JP2022514491A

JP2022514491A - 皮膚の水和レベルを決定するためのシステム

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Publication number: JP2022514491A
Application number: JP2021533454A
Authority: JP
Inventors: ヴァルギーズ，バブー; エゼルスカイア，アナ
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2022-02-14
Anticipated expiration: 2039-12-13
Also published as: US20220008000A1; JP7007523B1; EP3893732A1; BR112021011146A2; CN113242713A; EP3666175A1; WO2020120781A1

Abstract

皮膚（１０２）の水和レベルを決定する際に使用するための装置（１００）が提供される。装置（１００）は、光（１０６－１、１０６－２）を発するように構成された光源（１０４－１、１０４－２）と、光源（１０４－１、１０４－２）から発せられた光（１０６－１、１０６－２）を第１の偏光方向（１１０－１、１１０－２）に偏光させて、偏光（１０６－１、１０６－２）で皮膚（１０２）を照射するように配置された第１の偏光子（１０８－１、１０８－２）とを含む。装置（１００）は、皮膚（１０２）からの光（１１４－１、１１４－２）を第２の偏光方向（１１６）に偏光させるように配置された第２の偏光子（１１２）を含む。第２の偏光方向（１１６）は、第１の偏光方向（１１０－１、１１０－２）に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられる。装置（１００）は、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚（１０２）からの偏光（１１４－１、１１４－２）を検出するように構成された光検出器（１１８）を含む。

Description

本開示は、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するための装置及びシステム、並びに当該装置の作動方法に関する。

皮膚の水和（例えば、水分又は水）レベルは、皮膚の外観及び皮膚の健康を決定する際の重要な因子であると考えられている。皮膚の水和レベルを測定するために最も広く使用されている技術は、生体インピーダンス、キャパシタンス、及びコンダクタンス等、皮膚の電気特性の測定に基づいている。しかし、これらは間接的な測定であり、これらの測定技術の結果は、いくつかの因子によって複雑にされている。これらの因子の一部には、例えば、皮膚内の他の極性分子、皮膚温度、接触圧、及び接触面積が含まれる。さらに、最も広く使用されている皮膚水和測定装置（Ｃｏｒｎｅｏｍｅｔｅｒ及びＳｋｉｃｏｎ等）は、インターデジタル電極（ｉｎｔｅｒ－ｄｉｇｉｔｉｚｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を使用し、ある領域にわたって平均化された皮膚水和情報を提供し、従って、含水量の空間的変動に関する情報を提供しない。最近になって開発された装置（Ｅｐｓｉｌｏｎ及びＭｏｉｓｔｕｒｅＭａｐＭＭ１００等）は、表面近くの皮膚水和分布に関する情報を提供するために、静電容量式指紋感知技術を使用する。

皮膚水和を推定するための他の既存の技術には、顕著な水吸収バンドに基づき皮膚水和を推定し、より直接的な測定を可能にする分光法が含まれる。最も強い水吸収バンドを使用した皮膚水和測定は、皮膚水和含量の変化を検出するのに十分であることが分かっている。しかし、これを使用する既存の技術は高価であり、皮膚水和の変化を検出するために使用されるセンサに必要な光学要素の利用可能性も非常に限定されている。従って、シリコン材料の感度よりも下の波長を利用する光学システムが、一般的に、その低いコストのためにより魅力的である。

特許文献１は、より低い波長を利用するセンサを含むシステムの一例を開示している。しかし、システムのコスト及び複雑さは他の技術と比較して大きく、さらに、システムは、プロービング深さが最適な角質層の厚さに関連してしないため、必ずしも、皮膚水和の測定に対する正確な結果を提供するわけではない。

米国特許出願公開第２０１１／０２８８３８５号

上記のように、既存のシステムの限界は、皮膚を探索することができる深さが、最適な角質層の厚さに関連していないことであり、従って、既存のシステムによって得られる皮膚水和の測定値が不正確であり得ることである。従って、この限界に取り組むために改善することは有用である。

従って、第１の態様によると、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するための装置が提供される。当該装置は、皮膚を照射するために光を発するように構成された光源と、光源から発せられた光を第１の偏光方向に偏光させて、偏光で皮膚を照射するように配置された第１の偏光子とを含む。当該装置は、皮膚からの光を第２の偏光方向に偏光させるように配置された第２の偏光子も含む。第２の偏光方向は、第１の偏光方向に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられる。当該装置は、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚からの偏光を検出するように構成された光検出器も含む。

