば集光レンズに励起光を透過させることにより実現されている場合、Δθ=|θa−θb|の値は、レンズの焦点距離fおよびレンズ半径rを用い、tan(Δθ/2)=r/fと計算できる。   Further, when the diffusion state shown in FIG. 6A is realized by, for example, emitting the excitation light as it is from the end face of the optical fiber, the value of Δθ = | θa−θb | is NA (Numerical Aperture) = It can be calculated from sin Δθ / 2. Further, when the convergence state shown in FIG. 6B is realized by, for example, transmitting the excitation light through the condenser lens, the value of Δθ = | θa−θb | is the focal length f of the lens and the lens radius. r can be used to calculate tan (Δθ / 2) = r / f.

〔2.角度変更機構の具体的構成例〕
以下、本実施形態に係る皮膚状態測定装置100が備える角度変更機構の具体的構成について説明する。なお、図1に示した皮膚状態測定装置100は、当該装置に係る主要構成である照射部101および蛍光スペクトル測定部102のみを概略的に図示するものであったが、皮膚状態測定装置100に係る主要構成以外の構成を理解すれば、角度変更機構の具体的な構成をより明確に理解することができる。そのため、図7(a)および図7(b)を用いて、皮膚状態測定装置100に係る具体的構成について説明する。
[2. Specific configuration example of angle changing mechanism)
Hereinafter, a specific configuration of the angle changing mechanism provided in the skin condition measuring apparatus 100 according to the present embodiment will be described. The skin condition measuring apparatus 100 shown in FIG. 1 schematically shows only the irradiation unit 101 and the fluorescence spectrum measuring unit 102, which are the main components of the apparatus. If a configuration other than the main configuration is understood, the specific configuration of the angle changing mechanism can be understood more clearly. Therefore, a specific configuration according to skin condition measuring apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).

まず、図7(a)は、皮膚状態測定装置100の全体的な装置構成を示す模式図であり、光源111および分光器112からなる測定装置本体部113と、皮膚状態を測定する為に皮膚表面に接触されるプローブ114と、測定装置本体部113とプローブ114とを光学的に接続しているバンドルファイバー115と、分光器112と電気的に接続されるように配置され測定結果を表示する表示手段116とで構成されている。また、バンドルファイバー115の両端は、各々2本のファイバーに分岐しており、一方が励起側光ファイバー117であり、他方が受光側光ファイバー118となっている。   First, FIG. 7A is a schematic diagram showing an overall apparatus configuration of the skin condition measuring apparatus 100. The measuring apparatus main body 113 including the light source 111 and the spectroscope 112 and the skin for measuring the skin condition are shown. The probe 114 in contact with the surface, the bundle fiber 115 optically connecting the measuring device main body 113 and the probe 114, and the spectrometer 112 are arranged so as to be electrically connected to display the measurement result. And display means 116. Further, both ends of the bundle fiber 115 are branched into two fibers, one being an excitation side optical fiber 117 and the other being a light receiving side optical fiber 118.

また、図7(b)は、プローブ114の紙面に平行な面における断面図を示している。図7(b)に示すように、プローブ114の筐体119には、2つのアーム120が接続されている。これら2つのアーム120は、いずれも皮膚の一部121に照射されるエリアの概略中心を通る紙面垂直方向の直線を回転中心軸122として、筐体114内部に加工されたレール123に沿って回転できる機構となっている。   FIG. 7B is a cross-sectional view of the probe 114 on a plane parallel to the paper surface. As shown in FIG. 7B, two arms 120 are connected to the housing 119 of the probe 114. Both of these two arms 120 rotate along a rail 123 processed inside the casing 114 with a straight line in the direction perpendicular to the paper passing through the approximate center of the area irradiated to a part 121 of the skin as the rotation center axis 122. It is a mechanism that can.

また、2つのアーム120のそれぞれには、励起側光ファイバー117および受光側光ファイバー118が機械的に固定されている。そして、励起側光ファイバー117の先にはコリメートレンズ125が、受光側光ファイバー118の端面の先には集光レンズ126が配置されている。   An excitation side optical fiber 117 and a light reception side optical fiber 118 are mechanically fixed to each of the two arms 120. A collimating lens 125 is disposed at the tip of the excitation-side optical fiber 117, and a condenser lens 126 is disposed at the tip of the end surface of the light-receiving side optical fiber 118.

そして、図7(b)に示す構成のうち、励起側光ファイバー117、当該ファイバー117が接続されたアーム120、およびコリメートレンズ125が、図1に示す照射部101に対応している。また、図7(b)に示す構成のうち、受光側光ファイバー118、当該ファイバー118に接続されたアーム120、および集光レンズ126が、図1に示す蛍光スペクトル測定部102に対応している。   7B, the excitation-side optical fiber 117, the arm 120 to which the fiber 117 is connected, and the collimating lens 125 correspond to the irradiation unit 101 shown in FIG. 7B, the light receiving side optical fiber 118, the arm 120 connected to the fiber 118, and the condenser lens 126 correspond to the fluorescence spectrum measuring unit 102 shown in FIG.

そして、上記構成により、励起側光ファイバー117から出射された励起光127はコリメートレンズを通して概略平行光となり、皮膚の一部121に照射される。また、励起光により皮膚内部の蛍光物質が励起されることにより生じた蛍光128は、集光レンズ126を通して受光側光ファイバー118の端面に結合される仕組みとなっている。   With the above configuration, the excitation light 127 emitted from the excitation-side optical fiber 117 becomes substantially parallel light through the collimator lens and is irradiated onto a part 121 of the skin. Further, the fluorescence 128 generated by exciting the fluorescent substance in the skin by the excitation light is coupled to the end face of the light receiving side optical fiber 118 through the condenser lens 126.

また、筐体114は、皮膚の一部と接触する接触部分129が突出した構造となっている。また、光源111としては、中心波長365nmの近紫外LED光源を使用しており、各種光ファイバー及びレンズは全て近紫外光用となっている。   Moreover, the housing | casing 114 has the structure where the contact part 129 which contacts a part of skin protrudes. Further, as the light source 111, a near-ultraviolet LED light source having a central wavelength of 365 nm is used, and various optical fibers and lenses are all for near-ultraviolet light.

以上の構成により、皮膚状態測定装置100は、励起側光ファイバ117が接続されたアーム120を、レール123に沿って回転させることにより、皮膚の一部121に対する励起光127の照射角度を変更することができるのである。すなわち、アーム120およびレール123により、皮膚に対する励起光の照射角度を変更する角度変更機構が実現されているといえる。   With the above configuration, the skin condition measuring apparatus 100 changes the irradiation angle of the excitation light 127 to the part 121 of the skin by rotating the arm 120 connected to the excitation side optical fiber 117 along the rail 123. It can be done. That is, it can be said that the arm 120 and the rail 123 realize an angle changing mechanism that changes the irradiation angle of the excitation light to the skin.

このように、皮膚状態測定装置100は、角度変更機構としてのアーム120およびレール123を具備することにより、零でない照射角度にて励起光127を皮膚の一部に照射することができる。そして、皮膚状態測定装置100を用いて、表皮及び真皮中のAGEsを減少させるクリームを施した被験者10名と、前記クリームを施していない被験者10名を対象に、皮膚の一部に対して励起光を零でない照射角度で照射することにより生じる蛍光のスペクトルを測定した(ケースAとする)。その結果、クリームを施した被験者の方が、クリームを施していない被験者に比べて、顕著に少ないAGEs量が検出された。   Thus, skin state measuring apparatus 100 can irradiate a part of skin with excitation light 127 at a non-zero irradiation angle by providing arm 120 and rail 123 as an angle changing mechanism. The skin condition measuring apparatus 100 is used to excite a part of the skin for 10 subjects who have applied a cream that reduces AGEs in the epidermis and dermis and 10 subjects who have not been applied the cream. The spectrum of fluorescence generated by irradiating light at a non-zero irradiation angle was measured (case A). As a result, a significantly smaller amount of AGEs was detected in the subject who applied the cream compared to the subject who did not apply the cream.

これに対し、皮膚の一部に対して励起光がほぼ0度の照射角度にて照射される状態で蛍光スペクトルを測定したところ(ケースBとする)、クリームを施した被験者と、クリームを施していない被験者との間で、AGEs量に顕著な差異は見られなかった。これは、ケースBにおいては、皮膚の表皮や真皮領域に存在するAGEs(トリプトファンAGEs)だけでなく、血管領域中のAGEs(コラーゲンAGEs等)の量も併せて検出されるので、AGEsを減少させるというクリームの効果を把握できていないといえる。   On the other hand, when the fluorescence spectrum was measured in a state where the excitation light was applied to a part of the skin at an irradiation angle of approximately 0 degrees (referred to as case B), the subject who applied the cream and the cream were applied. There was no significant difference in the amount of AGEs among subjects who had not. In case B, not only AGEs (tryptophan AGEs) existing in the epidermis and dermis region of the skin but also the amount of AGEs (collagen AGEs etc.) in the blood vessel region are detected together, thereby reducing AGEs It can be said that the effect of the cream is not grasped.

一方、ケースAでは、零でない照射角度にて励起光を皮膚に照射すること、すなわち皮膚に対して斜め方向から励起光を照射することにより、血管領域に存在するAGEsの影響を受けることなく、表皮および真皮領域にのみ存在する蛍光物質(トリプトファンAGEs等)の量が検出される。これにより、クリームによるAGEsの低減効果がケースAでは明確に把握できているといえる。   On the other hand, in case A, by irradiating the skin with the excitation light at a non-zero irradiation angle, that is, by irradiating the skin with the excitation light from an oblique direction, it is not affected by AGEs existing in the blood vessel region. The amount of fluorescent material (such as tryptophan AGEs) present only in the epidermis and dermis regions is detected. Thus, it can be said that the effect of reducing the AGEs by the cream can be clearly understood in Case A.

〔3.異なる2つの照射角度における蛍光スペクトルの測定〕
また、本実施形態の皮膚状態測定装置100は、上述のような角度変更機構を具備していることにより、異なる2つの照射角度(第1照射角度、第2照射角度)における蛍光スペクトルの測定を蛍光スペクトル測定部102にて行うことができる。これにより、既知の蛍光物質に対応する蛍光スペクトルのピーク値と、第1照射角度と第2照射角度との間の大小関係とを手掛かりとし、既知蛍光物質の存在領域に対する未知蛍光物質の存在領域の相対深さを判断することができる。この点について、以下により具体的な説明を行う。
[3. Measurement of fluorescence spectra at two different irradiation angles]
In addition, the skin condition measuring apparatus 100 according to the present embodiment includes the angle changing mechanism as described above, thereby measuring the fluorescence spectrum at two different irradiation angles (first irradiation angle and second irradiation angle). This can be performed by the fluorescence spectrum measurement unit 102. Thus, the existing region of the unknown fluorescent material relative to the existing region of the known fluorescent material, based on the peak value of the fluorescence spectrum corresponding to the known fluorescent material and the magnitude relationship between the first irradiation angle and the second irradiation angle. The relative depth of can be determined. This point will be described in detail below.

