JP2023000902A - Skin condition evaluation method - Google Patents

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Shiro Mukae
有紀 上田
Arinori Ueda
祐輔 原
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Abstract

To provide a skin condition evaluation method based on simple and speedy measurement of an intra-skin tissue.SOLUTION: The method constructs three-dimensional image data in the depth direction and the in-plane direction of a skin from a reflection wave of an ultrasonic wave applied to the skin, identifies the position of a basal membrane from the three-dimensional image data, determines a range from the basal membrane to a predetermined depth as an evaluation space, and quantifies the density or fibrous state of collagen in the evaluation space.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、肌状態の評価方法に関し、特に、超音波による皮膚内部のコラーゲン状態の評価に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a skin condition evaluation method, and more particularly to evaluation of the collagen condition inside the skin using ultrasound.

コラーゲンはタンパク質の一種であり、生体組織の柔軟性や弾力性に関与する。特に、皮膚に含まれるコラーゲンは、肌のハリや強さに大きく影響する。皮膚のうち、表皮層の直下にある真皮層では、その70~80%がコラーゲン線維で形成されている。コラーゲン線維は、コラーゲン分子の規則的な配列が束状に集まったものである。コラーゲン線維が細く脆いと、しわ、たるみなどの外観上の変化となって表れる。コラーゲン分布量が多いと、皮膚にハリと強度がある。皮膚のコラーゲン状態を正しく保つことで、若く健康な肌を維持することができる。 Collagen is a kind of protein and is involved in the flexibility and elasticity of living tissue. In particular, collagen contained in the skin greatly affects the firmness and strength of the skin. In the skin, 70 to 80% of the dermal layer, which is directly under the epidermal layer, is composed of collagen fibers. Collagen fibers are bundles of regular arrangements of collagen molecules. When collagen fibers are thin and fragile, they appear as changes in appearance such as wrinkles and sagging. When the amount of collagen distribution is large, the skin has firmness and strength. Maintaining the correct level of collagen in your skin can help keep your skin young and healthy.

皮膚内部に超短パルス光を照射して発生した第2高調波(SHG光)を検出し、SHG光画像に基づいて皮膚内部のコラーゲンの粗密を定量化する方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。一方、皮膚等の薄い層構造に超音波を照射し、物性の異なる組織境界からの反射波から音響インピーダンスを計算して、層の界面または厚さを推定する方法が提案されている(たとえば、特許文献2及び3参照)。 A method of detecting the second harmonic (SHG light) generated by irradiating the inside of the skin with ultrashort pulse light and quantifying the density of collagen in the skin based on the SHG light image has been proposed (for example, See Patent Document 1). On the other hand, a method of estimating the layer interface or thickness by irradiating a thin layer structure such as skin with ultrasonic waves and calculating the acoustic impedance from the reflected wave from the tissue boundary with different physical properties has been proposed (for example, See Patent Documents 2 and 3).

特許第5707226号公報Japanese Patent No. 5707226 特許第6361001号公報Japanese Patent No. 6361001 特開2020-174856号公報JP 2020-174856 A

SHG顕微鏡を用いた測定は、高分解能で皮膚内部のコラーゲン線維を可視化することができるが、システム構成が大掛かりであり、測定と解析に時間がかかる。音響顕微鏡を用いる手法は、SHG顕微鏡と同程度の超高分解能のイメージングはできないが、簡易かつ短時間の測定と解析が可能である。上述した特許文献2は、皮膚の深さ方向の画像の構築を目的としており、特定の層に含まれる生体組織の分析、評価はできていない。特許文献3は、反射波の音響インピーダンスを2回微分して得られる変曲点から、角層の位置または厚さを推定しているが、角層よりも内部の層に含まれる生体組織の分析、評価は実現されていない。 Measurement using an SHG microscope can visualize collagen fibers inside the skin with high resolution, but the system configuration is large and it takes time for measurement and analysis. A method using an acoustic microscope cannot perform imaging with a super-high resolution comparable to that of an SHG microscope, but it is capable of simple and short-time measurement and analysis. The above-described Patent Document 2 aims at constructing an image of the skin in the depth direction, and cannot analyze and evaluate the living tissue contained in a specific layer. Patent Document 3 estimates the position or thickness of the stratum corneum from the point of inflection obtained by differentiating the acoustic impedance of the reflected wave twice. Analysis and evaluation have not been realized.

本発明のひとつの側面として、簡易で迅速な皮膚内部組織の測定に基づく肌状態の評価方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a skin condition evaluation method based on simple and rapid measurement of internal skin tissue.

本発明の一態様において、肌状態の評価方法は、
皮膚に超音波を照射して反射波を測定し、
前記反射波の強度から、前記皮膚の深さ方向、及び面内方向の3次元画像データを構築し、
前記3次元画像データから基底膜の位置を特定して、前記基底膜から所定の深さまでの範囲を評価空間と決定し、
前記評価空間におけるコラーゲンの密度または線維状態を評価する。
In one aspect of the present invention, the skin condition evaluation method comprises:
Ultrasound is applied to the skin and the reflected wave is measured,
constructing three-dimensional image data in the depth direction and in-plane direction of the skin from the intensity of the reflected wave;
identifying the position of the basement membrane from the three-dimensional image data and determining a range from the basement membrane to a predetermined depth as an evaluation space;
The density or fiber state of collagen in the evaluation space is evaluated.

簡易で迅速な皮膚の内部組織の測定に基づく肌状態の評価方法が実現される。 A skin condition evaluation method based on simple and rapid measurement of the internal tissue of the skin is realized.

測定対象の皮膚の形態を説明する図である。It is a figure explaining the form of the skin of a measuring object. 肌状態の評価方法の基本動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing basic operations of a skin condition evaluation method; 超音波の照射と反射波の取得を説明する図である。It is a figure explaining irradiation of an ultrasonic wave and acquisition of a reflected wave. 反射波の強度分布から生成されたx-z面の画像データの一例である。It is an example of xz-plane image data generated from the intensity distribution of reflected waves. 基底膜の特定を説明する図である。It is a figure explaining specification of a basement membrane. 3次元データに基づくコラーゲン状態の定量化を説明する図である。It is a figure explaining quantification of a collagen state based on three-dimensional data. コラーゲン分布量の定量化を説明する図である。It is a figure explaining quantification of collagen distribution amount. コラーゲン分布量の定量化のフローチャートである。1 is a flow chart of quantification of collagen distribution amount. コラーゲン分布量と年齢の関係をプロットした図である。It is the figure which plotted the relationship between collagen distribution amount and age. コラーゲン線維の強さ(または太さ)の定量化のフローチャートである。1 is a flow chart for quantification of collagen fiber strength (or thickness). パワースペクトルの一次元空間周波数分布の取得を説明する図である。It is a figure explaining acquisition of the one-dimensional spatial frequency distribution of a power spectrum. パワースペクトルの指数関数へのフィッティングを説明する図である。It is a figure explaining the fitting to the exponential function of a power spectrum. コラーゲン線維の強さを表す指標と年齢の関係をプロットした図である。FIG. 4 is a diagram plotting the relationship between an index representing the strength of collagen fibers and age. 音響顕微鏡を用いた実施形態の測定結果をSHG顕微鏡による測定結果と比較して示す図である。FIG. 10 is a diagram showing measurement results of an embodiment using an acoustic microscope in comparison with measurement results using an SHG microscope; 定量化された指標に基づく肌状態評価の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of skin condition evaluation based on the quantified index.

