JP2013248359A

JP2013248359A - 皮膚蛍光測定装置

Info

Publication number: JP2013248359A
Application number: JP2012136333A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Matsuhashi; 久博松橋
Original assignee: IOM KK
Current assignee: IOM KK
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-12

Abstract

【課題】簡単な構成で皮膚表面からの蛍光を測定し、皮膚の状態を推定することができる測定装置を提供する。
【解決手段】被験者の指３を挟んで保持する上下の半円筒部材２ａ、２ｂと、指３の表面に向けて紫外光Ｌａを照射する紫外線ＬＥＤ９と、指３の表面から放出される蛍光Ｌｂのうち紫外領域の成分をカットするフィルタ１２と、フィルタ１２を透過した可視光領域の光を受光して電気量に変換するフォトダイオード１１とを備えた測定プローブ、及びフォトダイオード１１からの出力電気量をアナログ又はディジタルの測定値として表示する操作ボックスを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、皮膚表面からの蛍光を簡易的に測定することができる皮膚蛍光測定装置に関する。

従来から、皮膚に励起光を照射したときに皮膚から放射される蛍光を測定することによって、皮膚に含まれるコラーゲン又はエラスチンなどの量を推定し、ひいては皮膚の老化度を判定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置は、中心波長が異なる２種類の紫外光を励起光として用いることにより、皮膚に含まれるヘモグロビンやメラニンなどの影響を除去して純粋にコラーゲン又はエラスチンに由来する蛍光の強度を測定できるようなっている。

また、蛍光染色された皮膚表面の蛍光強度の経時変化を高感度ビデオカメラで撮影し、撮影した映像を画像解析することによって皮膚の健康度を判定するシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２９０２３４号公報特開平６−３１５４８４号公報

ところが、特許文献１に記載の装置は、２種類の紫外光源を備えなればならない上に、第１の紫外光により励起された蛍光のデータを、第２の紫外光により励起された蛍光のデータで補正しなければならず、装置が複雑で大掛かりなものになってしまうという欠点があった。特許文献２に記載の装置も、高感度ビデオカメラを備えることが必要であり、複雑で大掛かりなものになってしまう。

そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、簡単な構成でありながら、皮膚表面から出射される蛍光の量を測定でき、皮膚の状態を推定することができる皮膚蛍光測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、皮膚の表面を外光が入らないように覆い、皮膚の表面に照射した紫外光によって励起される蛍光のうち可視光領域の光量を電気量に変換して出力する測定プローブと、前記測定プローブに接続され、測定プローブが出力する電気量をアナログ又はディジタルの測定値として表示する表示部を有する操作ボックスと、を備えることを特徴とする皮膚蛍光測定装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の皮膚蛍光測定装置において、前記測定プローブは、皮膚の表面に紫外光を照射するＬＥＤと、前記ＬＥＤからの紫外光に励起されて皮膚の表面から出射される光を受ける受光素子と、前記受光素子へ入射する光のうち紫外光領域の光をカットするフィルタと、を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の皮膚蛍光測定装置において、前記ＬＥＤは、ピーク波長が３５０ｎｍの紫外光を出射するものであり、前記フィルタは、４２０ｎｍより紫外領域寄りの光をカットするものであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の皮膚蛍光測定装置において、前記フィルタは、前記測定プローブに対して、着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の皮膚蛍光測定装置において、前記操作ボックスは、前記測定プローブのＬＥＤからの紫外光が標準シートに照射されるときの前記測定プローブの出力値を基準の測定値として校正する校正機能を有することを特徴とする。

本発明によれば、測定プローブが、励起された蛍光のうち可視光の光量を示す電気量を出力し、操作ボックスの表示部に測定値として表示されるので、簡単な構造でありながら皮膚蛍光を測定し、皮膚の状態を判定することができる。

本発明の実施形態に係る皮膚蛍光測定装置の外観の斜視図。同皮膚蛍光測定装置の測定プローブの断面図。同皮膚蛍光測定装置の電気的な構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施形態に係る皮膚蛍光測定装置について、図１乃至図３を参照して説明する。皮膚蛍光測定装置１は、図１、２に示すように、クリップ状に開閉可能な上下の半円筒部材２ａ、２ｂの間に被験者の指３を保持することができる測定プローブ２と、この測定プローブ２にケーブル４を介して接続され、測定プローブ２が出力する電気量をディジタルの測定値として表示する表示パネル５を備えた操作ボックス６とから構成される。