一部の実施形態において、第２の偏光方向は、第１の偏光方向に対して４０から５０度の範囲の角度で方向づけられてもよい。一部の実施形態において、第２の偏光方向は、第１の偏光方向に対して４５度の角度で方向づけられてもよい。

一部の実施形態において、光源は、近赤外光を発するように構成されてもよい。一部の実施形態において、光源は、７５０から１５５０ｎｍの範囲の波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。一部の実施形態において、光源は、９５０から１０００ｎｍ、１１５０から１２５０ｎｍ、又は１４００から１５００ｎｍの範囲の波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。一部の実施形態において、光源は、複数の発光素子を含んでもよい。一部の実施形態において、光源は、少なくとも３つの発光素子を含んでもよい。一部の実施形態において、複数の発光素子は、順次光を発するように構成されてもよい。一部の実施形態において、光源は、１０から７０度の範囲の入射角で光を発するように構成されてもよい。一部の実施形態において、光源は、２２度の入射角で光を発するように構成されてもよい。

一部の実施形態において、光検出器は、皮膚からの検出された偏光を緑チャンネルの皮膚の画像に変換するように構成されてもよい。

第２の態様によると、皮膚の水和レベルを決定するためのシステムが提供される。当該システムは、先に記載した装置を含む。一部の実施形態において、当該システムはまた、皮膚からの検出された偏光に基づき、皮膚の水和レベルを決定するように構成されたプロセッサを含んでもよい。

第３の態様によると、先に記載した装置の作動方法が提供される。当該方法は、光源から光を発するステップと、発せられた光を第１の偏光方向に偏光させるステップと、皮膚からの光を第２の偏光方向に偏光させるステップと、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚からの偏光を検出するステップとを含む。

第４の態様によると、コンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータ読み取り可能媒体は、その中に具現化されたコンピュータ読み取り可能コードを有する。コンピュータ読み取り可能コードは、適したコンピュータ又はプロセッサによって実行されると、コンピュータ又はプロセッサに、先に記載した方法を行わせるように構成される。

上記の態様及び実施形態によると、既存の技術の限界が取り組まれる。特に、上記の態様及び実施形態によると、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するための最適な照明条件が提供される。特に、第２の偏光方向を、第１の偏光方向に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけることによって、角質層を探索するのに最適な深さで皮膚を探索することができる装置が提供される。特に、水和は角質層の厚さ内の深さの関数として増加するため、第２の偏光方向を第１の偏光方向に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけることは、装置が角質層の皮膚水和レベルをより正確に表現する深さで皮膚を探索することができることを意味する。このようにして、皮膚の水和レベルをより正確に決定することができる。従って、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するための改善された装置、システム、及び方法が提供される。

これら及び他の態様は、以下に記載される１つ又は複数の実施形態から明らかになり、以下に記載される１つ又は複数の実施形態を参照して解明されることになる。

次に、例証的な実施形態が、単なる例として、以下の図面を参照して記載される。
一実施形態による装置の側面の簡略化された概略図である。一実施形態による装置の上面の簡略化された概略図である。皮膚を照射するために発せられた光の波長の関数としての皮膚の吸収係数を例示した図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、皮膚水和の関数としての強度を例示した図である。一実施形態による方法を例示した流れ図である。

上記のように、皮膚の水和（例えば、水分又は水）レベルを決定する際に使用するための改善された装置、システム、及び方法が本明細書において提供される。本明細書において言及する皮膚は、角質層を含み得る１つ以上の皮膚層を含み得る。

図１は、一実施形態による皮膚の水和レベルを決定する際に使用するための装置１００の側面図を例示している。図１において例示されているように、装置１００は、光源１０４－１、１０４－２を含む。一部の実施形態において、光源１０４－１、１０４－２は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）及び／又は任意の他の光源を含み得る。

