JP5335219B2 - 皮膚の肌理を評価する音響システムおよびシステムを用いて皮膚の肌理を測定する方法 - Google Patents

Description

開示の内容

本発明は、皮膚の肌理（skin texture）を評価する音響システムおよび方法に関する。本システムおよび方法は、例えば皮膚の種類を決定し、適切な皮膚の処置を診断し、皮膚の変化を評価するために用いることができる。本方法は、滑らかさ、皺および細いしわ（wrinkle and fine line）の減少など、皮膚表面の性質を改善する化粧品の有効性の証明に特に有益である。

〔発明の背景〕
皮膚の肌理の判定は皮膚科学分野において非常に重要である。皮膚の肌理は、治療もしくは美容処置（cosmetic treatments）の皮膚診断および評価に用いることができる。外観検査もしくは触診によって皮膚の肌理の評価が何世紀にもわたって行われてきた。皮膚科医などの経験豊富な専門家は卓越した的確性をもって皮膚の変化を判断することができる。技術の発達により、皮膚の肌理の評価能力は皮膚のコンディションを評価する場合の有力な補助的方法となっている。技術のいくつかは定量的測定が可能であり、診断ツールの正確さを向上させる。

ＰＣＴ国際公開WO2005/046474は、客観的に触知できる皮膚特性を測定する音響放射システム（acoustic emission system）およびこれを用いた方法を開示している。このシステムは、皮膚からの音響放射信号を生成する手段と、この放射信号を収集、記憶および表示する手段と、この放射信号を皮膚の特性と相互に関連させる手段と、を備えている。特にこのシステムは、異なる皮膚部分における皮膚同士の接触（skin/skin contact）（手もしくは指の別の皮膚部分に対する摩擦）で発生する摩擦力から生成される音響信号を利用する。これらは皮膚同士の接触領域の近くに置かれたプローブによって感知される振動パターンを発生する。

しかしながら、この方法は測定に影響を及ぼす変数（variables）を多少取り込んでしまう。まず、「音響放射は、皮膚同士の接触における摩擦の速度および圧力に依存するので、与えられたテーマのために数回の記録が行われ、...」と文献において認められている。さらに、本方法は開放領域（空気中もしくは水中）で行われ、このため特に空気中で実行する場合においては、効果的に背景雑音を濾過して除去することができない。

したがって、皮膚の肌理を評価する改良された音響システムおよび方法であって、外部音の干渉を最小にし、音に対する優れた感度を提供する、改良された音響システムおよび方法が発展してきた。本システムは評価領域からの背景雑音を除去するために音響分離箱（acoustic isolation box）を備えている。これは、測定されている音が非常に小さい音量であるという点において重要である。加えて、本システムは、一様の一貫した計測を行うサウンドジェネレータに取り付けられたガイド装置を備えている。

〔発明の概要〕
本発明は、皮膚の肌理を評価する音響システムにおいて、音響分離箱と、ガイド装置であって、前記ガイド装置に取り付けられたサウンドジェネレータを有する、ガイド装置と、音を捕捉する手段と、を備え、サウンドジェネレータ、および音を捕捉する手段は、音響システムの使用時に、少なくとも部分的に分離箱内部にある、音響システムを提供する。

本発明はまた、音響分離箱、ガイド装置であって、前記ガイド装置に取り付けられたサウンドジェネレータを有する、ガイド装置、および音を捕捉する手段、を備えたシステム、を用いて皮膚の肌理を評価する方法であって、前記音響分離箱の内部でサウンドジェネレータと接触するように皮膚の一部を置く工程と、前記サウンドジェネレータが前記皮膚とスライド可能に接触するように前記ガイド装置を移動させ、音を生成させる工程と、前記分離箱の内部において前記音を捕捉する工程と、前記捕捉した音を所定の基準に対して比較する工程と、を備えた、方法を提供する。