図8(a)は、皮膚状態測定装置100の角度変更機構を用いて、励起光の照射角度を略0度に近い照射角度(第1照射角度)に設定することにより得られた蛍光スペクトル(第1蛍光スペクトル)を示す図である。また、図8(b)は、照射角度を第1照射角度よりも大きな第2照射角度に設定することにより得られた蛍光スペクトル(第2蛍光スペクトル)を示す図である。   FIG. 8A shows a fluorescence spectrum (first emission angle) obtained by setting the irradiation angle of the excitation light to an irradiation angle (first irradiation angle) close to approximately 0 degrees using the angle changing mechanism of the skin condition measuring apparatus 100. It is a figure which shows a 1st fluorescence spectrum. FIG. 8B is a diagram showing a fluorescence spectrum (second fluorescence spectrum) obtained by setting the irradiation angle to a second irradiation angle larger than the first irradiation angle.

図8(a)および図8(b)のいずれにおいても、2つの波長において蛍光ピークが出現している。そして、図8(a)および図8(b)に出現した2つの蛍光ピークのうち、長波長側の第2のピークは既知の物質(コラーゲンAGEs等)に対応する蛍光ピークであり、短波長側の第1のピークはトリプトファンAGEs等に対応する蛍光ピークであるとする。なお、図8(a)および図8(b)に示す蛍光スペクトルは、既知の物質に対応する蛍光ピークの値が同じとなるよう、それぞれ規格化されている。   In both FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b), fluorescence peaks appear at two wavelengths. Of the two fluorescent peaks that appear in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the second peak on the long wavelength side is a fluorescent peak corresponding to a known substance (collagen AGEs, etc.), and has a short wavelength. The first peak on the side is assumed to be a fluorescence peak corresponding to tryptophan AGEs or the like. Note that the fluorescence spectra shown in FIGS. 8A and 8B are normalized so that the values of the fluorescence peaks corresponding to the known substances are the same.

そして、図8(a)と図8(b)とを比較すれば判るように、図8(a)におけるトリプトファンAGEsの蛍光ピーク値よりも、図8(b)におけるトリプトファンAGEsの蛍光ピーク値が大きくなっている。この蛍光ピーク値の相対比較結果から、トリプトファンAGEsに対しては、照射角度を大きく設定することにより、より大きな強度の蛍光が生じているといえる。   8A and FIG. 8B, the fluorescence peak value of tryptophan AGEs in FIG. 8B is higher than the fluorescence peak value of tryptophan AGEs in FIG. 8A. It is getting bigger. From the relative comparison results of the fluorescence peak values, it can be said that for tryptophan AGEs, fluorescence having a greater intensity is generated by setting a large irradiation angle.

すなわち、トリプトファンAGEsは、コラーゲンAGEsが存在する皮膚の領域よりも、浅い領域に存在しているといえる。そして、コラーゲンAGEsは血管領域に存在する蛍光物質であることは既知であるから、トリプトファンAGEsは、血管領域よりも浅い領域、たとえば表皮・真皮領域に多く存在していることを把握できる。   That is, it can be said that tryptophan AGEs are present in a shallower region than the skin region where collagen AGEs are present. Since collagen AGEs are known to be fluorescent substances existing in the vascular region, it can be understood that a large amount of tryptophan AGEs are present in regions shallower than the vascular region, for example, the epidermis / dermis region.

このように、異なる2つの照射角度で得られる蛍光スペクトルを、蛍光スペクトル測定部102で相対比較することにより、既知蛍光物質の存在領域に対する未知蛍光物質の存在領域の相対深さを判断することができる。   In this way, by comparing the fluorescence spectra obtained at two different irradiation angles with the fluorescence spectrum measurement unit 102, it is possible to determine the relative depth of the existing region of the unknown fluorescent material with respect to the existing region of the known fluorescent material. it can.

〔4.蛍光物質に最適な波長の励起光を用いる構成〕
また、皮膚に含まれる種々の蛍光物質のそれぞれを励起するのに最適な波長の励起光を発する励起光源を用いることにより、皮膚内の蛍光物質を測定する精度をより向上させることができる。この点について、以下により具体的に説明する。
[4. (Configuration using excitation light with optimal wavelength for fluorescent substance)
Moreover, the accuracy of measuring the fluorescent substance in the skin can be further improved by using an excitation light source that emits excitation light having an optimum wavelength for exciting each of the various fluorescent substances contained in the skin. This point will be described more specifically below.

まず、図9は、波長が365nmの励起光を、照射角度がほぼ0度の状態で試験ピースに照射(垂直照射)することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。なお、試験ピースは、トリプトファンAGEsを人工的に合成することにより作製されたものである。トリプトファンAGEsの合成は、1/15Mリン酸緩衝液にトリプトファン(4.5g/dl)とリボース(0.5M)とを混合させ、40℃に設定したインキュベータ内で反応させることにより行ったものである。   First, FIG. 9 is a diagram showing a fluorescence spectrum measured by irradiating the test piece with excitation light having a wavelength of 365 nm (vertical irradiation) at an irradiation angle of approximately 0 degrees (vertical irradiation). In addition, the test piece is produced by artificially synthesizing tryptophan AGEs. Tryptophan AGEs were synthesized by mixing tryptophan (4.5 g / dl) and ribose (0.5 M) in a 1/15 M phosphate buffer and reacting in an incubator set at 40 ° C. is there.

そして、図9に示す蛍光スペクトルでは、390nm付近の波長域にトリプトファンAGEsの蛍光ピークが明確でないが出現している。また、420nm付近の波長域に水のラマンピークが出現している。なお、トリプトファンAGEsの蛍光ピークが明確に出現していないのは、水のラマンピークの影響がトリプトファンAGEsの蛍光ピークに大きく影響し、トリプトファンAGEsの蛍光ピークが水のラマンピークに隠れてしまっているからだと考えられる。   In the fluorescence spectrum shown in FIG. 9, the fluorescence peak of tryptophan AGEs appears in the wavelength region near 390 nm, although it is not clear. Further, a Raman peak of water appears in a wavelength region near 420 nm. The fluorescence peak of tryptophan AGEs does not appear clearly because the influence of the Raman peak of water greatly affects the fluorescence peak of tryptophan AGEs, and the fluorescence peak of tryptophan AGEs is hidden behind the Raman peak of water. It is considered to be a body.

また、図10は、波長が290nmの励起光を、照射角度がほぼ0度の状態で試験ピースに照射(垂直照射)することで測定された蛍光スペクトルを示す図である。そして、図10に示す蛍光スペクトルでは、350nm付近の波長域にトリプトファンの蛍光ピークが明確に出現している。また、390nm付近の波長域には、トリプトファンAGEsの蛍光ピークが明確に出現している。   FIG. 10 is a diagram illustrating a fluorescence spectrum measured by irradiating a test piece with excitation light having a wavelength of 290 nm (vertical irradiation) in a state where the irradiation angle is approximately 0 degrees. In the fluorescence spectrum shown in FIG. 10, a tryptophan fluorescence peak clearly appears in the wavelength region near 350 nm. In addition, a fluorescence peak of tryptophan AGEs clearly appears in the wavelength region near 390 nm.

なお、図9および図10に示す蛍光スペクトルは、いずれも市販の蛍光光度計(株式会社堀場製作所製)を用いて測定されたものである。   9 and 10 are both measured using a commercially available fluorometer (manufactured by Horiba, Ltd.).

そして、図9に示す蛍光スペクトルと図10に示す蛍光スペクトルとを比較すれば明らかなように、励起光の波長が365nmの場合よりも290nmの場合の方が、トリプトファンAGEsの蛍光ピークが明確に出現している。すなわち、トリプトファンAGEsを励起するためには、波長290nmの励起光が適しているといえる。また、トリプトファンAGEs以外の蛍光物質、たとえばコラーゲンAGEsに対しては、たとえば波長365nmの励起光を用いることにより、明確な蛍光ピークが出現する。   As is clear from the comparison between the fluorescence spectrum shown in FIG. 9 and the fluorescence spectrum shown in FIG. 10, the fluorescence peak of tryptophan AGEs is clearer when the wavelength of the excitation light is 290 nm than when the wavelength of excitation light is 365 nm. Has appeared. That is, it can be said that excitation light having a wavelength of 290 nm is suitable for exciting tryptophan AGEs. For fluorescent substances other than tryptophan AGEs, such as collagen AGEs, a clear fluorescent peak appears by using excitation light having a wavelength of 365 nm, for example.

このように、皮膚の内部に含まれる各蛍光物質には、それぞれの蛍光ピークを出現させるのに適した励起光の波長が存在する。そこで、図11(a)に示すように、照射角度θが60度程度で大きな場合に、波長が365nmの励起光を光源111からプローブ114に導くとともに、図11(b)に示すように照射角度θが60度程度で大きい場合に、波長が290nmの励起光を光源111からプローブ114に導く。   Thus, each fluorescent substance contained in the skin has a wavelength of excitation light suitable for causing each fluorescent peak to appear. Therefore, as shown in FIG. 11A, when the irradiation angle θ is as large as about 60 degrees, excitation light having a wavelength of 365 nm is guided from the light source 111 to the probe 114 and irradiated as shown in FIG. 11B. When the angle θ is about 60 degrees and large, excitation light having a wavelength of 290 nm is guided from the light source 111 to the probe 114.

このように励起光の波長を変更して蛍光スペクトルを測定すると、図11(a)に示すように、励起光の波長が365nmである場合には、コラーゲンAGEsの蛍光ピークおよびトリプトファンAGEsの蛍光ピークの両方が明確に出現する。一方、励起光の波長が290nmである場合には、図11(b)に示すように、トリプトファンAGEsの蛍光ピークのみが出現する。   When the fluorescence spectrum is measured by changing the wavelength of the excitation light in this way, as shown in FIG. 11A, when the wavelength of the excitation light is 365 nm, the fluorescence peak of collagen AGEs and the fluorescence peak of tryptophan AGEs are obtained. Both appear clearly. On the other hand, when the wavelength of the excitation light is 290 nm, only the fluorescence peak of tryptophan AGEs appears as shown in FIG.