一部の実施形態において、光源は、単一の発光素子１０４－１を含んでもよい。他の実施形態において、光源は、複数の発光素子１０４－１、１０４－２を含んでもよい。図１は、光源が、１つの発光素子１０４－１又は２つの発光素子１０４－１、１０４－２を含んでもよいことを例示しているけれども、光源は、任意の他の数の発光素子を含んでもよいことが理解されることになる。例えば、一部の実施形態において、光源は、少なくとも３つの発光素子、例えば、少なくとも４つの発光素子、例えば、少なくとも５つの発光素子等、又は任意の他の数の発光素子を含んでもよい。図１において例示されているように、装置１００の光源１０４－１、１０４－２は、光１０６－１、１０６－２を発して、皮膚１０２を照射するように構成される。

図１において同様に例示されているように、装置１００は、第１の偏光子１０８－１、１０８－２を含む。第１の偏光子１０８－１、１０８－２は、光源１０４－１、１０４－２から発せられた光１０６－１、１０６－２を第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に偏光させて、偏光１０６－１、１０６－２で皮膚１０２を照射するように配置されている。光源１０４－１、１０４－２が複数の発光素子を含む実施形態において、装置１００は、それぞれ複数の第１の偏光子１０８－１、１０８－２を含み得る。複数の発光素子１０４－１、１０４－２の各々に対して、それぞれの第１の偏光子１０８－１、１０８－２は、その発光素子１０４－１、１０４－２から発せられた光１０６－１、１０６－２を第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に偏光させて、偏光１０６－１、１０６－２で皮膚１０２を照射するように配置することができる。

一部の実施形態では、偏光１０６－１、１０６－２が皮膚１０２に到達する前に装置１００内で通過する第１の媒体は、空気を含み得る。一部の実施形態では、偏光１０６－１、１０６－２が装置１００を離れた後の第２の媒体は、皮膚１０２であり、例えば皮膚１０２の角質層である。偏光１０６－１、１０６－２が皮膚１０２を照射する場合、皮膚１０２に入射するある割合（例えば、約４％）の偏光１０６－１、１０６－２は、フレネルの法則に基づき鏡面反射され得る。皮膚１０２に入射する残りの偏光１０６－１、１０６－２は、皮膚１０２（又は、より具体的には、皮膚組織）を透過する。偏光１０６－１、１０６－２が皮膚１０２を透過すると、偏光１０６－１、１０６－２は、次に、皮膚１０２における散乱及び／又は反射事象を経てもよい。偏光１０６－１、１０６－２は、皮膚１０２の角質層におけるいくつかの散乱事象の後で皮膚１０２を出るか、又は、皮膚１０２内のより深くまで透過し、その場合、偏光１０６－１、１０６－２は、皮膚１０２を出る前に複数の反射事象を経る。皮膚１０２の角質層におけるいくつかの散乱事象の後で皮膚１０２を出る偏光１０６－１、１０６－２は鏡面反射光であり、これは、皮膚１０２を出るときにその偏光状態を維持する。皮膚１０２を出る前に複数の反射事象を経る偏光１０６－１、１０６－２は拡散光であり、これは、皮膚１０２を出るときにその偏光状態を維持しない。

図１において例示されているように、装置１００は、第２の偏光子１１２も含む。第２の偏光子１１２は、皮膚１０２からの光１１４－１、１１４－２を第２の偏光方向１１６に偏光させるように配置される。第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられる。例えば、一部の実施形態において、第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に対して３５から５５度の範囲、例えば、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に対して４０から５０度の範囲の角度で方向づけられてもよい。例えば、一部の実施形態において、第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に対してある角度で方向づけられてもよく、この角度は、３０度、３５度、４０度、４５度、５０度、５５度、６０度から選択された角度、又は、３０度から６０度の任意の他の整数若しくは非整数の角度である。

図１において例示されているように、装置１００は、光検出器（又はイメージングセンサ）１１８も含む。光検出器１１８は、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚１０２からの偏光１１４－１、１１４－２を検出するように構成される。第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられるため、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、鏡面反射光及び拡散光の両方が皮膚１０２から検出されることが確実にされ得る。第１及び第２の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１６をこの特定の方法で互いに対して方向づけることは、装置１００が、角質層を探索するのに最適な深さで皮膚１０２を探索することができることを意味する。特に、水和は角質層の厚さ内の深さの関数として増加するため、第２の偏光方向１１６を第１の偏光方向１１０－１、１１０－２に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけることは、装置１００が、角質層の皮膚水和レベルをより正確に表現する深さで皮膚１０２を探索することができることを意味する。このようにして、皮膚１０２の水和レベルをより正確に決定することができる。