半円筒部材２ａ、２ｂの端部には、それぞれつまみ部分２ｃ、２ｄが突出されて、使用者がつまみ部分２ｃ、２ｄを操作することにより半円筒部材２ａ、２ｂが開閉するようになっている。また、半円筒部材２ａ、２ｂの開閉支軸部２ｅには、閉状態に付勢するコイルスプリング（不図示）が装入されている。

上側の半円筒部材２ａには、方形の窓孔７があけられ、この窓孔７を外光が入らないようにして覆う測定ボックス８が固定してある。この測定ボックス８内には、窓孔７方向に向けて紫外光Ｌａを出射する紫外線ＬＥＤ９と、紫外光Ｌａによって励起されて指３の皮膚表面から発せられる蛍光Ｌｂを受光するフォトダイオード１１と、フォトダイオード１１の下方に配置され蛍光Ｌｂのうち可視光領域の光だけを通過させるフィルタ１２とが収納されている。紫外線ＬＥＤ９とフォトダイオード１１の間には、紫外光Ｌａが直接フォトダイオード１１に入射しないように仕切板１３が配置されている。

フィルタ１２は、測定ボックス８の側面にあけられたスリット８ａを通して抜き差し自在であり、使用者によって容易に取り換えできるようになっている。紫外線ＬＥＤ９は、ピーク波長が３５０ｎｍの紫外光を出射するものであり、図２に示すフィルタ１２は、４２０ｎｍより紫外領域寄りの光をカットするものである。

操作ボックス６は、図３に示すように、内部に収納した電池（不図示）を電源として紫外線ＬＥＤ９に一定の電流を出力する定電流源１４と、定電流源１４の出力する電流値を設定する電流設定部１５と、電流設定部１５が設定する電流値を調節する光量調節つまみ１６と、を備える。

使用者が、使用に先だって光量調節つまみ１６を操作し、定電流源１４から出力される電流値を、紫外線ＬＥＤ９の定格電流の範囲内で増減することにより紫外線ＬＥＤ９から出射される光量を調節することができる。

また、操作ボックス６は、フォトダイオード１１からの電流（電気量）を電圧に変換する電流電圧変換部１７と、電流電圧変換部１７が出力する電圧を校正つまみ１８により設定されるゲイン比でゲイン調節するゲイン調整部１９と、を備えている。ゲイン調整部１９により調整された電圧値が表示パネル５に送られ、４桁の数値としてディジタル表示される。図１では、表示パネル５に「０１００」が表示されている。さらに、操作ボックス６には、測定開始ボタン２１が備えられている。

次に、使用方法について説明する。フィルタ１２としては、上記のように４２０ｎｍより紫外領域寄りの光をカットするものが装着されており、光量調節つまみ１６は、標準の位置に設定されているとする。使用者は、まず、紫外光Ｌａを受けたときに標準の光量の蛍光Ｌｂを出射する校正用シートＳ（図２参照）を上下の半円筒部材２ａ、２ｂの間に挿入し、測定開始ボタン２１を押す。これにより、紫外線ＬＥＤ９が紫外光Ｌａを出射し、校正用シートＳから蛍光Ｌｂが励起放出され、フィルタ１２により４２０ｎｍより紫外領域寄りの成分をカットされた可視光領域の光がフォトダイオード１１に受光される。

フォトダイオード１１が受光した光量は、前述のように、電流電圧変換部１７、ゲイン調整部１９を経て表示パネル５にディジタルの数値（例えば、「０１００」）として表示される。このとき、表示値「０１００」を基準とすると、校正用シートＳからは標準となる量の蛍光Ｌｂが放出されているので、表示値が「０１００」になるように、校正つまみ１８を操作してゲイン調整部１９のゲイン比を調整する。

例えば、表示された値が「０１２０」であった場合には、ゲイン調整部１９のゲイン比を下げるように調整し、逆に表示値が「００８０」などのように低かった場合には、ゲイン比を上げるように調整する。

