JP3183845U

JP3183845U - 皮膚バリア機能評価装置

Info

Publication number: JP3183845U
Application number: JP2013001585U
Authority: JP
Inventors: 悟沼田; 直之御法川; 隆一峯村
Original assignee: Alcare Co Ltd
Current assignee: Alcare Co Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2019-01-30

Abstract

【課題】簡便かつ的確に経皮水分蒸散量を推定し、さらにこれに基づいて皮膚のバリア機能を評価する装置を提供する。
【解決手段】本体部１０と、本体部に設置される複数の交流電圧を印加し得る印加電極１２と、前記本体部に設置されるサセプタンス、アドミタンス、又はコンダクタンスのいずれかを検出する検出電極１３と、本体部に設置される表示部１４と、本体部に内蔵され、検出したサセプタンス、アドミタンス、又はコンダクタンスのいずれかに基づいて経皮水分蒸散量の推定値となりえる特性値Ｐを算出する演算部とを備え、算出された特性値Ｐに基づいて経皮水分蒸散量を推定し、これに基づいて皮膚バリア機能を評価する。
【選択図】図１

Description

本考案は、経皮水分蒸散量を推定する装置に関する。又、本考案は、経皮水分蒸散量の推定値に基づいて皮膚バリア機能を評価する装置に関する。

医療や美容等の分野において、皮膚の状態を客観的に評価、診断等できる方法や機器が求められており、その指標として皮膚における水分に着目することが有効とされている。具体的には、皮膚の角層の水分量や、経皮水分蒸散量（ｔｒａｎｓｅｐｉｄｅｒｍａｌｗａｔｅｒｌｏｓｓ：以下、ＴＥＷＬと略す場合がある）を測定することが行われている。
皮膚角層には、皮膚への異物侵入と生体に必要な水分の蒸散を防止するバリア機能が存在するが、特に、ＴＥＷＬ値は、このような皮膚バリア機能を評価する指標として関連性が高く、医療従事者や美容カウンセラー等のスキンケアを指導又は実践する者の間では、その有効性が広く認知されている。
このようなことから、ＴＥＷＬ値が簡便で手軽に測定できる方法や装置の開発が強く望まれていた。

従来のＴＥＷＬの測定としては、湿度センサ等を使用し、皮膚表面から蒸散する水分損失量を測定する方法があった（例えば、特許文献１、２）。しかしながら、これらの方法に使用される機器は、湿度センサを安定化する機構等が必要となるため一般的に高価で、大がかりなものも多く、購入者や測定場所が限定されることがあった。
また、湿度センサを使用するものは、外気の影響を受け易いため、安定性が悪く、測定に時間を要するという問題もあった。

一方、湿度センサ等を使用せずに、角層の通電電気特性を測定し、皮膚のバリア機能を評価する装置も知られている（例えば、特許文献３、４）。しかしながら、特許文献３、４には、経皮水分蒸散量を測定または推定することは記載されていない。さらに簡便かつ的確に経皮水分蒸散量を求めたりする装置や方法、あるいは前記経皮水分蒸散量に基づいて皮膚バリア機能を評価す装置や方法が望まれる。

特開２００２−２６３０７２号公報米国特許第６９６６８７７号明細書特開２００３−３１０５６７号公報特開２００５−５２２２７号公報

本考案は、以上のような現状を鑑みてなされたものであり、簡便かつ的確に経皮水分蒸散量を推定し、さらにこれに基づいて皮膚のバリア機能を評価する装置を提供することを課題とする。

本考案者らは、皮膚のバリア機能、特に経皮水分蒸散量を的確に評価するための様々な指標を検討し鋭意研究を重ねた結果、複数の交流電圧を皮膚に印加して測定される所定の電気特性を用いて、所定の特性値を算出することにより、簡便に経皮水分蒸散量を推定し、皮膚バリア機能を評価し得ることを見出し、本考案を完成するに至った。