一部の実施形態において、光検出器１１８は、カメラ（例えば、カラーカメラ等）又は任意の他の光検出器を含んでもよい。一部の実施形態において、光検出器１１８は、固定焦点を有してもよい。一部の実施形態において、光検出器１１８は、複数の画素を含んでもよい。複数の画素は、処理オーバーヘッドを低減するように選択することができる。一例として、光検出器１１８は、２５９２×１９４４の画素を含んでもよい。一部の実施形態では、図１において例示されているように、装置１００は、レンズ１２０を含んでもよい。レンズ１２０は、光検出器１１８と皮膚１０２との間に配置する（例えば置く）ことができる。より具体的には、レンズ１２０は、皮膚１０２からの光１１４－１、１１４－２が光検出器１１８に到達する前にレンズ１２０を通過するように、光検出器１１８と皮膚１０２との間に配置する（例えば置く）ことができる。レンズは、光検出器１１８に対する視野を設定する、及び／又は、光検出器１１８上に皮膚１０２からの光１１４－１、１１４－２の焦点を合わせるように構成することができる。例えば、１０ｍｍの焦点距離ｆを有するレンズ１２０を使用して、約１０×７．５ｍｍの視野及び約１０ｍｍの焦点を達成することができる。

一部の実施形態では、図１において例示されているように、装置１００は、アパーチャを有する構造体（例えば、ダイヤフラム）１２２を含んでもよい。アパーチャを有する構造体１２２は、光検出器１１８と皮膚１０２との間に配置する（例えば置く）ことができる。より具体的には、アパーチャを有する構造体１２２は、皮膚１０２からの光１１４－１、１１４－２が光検出器１１８に到達する前に構造体１２２を通過するように、光検出器１１８と皮膚１０２との間に配置する（例えば置く）ことができる。一部の実施形態において、構造体１２２のアパーチャは、０．６から１．１６ｍｍの範囲の直径を有してもよい。より大きな焦点深度は、より小さな直径、例えば、０．６ｍｍの直径で達成され得る。例えば、焦点深度は、６１１μｍであってもよい。一部の実施形態において、光検出器１１８の分解能は、１０μｍであってもよい。

図２は、一実施形態による皮膚１０２の水和レベルを決定する際に使用するための装置１００の上面図を例示している。図２において例示されている装置１００は、図１を参照して先に記載したものである。図２において例示されているように、光源が複数の発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５を含む一部の実施形態では、複数の発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、光検出器１１８の周囲に配置される（例えば置かれる）ことによって等、光検出器１１８に対して空間的配置で配置され（例えば置かれ）てもよい。一部の実施形態では、例えば、図２において例示されているように、複数の発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、光検出器１１８の周囲に同心円状に配置され（例えば置かれ）てもよい。図２は、光源が１つの発光素子１０４－１、２つの発光素子１０４－１、１０４－２、３つの発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、４つの発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、又は５つの発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５を含んでもよいことを例示しているけれども、光源は、先に記載したように、任意の他の数の発光素子を含んでもよいことが理解されることになる。

図２において例示されているように、及び、図１を参照して先に記載したように、装置１００の第１の偏光子（図２には描かれていない）は、光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５から発せられた光（図２には描かれていない）を第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に偏光させて、偏光で皮膚（図２には描かれていない）を照射するように配置される。第２の偏光子（図２には描かれていない）は、皮膚（図２には描かれていない）からの光を第２の偏光方向１１６に偏光させるように配置される。図１を参照して先に記載したように、第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられる。例えば、一部の実施形態において、第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に対して３５から５５度の範囲、例えば第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に対して４０から５０度の範囲の角度で方向づけられてもよい。例えば、一部の実施形態において、第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に対してある角度で方向づけられてもよく、この角度は、３０度、３５度、４０度、４５度、５０度、５５度、６０度から選択された角度、又は、３０度から６０度の任意の他の整数若しくは非整数の角度である。

一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、近赤外光を発するように構成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、７５０から１５５０ｎｍの範囲の波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、顕著な水吸収ピークが発生する波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。