以下で、図面を参照して、肌状態評価の具体的な手法を説明する。実施形態では、皮膚に超音波を照射して得られる反射波から3次元画像データを構築して、コラーゲンに関する情報を抽出する。超音波の照射と反射波の測定は、一般的な音響インピーダンス顕微鏡を使用して行われる。実施形態では、コラーゲンに関する情報の一例として、コラーゲンの分布量と、コラーゲン線維の強さ(太さ)を定量化する。 A specific method for skin condition evaluation will be described below with reference to the drawings. In the embodiment, three-dimensional image data is constructed from reflected waves obtained by irradiating the skin with ultrasonic waves, and information on collagen is extracted. Irradiation of ultrasonic waves and measurement of reflected waves are performed using a general acoustic impedance microscope. In the embodiment, the distribution amount of collagen and the strength (thickness) of collagen fibers are quantified as an example of information about collagen.

図1は、測定対象となる皮膚の形態を説明する図である。皮膚は外側から順に、表皮、真皮、皮下組織の3層構造をもつ。表皮の最表層に、厚さ20μm程度の角層があり、角層の下に表皮層がある。真皮は、表皮と皮下組織の間にあり、主要な構成成分であるコラーゲン線維の他に、ヒアルロン酸などのグリコサミノグリカン等が含まれている。真皮層は、ハリ、弾性、水分保有などの機能を果たすことで、皮膚の機械的特性と形態的特性を維持する。実施形態では、皮膚の表面から300μm程度の深さまで超音波測定する。測定結果を解析して、表皮よりも深い真皮層において主要構成成分であるコラーゲンの密度(分布量)またはコラーゲン線維の強さを定量化する。皮膚内部のコラーゲン状態を多角的に定量化することで、肌状態の客観的な評価が高い精度で可能になる。 FIG. 1 is a diagram for explaining the morphology of the skin to be measured. The skin has a three-layer structure of epidermis, dermis, and subcutaneous tissue from the outside. The stratum corneum having a thickness of about 20 μm is the outermost layer of the epidermis, and the epidermis layer is located below the stratum corneum. The dermis is located between the epidermis and the subcutaneous tissue, and contains glycosaminoglycans such as hyaluronic acid in addition to collagen fibers, which are the major constituents. The dermis layer maintains the mechanical and morphological properties of the skin by performing functions such as firmness, elasticity and water retention. In an embodiment, ultrasonic measurement is performed from the surface of the skin to a depth of about 300 μm. The measurement results are analyzed to quantify the density (distribution amount) of collagen, which is a major component in the dermis layer deeper than the epidermis, or the strength of collagen fibers. Multifaceted quantification of the collagen state inside the skin enables objective evaluation of the skin state with high accuracy.

超音波を利用するのは、SHG顕微鏡と比較して測定時間と解析時間が短く、汎用の音響顕微鏡で測定が可能だからである。後述するように、測定対象者の皮膚の所定領域を超音波で走査し、皮膚内部からの反射波に基づいてコラーゲン状態を特定して、SHG顕微鏡による測定結果と一致した測定結果を得る。 Ultrasonic waves are used because the measurement time and analysis time are shorter than those of the SHG microscope, and the measurement can be performed with a general-purpose acoustic microscope. As will be described later, a predetermined area of the subject's skin is scanned with ultrasonic waves, and the state of collagen is specified based on the reflected waves from the inside of the skin to obtain measurement results that match those of the SHG microscope.

図2は、実施形態の肌状態の評価方法の基本動作を示すフローチャートである。まず、測定対象者の皮膚に超音波を照射して反射波を測定する(S1)。測定対象者の皮膚の一例として、頬の皮膚を測定する。対象者の頬に、音響顕微鏡のプローブ先端の音響窓を押しあてて測定してもよいし、固定の測定プレート上に頬を押し当てた状態で測定してもよい。皮膚表面の微細な凹凸と、プローブの音響窓または測定プレートとの間の隙間を埋めるために、水、ゲル等のカプラントを頬に塗った状態で測定するのが望ましい。 FIG. 2 is a flow chart showing the basic operation of the skin condition evaluation method of the embodiment. First, ultrasonic waves are applied to the skin of a person to be measured, and reflected waves are measured (S1). As an example of the skin of the person to be measured, cheek skin is measured. The measurement may be performed by pressing the acoustic window at the tip of the probe of the acoustic microscope against the subject's cheek, or by pressing the subject's cheek against a fixed measurement plate. It is desirable to apply couplant such as water or gel to the cheeks to fill in the gaps between the fine unevenness of the skin surface and the probe's acoustic window or measurement plate.

図3は、超音波の照射と反射波の取得を説明する図である。20~320MHz程度の超音波パルスを生体内に送ると、物性が異なる組織界面からの反射波を得ることができる。皮膚の表面をx-y面、深さ方向をz方向とする。皮膚表面から生体内に送られた超音波は、カプラントと皮膚の界面、角層と表皮層の界面、表皮と真皮の界面等で反射されて、反射波が得られる。 FIG. 3 is a diagram for explaining irradiation of ultrasonic waves and acquisition of reflected waves. When ultrasonic pulses of about 20 to 320 MHz are sent into the body, reflected waves from tissue interfaces with different physical properties can be obtained. Let the surface of the skin be the xy plane and the depth direction be the z direction. Ultrasonic waves transmitted from the skin surface into the living body are reflected at the interface between the couplant and the skin, the interface between the stratum corneum and the epidermis, the interface between the epidermis and the dermis, and the like to obtain reflected waves.