よって、照射角度θを大きくして蛍光スペクトルを測定する際に、表皮・真皮領域に多く存在する蛍光物質(トリプトファンAGEs等)を励起するのに適した波長の励起光を皮膚に照射すれば、当該蛍光物質の蛍光ピークが明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができる。これにより、表皮及び真皮領域にのみ存在する蛍光物質の定量をより的確に行うことができる。   Therefore, when measuring the fluorescence spectrum by increasing the irradiation angle θ, if the skin is irradiated with excitation light having a wavelength suitable for exciting fluorescent substances (tryptophan AGEs, etc.) present in a large amount in the epidermis / dermis region, A fluorescence spectrum in which the fluorescence peak of the fluorescent substance clearly appears can be obtained. Thereby, the quantitative determination of the fluorescent substance existing only in the epidermis and dermis regions can be performed more accurately.

なお、光源において異なる複数の波長の励起光を発するためには、種々の構成を採用することができる。たとえば、ハロゲンやキセノン光源のような管球タイプのものや、LED,LD等が利用可能である。   In order to emit excitation light having a plurality of different wavelengths in the light source, various configurations can be employed. For example, a tube type such as a halogen or xenon light source, an LED, an LD, or the like can be used.

そして、光源から発せられる複数の異なる波長のそれぞれについて得られる蛍光スペクトルと照射角度との関係から、異なる蛍光物質の間における相対的な深さの関係を把握することもできる。この点について以下に説明する。   And the relationship of the relative depth between different fluorescent substances can also be grasped | ascertained from the relationship between the fluorescence spectrum and irradiation angle which are obtained about each of several different wavelengths emitted from a light source. This will be described below.

まず、図12(a)に示すように、波長365nm(第1波長)の励起光を皮膚に照射することで、460nm付近に蛍光中心が存在する蛍光スペクトルが得られたとする。また、図12(b)に示すように、波長290nm(第2波長)の励起光を皮膚に照射することで、350nm付近に蛍光中心が存在する蛍光スペクトルが得られたとする。   First, as shown in FIG. 12A, it is assumed that a fluorescence spectrum having a fluorescence center in the vicinity of 460 nm is obtained by irradiating the skin with excitation light having a wavelength of 365 nm (first wavelength). Further, as shown in FIG. 12B, it is assumed that a fluorescence spectrum having a fluorescence center near 350 nm is obtained by irradiating the skin with excitation light having a wavelength of 290 nm (second wavelength).

なお、図12(a)に示す蛍光スペクトルは、コラーゲンAGEsに対応する蛍光スペクトルであると考えられる。また、図12(b)に示す蛍光スペクトルは、トリプトファンAGEsに対応する蛍光スペクトルであると考えられる。   In addition, it is thought that the fluorescence spectrum shown to Fig.12 (a) is a fluorescence spectrum corresponding to collagen AGEs. Further, the fluorescence spectrum shown in FIG. 12B is considered to be a fluorescence spectrum corresponding to tryptophan AGEs.

さらに、図12(c)は、皮膚測定装置100に設けられた角度変更機構により照射角度を変更させた場合、図12(a)に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフ(第1相関関係)である。また、図12(d)は、皮膚測定装置100に設けられた角度変更機構により照射角度を変更させた場合、図12(b)に示す蛍光スペクトルのピーク強度がどのように変化するかを示すグラフ(第2相関関係)である。   Further, FIG. 12C shows how the peak intensity of the fluorescence spectrum shown in FIG. 12A changes when the irradiation angle is changed by the angle changing mechanism provided in the skin measuring apparatus 100. It is a graph (1st correlation). FIG. 12D shows how the peak intensity of the fluorescence spectrum shown in FIG. 12B changes when the irradiation angle is changed by the angle changing mechanism provided in the skin measuring apparatus 100. It is a graph (2nd correlation).

そして、図12(c)に示すグラフと、図12(d)に示すグラフとを相対比較すれば判るように、図12(c)に示すグラフにおいては、照射角度を大きくするとピーク強度が急峻に低下するが、図12(d)に示すグラフにおいては、照射角度を大きくしていくとピーク強度がなだらかに低下していく。このように図12(c)に示すグラフと、図12(d)に示すグラフとにおいて、ピーク強度の低下する形状に差が生じるのは、トリプトファンAGEsがコラーゲンAGEsよりも浅い領域(表皮・真皮領域)に存在するからであると考えられる。   As can be seen from a relative comparison between the graph shown in FIG. 12C and the graph shown in FIG. 12D, in the graph shown in FIG. 12C, the peak intensity increases sharply when the irradiation angle is increased. However, in the graph shown in FIG. 12 (d), the peak intensity gradually decreases as the irradiation angle is increased. As described above, the difference in the shape in which the peak intensity decreases between the graph shown in FIG. 12C and the graph shown in FIG. 12D is because the tryptophan AGEs are shallower than the collagen AGEs (epidermis / dermis). This is probably because it exists in the area.

以上のとおり、ピーク強度と照射角度との相関関係が、蛍光物質に応じて異なる性質を利用して、異なる蛍光物質の間における相対的な深さの関係を把握する手順について説明すると、以下のとおりである。   As described above, the procedure for grasping the relative depth relationship between different fluorescent materials using the property that the correlation between the peak intensity and the irradiation angle is different depending on the fluorescent material is described below. It is as follows.

すなわち、蛍光物質が皮膚において分布する領域の深さが十分薄いと仮定した上で、皮膚表面における励起光強度をA、励起光の照射角度をθ1、屈折角をθ2、励起波長λにおける吸収係数をα(λ)とすると、分布領域の深さTにおける励起光強度は次式で表すことができる。   That is, assuming that the depth of the region in which the fluorescent substance is distributed in the skin is sufficiently thin, the excitation light intensity at the skin surface is A, the irradiation angle of the excitation light is θ1, the refraction angle is θ2, and the absorption coefficient at the excitation wavelength λ Is α (λ), the excitation light intensity at the depth T of the distribution region can be expressed by the following equation.

Figure 2013138720
Figure 2013138720

(なお、照射角度θ1、屈折角θ2、深さTについては、図13に示している)
また、θ1とθ2に関しては、スネルの法則より皮膚中の屈折率nを用いて次式で表せる。
(The irradiation angle θ1, the refraction angle θ2, and the depth T are shown in FIG. 13)
Further, θ1 and θ2 can be expressed by the following equation using the refractive index n in the skin from Snell's law.

Figure 2013138720
Figure 2013138720

上式を考慮すると、ピーク強度と照射角度との相関関係を示すグラフについては、α(λ)やTの値が大きいほど、図14に示すように、より小さな照射角度θでピーク強度の値が横軸に漸近するようになる。なお、図14において、discrete1からdiscrete4に係るグラフは、以下のように吸収係数αおよび深さTを設定したシミュレーションにより得られたものである。   Considering the above equation, as for the graph showing the correlation between the peak intensity and the irradiation angle, as the value of α (λ) or T increases, the value of the peak intensity at a smaller irradiation angle θ as shown in FIG. Becomes asymptotic to the horizontal axis. In FIG. 14, the graph relating to discrete 1 to discrete 4 is obtained by simulation in which the absorption coefficient α and the depth T are set as follows.

discrete1:α=35[/cm]、T=0.22[cm]
discrete2:α=50[/cm]、T=0.22[cm]
discrete3:α=70[/cm]、T=0.22[cm]
discrete4:α=100[/cm]、T=0.22[cm]
従って、励起波長λに対する吸収係数α(λ)は文献値より参照するとともに、蛍光スペクトルのピーク強度と照射角度との関係に係る実際の測定結果が、上記〔数5〕および〔数6〕に基づき行われるシミュレーション結果と一致するように深さTを求めれば、測定対象の蛍光物質に係る深さを把握することができる。
discrete1: α = 35 [/ cm], T = 0.22 [cm]
discrete2: α = 50 [/ cm], T = 0.22 [cm]
discrete3: α = 70 [/ cm], T = 0.22 [cm]
discrete4: α = 100 [/ cm], T = 0.22 [cm]
Therefore, the absorption coefficient α (λ) with respect to the excitation wavelength λ is referred to from the literature value, and the actual measurement results relating to the relationship between the peak intensity of the fluorescence spectrum and the irradiation angle are expressed in the above [Expression 5] and [Expression 6] If the depth T is obtained so as to coincide with the simulation result performed based on this, the depth relating to the fluorescent substance to be measured can be grasped.

たとえば、図12(c)に示すグラフと、図12(d)に示すグラフを相対比較した場合、図12(c)に示すグラフの方が、図12(d)に示すグラフよりも小さな照射角度においてピーク強度の値が横軸に漸近している。これは、図12(c)のグラフに対応する蛍光物質(コラーゲンAGEs)の深さTが、図12(d)のグラフに対応する蛍光物質(トリプトファンAGEs)の深さTよりも大きなことを意味している。換言すれば、図12(c)のグラフと図12(d)のグラフとを相対比較すると、トリプトファンAGEsがコラーゲンAGEsよりも浅い領域(表皮・真皮領域)に存在していることを把握できる。   For example, when the graph shown in FIG. 12C is compared with the graph shown in FIG. 12D, the graph shown in FIG. 12C is smaller in irradiation than the graph shown in FIG. The value of the peak intensity at the angle is asymptotic to the horizontal axis. This is because the depth T of the fluorescent substance (collagen AGEs) corresponding to the graph of FIG. 12C is larger than the depth T of the fluorescent substance (tryptophan AGEs) corresponding to the graph of FIG. I mean. In other words, when the graph of FIG. 12C is compared with the graph of FIG. 12D, it can be understood that tryptophan AGEs are present in a shallower region (skin / dermis region) than collagen AGEs.

このようにして、光源から発せられる複数の異なる波長のそれぞれについて得られる蛍光スペクトルと照射角度との関係を、蛍光スペクトル測定部102にて相対比較することにより、異なる蛍光物質の間における相対的な深さの関係を把握することもできる。   In this way, by comparing the relationship between the fluorescence spectrum obtained for each of a plurality of different wavelengths emitted from the light source and the irradiation angle in the fluorescence spectrum measurement unit 102, the relative comparison between the different fluorescent substances is performed. It is also possible to grasp the relationship of depth.