図３は、皮膚１０２を照射するために発せられる光の波長の関数としての皮膚１０２の吸収係数を例示している。図３において例示されているように、顕著な水吸収ピークが、９５０から１０００ｎｍの範囲、１１５０から１２５０ｎｍの範囲、及び１４００から１５００ｎｍの範囲で発生している。従って、一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、９５０から１０００ｎｍの範囲の波長、例えば９６０から９９０ｎｍの範囲の波長、例えば９７０から９８０ｎｍの範囲の波長等を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１０００ｎｍから選択された波長、又は、９５０ｎｍから１０００ｎｍの任意の他の整数若しくは非整数の波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。

一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、１１５０から１２５０ｎｍの範囲の波長、例えば１１６０から１２４０ｎｍの範囲の波長、例えば１１７０から１２３０ｎｍの範囲の波長、例えば１１８０から１２２０ｎｍの範囲の波長、例えば１１９０から１２１０ｎｍの範囲の波長等を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、１１５０ｎｍ、１１６０ｎｍ、１１７０ｎｍ、１１８０ｎｍ、１１９０ｎｍ、１２００ｎｍ、１２１０ｎｍ、１２２０ｎｍ、１２３０ｎｍ、１２４０ｎｍ、１２５０ｎｍから選択された波長、又は、１１５０ｎｍから１２５０ｎｍの任意の他の整数若しくは非整数の波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。

一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、１４００から１５００ｎｍの範囲の波長、例えば１４１０から１４９０ｎｍの範囲の波長、例えば１４２０から１４８０ｎｍの範囲の波長、例えば１４３０から１４７０ｎｍの範囲の波長、例えば１４４０から１４６０ｎｍの範囲の波長等を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、１４００ｎｍ、１４１０ｎｍ、１４２０ｎｍ、１４３０ｎｍ、１４４０ｎｍ、１４５０ｎｍ、１４６０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４８０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５００ｎｍから選択された波長、又は、１４００ｎｍから１５００ｎｍの任意の他の整数若しくは非整数の波長を有する近赤外光を発するように構成されてもよい。

図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源が複数の発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５を含む一部の実施形態では、複数の発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、順次光を発するように構成することができる。一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源は、１０から７０度の範囲、例えば１５から６５度の範囲、例えば２０から６０度の範囲、例えば２５から５５度の範囲、例えば３０から５０度の範囲、例えば３５から４５度の範囲の入射角で光を発するように構成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光源は、１０度、１２度、１４度、１６度、１８度、２０度、２２度、２４度、２６度、２８度、３０度、３２度、３４度、３６度、３８度、４０度、４２度、４４度、４６度、４８度、５０度、５２度、５４度、５６度、５８度、６０度、６２度、６４度、６６度、６８度、７０度から選択された入射角、又は、１０から７０度の任意の他の整数若しくは非整数の入射角で光を発するように構成されてもよい。

一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８は、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２を皮膚１０２の画像に変換するように構成されてもよい。一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８は、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２を、赤チャンネル、青チャンネル、及び緑チャンネルのうちいずれか１つ又は複数における皮膚１０２の画像に変換するように構成されてもよい。一部の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８は、皮膚１０２の画像にフラットフィールド補正（ＦＦＣ）を適用するように構成されてもよい。他の実施形態では、図１及び２を参照して本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８は、画像にＦＦＣを適用することなく、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２を皮膚１０２の画像に変換するように構成されてもよい。

図においては例示されていないけれども、図１及び２を参照して先に記載した装置１００を含むシステムも提供される。一部の実施形態において、当該システムはまた、プロセッサを含んでもよい。プロセッサは、本明細書において記載される様々な機能を行うように、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、多数の方法で実装することができる。特定の実装形態において、プロセッサは、複数のソフトウェア及び／又はハードウェアモジュールを含んでもよく、各モジュールは、本明細書において記載される方法の個々又は複数のステップを行うように構成されるか、又は、それらを行うためのものである。プロセッサは、１つ以上のプロセッサ（１つ以上のマイクロプロセッサ、１つ以上のマルチコアプロセッサ、及び／又は１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等）、１つ以上のプロセッシングユニット、及び／又は１つ以上のコントローラ（１つ以上のマイクロコントローラ等）を含んでもよく、これらは、本明細書において記載される様々な機能を行うように（例えば、ソフトウェア又はコンピュータプログラムコードを使用して）構成又はプログラムすることができる。プロセッサは、一部の機能を行うための専用ハードウェア（例えば、増幅器、前置増幅器、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）、及び／又はデジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）等）と、他の機能を行うためのプロセッサ（例えば、１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、及び関連回路等）との組み合わせとして実装されてもよい。