すなわち、本考案の１つの観点によれば、経皮水分蒸散量を推定する際に、皮膚表面に複数の交流電圧を印加し測定されるサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかに基づいて、皮膚表面の電解質成分による影響度合いとしての特性値（Ｐ）を算出し、前記特性値（Ｐ）に基づいて、経皮水分蒸散量を推定するようにしてもよい。
この場合において、前記特性値（Ｐ）は、サセプタンス（Ｂ）及びアドミタンス（Ｙ）の比に基づいて算出することが好ましい。この際、前記サセプタンス（Ｂ）は、２０Ｈｚ〜１ｋＨｚの低周波交流電圧を皮膚表面に印加した際に測定されるものを使用し、アドミタンス（Ｙ）は、２ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの高周波交流電圧を皮膚表面に印加した際に測定されるものを使用することが好ましい。
また、上記の場合において、経皮水分蒸散量を以下式に基づいて推定することが好ましい。
経皮水分蒸散量（ｇ／ｍ²／ｈ）＝ａ×特性値（Ｐ）+ｂ
（ａ、ｂは定数。ただし、ａ≠0）

本考案の別の観点によれば、本考案の皮膚バリア機能評価装置は、本体部と、前記本体部に設置される表示部と、前記本体部に設置される複数の交流電圧を印加し得る印加電極と、前記本体部に設置されるサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかを検出する検出電極と、前記本体部に内蔵され、検出したサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかに基づいて経皮水分蒸散量の推定値となりえる特性値（Ｐ）を算出する演算部と、を備えることを特徴とする。
前記本考案の皮膚バリア機能評価装置において、前記演算部は、算出された特性値（Ｐ）に基づいて経皮水分蒸散量を算出し得るようにすることが好ましい。
また、上記皮膚バリア機能評価装置において、前記特性値（Ｐ）は、サセプタンス（Ｂ）及びアドミタンス（Ｙ）の比に基づいて算出することが好ましい。この際、前記サセプタンス（Ｂ）は、２０Ｈｚ〜１ｋＨｚの低周波交流電圧を皮膚表面に印加した際に測定されるものを使用し、アドミタンス（Ｙ）は、２ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの高周波交流電圧を皮膚表面に印加した際に測定されるものを使用することが好ましい。
また、上記皮膚バリア機能評価装置において、経皮水分蒸散量を以下式に基づいて算出することが好ましい。
経皮水分蒸散量（ｇ／ｍ²／ｈ）＝ａ×特性値（Ｐ）+ｂ
（ａ、ｂは定数。ただし、ａ≠0）

本考案によれば、皮膚表面に存在する電解質成分の影響度合いを考慮しつつ、全ての測定を電気的な信号処理で行うので、簡便、迅速、かつ客観的に経皮水分蒸散量を算出し、これに基づいて皮膚のバリア機能を評価することができ、またその構成もシンプルかつ低コストに実現することができる。
また、本考案によれば、医師などの専門家が行う医療行為を伴わなくとも、だれでも客観的に皮膚のバリア機能を評価することが可能となる。

本考案の皮膚バリア機能評価装置を示す図である。特性値（Ｐ）とＴＥＷＬの相関関係を示す図である。

以下、本考案を実施するための形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は本考案の皮膚バリア機能評価装置を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図の符号Ｂの方向からみた側面図、（ｃ）は（ａ）図の符号Ｃの方向からみた側面図、（ｄ）は底面図（上面図と同じ。）である。

本考案の皮膚バリア機能評価装置１００は、全体として略直方体の本体部１０と、本体部１０の一方の側面に円筒状のプローブ１１を介して設置される印加電極１２及び検出電極１３と、本体部の正面側の表面に設置される表示部１４と、本体部に内蔵され検出した各種データ等を処理する演算部（図示せず）と、本体部１０の他方の側面に設置される通信ポート１５及び電源・充電用端子１６と、から構成される。