〔5.2つの蛍光スペクトルの差分〕
さらに、本実施形態の皮膚状態測定装置100により、異なる2つの照射角度のそれぞれについて蛍光スペクトルを得て、一方の蛍光スペクトルから他方の蛍光スペクトルを差分してもよい。これにより、特定の深さに存在する蛍光物質の蛍光スペクトルであって、他の領域に存在する蛍光物質の影響が低減された蛍光スペクトルを、差分スペクトルとして得ることができる。この点について、以下により具体的に説明する。
[5. Difference between two fluorescence spectra]
Furthermore, the skin condition measuring apparatus 100 of the present embodiment may obtain fluorescence spectra for each of two different irradiation angles and subtract one fluorescence spectrum from the other fluorescence spectrum. As a result, a fluorescence spectrum of a fluorescent substance existing at a specific depth and having a reduced influence of the fluorescent substance existing in another region can be obtained as a difference spectrum. This point will be described more specifically below.

図15(a)は、皮膚状態測定装置100の角度変更機構を用いて照射角度θをほぼ0度として小さな値に設定した上で、測定された蛍光スペクトル(第1蛍光スペクトル)を示す図である。また、図15(b)は、照射角度θを0度ではなくある程度大きな値(60度程度)に設定した上で測定された蛍光スペクトル(第2蛍光スペクトル)を示す図である。   FIG. 15A is a diagram showing a measured fluorescence spectrum (first fluorescence spectrum) after setting the irradiation angle θ to almost 0 degrees using the angle changing mechanism of the skin condition measuring apparatus 100 and setting it to a small value. is there. FIG. 15B is a diagram showing a fluorescence spectrum (second fluorescence spectrum) measured after setting the irradiation angle θ not to 0 degrees but to a somewhat large value (about 60 degrees).

図15(a)に示す蛍光スペクトルと図15(b)に示す蛍光スペクトルとを比較すると、図15(a)においては第1のピークおよび第2のピークの2つのピークが出現している。また、図15(b)においても、第1のピークおよび第2のピークの2つのピークが出現しているが、図15(b)における第2のピークの値は、図15(a)における第2のピークの値よりもかなり小さなものとなっている。なお、図15(a)および図15(b)に係る蛍光スペクトルは、第1のピークの値が同じになるよう、それぞれ規格化されている。   When the fluorescence spectrum shown in FIG. 15 (a) is compared with the fluorescence spectrum shown in FIG. 15 (b), two peaks of the first peak and the second peak appear in FIG. 15 (a). Also, in FIG. 15B, two peaks of the first peak and the second peak appear, but the value of the second peak in FIG. 15B is the same as in FIG. It is much smaller than the value of the second peak. Note that the fluorescence spectra according to FIG. 15A and FIG. 15B are normalized so that the values of the first peaks are the same.

上述の測定結果から、第1のピークは主としてより皮膚表面よりに分布している蛍光物質からの蛍光であり、第2のピークは主としてより皮膚表面から深い位置に分布している蛍光物質からの蛍光であることが判る。   From the above measurement results, the first peak is mainly fluorescence from the fluorescent substance distributed more than the skin surface, and the second peak is mainly from the fluorescent substance distributed more deeply from the skin surface. It turns out that it is fluorescence.

たとえば、第2のピークは後期糖化反応生成物(AGEs)に対応する蛍光ピークであると仮定し、第1のピークは未知の物質に対応する蛍光ピークであると仮定する。この場合、AGEsは、表皮領域から血管領域までのどの領域にも分布していることが判っているので、第2のピークの発生源となる蛍光物質は、少なくともAGEsの平均分布深さより深い位置にあることが判る。すなわち、第2のピークの発生源となる蛍光物質は、血管もしくはそれに近い位置に多く分布していることが判る。   For example, assume that the second peak is a fluorescent peak corresponding to late saccharification reaction products (AGEs), and the first peak is a fluorescent peak corresponding to an unknown substance. In this case, since AGEs are known to be distributed in any region from the epidermis region to the blood vessel region, the fluorescent material that is the source of the second peak is at least a position deeper than the average distribution depth of AGEs. It can be seen that That is, it can be seen that a large amount of the fluorescent material that is the source of the second peak is distributed in the blood vessel or a position close thereto.

また、図15(c)は、図15(a)に示す蛍光スペクトルから、図15(b)に示す蛍光スペクトルを差分することにより得られた差分スペクトルを示す図である。このように2つの蛍光スペクトルを差分することにより、皮膚表面から血管までの間に存在する蛍光物質の情報がキャンセルされる。したがって、図15(c)に示す差分スペクトルは、主として血管中に存在する蛍光物質の密度に依存しているといえる。このような差分スペクトルを用いることにより、血管中に存在する物質の密度を精度よく測定することができる。   FIG. 15C is a diagram showing a difference spectrum obtained by subtracting the fluorescence spectrum shown in FIG. 15B from the fluorescence spectrum shown in FIG. By subtracting the two fluorescence spectra in this way, information on the fluorescent substance existing between the skin surface and the blood vessel is canceled. Therefore, it can be said that the difference spectrum shown in FIG. 15C mainly depends on the density of the fluorescent substance existing in the blood vessel. By using such a difference spectrum, the density of the substance present in the blood vessel can be accurately measured.

また、血中の蛍光物質に係る濃度測定の応用例として、血中のAGEsを測定することが挙げられる。このように血中のAGEsを測定することにより、糖尿病の早期発見や進行状況を把握できるという点において非常に有用である。   In addition, as an application example of concentration measurement relating to a fluorescent substance in blood, measurement of AGEs in blood can be mentioned. Measuring AGEs in the blood in this way is very useful in that early detection and progress of diabetes can be grasped.

すなわち、血中に異常な量の糖質や脂質が存在する環境下で、酸化ストレスが加わると、タンパク質と糖質または脂質とが反応を起こし、糖化タンパクが生成される。これがさらに脱水・縮合を繰り返すとAGEsが生成され、生成されたAGEsが血管壁に沈着・侵入したり、免疫システムの一部を担うマクロファージに作用してタンパク質の一種であるサイトカインを放出する。これに伴い、血管の炎症や動脈硬化を発症し、このような症状が進行すると糖尿病を誘発すると言われている。したがって、血中のAGEsを測定して、糖尿病の早期発見あるいは進行状況を把握することについては、非常に有用性が高いといえる。   That is, when oxidative stress is applied in an environment where an abnormal amount of sugar or lipid is present in the blood, the protein reacts with the sugar or lipid to produce a glycated protein. When this further repeats dehydration and condensation, AGEs are generated, and the generated AGEs deposit and invade the blood vessel wall, or act on macrophages that are part of the immune system to release cytokines, which are a type of protein. Along with this, inflammation of blood vessels and arteriosclerosis develop, and it is said that when such symptoms progress, diabetes is induced. Therefore, it can be said that it is very useful to measure AGEs in blood and to detect early detection or progress of diabetes.

なお、図15(c)では、皮膚表面から血管までの間に存在する蛍光物質の情報をキャンセルした結果を示している。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、皮膚表面からの深さが0.2mmである領域よりも浅い領域に分布する蛍光物質であれば、図15(a)〜図15(c)を用いて説明した蛍光スペクトルを差分する手法と同様の手法により、その情報をキャンセルすることが可能である。   FIG. 15C shows the result of canceling the information on the fluorescent substance existing between the skin surface and the blood vessel. However, the present invention is not limited to this, and as long as the fluorescent substance is distributed in a region shallower than the region having a depth of 0.2 mm from the skin surface, FIGS. The information can be canceled by a method similar to the method of subtracting the fluorescence spectrum described using c).

すなわち、皮膚表面からの深さが0.2mmである領域より浅い領域には表皮層が存在しており、皮膚表面からの深さが0.2mmである領域より深い領域には真皮層が存在している。そして、たとえば真皮層中のAGEs、ヒドロキシプロリン、リボフラビン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)、プロトポルフィリン、チロシン、トリプトファン、エラスチン等の蛍光物質に係る蛍光スペクトルは、皮膚状態測定装置100の角度変更機構を用いて照射角度を60度程度に設定して励起光を照射することにより測定可能である。   That is, the epidermis layer is present in a region shallower than the region having a depth of 0.2 mm from the skin surface, and the dermis layer is present in a region deeper than the region having a depth of 0.2 mm from the skin surface. doing. For example, the fluorescence spectrum relating to fluorescent substances such as AGEs, hydroxyproline, riboflavin, nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), protoporphyrin, tyrosine, tryptophan, and elastin in the dermis layer is an angle changing mechanism of the skin condition measuring apparatus 100. Can be measured by irradiating excitation light with the irradiation angle set to about 60 degrees.

そして、このように測定された蛍光スペクトルを、照射角度を略0度に設定することにより測定される蛍光スペクトルから差分することで、0.2mmである領域よりも浅い領域に分布する蛍光物質に係る蛍光スペクトルをキャンセルすることができる。   Then, the fluorescence spectrum measured in this way is differentiated from the fluorescence spectrum measured by setting the irradiation angle to approximately 0 degrees, so that the fluorescent substance distributed in the region shallower than the region of 0.2 mm can be obtained. Such a fluorescence spectrum can be canceled.

なお、図15(b)で示した蛍光ピークにおいては、第2のピークが、ある程度のピーク値をもったピークとして明確に出現している。したがって、図15(a)に示す蛍光スペクトルから図15(b)に示す蛍光スペクトルを差分すると、図15(a)に示す第2のピークに係るピーク値が、図15(b)に示す第2のピークに係るピーク値に相当する分だけ減じられる。よって、図15(c)に示す差分スペクトルにおいて、第2のピークに係るピーク値が明確に出現しない可能性が少なからず存在する。   In the fluorescence peak shown in FIG. 15B, the second peak clearly appears as a peak having a certain peak value. Therefore, when the fluorescence spectrum shown in FIG. 15B is subtracted from the fluorescence spectrum shown in FIG. 15A, the peak value related to the second peak shown in FIG. It is reduced by an amount corresponding to the peak value related to the second peak. Therefore, in the difference spectrum shown in FIG. 15C, there is a possibility that the peak value related to the second peak does not appear clearly.

この可能性を低減させて、差分スペクトルにおける第2のピークの存在を明確に把握するためには、照射角度が小さな場合における励起光の波長と、照射角度が大きな場合における励起光の波長とを変更すればよい。つまり、照射角度が0度程度で小さな場合には、血管領域に存在する蛍光物質の励起に適した波長の励起光を皮膚に照射する一方、照射角度θが0度ではない大きな値(60度程度)の場合には、表皮及び真皮領域にのみ存在する蛍光物質の励起に適した波長の励起光を皮膚に照射すればよい。   In order to reduce this possibility and clearly grasp the existence of the second peak in the difference spectrum, the wavelength of the excitation light when the irradiation angle is small and the wavelength of the excitation light when the irradiation angle is large Change it. That is, when the irradiation angle is as small as 0 degree, the skin is irradiated with excitation light having a wavelength suitable for exciting the fluorescent substance existing in the blood vessel region, while the irradiation angle θ is not a large value (60 degrees). In this case, the skin may be irradiated with excitation light having a wavelength suitable for excitation of the fluorescent substance existing only in the epidermis and dermis regions.