一部の実施形態において、プロセッサは、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２に基づき、皮膚１０２の水和レベルを決定するように構成することができる。例えば、皮膚１０２の水和レベルは、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２の平均強度として決定されてもよい。一部の実施形態では、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２の平均強度は、皮膚１０２の画像から決定されてもよい。例えば、皮膚１０２からの検出された偏光１１４－１、１１４－２の平均強度は、皮膚１０２の画像内の画素の合計の平均として決定されてもよい。一部の実施形態では、皮膚１０２からの拡散光に対応する検出された偏光１１４－１、１１４－２のみを、平均強度の決定に使用することができる。一部の実施形態では、皮膚１０２からの拡散光に対応する検出された偏光１１４－１、１１４－２のこの平均強度を、皮膚１０２からの鏡面反射光に対応する検出された偏光１１４－１、１１４－２の決定された平均強度から導出された係数を使用して補正することができる。

図４（ａ）及び（ｂ）は、本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８によって皮膚１０２から検出された偏光１１４－１、１１４－２の平均強度を、３人の対象者Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４に対して基準装置を用いて得られた皮膚水和測定値の関数として例示している。より具体的には、図４（ａ）及び（ｂ）は、本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８によって皮膚１０２から検出された偏光１１４－１、１１４－２の平均強度を、それぞれ自然条件下及び強制水和条件下で３人の対象者Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４に対して基準装置を用いて得られた皮膚水和測定値の関数として例示している。基準装置はＣｏｒｎｅｏｍｅｔｅｒである。偏光１１４－１、１１４－２を検出するために使用した本明細書において記載される装置１００の設定は、第２の偏光方向１１６が、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に対して４５度の角度で方向づけられること、光源が、９７０ｎｍの波長で皮膚１０２を照射するために光を順次発するように構成された５つの発光素子１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５を含むこと、及び、発光素子がＬＥＤであることを含んだ。

図４（ａ）及び（ｂ）において決定係数（Ｒ^２）の値によって例示されているように、結果は、基準装置を用いて得られた皮膚水和測定値と、本明細書において記載される装置１００の光検出器１１８によって皮膚１０２から検出された偏光１１４－１、１１４－２の平均強度との良い相関関係を示している。

図５は、一実施形態による方法６００を例示した流れ図である。より具体的には、図５の方法６００は、図１及び２を参照して先に記載した装置１００の作動方法である。方法６００は、一般的に、先に記載したもの等のプロセッサによって又はプロセッサの制御下で行うことができる。

図５を参照すると、ブロック６０２において、光１０６－１、１０６－２が、光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５から発せられる。例えば、一部の実施形態において、プロセッサは、光１０６－１、１０６－２を発するために、光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５を制御することができる。図５のブロック６０４において、発せられた光１０６－１、１０６－２は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に偏光させられる。より具体的には、第１の偏光子１０８－１、１０８－２が、光源１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５から発せられた光１０６－１、１０６－２を第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に偏光させて、偏光１０６－１、１０６－２で皮膚１０２を照射する。

図５のブロック６０６において、皮膚１０２からの光１１４－１、１１４－２は、第２の偏光方向１１６に偏光させられる。より具体的には、第２の偏光子１１２は、皮膚１０２からの光１１４－１、１１４－２を第２の偏光方向１１６に偏光させる。先に記載したように、第２の偏光方向１１６は、第１の偏光方向１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４、１１０－５に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられる。図５のブロック６０８において、皮膚からの偏光が、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために検出される。より具体的には、光検出器１１８が、皮膚１０２の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚１０２からの偏光１１４－１、１１４－２を検出する。例えば、一部の実施形態において、プロセッサは、皮膚１０２の水和レベルを決定する際に使用するために、光検出器１１８を制御して、皮膚１０２からの偏光１１４－１、１１４－２を検出することができる。