本考案は、上記のような構成を備える装置等により、皮膚の通電電気特性を測定し、その結果からＴＥＷＬを推定し、これに基づいて皮膚バリア機能を評価するものであるが、その理屈は概略次の通りである。
まず、皮膚の通電電気的特性を調査すると、角層中の水分量の変化によって、通電電気的特性が異なることが分かった。このことから、正常皮膚に比べてバリア機能が低く水分損失量が多い角層では、通電電気特性にも変化が見られるので、この水分量に基づく通電電気的特性を評価の１指標とした。
また、皮膚表面に存在する電解質成分によって、所定の交流電圧の通電電気特性が異なることも分かった。これについては、皮膚バリア機能をつかさどる角質細胞の最外層であるコーニファイドエンベロープが欠損し、電解質成分が皮膚表面に流出した場合にもその影響がでると考えられる。従って、この電解質成分の影響に基づく通電電気的特性を評価のもう１つの指標とした。以下、各部の態様と関連付けて、詳細に説明する。

（本体部）
皮膚バリア機能評価装置１００の全体形状を形成する本体部１０は、プラスチックや金属等の比較的硬性の材料を用いて、その他のパーツを設置又は内蔵し得るように適当な形状、大きさ等に形成することができる。
本体部の形状は、シンプルで手に持ちやすく、安定した測定状態を維持できるような形状であれば特に限定されないが、例えば、直方体形状、円筒形状（ペン型形状）、卵型形状、楕円形状、リング型形状、豆型形状等が利用でき、折り畳みや伸縮が可能な構造にしてもよい。また、図１の実施形態のプローブ１１のように、電極を設置する部分を他の部分に比べて突出して設けることで、測定がより簡便で安定して行うことができる。さらに、本体部１０には、電源やデータ表示のオン・オフ、装置の各種設定などを行う操作ボタン（図示せず）を設けてもよい。

（印加電極及び検出電極）
印加電極１２は、本体部に設置され、皮膚表面に複数の交流電圧を印加し得るものであれば特にその形状、個数、大きさ等は限定されず、例えば、図１の実施形態のように円筒状のプローブ１１に略三日月型の２つの印加電極１２を設けることができる。なお、印加電極１２から発せられる交流電圧は、本体部１０に内蔵させる従来公知の電圧発生器（図示せず）から発生させることができる。
同様に検出電極１３も、本体部の表面に設置され、印加した複数の交流電圧を検出できるものであれば特にその形状、個数、大きさ等は限定されず、例えば、図１の実施形態のように円筒状のプローブ１１に円形の１つの検出電極１３を設けることができる。検出電極１３は、測定の簡便さや精度の観点から、印加電極１２の近傍に所定間隔を置いて配置することが好ましく、図１の実施形態のように１つのプローブ上に印加電極１２と纏めて配置することが特に好ましい。
図１の実施形態では、検出電極１３は、測定前の状態（非接触状態）においては本体部１０や印加電極１２の表面に比べて突出して設置されており、皮膚表面にプローブ１１を当てたときには、この突出した検出電極１３が中に引っ込んでその先端が印加電極１２の表面と同じ位置に移動すると共に、電導特性の測定が開始される。このような構造とすることで、皮膚にプローブ１１を押し付けたときの力が異なっても電極に一定の接触圧をかけることができ、しかも、測定開始のスイッチ機能も果たすので、簡便かつ安定的に電気特性を測定することが可能となる。ここでは、接触圧を一定にしたり、電源のスイッチを入れたりする機能として検出電極１３を用いた例を示したが、これに限定されず、印加電極１２やプローブ１１、プローブの外周縁に設置するガイドホルダー等にこれらの機能をもたせてもよい。
図１に示した電極形態以外にも、例えば、リング状の複数の電極を同心円状に配置したものや、各種形状の電極を規則的に配置したものなどを利用することができる。
このように、本考案の皮膚バリア機能評価装置１００は、印加電極１２及び検出電極１３が本体部１０上に設置され本体部と一体化してシンプルに構成されているため、測定場所や保管スペースも制限されにくく、手軽に使用することが可能となる。