たとえば、図11(a)および図11(b)に示すように、波長365nmの励起光と、波長290nmの励起光とを皮膚に照射すればよい。これにより、図11(a)に示すように、血管領域に多く存在するコラーゲンAGEs等の蛍光ピークが明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができる。一方で、図11(b)に示すように、表皮及び真皮領域にのみ存在するトリプトファンAGEsの蛍光ピークが明確に出現した蛍光スペクトルを得ることができる。   For example, as shown in FIGS. 11A and 11B, the skin may be irradiated with excitation light having a wavelength of 365 nm and excitation light having a wavelength of 290 nm. As a result, as shown in FIG. 11 (a), a fluorescence spectrum in which fluorescence peaks such as collagen AGEs that are present in a large amount in the blood vessel region clearly appear can be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), it is possible to obtain a fluorescence spectrum in which the fluorescence peak of tryptophan AGEs present only in the epidermis and dermis regions appears clearly.

したがって、図11(a)に示す蛍光スペクトルから図11(b)に示す蛍光スペクトルを差分することにより、図16に示すような差分スペクトルを得られ、表皮及び真皮領域の影響が的確に除かれた、血管領域に存在する蛍光物質のみに対応する蛍光スペクトルを得ることができる。これにより、血管領域に存在する蛍光物質の定量をより的確に行うことができる。   Therefore, by subtracting the fluorescence spectrum shown in FIG. 11 (b) from the fluorescence spectrum shown in FIG. 11 (a), a difference spectrum as shown in FIG. 16 can be obtained, and the influence of the epidermis and dermis regions can be accurately removed. In addition, a fluorescence spectrum corresponding only to the fluorescent substance existing in the blood vessel region can be obtained. Thereby, the quantitative determination of the fluorescent substance existing in the blood vessel region can be performed more accurately.

〔6.皮膚状態測定装置の物理的構成に係る補足事項〕
以上に説明したとおり、皮膚状態測定装置100は角度変更機構を具備することにより、種々の効果を奏するものである。その他、皮膚状態測定装置100は、角度変更機構以外にも様々な物理的構成上の特徴点が存在するので、以下に説明する。
[6. Supplementary items regarding physical configuration of skin condition measuring device)
As described above, the skin condition measuring apparatus 100 has various effects by including an angle changing mechanism. In addition, since the skin condition measuring apparatus 100 has various physical structural features in addition to the angle changing mechanism, it will be described below.

まず、皮膚状態測定装置100に用いられる光ファイバーについて説明する。図7(b)に示すように、皮膚状態測定装置100に用いられている励起側光ファイバー117および受光側光ファイバー118は、いずれもプローブ114の内部でアーム120に固定されており、アーム120と共に可動する構造となっている。   First, the optical fiber used for the skin condition measuring apparatus 100 will be described. As shown in FIG. 7B, the excitation side optical fiber 117 and the light receiving side optical fiber 118 used in the skin condition measuring apparatus 100 are both fixed to the arm 120 inside the probe 114 and movable together with the arm 120. It has a structure to do.

したがって、励起側光ファイバー117および受光側光ファイバー118は、皮膚状態測定装置100の内部で破損しないよう、曲率半径が小さなものを選択することが望ましい。   Therefore, it is desirable to select the excitation-side optical fiber 117 and the light-receiving-side optical fiber 118 having a small radius of curvature so as not to break inside the skin condition measuring apparatus 100.

しかしながら、曲率半径はクラッド径やコア径とほぼ反比例の関係にあり、コア径は光源111から励起側光ファイバー117への結合効率や、蛍光の受光側光ファイバー118への結合効率とほぼ比例の関係にある。すなわち、曲率半径が小さいことと、蛍光の検出強度を高めることとはトレードオフの関係にあるので、光ファイバーの曲率半径には最適値が存在する。具体的には、コア径は50〜1,000μm、クラッド径は60〜1,200μmの範囲とすることが望ましい。   However, the radius of curvature is approximately inversely proportional to the cladding diameter and core diameter, and the core diameter is approximately proportional to the coupling efficiency from the light source 111 to the excitation-side optical fiber 117 and the coupling efficiency of fluorescence to the light-receiving side optical fiber 118. is there. That is, since there is a trade-off relationship between a small radius of curvature and an increase in fluorescence detection intensity, there is an optimum value for the radius of curvature of the optical fiber. Specifically, it is desirable that the core diameter is 50 to 1,000 μm and the cladding diameter is 60 to 1,200 μm.

また、図7(b)に示すように、皮膚状態測定装置100における皮膚との接触部分129は、概ね単一の平面を構成している。そして、皮膚表面が、接触部分129が構成する平面と一致した状態で測定がなされることが望ましいが、接触部分129の面積が小さいと、平面を構成する面積も小さくなってしまい、皮膚表面が傾斜した状態で測定することを許容してしまう。   Moreover, as shown in FIG.7 (b), the contact part 129 with the skin in the skin state measuring apparatus 100 comprises the substantially single plane. It is desirable that the measurement is performed in a state where the skin surface coincides with the plane formed by the contact portion 129. However, if the area of the contact portion 129 is small, the area constituting the plane also decreases, and the skin surface is reduced. Measurement in an inclined state is allowed.

さらに、皮膚にプローブ114を押しつけた際、接触部分129の内部で皮膚が盛り上がる為、励起光の皮膚表面への照射角度が測定毎に変化してしまい、測定再現性の低下に繋がる可能性がある。この為、接触部分129の面積は、少なくとも半径1cmの円形状以上の面積を有していることが望ましい。さらに望ましくは、接触部分129の面積は、半径2cmの円形状以上の面積を有していることが望ましい。しかしながら、接触部分129の面積が広すぎると測定対象部位が不明確になるという問題が生じるため、接触部分129の面積は、半径10cmの円形状以下の面積となっていることが望ましい。   Furthermore, when the probe 114 is pressed against the skin, the skin swells inside the contact portion 129, and therefore the irradiation angle of the excitation light to the skin surface changes every measurement, which may lead to a decrease in measurement reproducibility. is there. For this reason, it is desirable that the area of the contact portion 129 has an area of at least a circular shape having a radius of 1 cm. More preferably, the area of the contact portion 129 is preferably a circular area having a radius of 2 cm or more. However, if the area of the contact portion 129 is too large, there is a problem that the measurement target region becomes unclear. Therefore, the area of the contact portion 129 is desirably an area having a radius of 10 cm or less.

なお、図7(b)において、励起光は概略平行光として記載されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、励起光は概略平行光でなくてもよく、たとえば励起光が収束光や発散光であっても、そのように励起光を収束ないし発散させるレンズの光軸中心と、皮膚表面の法線方向との角度(照射角度)を変更することにより、上述のように、皮膚の特定の領域に係る蛍光物質の定量を選択的に行うことができる。   In addition, in FIG.7 (b), although excitation light is described as substantially parallel light, this invention is not limited to this. That is, the excitation light may not be substantially parallel light. For example, even if the excitation light is convergent light or divergent light, the center of the optical axis of the lens that converges or diverges the excitation light and the normal of the skin surface. By changing the angle with respect to the direction (irradiation angle), as described above, the fluorescent substance relating to a specific region of the skin can be selectively quantified.

しかしながら、前述の通り、励起光は平行光であることがより望ましい。また、コリメートレンズ125を使用せず、励起側光ファイバー117の端面からの出射光を励起光として使用しても良いが、この場合は励起光の発散角が小さくなるよう、励起側光ファイバー117はNAが低いものを使用することが望ましい。   However, as described above, the excitation light is more preferably parallel light. In addition, the light emitted from the end face of the excitation-side optical fiber 117 may be used as excitation light without using the collimating lens 125. In this case, the excitation-side optical fiber 117 has a NA to reduce the divergence angle of the excitation light. It is desirable to use one having a low value.

また、図7(b)においては、受光側光ファイバー118は皮膚表面の法線方向に配置しているが、必ずしもその必要はない。すなわち、受光側光ファイバー118は、皮膚表面の法線方向に対して傾斜するように配置してもよい。また図7(b)において、受光側光ファイバー118や集光レンズ126が接続されたアーム120は可動できるようになっているが、必ずしもその必要はなく、プローブ筐体119と一体的に作製されていてもよい。   In FIG. 7B, the light receiving side optical fiber 118 is disposed in the normal direction of the skin surface, but it is not always necessary. That is, the light receiving side optical fiber 118 may be arranged so as to be inclined with respect to the normal direction of the skin surface. In FIG. 7B, the arm 120 to which the light receiving side optical fiber 118 and the condensing lens 126 are connected is movable. However, this is not always necessary, and is manufactured integrally with the probe housing 119. May be.

また、図7(b)において、蛍光は集光レンズ126を用いて受光側光ファイバー118に接続されているが、集光レンズ126は皮膚状態測定装置100に必須ではない。たとえば、蛍光が受光側光ファイバー118の端面に直接結合されるよう、受光側光ファイバー118の端面を、皮膚表面近傍に配置してもよい。   In FIG. 7B, the fluorescence is connected to the light receiving side optical fiber 118 using the condensing lens 126, but the condensing lens 126 is not essential for the skin condition measuring apparatus 100. For example, the end face of the light receiving side optical fiber 118 may be arranged near the skin surface so that the fluorescence is directly coupled to the end face of the light receiving side optical fiber 118.

さらに、図7(b)において、アーム120は、回転中心軸122を中心として、コリメートレンズ125や集光レンズ126を連続的に可動させる構造となっているが、これも必須ではない。たとえば、コリメートレンズ125および集光レンズ126を、離散的な角度でプローブ筐体に固定できる構成となっていてもよい。   Further, in FIG. 7B, the arm 120 has a structure in which the collimator lens 125 and the condenser lens 126 are continuously movable around the rotation center axis 122, but this is not essential. For example, the collimating lens 125 and the condensing lens 126 may be configured to be fixed to the probe housing at discrete angles.

〔7.角度変更機構の変形例〕
図17は、本発明の測定装置に係る角度変更機構の変形例を説明するための図である。なお、全体的な装置構成については、図7(a)と同様である為、説明を省略する。
[7. Variation of angle change mechanism)
FIG. 17 is a view for explaining a modification of the angle changing mechanism according to the measuring apparatus of the present invention. The overall apparatus configuration is the same as that shown in FIG.