音響顕微鏡はパーソナルコンピュータ(PC)に接続されている。超音波を頬に対して2次元走査して得られる反射波は、プローブの内部または測定プレートの直下に設けられた受信器で受信され、電気信号に変換されてPCに入力される。PCにて、反射波をフーリエ変換し、フーリエ変換後の反射信号から音響インピーダンスを計算する。皮膚内部の組織界面からの音響インピーダンスの抽出精度を高めるため、測定プレート、カプラント等の参照物質からの参照波形と、組織界面からの反射波との相互相関の最大値をとってもよい。相互相関の最大をとることで、反射波に対する皮膚内部からの干渉や、皮膚表面の凹凸の影響を低減して、精度良く音響インピーダンスを求めることができる。 The acoustic microscope is connected to a personal computer (PC). Reflected waves obtained by two-dimensionally scanning the cheek with ultrasonic waves are received by a receiver provided inside the probe or directly under the measurement plate, converted to electrical signals, and input to the PC. A PC Fourier-transforms the reflected wave, and calculates the acoustic impedance from the Fourier-transformed reflected signal. To increase the accuracy of extracting the acoustic impedance from the tissue interface inside the skin, the maximum value of the cross-correlation between the reference waveform from a reference material such as a measuring plate, couplant, etc. and the reflected wave from the tissue interface may be taken. By maximizing the cross-correlation, it is possible to reduce the interference of the reflected wave from inside the skin and the influence of unevenness on the skin surface, and obtain the acoustic impedance with high accuracy.

図2に戻って、反射波の信号強度もしくは音響インピーダンスから、3次元画像データを構築する(S2)。3次元とは、図3に示したように、皮膚表面と平行なx-y面内と、皮膚の深さ方向(z方向)の3軸である。x-y面内の反射波は、超音波を皮膚に対して2次元走査することで得られる。深さ方向のデータは、反射波の波形、および音響インピーダンスのz方向の強度プロファイルで得られる。信号強度もしくは音響インピーダンスの強度を3次元にマッピングすることで、3次元画像データが得られる。 Returning to FIG. 2, three-dimensional image data is constructed from the signal intensity or acoustic impedance of the reflected wave (S2). The three dimensions are, as shown in FIG. 3, the xy plane parallel to the skin surface and the depth direction (z direction) of the skin. Reflected waves in the xy plane are obtained by two-dimensionally scanning the skin with ultrasonic waves. Data in the depth direction are obtained from the waveform of the reflected wave and the z-direction intensity profile of the acoustic impedance. Three-dimensional image data can be obtained by three-dimensionally mapping the signal intensity or the intensity of the acoustic impedance.

一例として、2.4×2.4mmの領域で、皮膚表面から300μmの深さまでの範囲で、45000の反射波から3次元データを構築する。ピクセル単位にすると、(x,y,z)=(300,150,200)ピクセルである。分解能は、(Δx,Δy,Δz)=(8,16,15)μmである。 As an example, we construct three-dimensional data from 45000 reflected waves over an area of 2.4×2.4 mm 2 and ranging from the skin surface to a depth of 300 μm. In pixel units, (x, y, z) = (300, 150, 200) pixels. The resolution is (Δx, Δy, Δz)=(8, 16, 15) μm.

図4は、構築した3次元画像データにおけるx-z面の画像の一例を示す。x方向に走査した超音波の反射波の信号強度を、濃淡データとしてx-z面内のピクセルにマッピングしたものである。この画像データのうち、細かい波模様を形成する画像領域Aが、コラーゲンの存在を示す。超音波の一部がコラーゲン線維で反射されることで、反射波の強度を濃淡にマッピングした画像データ上に細かい波模様が現れる。模様のない平坦な領域Bは、反射信号がほとんど得られない領域、すなわち、コラーゲン線維の存在が少ない領域である。 FIG. 4 shows an example of an xz-plane image in constructed three-dimensional image data. The signal intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave scanned in the x direction is mapped to pixels in the xz plane as grayscale data. In this image data, the image area A forming a fine wave pattern indicates the presence of collagen. Part of the ultrasonic wave is reflected by the collagen fibers, and a fine wave pattern appears on the image data in which the intensity of the reflected wave is mapped in gradation. A flat area B without a pattern is an area in which almost no reflected signal is obtained, that is, an area in which there are few collagen fibers.

図2に戻って、3次元画像データから基底膜の位置を特定し、基底膜から所定の深さまでの範囲を評価空間として決定する(S3)。基底膜は、表皮と真皮の間に位置し、細胞外マトリクス分子で形成された薄い膜状の構造体である。実施形態の肌状態の評価では、基底膜直下、すなわち、真皮上層に存在する線維性のコラーゲンを評価する。通常の皮膚内部のコラーゲン評価では、皮膚の最表面から所定の深さまで、とあらかじめ設定された深さで測定が行われている。これに対し、実施形態では、基底膜から所定の深さを評価空間とする。基底膜の位置、すなわち表皮の厚さは測定対象者や年齢によってばらつき、また、コラーゲン線維を形成するI型コラーゲンは基底膜直下に存在することから、基底膜を基準として評価空間を設定する。 Returning to FIG. 2, the position of the basement membrane is specified from the three-dimensional image data, and the range from the basement membrane to a predetermined depth is determined as the evaluation space (S3). The basement membrane is located between the epidermis and dermis and is a thin membranous structure made up of extracellular matrix molecules. In the evaluation of the skin condition of the embodiment, the fibrous collagen present directly under the basement membrane, that is, in the upper dermis is evaluated. In normal evaluation of collagen inside the skin, measurement is performed at a predetermined depth from the outermost surface of the skin to a predetermined depth. On the other hand, in the embodiment, the evaluation space is defined as a predetermined depth from the basement membrane. The position of the basement membrane, that is, the thickness of the epidermis, varies depending on the measurement subject and age, and type I collagen, which forms collagen fibers, exists directly under the basement membrane.

図5は、基底膜の特定を説明する図である。基底膜の位置は、特許文献3に記載されるように、2回微分の手法で特定してもよい。ただし、基底膜からの反射波は、角層と表皮層の界面から得られる反射波と比較して小さいため、2回微分の方法で基底膜を特定するのが困難な場合がある。一つの方法として、反射波を1回微分した波形から基底膜を特定する。 FIG. 5 is a diagram for explaining identification of the basement membrane. The position of the basement membrane may be identified by a second derivative technique, as described in US Pat. However, since the reflected wave from the basement membrane is smaller than the reflected wave obtained from the interface between the stratum corneum and the epidermis, it may be difficult to identify the basement membrane by the method of second differentiation. As one method, the basilar membrane is specified from the waveform obtained by differentiating the reflected wave once.