本明細書において記載される装置の光検出器１１８によって検出された皮膚１０２からの偏光１１４－１、１１４－２は、ポイント測定値ではなく、皮膚水和に関する空間情報を提供することができる。例えば、一部の実施形態では、本明細書において記載される装置の光検出器１１８によって検出された皮膚１０２からの偏光１１４－１、１１４－２を、皮膚１０２の水和（例えば、水分又は水）プロファイル又はマップを測定する際に使用することができる。プロファイル又はマップは、皮膚１０２のデジタルプロファイル又はマップであり得る。これは、ユーザーが水和レベルを可視化し且つ定量化するのに有用であり得る。本明細書において記載される装置１００は、複雑なシステムのアップグレードを必要とすることなく、電流フェイススマートセンサプラットフォーム（ｃｕｒｒｅｎｔｆａｃｅｓｍａｒｔｓｅｎｓｏｒｐｌａｔｆｏｒｍｓ）に容易に統合することができる。

コンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラム製品も提供される。コンピュータ読み取り可能媒体は、その中に具現化されたコンピュータ読み取り可能コードを有する。コンピュータ読み取り可能コードは、適したコンピュータ又はプロセッサによる実行時に、コンピュータ又はプロセッサに本明細書において記載される方法を行わせるように構成される。コンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、コンピュータプログラム製品を保有することができる任意の実体又は装置であってもよい。例えば、コンピュータ読み取り可能媒体は、ＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ若しくは半導体ＲＯＭ等）又は磁気記録媒体（ハードディスク等）等のデータ記憶装置を含んでもよい。さらに、コンピュータ読み取り可能媒体は、電気又は光信号等の伝送可能キャリアであってもよく、これは、電気若しくは光ケーブルを介して、又は、無線若しくは他の手段によって伝えることができる。コンピュータプログラム製品がそのような信号で具現化される場合、コンピュータ読み取り可能媒体は、そのようなケーブル又は他の装置若しくは手段によって構築することができる。或いは、コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータプログラム製品が埋め込まれた集積回路であってもよく、集積回路は、本明細書において記載される方法を行うように適応するか又はその実行において使用される。

従って、本明細書では、既存の技術に関連する限界に取り組む装置１００、システム、方法６００、及びコンピュータプログラム製品が提供される。従って、皮膚１０２の水和レベルを決定する際に使用するための改善された装置１００、システム、方法６００、及びコンピュータプログラム製品が提供される。皮膚１０２の水和レベルを使用して、皮膚の外観及び皮膚の健康を決定（又は評価）することができる。皮膚１０２の水和レベルはまた、皮膚において誘発されるそれらの保湿効果に従って異なる水和生成物を分類し、局所適用によって誘発される分子濃度又は濃度プロファイルの変化をモニターし、さらに、他のタイプの水和剤を特定するために使用されてもよい。
開示された実施形態に対する変更は、本明細書において記載される原理及び技術を実行する際に、図面、明細書、及び付随の特許請求の範囲の調査から当業者により理解する及びもたらすことができる。特許請求の範囲において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞はその複数形を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲において列挙されたいくつかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が互いに異なる従属項において記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを役立つよう使用することができないと示しているわけではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくはその一部として供給される、光記憶媒体又は固体記憶媒体等、適した媒体上に記憶又は分散させてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の通信システムを介して等、他の形状で分散させてもよい。特許請求の範囲におけるいかなる参照番号も、その範囲を限定するとして解釈されるべきではない。

本開示は、皮膚の水和レベルを決定するためのシステム、並びに当該システムの作動方法に関する。

特許文献１は、より低い波長を利用するセンサを含むシステムの一例を開示している。しかし、システムのコスト及び複雑さは他の技術と比較して大きく、さらに、システムは、プロービング深さが最適な角質層の厚さに関連してしないため、必ずしも、皮膚水和の測定に対する正確な結果を提供するわけではない。
米国特許出願公開第２０１５／０２２３７４９号（Ａ１）は、皮膚状態評価方法を提案しており、この方法においては、１つ以上のＬＥＤを含む光源が、皮膚に光を照射し、光検出器が、皮膚を介して発せられた光を受け、さらに、皮膚内に分布されている成分の量が、受けた光から得られることに留意されたい。
米国特許出願公開第２０１５／０３７４２７６号（Ａ１）は、組織を実質的に貫くことができる既知の波長スペクトルを有する光で組織を照射することによって生物学的組織の一部を特徴づけるためのシステムを開示していることにさらに留意されたい。このシステムは、少なくとも２つの識別できる偏光成分に対するハイパースペクトル範囲の波長にわたる既知の測定ウィンドウ上の照射に応答して組織から送られた照射光の強度を測定するように開示されている。
欧州特許出願公開第３０７０４５７号（Ａ１）は、散乱体に規定の偏光方向の光を投げかける照射ユニット、複数の異なる偏光角度において散乱体を撮像するカメラ、及び、散乱体の内側の内層画像を生成及び出力するように構成されたプロセッサを有する装置を開示していることにさらに留意されたい。