まず、プローブ筐体201には、励起側レンズホルダー202と、受光側レンズホルダー203が固定されている。そして、励起側レンズホルダー202の内部には、励起側光ファイバー204から導かれる励起光を収束光とするコリメーティングレンズ(図示せず)が組み込まれている。また、受光側レンズホルダー203の内部には、励起光の照射により生じた蛍光を集光するための集光レンズ(図示せず)が組み込まれている。   First, an excitation side lens holder 202 and a light receiving side lens holder 203 are fixed to the probe housing 201. A collimating lens (not shown) that incorporates excitation light guided from the excitation-side optical fiber 204 as convergent light is incorporated inside the excitation-side lens holder 202. In addition, a condensing lens (not shown) for condensing the fluorescence generated by the irradiation of excitation light is incorporated in the light receiving side lens holder 203.

また、励起側レンズホルダー202には、励起側光ファイバー204が接続されており、受光側レンズホルダー203には、受光側光ファイバー205が接続されている。そして、励起側レンズホルダー202から出射された励起光206は、励起光の光軸及び皮膚表面207に対し傾斜して配置された可動ミラー208に照射されることで、0度ではない照射角度にて皮膚表面に対して照射されるようになっている。   An excitation side optical fiber 204 is connected to the excitation side lens holder 202, and a light reception side optical fiber 205 is connected to the light reception side lens holder 203. Then, the excitation light 206 emitted from the excitation side lens holder 202 is applied to the movable mirror 208 arranged to be inclined with respect to the optical axis of the excitation light and the skin surface 207, so that the irradiation angle is not 0 degrees. In this way, the skin surface is irradiated.

以上の図17に示す構成において、励起側レンズフォルダー202、励起側光ファイバー204、および可動ミラー208が、図1における照射部101に対応する。また、受光側レンズフォルダー203および受光側光ファイバー205が、図1における蛍光スペクトル測定部102に対応する。そして、皮膚に対する励起光の照射角度を変更するための角度変更機構として、可動ミラー208が回転軸209を中心に回転する機構が採用されている。   In the configuration shown in FIG. 17, the excitation side lens folder 202, the excitation side optical fiber 204, and the movable mirror 208 correspond to the irradiation unit 101 in FIG. Further, the light receiving side lens folder 203 and the light receiving side optical fiber 205 correspond to the fluorescence spectrum measuring unit 102 in FIG. A mechanism in which the movable mirror 208 rotates about the rotation shaft 209 is employed as an angle changing mechanism for changing the irradiation angle of the excitation light to the skin.

そして、可動ミラー208は、回転軸209を中心とした回転方向と、励起側レンズホルダー202の光軸方向とに自由度を持たせた構造となっている。そして、可動ミラー208の回転角度は、皮膚表面への励起光の照射角度により決定される。すなわち、皮膚表面の法線方向に対する励起光の照射角度をθとする場合は、可動ミラー208は皮膚表面の法線方向に対してθ/2だけ傾くように設定すればよいことが、簡単な幾何光学計算により判る。   The movable mirror 208 has a structure in which degrees of freedom are provided in the rotation direction around the rotation axis 209 and the optical axis direction of the excitation side lens holder 202. The rotation angle of the movable mirror 208 is determined by the irradiation angle of the excitation light on the skin surface. That is, when the irradiation angle of the excitation light with respect to the normal direction of the skin surface is θ, the movable mirror 208 may be set so as to be inclined by θ / 2 with respect to the normal direction of the skin surface. It can be determined by geometric optics calculation.

また、可動ミラー208の回転中心軸については、励起光の光軸方向における位置が、プローブ筐体201の皮膚表面への接触部分210の概略中心に励起光が照射されるよう決定される。たとえば、皮膚表面207に対する励起光の照射角度をθとする場合は、皮膚表面の法線方向から光学面内でθだけ傾斜した直線と、励起側レンズホルダー206の光軸との交点に、可動ミラー208の回転中心軸が配置されるように決定される。   Further, with respect to the rotation center axis of the movable mirror 208, the position of the excitation light in the optical axis direction is determined so that the excitation light is irradiated to the approximate center of the contact portion 210 with the skin surface of the probe housing 201. For example, when the irradiation angle of the excitation light to the skin surface 207 is θ, it is movable at the intersection of a straight line inclined by θ in the optical plane from the normal direction of the skin surface and the optical axis of the excitation side lens holder 206. The rotation center axis of the mirror 208 is determined so as to be arranged.

そして、図17に示すような構成のプローブによれば、可動ミラー208を回転中心軸209に関して回転させることにより、皮膚表面207に対する励起光の照射角度を変更することができる。したがって、図7(a)および図7(b)に示した皮膚状態測定装置100により測定される蛍光スペクトルを、図17に示すような構成を具備する皮膚状態測定装置によって得ることもできる。   Then, according to the probe configured as shown in FIG. 17, the irradiation angle of the excitation light with respect to the skin surface 207 can be changed by rotating the movable mirror 208 with respect to the rotation center axis 209. Therefore, the fluorescence spectrum measured by the skin condition measuring apparatus 100 shown in FIGS. 7A and 7B can be obtained by the skin condition measuring apparatus having the configuration shown in FIG.

なお、図17においては、励起光は収束光となるように記載されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、励起光が平行光や発散光であっても、そのように励起光を平行光や発散光とするレンズの光軸中心と、皮膚表面の法線方向との角度を変更することにより、皮膚の特定の領域に係る蛍光物質の定量を選択的に行うことができる。   In FIG. 17, the excitation light is described as convergent light, but the present invention is not limited to this. That is, even if the excitation light is parallel light or divergent light, by changing the angle between the optical axis center of the lens that makes the excitation light parallel light or divergent light and the normal direction of the skin surface, The quantitative determination of the fluorescent substance relating to a specific region of the skin can be performed selectively.

しかしながら、前述の通り、励起光は平行光であることがより望ましい。またレンズを使用せず、ファイバー端面からの出射光を励起光として使用しても良いが、この場合は励起光の発散角が小さくなるよう、励起側光ファイバーはNAの低いものを使用することが望ましい。   However, as described above, the excitation light is more preferably parallel light. The light emitted from the end face of the fiber may be used as the excitation light without using a lens. In this case, an excitation side optical fiber having a low NA may be used so that the divergence angle of the excitation light is reduced. desirable.

また、図17において、受光側レンズホルダー203は、受光側レンズホルダー203の中心軸が皮膚表面の法線方向と一致するように配置されているが、必ずしもその必要はない。たとえば、受光側レンズホルダー203の中心軸が、皮膚表面の法線方向に対して傾斜するように、受光側レンズホルダー203を配置してもよい。   In FIG. 17, the light-receiving side lens holder 203 is arranged so that the central axis of the light-receiving side lens holder 203 coincides with the normal direction of the skin surface, but this is not always necessary. For example, the light receiving side lens holder 203 may be arranged so that the central axis of the light receiving side lens holder 203 is inclined with respect to the normal direction of the skin surface.

さらに、図17においては、受光側レンズホルダー203の内部に設けられた集光レンズを用いて、蛍光が受光側光ファイバー205に接続されているが、集光レンズは必ずしも必要ではない。たとえば、蛍光が受光側光ファイバー205の端面に直接結合されるべく、受光側光ファイバー205の端面を皮膚表面207の近傍に配置してもよい。   Further, in FIG. 17, fluorescence is connected to the light receiving side optical fiber 205 using a condensing lens provided inside the light receiving side lens holder 203, but the condensing lens is not necessarily required. For example, the end face of the light receiving side optical fiber 205 may be disposed in the vicinity of the skin surface 207 so that the fluorescence is directly coupled to the end face of the light receiving side optical fiber 205.

〔8.蛍光スペクトル測定部をプローブ筐体内に設ける構成〕
また、皮膚状態測定装置100の変形例として、プローブ筐体内に蛍光スペクトル測定部を設けることも可能であるので、図18を用いて説明する。
[8. (Configuration in which the fluorescence spectrum measurement unit is provided in the probe housing)
Further, as a modification of the skin condition measuring apparatus 100, a fluorescence spectrum measuring unit can be provided in the probe housing, and will be described with reference to FIG.

図18に示すように、プローブ筐体301の内部には、LED光源302と、コリメートレンズ303と、可動ミラー304とが配置されている。これらの構成により、LED光源302から発せられた励起光は、コリメートレンズ303を透過した後に可動ミラー304において反射され、接触部分305において接触する皮膚の一部306に照射される。また皮膚の一部306から発せられた蛍光は、集光レンズ307を通して平行光に変換された後、ハーフミラー308へ導入される。   As shown in FIG. 18, an LED light source 302, a collimator lens 303, and a movable mirror 304 are arranged inside the probe housing 301. With these configurations, the excitation light emitted from the LED light source 302 is reflected by the movable mirror 304 after passing through the collimating lens 303, and is applied to the part 306 of the skin that contacts at the contact portion 305. Further, the fluorescence emitted from the part 306 of the skin is converted into parallel light through the condenser lens 307 and then introduced into the half mirror 308.

このハーフミラー308により、蛍光パワーは概ね2分割され、分割された蛍光パワーの一方は、フィルター309およびフォトダイオード311に導入される。また、分割された蛍光パワーの他方は、フィルター310およびフォトダイオード312に導入される。なお、フィルター309・310は、それぞれ異なる波長を中心にもつ蛍光を選択的に透過するよう設計されたものである。   The half mirror 308 divides the fluorescent power into two parts, and one of the divided fluorescent powers is introduced into the filter 309 and the photodiode 311. The other of the divided fluorescence power is introduced into the filter 310 and the photodiode 312. The filters 309 and 310 are designed to selectively transmit fluorescence having different wavelengths as centers.

そして、図18に示す構成例においては、LED光源302からなる照射部と、フィルター309・310及びフォトダイオード311・312で構成された蛍光スペクトル測定部が、いずれもプローブ筐体301の内部に組み込まれた構造となっていることが特徴である。   In the configuration example shown in FIG. 18, the irradiation unit including the LED light source 302 and the fluorescence spectrum measurement unit including the filters 309 and 310 and the photodiodes 311 and 312 are all incorporated in the probe housing 301. It is characterized by the structure.