音響分離箱は皮膚の一部を受け入れるための適切な大きさに形成される。例えば、音響分離箱は前腕部を受け入れるように形成されてよい。この箱は皮膚を挿入するための開口部を含む。音響分離箱は箱の外部の音を最小にするよう作られ、これによって箱内部で発生する皮膚からの音に対して、システムの感度を最大にする。

音響分離箱は、当該分野で知られる材料から作られることができる。例えば箱は、内面にポリウレタンフォーム（例えば３５ｍｍ）を備え、外面に、厚みのある瀝青質の膜（heavy bituminous membrane）（例えば５．５ｍｍ）、および、例えばアイソフォン（Isofon）といったセルロースファイバー膜（例えば３８ｍｍ）を備えるように作られることが可能である。

１つの実施形態では、音響分離箱は箱の内部で少なくとも５ｄＢだけ外部雑音を減少させることができる。

ガイド装置は、以下に説明するように、サウンドジェネレータを、スライドさせるように、評価を行う皮膚に沿って移動させる。ガイド装置は例えば、直線状の平行移動型のテーブル（linear translation table）であってもよい。１つの実施形態では、ガイド装置が、皮膚に沿って長さ方向にサウンドジェネレータを移動させる。ガイド装置は、分離箱内部に、もしくは少なくとも部分的に箱の外部に位置することができる。後者の場合、分離箱内にあるガイド装置へのサウンドジェネレータの取り付けをもたらすのは、例えば要素（the element）であり、もしくはサウンドジェネレータは部分的に分離箱の外にあり、いずれの場合も例えば密封されるかもしくは密封可能なスリットもしくは穴を介する。

本システムは、ガイド装置を移動させるモーターを任意に備えることが可能である。モーターとガイド装置との組み合わせの１つの適切な実施例は、ミディインジェニエリ社（Midi Ingenierie）のＭａｃ２３ブラシレスモーター（Mac23 brushless motor）である。このモーターは、ミディインジェニエリ社の１００００ポイントの分解能（10000 points resolution）を有するＭａｃ２４−１のようなコントローラカードを有することができる。モーターはミディインジェニエリ社のマクシムＶ５（Macsim V5）ソフトウエアで制御可能である。

サウンドジェネレータは、皮膚を横切って引きずられるか、もしくは皮膚とスライド可能に接触すると音を発生する、いかなる種類の物体であってもよい。例えば、サウンドジェネレータは、紙、ボール紙、金属、プラスチック、もしくは皮膚を傷つけない適切な任意の他の材料から作られたカードの形態であってよい。サウンドジェネレータの形状および厚さは、検査される皮膚の表面、およびサウンドジェネレータを作る材料の柔軟性に応じて調整することができる。一般的に、カードの場合は、１００μｍ〜０．５ｃｍの厚さであってもよい。

サウンドジェネレータは、当該分野で利用可能な方法によってガイド装置に取り付けられている。例えば、サウンドジェネレータは、ばねによってガイド装置に取り付けることができる。サウンドジェネレータは、通常、完全に分離箱内部に置かれる。

サウンドジェネレータは、好ましくは０．００１Ｐａ〜１０Ｐａの皮膚に対する一定の圧力を伝えるように構成されている。

音を捕捉する手段は全て本発明のシステムに利用することが可能である。本補足手段は通常、少なくとも部分的に分離箱内部に置かれている。例えば、オロスフランス（Oros France）のグラス４０ＡＥ（Gras-40AE）の０．５インチ（１．２７ｃｍ）マイクが適切である。このマイクは、オロスフランスのグラス２６ＣＡ（Gras-26CA）の０．５インチ（１．２７ｃｍ）プリアンプのようなプリアンプを有してもよい。