基底膜にもコラーゲンは含まれるが、基底膜に含まれるコラーゲンは、真皮を形成する線維性のI型コラーゲンと異なり、非線維性のIV型コラーゲンである。物性の異なる基底膜と真皮の界面では、音響インピーダンスが増加する方向へ変化する。反射波を1回微分した強度プロファイルにおける2つ目のピークを、基底膜の位置と特定してもよい。一つ目のピークは、カプラントと角層との界面位置を示す。 Although the basement membrane also contains collagen, the collagen contained in the basement membrane is non-fibrous type IV collagen, unlike the fibrous type I collagen that forms the dermis. At the interface between the basement membrane and the dermis, which have different physical properties, the acoustic impedance changes in the direction of increasing. The second peak in the intensity profile obtained by differentiating the reflected wave once may be identified as the position of the basilar membrane. The first peak indicates the position of the interface between the couplant and the stratum corneum.

あるいは、ステップS2で生成した3次元画像データに基づいて、基底膜の位置を特定してもよい。S2で生成した3次元画像データに、一次微分フィルタによるエッジ検出等のフィルタリング処理を施して、画像内の波状の縞模様を抽出する。このエッジ検出で、信号のない領域、あるいは信号変化が所定のレベル以下の領域が除去される。 Alternatively, the position of the basement membrane may be specified based on the three-dimensional image data generated in step S2. The three-dimensional image data generated in S2 is subjected to filtering processing such as edge detection using a primary differential filter to extract a wavy striped pattern in the image. This edge detection removes areas where there is no signal or where the signal change is below a predetermined level.

図5は、フィルタリング処理後の画像データである。x-z面内で、信号変化の小さい領域が白抜きされ、波状の縞模様のパターンが残る。フィルタリング処理後の画像で、測定面と平行に走る信号のない大きなうねりは、表皮層を表す。除去されずに残った縞模様のパターンは、コラーゲン線維の存在を示す。エッジ検出後のデータで、除去された表皮層を表す領域から深さ方向に輝度(信号強度)をたどり、最初に輝度のピークが現れる深さ位置を、基底膜の位置とする。エッジ検出と深さ方向の輝度ピークの検出は、汎用の画像処理ソフトウエアおよびPython等のプログラミング言語をベースにしたソフトウェア・パッケージで実施可能である。基底膜から所定の深さまでの範囲、たとえば基底膜直下の40~120μmの空間を評価空間とする。 FIG. 5 shows image data after filtering. In the xz plane, areas with small signal variations are hollowed out, leaving a wavy striped pattern. Large signal-free undulations running parallel to the plane of measurement in the filtered image represent epidermal layers. The striped pattern left unremoved indicates the presence of collagen fibers. In the data after edge detection, the luminance (signal intensity) is traced in the depth direction from the region representing the removed epidermal layer, and the depth position where the first luminance peak appears is defined as the position of the basement membrane. Edge detection and detection of luminance peaks in the depth direction can be performed with general-purpose image processing software and software packages based on programming languages such as Python. A range from the basement membrane to a predetermined depth, for example, a space of 40 to 120 μm just below the basement membrane is used as an evaluation space.

図2に戻って、評価空間におけるコラーゲンの状態を測定、評価する(S4)。コラーゲン状態の測定、評価には、コラーゲン状態の定量化が含まれる。 Returning to FIG. 2, the state of collagen in the evaluation space is measured and evaluated (S4). Measurement and evaluation of collagen status includes quantification of collagen status.

図6は、3次元データに基づくコラーゲン状態の定量化を説明する図である。ステップS2で生成した3次元画像データから、コラーゲンが存在する領域を特定する。ステップS3のように、3次元データに画像処理を施して基底膜の位置を特定し、基底膜直下の所定の範囲を評価空間とする。評価空間内のコラーゲンの状態を特徴付けする。コラーゲン状態の特徴量として、コラーゲンの分布量、コラーゲン線維の強さ(太さ)などを定量化する。 FIG. 6 is a diagram explaining the quantification of the collagen state based on three-dimensional data. A region in which collagen exists is specified from the three-dimensional image data generated in step S2. As in step S3, image processing is performed on the three-dimensional data to identify the position of the basement membrane, and a predetermined range immediately below the basement membrane is defined as an evaluation space. Characterize the state of the collagen in the evaluation space. As features of the collagen state, the amount of collagen distribution, the strength (thickness) of collagen fibers, and the like are quantified.

一般に、コラーゲンの分布量が多い方が肌にハリがある。また、コラーゲン線維が太く集まっているほうが、肌に剛性がある。以下で、コラーゲン分布量とコラーゲン線維の強さの具体的な定量化の手法を説明する。 In general, the more collagen distribution, the firmer the skin. In addition, the thicker the collagen fibers, the more rigid the skin. Specific methods for quantifying the distribution amount of collagen and the strength of collagen fibers will be described below.

<コラーゲンの分布量の定量化>
図7は、コラーゲン分布量の定量化を説明する図である。コラーゲンの分布量を表す指標として、体積充填率(VFF:Volume Filling Factor)を用いる。VFFは、評価空間内の全ピクセル数に対する、コラーゲンが占めるピクセル数の比である。評価空間のどの部分をコラーゲンが占めるかは、図5のように画像処理した3次元データから求めることができる。
<Quantification of distribution amount of collagen>
FIG. 7 is a diagram illustrating quantification of collagen distribution amount. A volume filling factor (VFF) is used as an index representing the amount of collagen distribution. VFF is the ratio of the number of pixels occupied by collagen to the total number of pixels in the evaluation space. Which part of the evaluation space is occupied by collagen can be obtained from three-dimensional data image-processed as shown in FIG.

基底膜直下の評価空間、すなわちVFFの計算体積として、基底膜直下の80±40μmの範囲を設定する。一例として、評価空間はピクセル単位で(x,y,z)=(300,150,50)とすると、評価空間のピクセル総数は、2,250,000である。この中で、フィルタリング処理で除去されずに残ったピクセルを、コラーゲンのピクセルとしてカウントする。これにより、一定体積中のコラーゲンの割合が求められる。 A range of 80±40 μm just below the basement membrane is set as the evaluation space just below the basement membrane, that is, the calculation volume of VFF. As an example, if the evaluation space is (x,y,z)=(300,150,50) in pixels, then the total number of pixels in the evaluation space is 2,250,000. Among them, the remaining pixels that have not been removed by the filtering process are counted as collagen pixels. Thereby, the proportion of collagen in a given volume is obtained.

図8は、コラーゲン分布量の定量化のフローチャートである。3次元画像データから特定パターンを抽出する(S11)。特定パターンは、この例では、コラーゲン線維を示す波状のパターンである。 FIG. 8 is a flowchart of quantification of collagen distribution. A specific pattern is extracted from the three-dimensional image data (S11). The particular pattern, in this example, is a wavy pattern indicative of collagen fibers.