可動ミラー304は、図17に示す可動ミラー208と同様に、回転軸313を中心とした回転方向と、励起光の光軸方向に自由度を持たせた構造となっている。そして、可動ミラー304の回転角度は、皮膚表面への励起光の照射角度により決定される。すなわち、皮膚表面の法線方向に対する励起光の照射角度をθとする場合は、可動ミラー304は皮膚表面の法線方向に対してθ/2だけ傾くように設定すればよいことが、簡単な幾何光学計算により判る。   As with the movable mirror 208 shown in FIG. 17, the movable mirror 304 has a structure in which degrees of freedom are provided in the rotation direction around the rotation axis 313 and the optical axis direction of the excitation light. The rotation angle of the movable mirror 304 is determined by the irradiation angle of the excitation light to the skin surface. That is, when the irradiation angle of the excitation light with respect to the normal direction of the skin surface is θ, the movable mirror 304 may be set to be inclined by θ / 2 with respect to the normal direction of the skin surface. It can be determined by geometric optics calculation.

また、可動ミラー304の回転中心軸については、励起光の光軸方向における位置が、プローブ筐体301の皮膚表面への接触部分305の概略中心に励起光が照射されるよう決定される。たとえば、皮膚表面306に対する励起光の照射角度をθとする場合は、皮膚表面の法線方向から光学面内でθだけ傾斜した直線と、励起光の光軸との交点に、可動ミラー304の回転中心軸が配置されるように決定される。   As for the rotation center axis of the movable mirror 304, the position of the excitation light in the optical axis direction is determined so that the excitation light is irradiated to the approximate center of the contact portion 305 of the probe housing 301 with the skin surface. For example, if the irradiation angle of the excitation light with respect to the skin surface 306 is θ, the movable mirror 304 is located at the intersection of the straight line inclined by θ in the optical surface from the normal direction of the skin surface and the optical axis of the excitation light. The rotation center axis is determined to be arranged.

また、図18に示す構成例におけるフィルター309によって透過される蛍光スペクトルの中心波長をλ1とし、フィルター310によって透過される蛍光スペクトルの中心波長をλ2とする。そして、照射角度がθ1においてフォトダイオード311及び312のそれぞれから得られる電気信号強度をそれぞれA1,A2とし、照射角度θ2(>θ1)においてフォトダイオード311及び312のぞれぞれから得られる電気信号強度をそれぞれB1,B2とする。   Further, the center wavelength of the fluorescence spectrum transmitted by the filter 309 in the configuration example shown in FIG. 18 is λ1, and the center wavelength of the fluorescence spectrum transmitted by the filter 310 is λ2. The electrical signal intensities obtained from the photodiodes 311 and 312 at the irradiation angle θ1 are A1 and A2, respectively, and the electrical signals obtained from the photodiodes 311 and 312 at the irradiation angle θ2 (> θ1), respectively. The strengths are B1 and B2, respectively.

この場合、A2/A1>B2/B1であれば、フィルター310によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質の方が、フィルター309によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質よりも深い位置に分布しているといえる。また、A2/A1<B2/B1であれば、フィルター310によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質の方が、フィルター310によって透過される蛍光を発生させる発光物質より浅い位置に分布しているといえる。さらに、A2/A1≒B2/B1であれば、フィルター310によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質が、フィルター309によって透過される蛍光を発生させる蛍光物質とほぼ同じ深さに分布していると判断することができる。   In this case, if A2 / A1> B2 / B1, the fluorescent material that generates fluorescence transmitted by the filter 310 is distributed at a deeper position than the fluorescent material that generates fluorescence transmitted by the filter 309. It can be said that. If A2 / A1 <B2 / B1, the fluorescent material that generates fluorescence transmitted through the filter 310 is distributed at a shallower position than the light-emitting material that generates fluorescence transmitted through the filter 310. I can say that. Furthermore, if A2 / A1≈B2 / B1, the fluorescent material that generates fluorescence transmitted by the filter 310 is distributed at substantially the same depth as the fluorescent material that generates fluorescence transmitted by the filter 309. Judgment can be made.

〔9.測定された蛍光スペクトルとデータベースとの比較〕
図19(a)および図19(b)は、皮膚状態測定装置の変形例を示す図である。図19(a)に示すように、皮膚状態測定装置400は、光源401および分光器402からなる本体403と、皮膚表面に測定の為に接触されるプローブ404と、本体403とプローブ404とを光学的に接続しているバンドルファイバー405と、本体403の分光器402と電気的に接続され、測定結果を表示する表示手段406とで構成されている。
[9. Comparison of measured fluorescence spectrum and database)
FIG. 19A and FIG. 19B are diagrams showing a modification of the skin condition measuring apparatus. As shown in FIG. 19A, a skin condition measuring apparatus 400 includes a main body 403 including a light source 401 and a spectroscope 402, a probe 404 that is in contact with the skin surface for measurement, and a main body 403 and a probe 404. A bundle fiber 405 that is optically connected, and a display unit 406 that is electrically connected to the spectroscope 402 of the main body 403 and displays a measurement result.

また、バンドルファイバー405の両端は、各々2本のファイバーに分岐しており、一方が励起側光ファイバー407、他方が受光側光ファイバー408となっている。さらに表示手段406は、分光器402の測定結果である蛍光スペクトル409と、データベース410に登録されたデータ(詳細は後述する)とを比較する比較部411と、比較結果を表示する表示部412とを含んでいる。   Further, both ends of the bundle fiber 405 are branched into two fibers, one being an excitation side optical fiber 407 and the other being a light receiving side optical fiber 408. Further, the display unit 406 includes a comparison unit 411 that compares the fluorescence spectrum 409 that is a measurement result of the spectrometer 402 with data registered in the database 410 (details will be described later), and a display unit 412 that displays the comparison result. Is included.

図19(b)は、プローブ404の紙面に平行な面における断面図である。図19(b)に示すように、プローブ筐体413には、励起側光ファイバー414と蛍光側光ファイバー415とが導入されている。そして、励起側光ファイバー414から出射された励起光は、コリメートレンズ416を通して、接触部分417に接触した皮膚の一部418に照射される。さらに、励起光の照射によって発せられた蛍光は、集光レンズを用いることなく皮膚の一部の近傍(皮膚から5mm以内)に配置された受光側光ファイバー415に導入され、その後、プローブ404を出て、本体403の内部に設けられた分光器402に導入される。   FIG. 19B is a cross-sectional view of the probe 404 in a plane parallel to the paper surface. As shown in FIG. 19B, an excitation side optical fiber 414 and a fluorescence side optical fiber 415 are introduced into the probe housing 413. Then, the excitation light emitted from the excitation-side optical fiber 414 is irradiated through the collimator lens 416 to a part of the skin 418 that has contacted the contact part 417. Further, the fluorescence emitted by the irradiation of the excitation light is introduced into the light receiving side optical fiber 415 disposed in the vicinity of a part of the skin (within 5 mm from the skin) without using a condensing lens. Then, it is introduced into a spectroscope 402 provided inside the main body 403.

そして、図19(a)に示す皮膚状態測定装置400は、測定の結果得られた蛍光スペクトルを、データベース410に登録されたデータと比較する点が特徴的である。データベース410には、励起光を多人数の皮膚表面に対し垂直に入射することにより測定された蛍光スペクトルに係るデータが登録されている。より具体的には、データベース410に登録されたデータには、性別・年齢・身長・体重・民族性・皮膚メラニン含有量等に係る情報が、測定対象者ごとに関連付けられた状態で保存されている。   The skin condition measuring apparatus 400 shown in FIG. 19A is characterized in that the fluorescence spectrum obtained as a result of the measurement is compared with data registered in the database 410. In the database 410, data related to the fluorescence spectrum measured by causing the excitation light to enter the skin surface of a large number of people perpendicularly is registered. More specifically, in the data registered in the database 410, information on gender, age, height, weight, ethnicity, skin melanin content, etc. is stored in a state associated with each measurement subject. Yes.

そして、このようにデータベース410に登録されたデータと、測定された蛍光スペクトルとを比較することにより、測定された蛍光スペクトル中に存在する複数の蛍光ピークの発光源となる蛍光物質の深さを、相対的に把握することができる。   Then, by comparing the data registered in the database 410 with the measured fluorescence spectrum in this way, the depth of the fluorescent material that becomes the light emission source of a plurality of fluorescence peaks existing in the measured fluorescence spectrum is determined. , Can be relatively grasped.

なお、図19(b)に示すプローブの構成は、皮膚に対する励起光の照射角度を固定するものであるが、もちろん、図7(b)・図17・図18に示したような照射角度を変更可能なプローブを用いて測定された蛍光スペクトルを、データベース410に登録されたデータと比較してもよい。   The configuration of the probe shown in FIG. 19B fixes the irradiation angle of the excitation light to the skin. Of course, the irradiation angle as shown in FIGS. 7B, 17 and 18 is used. The fluorescence spectrum measured using the changeable probe may be compared with data registered in the database 410.

なお、本発明の測定装置は、皮膚の一部に光を照射する光源と、前記皮膚の一部に光が照射されることにより生じた光を検出する光検出部を備え、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が非零である第1の角度で測定し第1の測定結果を得る工程を少なくとも含み、皮膚表面から所定の深さまでの情報を得る測定装置としても表現できる。   The measuring device of the present invention includes a light source that irradiates a part of the skin with light and a light detection unit that detects light generated by irradiating the part of the skin with light. At least a step of measuring at a first angle that a non-zero angle is formed between a direction of light irradiated to the part and a vertical direction of a part of the skin, and obtaining a first measurement result from the skin surface. It can also be expressed as a measuring device that obtains information up to depth.

さらに、前記所定の深さは0.2mm以上であることが好ましい。   Further, the predetermined depth is preferably 0.2 mm or more.

さらに、上記測定装置は、前記角度が前記第1の角度と異なる第2の角度で測定し第2の測定結果を得る工程を少なくとも含み、前記第1の測定結果及び第2の測定結果から、皮膚状態の深さ方向分布情報を得ることが好ましい。   Furthermore, the measurement apparatus includes at least a step of measuring the second angle at a second angle different from the first angle to obtain a second measurement result, and from the first measurement result and the second measurement result, It is preferable to obtain depth direction distribution information of the skin state.

さらに、上記光源から照射される光の波長は、後期糖化反応生成物を検知する事が可能な範囲内の波長であることが好ましい。   Furthermore, the wavelength of the light emitted from the light source is preferably within a range in which the late saccharification reaction product can be detected.

さらに、上記測定装置は、皮膚の一部に接触し、接触部分と概略平行な半径1cmの円形状以上の面積を有する面を備えているが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the measuring apparatus includes a surface that is in contact with a part of the skin and has an area equal to or larger than a circular shape having a radius of 1 cm substantially parallel to the contact portion.