音を捕捉する手段は、０．５Ｈｚ〜２２０００Ｈｚの周波数を有する信号に対して感度を有すべきである。

１つの実施形態では、捕捉手段はコンピュータに接続されている。例えば、捕捉手段は、サウンドカードを用いたマイク、例えば、コンピュータに接続するのに有用な、エムオーディオ（M-Audio）のデュオＵＳＢ（Duo USB）２４ビット／９６ｋＨｚのサウンドカードを用いたマイクであってもよい。プラート（Praat）バージョン4.2.19などのサウンドレコーダソフトウエアは、音の捕捉及びコンピュータ上で音の評価を行う上で有益である場合がある。

本発明のシステムは、図面を参照するとより詳しく理解することができる。図１および図２の実施形態では、システム１０は、モーター２ａ、およびガイド装置２を備えている。本システムは、検査される皮膚の一部を置くために、例えば木製支持材などの支持材１を含むことができる。この実施形態では、金属ロッド３がモーター２ａおよびガイド装置２と接続されている。ロッド３の遠位端に、サウンドジェネレータ６のための取り付け手段７がある。図示の例では、取り付け手段７がばねであり、サウンドジェネレータ６がカードである。例えばマイクなどの音を捕捉する手段８は、ロッド３に取り付けることができる。音響分離箱４は検査領域を取り囲み、この領域には、音を捕捉する手段およびサウンドジェネレータを含む。音響分離箱は、例えば前腕部の皮膚などの、測定される皮膚を挿入するための開口部５を備える。

本発明によれば、皮膚サンプルの肌理は、以下のように、このシステムを利用して評価することができる。サンプルは音響分離箱内部のサウンドジェネレータと接触するよう置かれ、ガイド装置はサウンドジェネレータが音を発生するために皮膚にスライド可能に接触するよう移動させられ、音が、音を捕捉する手段により捕捉され、捕捉された音が所定の基準と比較される。

捕捉された音は、例えばデシベル（「ｄＢ」）表示による音量、もしくはアルゴリズムを介した信号処理によって、所定の基準と比較することができる。音の信号を処理する適切な方法は既知であり、フーリエ変換、ウエーブレット、および離散コサイン変換を含む。ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、部分最小二乗回帰、および主成分分析などのデータマイニング技術は、最も優れたディスクリプタを見つけ出すために利用されることができる。

本発明のシステムおよび方法を利用することで、例えば新生児の皮膚の音を所定の基準として記録してもよい。本発明によれば、その後に成人の皮膚の音を捕捉して新生児の皮膚の音と比較することができる。

１つの実施形態において、本システムおよび方法は、１つ以上のスキンケア用品が皮膚の肌理を改善するか否かを、消費者が判断することを可能にする。本発明によって、例えばモイスチャライザーなど、特定のスキンケア用品の使用前に、自分の皮膚の一部を評価することができ、その後スキンケア用品の使用後に再評価することができる。新生児の皮膚の音は所定の基準として利用可能である。もし消費者の皮膚の音が新生児の皮膚の音により近くなれば、消費者の皮膚の肌理が改善されたと結論付けしてもよい。

以下の実施例によって特許請求される本発明をさらに説明する。

実施例１
本発明の音響システムは以下のように組み立てられる。ミディインジェニエリ社のＭａｃ２４−１コントローラカードを有するＭａｃ２３ブラシレスモーター（これもミディインジェニエリ社）が使用された。コントローラカードは１００００ポイントの分解能を有する。モーターはミディインジェニエリ社のマクシムＶ５ソフトウエアによって制御された。ボール紙製のカードがサウンドジェネレータとして使用された。サウンドジェネレータはばねでモーターに取り付けられた。モーターおよびカードは０．００１Ｐａ〜１０Ｐａの皮膚に対する一定の圧力を与えるよう設計された。