従って、第１の態様によると、皮膚の水和レベルを決定するためのシステムが提供される。当該システムは装置を含む。当該装置は、皮膚を照射するために光を発するように構成された光源と、光源から発せられた光を第１の偏光方向に偏光させて、偏光で皮膚を照射するように配置された第１の偏光子とを含む。当該装置は、皮膚からの光を第２の偏光方向に偏光させるように配置された第２の偏光子も含む。第２の偏光方向は、第１の偏光方向に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられる。当該装置は、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚からの偏光を検出するように構成された光検出器も含む。光検出器は、皮膚からの検出された偏光を、緑チャンネルの皮膚の画像に変換するように構成される。当該システムは、皮膚からの検出された偏光に基づき皮膚の水和レベルを決定するように構成されたプロセッサをさらに含む。

第２の態様によると、先に記載したシステムの作動方法が提供される。

当該方法は、光源から光を発するステップと、発せられた光を第１の偏光方向に偏光させるステップと、皮膚からの光を第２の偏光方向に偏光させるステップと、皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、皮膚からの偏光を検出するステップとを含む。

第３の態様によると、コンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータ読み取り可能媒体は、その中に具現化されたコンピュータ読み取り可能コードを有する。コンピュータ読み取り可能コードは、適したコンピュータ又はプロセッサによって実行されると、コンピュータ又はプロセッサに、先に記載した方法を行わせるように構成される。

Claims

皮膚の水和レベルを決定する際に使用するための装置であって、
皮膚を照射するために光を発するように構成された光源と、
前記光源から発せられた光を第１の偏光方向に偏光させて、偏光で前記皮膚を照射するように配置された第１の偏光子と、
前記皮膚からの光を第２の偏光方向に偏光させるように配置された第２の偏光子であり、前記第２の偏光方向は、前記第１の偏光方向に対して３０から６０度の範囲の角度で方向づけられている、第２の偏光子と、
前記皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、前記皮膚からの前記偏光を検出するように構成された光検出器と、
を含む装置。
前記第２の偏光方向は、前記第１の偏光方向に対して４０から５０度の範囲の角度で方向づけられている、請求項１に記載の装置。
前記第２の偏光方向は、前記第１の偏光方向に対して４５度の角度で方向づけられている、請求項２に記載の装置。
前記光源は、近赤外光を発するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
前記光源は、７５０から１５５０ｎｍの範囲の波長を有する近赤外光を発するように構成されている、請求項４に記載の装置。
前記光源は、９５０から１０００ｎｍ、１１５０から１２５０ｎｍ、又は１４００から１５００ｎｍの範囲の波長を有する近赤外光を発するように構成されている、請求項５に記載の装置。
前記光源は、複数の発光素子を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
前記光源は、少なくとも３つの発光素子を含む、請求項７に記載の装置。
前記複数の発光素子は、順次光を発するように構成されている、請求項７又は８に記載の装置。
前記光源は、１０から７０度の範囲の入射角で光を発するように構成されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
前記光源は、２２度の入射角で光を発するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
前記光検出器は、前記皮膚からの検出された偏光を緑チャンネルの前記皮膚の画像に変換するように構成されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
皮膚の水和レベルを決定するためのシステムであって、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置と、
前記皮膚からの検出された偏光に基づき、前記皮膚の水和レベルを決定するように構成されたプロセッサと、
を含むシステム。
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の装置の作動方法であって、
前記光源から光を発するステップと、
発せられた光を前記第１の偏光方向に偏光させるステップと、
前記皮膚からの光を前記第２の偏光方向に偏光させるステップと、
前記皮膚の水和レベルを決定する際に使用するために、前記皮膚からの偏光を検出するステップと、
を含む作動方法。
コンピュータ読み取り可能コードを有するコンピュータプログラムであって、前記コンピュータ読み取り可能コードは、コンピュータ又はプロセッサによって実行されるときに、前記コンピュータ又はプロセッサに請求項１４に記載の方法に従って前記装置を作動させるように構成されている、コンピュータプログラム。