本考案の創作過程において、皮膚表面に様々な周波数の交流信号を印加して通電電気特性を測定したところ、同一の角層水分量の部位における電導度は、皮膚表面の電解質成分の変動により、低い周波数の交流信号では変動率が大きくなるのに対して、高い周波数の交流信号では変動率は小さいことがわかった。
そこで、本考案では、この電解質成分の影響に基づく通電電気的特性を考慮するにあたって、異なる周波数帯の低周波交流信号と高周波交流信号とを用いて通電電気特性を測定することとした。
また、所定の周波数帯の低周波交流信号と高周波交流信号において、皮膚の電導度であるアドミタンス（Ｙ）と、その虚軸成分であるサセプタンス（Ｂ）が一定の関係で変化することが分かった。なお、アドミタンス（Ｙ）は、交流回路における電流の流れやすさのことであって、サセプタンス（Ｂ）、コンダクタンス（Ｇ）により複素数表示すると、下記の式で表示され、単位としては通常、ジーメンス（Ｓ）が用いられることは良く知られるところである。
（Ｙ）＝（Ｇ）＋ｊ（Ｂ）
前記の所定の周波数帯は、サセプタンス（Ｂ）測定の場合は、２０Ｈｚ〜１ｋＨｚの低周波交流電圧を使用し、アドミタンス（Ｙ）測定の場合は、２ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの高周波交流電圧を使用することが好ましい。
より好ましくは、サセプタンス（Ｂ）測定の場合は、４０Ｈｚ〜５００Ｈｚの低周波交流電圧で、アドミタンス（Ｙ）測定の場合は、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨの高周波交流電圧である。

さらに、上記周波数範囲における低周波交流信号と高周波交流信号の印加によって検出されるアドミタンス（Ｙ）とサセプタンス（Ｂ）の関係を分析したところ、それらの比に基づいて算出される特性値（Ｐ）が、皮膚バリア機能の評価に有効であると分かった。特に、アドミタンス（Ｙ）とサセプタンス（Ｂ）の比の自乗（下式）に基づいて算出される特性値（Ｐ）が、皮膚バリア機能の評価に有効であると分かった。
（Ｐ）＝ｋ（Ｂ²／Ｙ²）（ｋは定数）
この特性値（Ｐ）は、皮膚表面の電解質成分による影響度合いとしてみることができる。なお、皮膚表面の電解質成分による影響度合いとしての特性値（Ｐ）は、アドミタンス（Ｙ）やサセプタンス（Ｂ）以外にも、アドミタンス（Ｙ）の実数部であるコンダクタンス（Ｇ）を用いて算出してもよく、その算出方法は、上記のような比の自乗に基づく算出方法であってもよいし、それ以外の関係式から算出してもよい。

上記のように算出される特性値（Ｐ）が、皮膚バリア機能の評価に有効であるとする理由は、特性値（Ｐ）と市販の経皮水分蒸散量計によるＴＥＷＬ値との相関を調べたところ、図２に示すように良好な正の相関が確認できたことによる。
そして、このようなＴＥＷＬ値と特性値（Ｐ）との相関関係から、例えば、以下のような一次関数式を導く事ができるので、この特性値（Ｐ）を変数とした以下の式を用いて、経皮水分蒸散量を算出（推定）することが可能となる。
経皮水分蒸散量（ｇ／ｍ²／ｈ）＝ａ×特性値（Ｐ）+ｂ
（ａ、ｂは定数。ただし、ａ≠0）
なお、図２の特性値（Ｐ）は、図１の実施形態に示した皮膚バリア機能評価装置１００を用いて、１６０Ｈｚの低周波交流信号印加によって検出されたサセプタンス（Ｂ）と、３０．７ｋＨｚの高周波交流信号印加によって検出されたアドミタンス（Ｙ）との比の自乗に基づいて、（Ｐ）＝ｋ（Ｂ²／Ｙ²）（ｋは定数）の式により算出したものである。
特性値（Ｐ）に基づいてＴＥＷＬ値を算出する方法は、上記のような所定の一次関数に基づく算出方法以外にも、所定の回帰分析によって得られる所定の回帰式を用いてもよい。