音響分離箱は、人の前腕部を受け入れ、かつ上記の構成要素を保持するように最適な大きさにされた。この音響分離箱は、内面の３５ｍｍのポリウレタンフォーム、外部の５．５ｍｍの厚い瀝青質膜、および３８ｍｍのアイソフォンセルロースファイバー膜から作られた。音響分離箱は、５ｄＢを超えて外部雑音を減少させた。オロスフランスのグラス４０ＡＥの０．５インチ（１．２７ｃｍ）マイクが音の捕捉に利用された。マイクはグラス２６ＣＡの０．５インチ（１．２７ｃｍ）のプリアンプを有していた。マイクは０．５Ｈｚ〜２２０００Ｈｚの周波数信号に対して感度を有していた。マイクはエムオーディオのデュオＵＳＢ２４ビット／９６ｋＨｚのサウンドカードを利用し、コンピュータに接続された。プラートバージョン４.２.１９のサウンドレコーダソフトウエアは、音の捕捉及びコンピュータ上で音の比較を行うのに使用された。

専門家はこのシステムを利用して、年を取った人と若い人との皮膚の肌理の違いを判断するための実験が行われた。普通肌、乾燥肌、湿気肌（moisturized skin）を有する成人被験者が検査された。Ｈｚ表示の周波数は、ｄＢ／Ｈｚ表示のパワースペクトル密度の関数として決定された。湿気肌のデータは、乾燥肌および普通肌のデータより明らかに低かった。

別の実験において、新生児および成人の皮膚が、ｄＢ表示の音の強さについて比較された。新生児の皮膚は７．４８ｄＢの音を発生し、成人の皮膚は１０．３３ｄＢの音を発生した。成人の肌は、その後保湿ローションを用いて処置された。処置後、成人の肌は８．１７ｄＢの音を発生した。

〔実施の態様〕
（１）皮膚の肌理を評価する音響システム（１０）において、
音響分離箱（４）と、
ガイド装置（２）であって、前記ガイド装置に取り付けられたサウンドジェネレータ（６）を有する、ガイド装置（２）と、
音を捕捉する手段（８）と、
を備える、システム。
（２）実施態様１に記載のシステム（１０）において、
前記ガイド装置（２）に取り付けられたモーター（２ａ）、
をさらに備える、システム。
（３）実施態様１または実施態様２に記載のシステム（１０）において、
前記サウンドジェネレータ（６）は、カードである、システム。
（４）実施態様３に記載のシステム（１０）において、
前記カードは、取り付け手段（７）によって、特にばねによって、前記ガイド装置に取り付けられている、システム。
（５）実施態様１〜実施態様４のいずれかに記載のシステム（１０）において、
前記音を捕捉する手段（８）は、マイクである、システム。
（６）実施態様１〜実施態様５のいずれかに記載のシステム（１０）において、
前記音響分離箱（４）は、この箱の内部において外部雑音を少なくとも５ｄＢだけ軽減可能である、システム。
（７）実施態様５または実施態様６に記載のシステム（１０）において、
前記マイクは、コンピュータに接続されている、システム。
（８）実施態様１〜実施態様７のいずれかに記載のシステム（１０）において、
前記音響分離箱（４）は、測定すべき皮膚を挿入するための少なくとも１つの開口部（５）を備えている、システム。
（９）実施態様１〜実施態様８のいずれかに記載のシステム（１０）において、
ロッド（３）が、特に前記取り付け手段（７）を介した、前記サウンドジェネレータ（６）の前記ガイド装置（２）への取り付けのために用いられる、システム。

（１０）システムを用いて皮膚の肌理を評価する方法において、
前記システムは、音響分離箱、ガイド装置であって、前記ガイド装置に取り付けられたサウンドジェネレータを有する、ガイド装置、および、音を捕捉する手段、を備え、
前記方法は、
皮膚の一部を、前記音響分離箱の内部で前記サウンドジェネレータと接触するように置く工程と、
前記サウンドジェネレータが前記皮膚とスライド可能に接触するように前記ガイド装置を移動させ、音を生成させる工程と、
前記音を捕捉する工程と、
捕捉した前記音を所定の基準と比較する工程と、
を備える、方法。
（１１）実施態様１０に記載の方法において、
前記音を捕捉する手段は、マイクである、方法。
（１２）実施態様１０または実施態様１１に記載の方法において、
前記ガイド装置は、モーターを利用して移動される、方法。
（１３）実施態様１０〜実施態様１２のいずれかに記載の方法において、
捕捉された前記音は、コンピュータを用いて前記所定の基準と比較される、方法。
（１４）実施態様１０〜実施態様１３のいずれかに記載の方法において、
捕捉された前記音は、デシベル表示の音のボリュームを用いて前記所定の基準と比較される、方法。
（１５）実施態様１０〜実施態様１４のいずれかに記載の方法において、
捕捉された前記音は、コンピュータ生成のアルゴリズムを用いて前記所定の基準と比較される、方法。