評価空間内の総ピクセル数に対する特定パターンに含まれるピクセル数の割合を、コラーゲンの分布量として算出する(S12)。算出された分布量を用いて肌状態を評価するために、基準データを用意しておく(S13)。基準データとして、年齢別のコラーゲンの平均分布量を取得しておいてもよい。測定されたコラーゲン分布量を、年齢別のコラーゲンの平均分布量と比較することで、肌状態が実年齢よりも若い、老けている、同世代の平均的な状態である、等を評価することができる。 A ratio of the number of pixels included in the specific pattern to the total number of pixels in the evaluation space is calculated as the distribution amount of collagen (S12). Reference data is prepared in order to evaluate the skin condition using the calculated distribution amount (S13). As reference data, the average distribution amount of collagen by age may be acquired. By comparing the measured collagen distribution amount with the average distribution amount of collagen by age, the skin condition is younger than the actual age, aged, average condition of the same generation, etc. can be evaluated. can be done.

図9は、コラーゲン分布量と年齢の関係をプロットした図である。20歳から69歳までの84名の男女を測定し、各人の測定結果から計算したVFFを年齢に対応づけてプロットしている。測定部位はすべて頬であり、同じ音波顕微鏡を用いて反射波測定を行い、上述した画像処理後のデータに基づいて基底膜を特定し、同じサイズの評価空間でVFFを計算している。 FIG. 9 is a diagram plotting the relationship between collagen distribution amount and age. 84 men and women aged 20 to 69 were measured, and the VFF calculated from the measurement results of each person was plotted in association with age. All measurement sites were cheeks, reflected waves were measured using the same sonic microscope, the basement membrane was identified based on the data after the image processing described above, and VFF was calculated in the same size evaluation space.

図9から、年齢とVFFの間には中程度の逆相関があり、加齢とともにコラーゲン分布量が小さくなることがわかる。この図で、相関係数rは、-0.459±0.005、相関係数のp値、すなわち、相関がないのに偶然または誤って相関係数rが-0.459±0.005になる確率は0.001(0.1%)未満である。 From FIG. 9, it can be seen that there is a moderate inverse correlation between age and VFF, and that collagen distribution decreases with age. In this figure, the correlation coefficient r is −0.459±0.005, and the p-value of the correlation coefficient, ie, the correlation coefficient r is −0.459±0.005 by chance or mistake in the absence of correlation. is less than 0.001 (0.1%).

コラーゲンの状態をコラーゲン分布量として定量化することで、肌状態を客観的に評価することができる。なお、図8のフローのステップS13は、S11の前に実施しておいてもよい。 The skin condition can be objectively evaluated by quantifying the collagen condition as the collagen distribution amount. Note that step S13 in the flow of FIG. 8 may be performed before step S11.

<コラーゲン線維の強さ>
もうひとつの評価指標として、コラーゲン線維の強さ(または太さ)を定量化する。コラーゲン線維が太く、大きな束である場合、コラーゲン線維は強いと評価できる。コラーゲン線維が細く、脆い場合、コラーゲン線維が弱っていると評価できる。コラーゲン線維の強さをどのように定量化するかがひとつの課題である。
<Strength of collagen fibers>
Another evaluation index is to quantify the strength (or thickness) of collagen fibers. If the collagen fibers are thick and in large bundles, the collagen fibers can be evaluated as strong. When the collagen fibers are thin and fragile, it can be evaluated that the collagen fibers are weak. One challenge is how to quantify the strength of collagen fibers.

図10は、コラーゲン線維の強さ(または太さ)の定量化のフローチャートである。まず、評価空間内のパワースペクトルP(k)の1次元空間周波数分布を求める(S21)。パワースペクトルP(k)の1次元空間周波数分布は、たとえば強化空間内の所定の深さでの面内強度分布をフーリエ変換して得られる。より具体的には、図6に示す3次元画像データのうち、評価空間内のx-y面内の強度分布をフーリエ変換して、まず、2次元の空間周波数データに変換する。 FIG. 10 is a flowchart for quantification of collagen fiber strength (or thickness). First, the one-dimensional spatial frequency distribution of the power spectrum P(k) in the evaluation space is obtained (S21). The one-dimensional spatial frequency distribution of the power spectrum P(k) is obtained, for example, by Fourier transforming the in-plane intensity distribution at a predetermined depth in the enhancement space. More specifically, among the three-dimensional image data shown in FIG. 6, the intensity distribution in the xy plane in the evaluation space is subjected to Fourier transform to first transform into two-dimensional spatial frequency data.

図11は、2次元空間周波数データからパワースペクトルの1次元空間周波数分布の取得を説明する図である。横軸はx方向の空間周波数k、縦軸はy方向の空間周波数kである。右側のインジケータは、2次元周波数空間でのパワースペクトルPの対数である。 FIG. 11 is a diagram illustrating acquisition of a one-dimensional spatial frequency distribution of a power spectrum from two-dimensional spatial frequency data. The horizontal axis is the spatial frequency k x in the x direction, and the vertical axis is the spatial frequency k y in the y direction. The indicator on the right is the logarithm of the power spectrum P in two-dimensional frequency space.

フーリエ変換された周波数領域のパワースペクトルP(k)は、 The Fourier-transformed frequency-domain power spectrum P(k) is

Figure 2023000902000002
で表される。ここでFTはフーリエ変換を表し、
Figure 2023000902000002
is represented by where FT stands for Fourier transform,

Figure 2023000902000003
は輝度分布、kは空間周波数である。
Figure 2023000902000003
is the luminance distribution and k is the spatial frequency.

図11の2次元空間周波数分布から1次元空間周波数分布を得るために、全方向、すなわちあらゆる角度 In order to obtain a one-dimensional spatial frequency distribution from the two-dimensional spatial frequency distribution in FIG.

Figure 2023000902000004
での輝度分布の平均をとる。すなわち、パワースペクトルP(k)は、
Figure 2023000902000004
Take the average of the luminance distribution at That is, the power spectrum P(k) is

Figure 2023000902000005
と表される。
Figure 2023000902000005
is represented.

次に、1次元空間周波数分布のパワースペクトルP(k)を指数関数(べき関数)にフィッティングして、指数関数の傾きpを、コラーゲン線維の強さ(粗密)を表す値として決定する(S22)。 Next, the power spectrum P(k) of the one-dimensional spatial frequency distribution is fitted to an exponential function (power function), and the slope p of the exponential function is determined as a value representing the strength (roughness) of collagen fibers (S22 ).