さらに、上記測定装置は、光源から、光が照射される皮膚の一部までの光学経路中に、少なくとも1つ以上の凸レンズを含んでいることが好ましい。   Furthermore, the measuring apparatus preferably includes at least one convex lens in an optical path from the light source to a part of the skin irradiated with light.

さらに、前記第1の測定結果と前記第2の測定結果はいずれも光強度の波長依存性であることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that both the first measurement result and the second measurement result are wavelength dependency of light intensity.

さらに、上記測定装置は、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が可変となる機構を備えていることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the measuring apparatus includes a mechanism that can change an angle formed by a direction of light applied to a part of the skin and a vertical direction of a part of the skin.

さらに、前記第1の角度と前記第2の角度とは10度以上異なっていることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the first angle and the second angle differ by 10 degrees or more.

さらに、上記測定装置は、前記第1の測定結果である光強度の波長依存性と、前記第2の測定結果である光強度の波長依存性において、概略同じ波長を中心とするいずれか1つのピーク強度で規格化を行い、他のピーク強度の比較を行うことで皮膚状態の深さ方向分布情報を得ることが好ましい。   Further, the measuring device may be any one centered on the same wavelength in the wavelength dependence of the light intensity as the first measurement result and the wavelength dependence of the light intensity as the second measurement result. It is preferable to obtain depth direction distribution information of the skin state by performing normalization by peak intensity and comparing other peak intensities.

さらに、前記皮膚状態の深さ方向分布情報は、皮膚表面より少なくとも0.2mm以深の領域にある蛍光物質の濃度であることが好ましい。さらに、前記領域は、血管内部であることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the depth direction distribution information of the skin state is a concentration of the fluorescent substance in a region at least 0.2 mm deeper than the skin surface. Furthermore, the region is preferably inside a blood vessel.

また、本発明の測定装置は、皮膚の一部に光を照射する光源と、前記皮膚の一部に光が照射されることにより生じた光を検出する光検出部を備え、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が固定された機構を備え、前記角度が第1の角度で測定し第1の測定結果を得る工程を少なくとも含み、前記第1の測定結果及び第1の角度と異なる角度で測定したデータベース結果を比較し、皮膚状態の深さ方向分布情報を得るものとしても表現できる。   The measurement apparatus of the present invention further includes a light source that irradiates a part of the skin with light and a light detection unit that detects light generated by irradiating the part of the skin with light. A mechanism in which an angle formed by a direction of light applied to the part and a vertical direction of a part of the skin is fixed, and includes at least a step of measuring the angle at a first angle to obtain a first measurement result The first measurement result and the database result measured at an angle different from the first angle may be compared to express the skin state depth direction distribution information.

さらに、本発明の測定方法は、皮膚の一部に光を照射する工程と、前記皮膚の一部に光が照射されることにより生じた光を検出する工程と、前記皮膚の一部に照射された光の方向と、前記皮膚の一部の垂直方向が為す角度が非零である第1の角度で測定し第1の測定結果を得る工程を少なくとも含み、皮膚表面から所定の深さまでの情報を得る方法としても表現できる。   Furthermore, the measurement method of the present invention includes a step of irradiating a part of the skin with light, a step of detecting light generated by irradiating the part of the skin with light, and irradiating a part of the skin. At least a step of obtaining a first measurement result by measuring at a first angle that a non-zero angle is formed between a direction of the emitted light and a vertical direction of the part of the skin, and includes a step from the skin surface to a predetermined depth. It can also be expressed as a method of obtaining information.

さらに、本発明の測定方法は、前記角度が前記第1の角度と異なる第2の角度で測定し第2の測定結果を得る工程と、前記第1の測定結果及び第2の測定結果から、皮膚状態の深さ方向分布情報を得ることを含むことが好ましい。   Furthermore, the measurement method of the present invention includes the step of obtaining the second measurement result by measuring the second angle different from the first angle, and the first measurement result and the second measurement result, It preferably includes obtaining depth direction distribution information of the skin condition.

本発明によれば、表皮及び真皮のみに存在する蛍光物質を定量できるので、しわやくすみ等を予防するための美容・健康器具に適用できるし、糖尿病の早期発見や進行状況を把握するためにも用いることができる。   According to the present invention, since fluorescent substances existing only in the epidermis and dermis can be quantified, it can be applied to beauty / health appliances for preventing wrinkles, dullness, etc., and to grasp the early detection and progress of diabetes. Can also be used.

100 皮膚状態測定装置(測定装置)
101 照射部
102 蛍光スペクトル測定部
111 光源
120 アーム(角度変更機構)
123 レール(角度変更機構)
125 コリメートレンズ
100 Skin condition measuring device (measuring device)
101 Irradiation unit 102 Fluorescence spectrum measurement unit 111 Light source 120 Arm (angle changing mechanism)
123 rail (angle changing mechanism)
125 collimating lens

Claims (10)

励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射部と、
前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定部と、
前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更する角度変更機構とを備えていることを特徴とする測定装置。
An irradiation unit for irradiating the living body with excitation light guided from an excitation light source;
A fluorescence spectrum measuring unit for measuring a fluorescence spectrum related to fluorescence generated by irradiation of the excitation light;
An angle changing mechanism that changes an irradiation angle of the excitation light to the living body.
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記角度変更機構により前記照射角度を変更することで設定される複数の照射角度のそれぞれについて前記蛍光スペクトルを測定するとともに、
測定された複数の蛍光スペクトルの中で特定波長のピーク強度が最大となる蛍光スペクトルをピーク強度発生蛍光スペクトルとして求め、
前記ピーク強度発生蛍光スペクトルが得られた照射角度を、ピーク強度発生照射角度として決定することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
The fluorescence spectrum measuring unit is
While measuring the fluorescence spectrum for each of a plurality of irradiation angles set by changing the irradiation angle by the angle change mechanism,
Obtain the fluorescence spectrum that maximizes the peak intensity of a specific wavelength among the measured fluorescence spectra as the peak intensity generation fluorescence spectrum,
The measurement apparatus according to claim 1, wherein an irradiation angle at which the peak intensity generation fluorescence spectrum is obtained is determined as a peak intensity generation irradiation angle.
前記照射角度を、前記生体における前記励起光が照射される面の法線方向と、前記励起光の照射方向とがなす角度として定義した場合、
前記ピーク強度発生蛍光スペクトルに係る前記特定波長の強度は、前記照射角度が小さいときには発生せず、前記照射角度が大きいときに発生するピークの強度に対応するものであることを特徴とする請求項2に記載の測定装置。
When the irradiation angle is defined as the angle formed by the normal direction of the surface irradiated with the excitation light in the living body and the irradiation direction of the excitation light,
The intensity of the specific wavelength relating to the peak intensity generation fluorescence spectrum does not occur when the irradiation angle is small, but corresponds to the intensity of a peak generated when the irradiation angle is large. 2. The measuring apparatus according to 2.
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記励起光が第1照射角度にて前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第1蛍光スペクトルとして測定し、
前記第1照射角度と異なる角度である第2照射角度にて前記励起光が前記生体に照射される際に生じる蛍光の蛍光スペクトルを、第2蛍光スペクトルとして測定し、さらに、
前記第1蛍光スペクトルと前記第2蛍光スペクトルとの相対比較を行うものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の測定装置。
The fluorescence spectrum measuring unit is
A fluorescence spectrum of fluorescence generated when the excitation light is irradiated on the living body at a first irradiation angle, is measured as a first fluorescence spectrum;
Measuring the fluorescence spectrum of the fluorescence generated when the living body is irradiated with the excitation light at a second irradiation angle different from the first irradiation angle, as a second fluorescence spectrum;
The measuring apparatus according to claim 1, wherein the first fluorescence spectrum and the second fluorescence spectrum are relatively compared.
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記第1蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長と、前記第2蛍光スペクトルにおける蛍光強度がピーク値を示す波長とが、同一の波長領域に存在する場合、前記第1蛍光スペクトルと前記第2蛍光スペクトルとを差分した差分蛍光スペクトルを求めるものであることを特徴とする請求項4に記載の測定装置。
The fluorescence spectrum measuring unit is
When the wavelength at which the fluorescence intensity in the first fluorescence spectrum exhibits a peak value and the wavelength at which the fluorescence intensity in the second fluorescence spectrum exhibits a peak value are present in the same wavelength region, the first fluorescence spectrum and the first fluorescence spectrum The measurement apparatus according to claim 4, wherein a difference fluorescence spectrum obtained by subtracting two fluorescence spectra is obtained.
前記励起光源として、異なる複数の波長の励起光を発する光源を備えていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の測定装置。   The measurement apparatus according to claim 1, further comprising a light source that emits excitation light having a plurality of different wavelengths as the excitation light source. 前記励起光源によって発せられる励起光の異なる複数の波長を、第1波長および第2波長とした場合、
前記蛍光スペクトル測定部は、
前記第1波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第1相関関係と、
前記第2波長に係る励起光の照射角度と、当該励起光の照射によって生じる蛍光の強度との相関関係である第2相関関係とを相対比較することを特徴とする請求項6に記載の測定装置。
When the plurality of different wavelengths of the excitation light emitted by the excitation light source are the first wavelength and the second wavelength,
The fluorescence spectrum measuring unit is
A first correlation which is a correlation between the irradiation angle of the excitation light according to the first wavelength and the intensity of fluorescence generated by the irradiation of the excitation light;
The measurement according to claim 6, wherein a relative comparison is made between an irradiation angle of the excitation light related to the second wavelength and a second correlation that is a correlation between the intensity of fluorescence generated by the irradiation of the excitation light. apparatus.
前記励起光は、AGEs(Advanced Glycation Endproducts)を測定するために適した波長範囲を有していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の測定装置。   The measurement apparatus according to claim 1, wherein the excitation light has a wavelength range suitable for measuring AGEs (Advanced Glycation Endproducts). 前記励起光源から前記生体に至るまでの光学経路中に、コリメートレンズを備えていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の測定装置。   The measuring apparatus according to claim 1, further comprising a collimating lens in an optical path from the excitation light source to the living body. 励起光源から導光される励起光を生体に照射する照射工程と、
前記生体に対する前記励起光の照射角度を変更しながら、複数の照射角度のそれぞれについて、前記励起光の照射によって生じる蛍光に係る蛍光スペクトルを測定する蛍光スペクトル測定工程を含むことを特徴とする測定方法。
An irradiation step of irradiating a living body with excitation light guided from an excitation light source;
A measurement method comprising a fluorescence spectrum measurement step of measuring a fluorescence spectrum related to fluorescence generated by irradiation of the excitation light for each of a plurality of irradiation angles while changing the irradiation angle of the excitation light to the living body. .
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