本発明のシステムの側面図である。 本発明のシステムの正面図である。

Claims (14)

1. 皮膚の肌理を評価する音響システム（１０）において、
   音響分離箱（４）と、
   ガイド装置（２）であって、前記ガイド装置に取り付けられたサウンドジェネレータ（６）を有し、前記サウンドジェネレータは、前記皮膚を横切って引きずられるか、または前記皮膚とスライド可能に接触すると、音を発生するように構成されている、ガイド装置（２）と、
   音を捕捉する手段（８）と、
   を備え、
   前記音響分離箱は、測定すべき前記皮膚を挿入するための少なくとも１つの開口部（５）を備えており、前記サウンドジェネレータは、前記音響分離箱の中に設置されている、システム。
2. 請求項１に記載のシステム（１０）において、
   前記ガイド装置（２）に取り付けられたモーター（２ａ）、
   をさらに備える、システム。
3. 請求項１または請求項２に記載のシステム（１０）において、
   前記サウンドジェネレータ（６）は、カードである、システム。
4. 請求項３に記載のシステム（１０）において、
   前記カードは、取り付け手段（７）によって、特にばねによって、前記ガイド装置に取り付けられている、システム。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のシステム（１０）において、
   前記音を捕捉する手段（８）は、マイクである、システム。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のシステム（１０）において、
   前記音響分離箱（４）は、この箱の内部において外部雑音を少なくとも５ｄＢだけ軽減可能である、システム。
7. 請求項５に記載のシステム（１０）において、
   前記マイクは、コンピュータに接続されている、システム。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のシステム（１０）において、
   ロッド（３）が、特に取り付け手段（７）を介した、前記サウンドジェネレータ（６）の前記ガイド装置（２）への取り付けのために用いられる、システム。
9. システムを用いて皮膚の肌理を測定する方法において、
   前記システムは、測定すべき前記皮膚を挿入するための少なくとも１つの開口部（５）を備える音響分離箱、ガイド装置であって、前記ガイド装置に取り付けられたサウンドジェネレータを有する、ガイド装置、および、音を捕捉する手段、を備え、
   前記サウンドジェネレータは、前記音響分離箱の中に設置されており、前記皮膚を横切って引きずられるか、または前記皮膚とスライド可能に接触すると、音を発生するように構成されており、
   前記方法は、
   皮膚の一部を、前記音響分離箱の内部で前記サウンドジェネレータと接触するように置くことと、
   前記サウンドジェネレータが前記皮膚とスライド可能に接触するように前記ガイド装置を移動させ、音を発生させることと、
   前記音を捕捉することと、
   捕捉した前記音を所定の基準と比較することと、
   を含む、方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    前記音を捕捉する手段は、マイクである、方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の方法において、
    前記ガイド装置は、モーターを利用して移動される、方法。
12. 請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の方法において、
    捕捉された前記音は、コンピュータを用いて前記所定の基準と比較される、方法。
13. 請求項９〜請求項１２のいずれかに記載の方法において、
    捕捉された前記音は、デシベル表示の音のボリュームを用いて前記所定の基準と比較される、方法。
14. 請求項９〜請求項１３のいずれかに記載の方法において、
    捕捉された前記音は、コンピュータ生成のアルゴリズムを用いて前記所定の基準と比較される、方法。

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