図12は、パワースペクトルP(k)の指数関数(べき関数)へのフィッティングを説明する図である。黒点は1次元化されたパワースペクトル、背景の灰色の点集合は角度平均前のデータである。矢印の左側のx-y面内の輝度分布を表す画像データを、上述のようにフーリエ変換して、全方向に平均化した1次元空間周波数のパワースペクトルP(k)を取得する。このパワースペクトルP(k)を指数関数にフィッティングすると、矢印の右側に示すフィッティングカーブが得られる。横軸は1次元空間周波数k、縦軸はパワースペクトルP(k)の対数強度である。P(k)は1/kpに比例する。 FIG. 12 is a diagram illustrating fitting of the power spectrum P(k) to an exponential function (power function). The black points are the one-dimensional power spectrum, and the gray point set in the background is the data before angle averaging. The image data representing the luminance distribution in the xy plane on the left side of the arrow is subjected to Fourier transform as described above to obtain a one-dimensional spatial frequency power spectrum P(k) averaged in all directions. By fitting this power spectrum P(k) to an exponential function, a fitting curve shown on the right side of the arrow is obtained. The horizontal axis is the one-dimensional spatial frequency k, and the vertical axis is the logarithmic intensity of the power spectrum P(k). P(k) is proportional to 1/kp.

Figure 2023000902000006
Figure 2023000902000006

フィッティングカーブの傾きpを、コラーゲン線維のテクスチャ(CFT:Collagen Fiber Texture)を表す指標とする。傾きpは、コラーゲン線維の太さ、細さのバランスを表す。空間周波数の小さい領域、すなわちコラーゲン線維が太く粗い領域で対数強度は大きい。空間周波数が高い、すなわちコラーゲン線維が細く空間密度が高い領域で対数強度は小さい。 The slope p of the fitting curve is used as an index representing the collagen fiber texture (CFT). The slope p represents the balance between the thickness and thinness of collagen fibers. The logarithmic intensity is large in the region where the spatial frequency is small, that is, the region where the collagen fibers are thick and rough. The logarithmic intensity is small in the region where the spatial frequency is high, that is, the collagen fibers are thin and the spatial density is high.

図13は、コラーゲン線維の強さを示す指標であるCFTと年齢の関係をプロットした図である。上述のように、CFTは、評価領域の空間周波数と、反射波の対数強度の関係を表す指数関数の傾きである。CFTが大きいときは、指数関数の傾きが急である。CFTが小さいときは、指数関数の傾きが平坦である。 FIG. 13 is a diagram plotting the relationship between CFT, which is an index showing the strength of collagen fibers, and age. As described above, the CFT is the slope of the exponential function representing the relationship between the spatial frequency of the evaluation area and the logarithmic intensity of the reflected wave. When the CFT is large, the slope of the exponential function is steep. When the CFT is small, the slope of the exponential function is flat.

指数関数の傾きpが急峻である場合、コラーゲン線維の太さ、細さのバランスが良好であり、コラーゲン状態が良いことを示す。すなわち、コラーゲン線維の太い束が存在する部分では空間周波数は低く、コラーゲン線維が密に存在する。傾きpが平坦な場合は、コラーゲン線維の太さ、細さのバランスがくずれて、コラーゲン状態が劣化していることを示す。コラーゲン線維が太く粗く存在するはずの領域からパワースペクトルが得られず、コラーゲン線維の内部で線維が切れる、あるいは欠落していることを示す。 When the slope p of the exponential function is steep, it indicates that the thickness and thinness of the collagen fibers are well balanced and the collagen state is good. That is, the spatial frequency is low and the collagen fibers are densely present in a portion where thick bundles of collagen fibers are present. When the slope p is flat, it indicates that the thickness and thinness of the collagen fibers are out of balance and the state of the collagen is degraded. A power spectrum is not obtained from the region where the collagen fibers should be thick and coarse, indicating that the fibers are cut or missing inside the collagen fibers.

CFTは、年齢とともに減少する傾向がある。VFFの測定評価と同じ20歳から69歳までの84名の超音波測定結果からCFTを計算して、年齢に対してプロットしたところ、弱い逆相関がみられる。相関係数rは、-0.356±0.045、相関係数のp値、すなわち、相関がないのに偶然または誤って相関係数rが-0.356±0.045になる確率は0.001+0.059-0.001である。コラーゲン線維のCFT値を、肌状態の評価に十分に使用できることがわかる。 CFT tends to decrease with age. When the CFT was calculated from the ultrasound measurement results of 84 persons aged 20 to 69, the same as the VFF measurement evaluation, and plotted against age, a weak inverse correlation was observed. The correlation coefficient r is -0.356 ± 0.045, and the p-value of the correlation coefficient, i.e. the probability that the correlation coefficient r is -0.356 ± 0.045 by chance or mistake in the absence of correlation, is 0.001+0.059−0.001. It can be seen that the CFT value of collagen fibers can be used satisfactorily for skin condition evaluation.

上記では、評価しやすいように反射波のパワースペクトルの対数強度を用いたが、対数強度に代えて、正規化された相対強度、あるいは音響インピーダンスの強度そのものを用いてもよい。評価空間の空間周波数と反射波強度との関係を表す関数は、指数関数が最適ではあるが、指数関数に限定されず、フィッティングラインを記述する適切な関数を用いてもよい。 In the above description, the logarithmic intensity of the power spectrum of the reflected wave is used for easy evaluation, but the normalized relative intensity or the intensity of the acoustic impedance itself may be used instead of the logarithmic intensity. The function representing the relationship between the spatial frequency of the evaluation space and the reflected wave intensity is optimally an exponential function, but is not limited to the exponential function, and any suitable function describing the fitting line may be used.

図10に戻って、年齢別のCFTの平均値(空間周波数の関数としての反射波強度の平均傾き)をあらかじめ取得しておく(S23)。測定され算出されたCFT値を、あらかじめ取得された年齢別の平均CFT値と比較して、肌状態を評価する(S24)。これにより、皮膚内部のコラーゲンの状態を客観的に評価することができる。 Returning to FIG. 10, the average value of CFT by age (average gradient of reflected wave intensity as a function of spatial frequency) is obtained in advance (S23). The skin condition is evaluated by comparing the measured and calculated CFT value with the age-specific average CFT value obtained in advance (S24). This makes it possible to objectively evaluate the state of collagen inside the skin.