なお、校正用シートＳは、人間の皮膚と同様に、紫外光Ｌａにより励起されて蛍光Ｌｂを放出するＡＧＥｓ（最終糖化産物）を、測定用途に合わせた割合で含ませたものである。例えば、３０歳の男性の皮膚に含まれる平均的な濃度のＡＧＥｓを含ませたものなどである。

上記のようにして、校正用シートＳを用いて測定したときの表示値が「０１００」になるように校正した後、校正用シートＳを抜き出して被験者の指３を上下の半円筒部材２ａ、２ｂの間に挟んで保持し、測定開始ボタン２１を押す。

これにより、再び紫外線ＬＥＤ９から出射される紫外光Ｌａによって指３の皮膚から蛍光Ｌｂが放出され、４２０ｎｍ以上の紫外領域の成分をカットされた可視光領域の光量が表示パネル５に表示される。

例えば、表示された値が標準値「０１００」より低い場合には、被験者のＡＧＥｓ量が少ないことになり、皮膚の健康度が高く、皮膚年齢的にも若いことが推定できる。逆の場合には、皮膚の健康度が低く、皮膚年齢が標準よりも高いことが推定できる。

なお、校正操作を行ったときに、表示パネル５の表示値が過大である場合には、フォトダイオード１１の受光量が多すぎてフォトダイオード１１が飽和していることが考えられるので、フィルタ１２を、より広い紫外領域をカットするもの（例えば、４００ｎｍ以上をカット）に取り換える操作を行う。また、場合によっては、フィルタ１２を取り換えることに加えて、光量調節つまみ１６を調節して定電流源１４から紫外線ＬＥＤ９に送出する電流値を下げて、紫外線ＬＥＤ９が出射する光量を減少させる操作を行う。

逆に、表示値が過小である場合には、フォトダイオード１１の受光量が少なすぎることが考えられ、蛍光Ｌｂ量の正確な測定が外光などのノイズによって妨げられるので、フィルタ１２を、特定範囲の紫外線領域のみをカットするもの（帯域カットフィルタ）に取り換える操作を行う。また、場合によっては、フィルタ１２の取り換えに加えて、光量調節つまみ１６を調節して定電流源１４から紫外線ＬＥＤ９に送出する電流値を上げて、紫外線ＬＥＤ９が出射する光量を増加させる操作を行う。

以上のように、本皮膚蛍光測定装置１は、従来装置に比べて簡単な構造でありながら、比較的簡単に皮膚表面からの蛍光を測定して皮膚の健康度などの種々の項目を判定することができる。

１皮膚蛍光測定装置
２測定プローブ
３指（皮膚）
５表示パネル（表示部）
９紫外線ＬＥＤ（ＬＥＤ）
１１フォトダイオード（受光素子）
１２フィルタ
１８校正つまみ
１９ゲイン調整部
Ｌａ紫外光
Ｌｂ蛍光
Ｓ校正用シート（標準シート）

Claims

皮膚の表面を外光が入らないように覆い、皮膚の表面に照射した紫外光によって励起される蛍光のうち可視光領域の光量を電気量に変換して出力する測定プローブと、
前記測定プローブに接続され、測定プローブが出力する電気量をアナログ又はディジタルの測定値として表示する表示部を有する操作ボックスと、を備えることを特徴とする皮膚蛍光測定装置。
前記測定プローブは、
皮膚の表面に紫外光を照射するＬＥＤと、前記ＬＥＤからの紫外光に励起されて皮膚の表面から出射される光を受ける受光素子と、前記受光素子へ入射する光のうち紫外光領域の光をカットするフィルタと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の皮膚蛍光測定装置。
前記ＬＥＤは、ピーク波長が３５０ｎｍの紫外光を出射するものであり、前記フィルタは、４２０ｎｍより紫外領域寄りの光をカットするものであることを特徴とする請求項２に記載の皮膚蛍光測定装置。
前記フィルタは、前記測定プローブに対して、着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の皮膚蛍光測定装置。
前記操作ボックスは、前記測定プローブのＬＥＤからの紫外光が標準シートに照射されるときの前記測定プローブの出力値を基準の測定値として校正する校正機能を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の皮膚蛍光測定装置。