（演算部・表示部）
印加電極１２から発生された電気信号が皮膚を通過し、その通過した信号が検出電極１３を介して検出される。検出は、従来からの検出器を本体１０の内部に内蔵させることで行うことができ、過電流過電圧保護、ノイズ成分除去機能がついているもの等を利用してもよい。そして、検出された電気信号は、本体部１０に内蔵された演算部にて所定の演算処理が行われ、算出されたサセプタンス（Ｂ）やアドミタンス（Ｙ）等に基づいて、経皮水分蒸散量の推定値となりえる特性値（Ｐ）が算出されたり、さらにその特性値（Ｐ）に基づいてＴＥＷＬ値が算出されたりする。そして、得られた特性値（Ｐ）やＴＥＷＬ値が、表示部１４に映し出される。
前述の通り、皮膚の水分量や皮膚表面の電解質成分により、通電電気特性が異なるが、本考案の装置においては、事前に各電気的特性の違いを解析してその演算処理方法を演算部にインプットしてあるので、本装置は、測定後、速やかに特性値（Ｐ）やＴＥＷＬ値を算出することができる。
演算部は、マイクロコンピュータを使用し演算処理等をプログラムにて構成するもの、アナログ回路にて構成するもの、いずれを用いてもよいが、測定精度や回路の簡素化等を考えるとマイクロコンピュータを使用する方が好ましい。

（通信ポート）
本体部１０の表面には、必要に応じて、測定した特性値（Ｐ）やＴＥＷＬ値等の各種データを他の機器に送信したり、外部から新規なデータやプログラムなどを入力したりするための通信ポート１５が設けられる。この通信ポート１５によるデータの送受信の形態は特に限定されないが、例えば、ＵＳＢやフラッシュメモリ等の大容量記録媒体を用いる方法、ケーブルを介して別の機器に接続する方法、無線通信する方法等が挙げられる。このような、通信ポート１５を設ける事で、より多くのデータを取得し、解析することができるので、より正確な評価が可能となる。

（電源用又は通信用端子）
本体部１０の表面には、必要に応じて、ＡＣアダプタなどの電源を接続したり、本体１０内部に収納した電池に充電したりするため電源・充電用端子１６が設けられる。

１００皮膚バリア機能評価装置
１０本体部
１１プローブ
１２印加電極
１３検出電極
１４表示部
１５通信ポート
１６電源用又は通信用端子

Claims

本体部と、
前記本体部に設置される複数の交流電圧を印加し得る印加電極と、
前記本体部に設置されるサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかを検出する検出電極と、
前記本体部に設置される表示部と、
前記本体部に内蔵され、前記検出電極で検出したデータを処理する演算部と、
を備える皮膚バリア機能評価装置。
本体部と、
前記本体部に設置される複数の交流電圧を印加し得る印加電極と、
前記本体部に設置されるサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかを検出する検出電極と、
前記本体部に設置される表示部と、
前記本体部に内蔵され、検出したサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかに基づいて皮膚表面の電解質成分による影響度合いとしての特性値（Ｐ）を算出する演算部と、
を備える皮膚バリア機能評価装置。
本体部と、
前記本体部に設置される複数の交流電圧を印加し得る印加電極と、
前記本体部に設置されるサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかを検出する検出電極と、
前記本体部に設置される表示部と、
前記本体部に内蔵され、検出したサセプタンス（Ｂ）、アドミタンス（Ｙ）、又はコンダクタンス（Ｇ）のいずれかに基づいて経皮水分蒸散量の推定値となりえる特性値（Ｐ）を算出する演算部と、
を備える皮膚バリア機能評価装置。
前記本体部の形状が、直方体形状、円筒形状、ペン型形状、卵型形状、楕円形状、リング型形状、豆型形状のいずれかである請求項１〜３のいずれかに記載の皮膚バリア機能評価装置。
前記電極が、リング状の複数の電極を同心円状に配置した形態である請求項１〜４のいずれかに記載の皮膚バリア機能評価装置。