図14は、音響顕微鏡を用いた実施形態の測定結果を、SHG顕微鏡による測定結果と比較して示す図である。図14の(A)は、音響顕微鏡を用いて得られた実施形態の測定結果、(B)はSHG顕微鏡による測定結果である。図14の(A)で、20歳代の被測定者の肌内部の画像データ(x-z断面)では、フィルタリング除去された領域、すなわち信号変化の乏しい領域は少なく、コラーゲン線維の存在が多いことが視覚的にわかる。 FIG. 14 is a diagram showing the measurement results of the embodiment using the acoustic microscope in comparison with the measurement results of the SHG microscope. (A) of FIG. 14 is the measurement result of the embodiment obtained using an acoustic microscope, and (B) is the measurement result of an SHG microscope. In (A) of FIG. 14, in the image data (xz cross section) inside the skin of a subject in his twenties, there are few filtered areas, that is, areas with poor signal change, and many collagen fibers are present. You can see that visually.

60歳代の被測定者の肌内部の画像データ(x-z断面)では、フィルタリング除去された領域、すなわち信号変化の乏しい領域が増大し、コラーゲン線維が減少していることが視覚的にわかる。それぞれの画像データに基づいて、客観的な数値として定量化されたVFF値は、20歳代では0.7、60歳代では0.5となる。同様に、20歳代のCFT値は3.1、60歳代のCFT値は2.5である。 In the image data (xz cross section) inside the skin of a subject in his 60s, it can be visually seen that the filtered area, that is, the area with poor signal change, has increased and the collagen fibers have decreased. . Based on each image data, the VFF value quantified as an objective numerical value is 0.7 for people in their 20s and 0.5 for people in their 60s. Similarly, the CFT value for people in their 20s is 3.1, and the CFT value for people in their 60s is 2.5.

図14の(B)で、SHG顕微鏡で超短パルスを被測定者の頬に照射して得られた画像によると、20歳代では、太く密に束になったコラーゲン線維が観察され、60歳代ではコラーゲン線維が細く、貧弱になっている。 According to the image obtained by irradiating the subject's cheek with ultrashort pulses with an SHG microscope in FIG. Collagen fibers become thinner and weaker with age.

図14の(A)と(B)を比較すると、画像データの状態で、コラーゲン線維が占める場所と割合、粗密が一致している。したがって、音波顕微鏡の測定結果から生成される画像データだけでも、コラーゲン線維状態の視覚的な評価は可能である。 A comparison of FIGS. 14A and 14B reveals that the locations, ratios, and densities occupied by the collagen fibers match in the state of the image data. Therefore, it is possible to visually evaluate the state of collagen fibers using only the image data generated from the measurement results of the acoustic microscope.

コラーゲン状態を定量化したVFF値またはCFT値を用いることで、視覚的に認識されるコラーゲン状態を、客観的な数値として示すことができる。VFF値、及びCFT値が示すコラーゲン状態は、SHG顕微鏡による観察結果とよく整合している。すなわち、加齢とともにコラーゲン分布量(VFF)が小さくなり、コラーゲン線維が細く薄くなっている(CFT値の減少)。音響顕微鏡により加齢の傾向を、精度よく客観評価できることがわかる。 By using the VFF value or CFT value that quantifies the collagen state, the visually recognized collagen state can be indicated as an objective numerical value. The collagen status indicated by the VFF and CFT values is in good agreement with the results of observation by SHG microscopy. That is, collagen distribution volume (VFF) decreases with aging, and collagen fibers become finer and thinner (decrease in CFT value). It can be seen that the tendency of aging can be objectively evaluated with high accuracy using an acoustic microscope.

図14の測定で、音波顕微鏡を用いた測定結果(A)は、測定時間2分、解析時間2分の合計4分で得られている。SHG顕微鏡を用いた測定結果(B)を得るのに、測定時間60分、解析時間20分の、合計80分もかかっている。音響顕微鏡を用いた実施形態の手法は、SHG計測の1/20の時間で実現される。この測定結果は、実施形態の手法による実用的でスピーディな解析の可能性を示している。 In the measurement of FIG. 14, the measurement result (A) using the acoustic microscope was obtained in a total of 4 minutes, 2 minutes for measurement and 2 minutes for analysis. It took 60 minutes for measurement and 20 minutes for analysis, totaling 80 minutes, to obtain the measurement result (B) using the SHG microscope. The method of the embodiment using acoustic microscopy is realized in 1/20 the time of SHG measurement. This measurement result indicates the possibility of practical and speedy analysis by the technique of the embodiment.

図15は、定量化された指標に基づく肌状態評価の一例を示す。横軸にコラーゲンの分布量(VFF値)、縦軸にコラーゲン線維の強さ(CFT値)をとり、測定結果から計算されたVFF値とCFT値を4象限にプロットする。原点は、たとえば、VFF値とCFF値の全体平均値とする。VFF値、CFF値ともに平均以上の場合、第1象限にプロットされ、肌状態が良好と評価される。 FIG. 15 shows an example of skin condition evaluation based on quantified indices. The horizontal axis represents the amount of collagen distribution (VFF value), the vertical axis represents the strength of collagen fibers (CFT value), and the VFF and CFT values calculated from the measurement results are plotted in four quadrants. The origin is, for example, the overall mean value of the VFF and CFF values. When both the VFF value and the CFF value are above average, it is plotted in the first quadrant and the skin condition is evaluated as good.

CFT値は平均以上だがVFF値が平均に達しないときは、第2象限にプロットされ、皮膚内部のコラーゲン量の増強が必要と評価される。VFF値は平均以上だがCFT値が平均に達しないときは、第4象限にプロットされ、コラーゲン線維の強化が必要と評価される。CFT値、VFF値ともに平均に達しないときは、第3象限にプロットされ、コラーゲン量が不足し、かつコラーゲン線維が脆弱であると評価される。この場合、コラーゲン量の増大とコラーゲン線維の強化の双方が望まれる。 When the CFT value is above average but the VFF value is below average, it is plotted in the second quadrant and the need for enhancement of collagen content within the skin is assessed. VFF values above average but CFT values below average are plotted in quadrant 4 and assessed as needing collagen fiber reinforcement. When both the CFT value and the VFF value do not reach the average, it is plotted in the third quadrant, and it is evaluated that the amount of collagen is insufficient and the collagen fibers are fragile. In this case, both an increase in collagen content and strengthening of collagen fibers are desired.

図15の客観評価に基づいて、サプリメントの服用、スキンケアの方法などを適切にアドバイスすることができる。 Based on the objective evaluation shown in FIG. 15, it is possible to give appropriate advice on how to take supplements, skin care, and the like.

以上、特定の実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上述した例に限定されない。音響顕微鏡を用いることは、短時間の簡易な肌評価に有用であるが、上述した実施形態のVFFまたはSFTに基づく評価手法、基底膜を特定して評価空間を設定する手法は、SHG顕微鏡やOCT(Optical Coherence Tomography:光干渉断層撮影)を用いた皮膚測定にも適用できる。構築された3次元画像データに対するフィルタリング処理と、基底膜の特定は「python」、「openCV-Phthon」といったプログラミング言語とソフトウェア・パッケージを用いて自動化してもよい。 Although the invention has been described with reference to specific embodiments, the invention is not limited to the examples described above. Using an acoustic microscope is useful for short-time and simple skin evaluation, but the evaluation method based on VFF or SFT of the above-described embodiment, and the method of specifying the basement membrane and setting the evaluation space are not suitable for SHG microscope or It can also be applied to skin measurement using OCT (Optical Coherence Tomography). Filtering processing for the constructed three-dimensional image data and identification of the basement membrane may be automated using a programming language and software package such as "python" and "openCV-Phthon".

本発明によれば、皮膚内部のコラーゲンの状態を多角的に定量化して、肌状態の高精度で客観的な評価が可能になる。実施形態の測定、評価手法は、美容、皮膚診療の分野で有用に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to quantify the state of collagen in the skin from various angles and to evaluate the skin state objectively with high accuracy. The measurement and evaluation methods of the embodiments can be usefully used in the fields of beauty care and skin care.

Claims (10)

皮膚に照射した超音波の反射波から、前記皮膚の深さ方向、及び面内方向の3次元画像データを構築し、
前記3次元画像データから基底膜の位置を特定し、
前記基底膜から所定の深さまでの範囲を評価空間と決定し、
前記評価空間におけるコラーゲンの密度または線維状態を定量化する、
肌状態の評価方法。
Constructing three-dimensional image data in the depth direction and in-plane direction of the skin from the reflected waves of ultrasonic waves irradiated to the skin,
Identifying the position of the basement membrane from the three-dimensional image data,
determining a range from the basement membrane to a predetermined depth as an evaluation space;
quantifying the density or fiber state of collagen in the evaluation space;
Evaluation method of skin condition.
前記評価空間の一定体積中に含まれるコラーゲンの割合をコラーゲンの前記密度または分布量として定量化する、
請求項1に記載の肌状態の評価方法。
quantifying the ratio of collagen contained in a certain volume of the evaluation space as the density or distribution amount of collagen;
The method for evaluating a skin condition according to claim 1.
前記3次元画像データにフィルタリング処理を施して特定パターンを抽出し、
前記評価空間の全ピクセルに対する、前記特定パターンを含むピクセルの割合を、前記コラーゲンの分布量として算出する、
請求項2に記載の肌状態の評価方法。
Filtering the three-dimensional image data to extract a specific pattern,
calculating a ratio of pixels containing the specific pattern to all pixels in the evaluation space as a distribution amount of the collagen;
The skin condition evaluation method according to claim 2.
年齢別のコラーゲンの平均分布量をあらかじめ取得し、
前記平均分布量と、測定された前記コラーゲンの前記分布量とに基づいて、前記肌状態を評価する請求項2または3に記載の肌状態の評価方法。
Obtain the average distribution amount of collagen by age in advance,
The skin condition evaluation method according to claim 2 or 3, wherein the skin condition is evaluated based on the average distribution amount and the measured distribution amount of the collagen.
前記評価空間のパワースペクトルの一次元空間周波数分布を求め、
前記一次元空間周波数分布をフィッティングし、
フィッティングラインの傾きをコラーゲン線維の強さを示す値として決定する、
請求項1に記載の肌状態の評価方法。
obtaining a one-dimensional spatial frequency distribution of the power spectrum of the evaluation space;
fitting the one-dimensional spatial frequency distribution;
Determining the slope of the fitting line as a value indicating the strength of collagen fibers,
The method for evaluating a skin condition according to claim 1.
前記一次元空間周波数分布は、前記評価空間内の面内強度分布をフーリエ変換して得られる2次元空間周波数領域の全方向での空間周波数分布の平均を表す、
請求項5に記載の肌状態の評価方法。
The one-dimensional spatial frequency distribution represents an average of spatial frequency distributions in all directions in a two-dimensional spatial frequency domain obtained by Fourier transforming the in-plane intensity distribution in the evaluation space.
The skin condition evaluation method according to claim 5.
年齢別の前記フィッティングラインの平均傾きをあらかじめ取得し、
前記平均傾きと、測定された前記フィッティングラインの傾きとに基づいて、前記肌状態を評価する請求項5または6に記載の肌状態の評価方法。
Obtaining in advance the average slope of the fitting line by age,
7. The skin condition evaluation method according to claim 5, wherein the skin condition is evaluated based on the average slope and the measured slope of the fitting line.
前記3次元画像データに一次微分フィルタを用いたエッジ検出を行い、
前記皮膚の表面と水平に広がるフィルタリング除去された領域を表皮層として検出し、
前記表皮層から前記皮膚の深さ方向に向かって最初に現れる強度のピーク位置を、前記基底膜と決定する、
請求項1~7のいずれか1項に記載の肌状態の評価方法。
performing edge detection using a primary differential filter on the three-dimensional image data;
detecting the filtered-out area extending horizontally with the surface of the skin as an epidermal layer;
Determining the peak position of the intensity that first appears in the depth direction of the skin from the epidermis layer as the basement membrane,
The skin condition evaluation method according to any one of claims 1 to 7.
前記反射波に基づいて前記皮膚の深さ方向の音響インピーダンスを計算し、前記音響インピーダンスを一回微分して得られる変化率に現れる2つ目のピーク位置を、前記基底膜と決定する、
請求項1~7のいずれか1項に記載の肌状態の評価方法。
Calculate the acoustic impedance in the depth direction of the skin based on the reflected wave, and determine the second peak position appearing in the rate of change obtained by differentiating the acoustic impedance once as the basement membrane.
The skin condition evaluation method according to any one of claims 1 to 7.
請求項2~4のいずれかの方法で決定されるコラーゲンの分布量を第1の軸で表し、
請求項5~7のいずれかの方法で決定される前記フィッティングラインの傾きを、前記第1の軸と直交する第2の軸で表し、
前記コラーゲンの分布量と前記フィッティングラインの傾きを4つの象限のいずれかにプロットし、
前記プロットに基づいて前記肌状態を評価する、
肌状態の評価方法。
The distribution amount of collagen determined by the method according to any one of claims 2 to 4 is represented by the first axis,
The slope of the fitting line determined by the method of any one of claims 5 to 7 is represented by a second axis orthogonal to the first axis,
Plotting the distribution amount of the collagen and the slope of the fitting line in one of the four quadrants,
evaluating the skin condition based on the plot;
Evaluation method of skin condition.
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