JP6925576B2 - 皮膚バリア機能を評価する演算処理装置、プログラム、及び演算処理装置を有する電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、皮膚バリア機能を評価する演算処理装置、プログラム、前記演算処理装置を有する電子機器及び皮膚バリア機能の評価方法に関し、特に幅広い肌の状態の皮膚バリア機能を精度よく算出することができる演算処理装置等に関する。

従来の演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路について説明する。図１１は従来の演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路の構成図であり、表示器５０１と、演算処理装置５０２と、信号発生器５０３と、検出器５０５と、印加電極５０４と、検出電極５０６と、から構成されている。
前記印加電極５０４及び検出電極５０６を肌に接触させた後、信号発生器５０３にて交流信号を発生させ印加電極５０４から交流信号を肌に印加する。前記信号発生器５０３から発生した交流信号は肌の中の皮膚表面角質層５０７、表皮層５０８を透過した後、前記検出電極５０６を介して検出器５０５で検出される。そして、検出された信号は演算処理装置５０２にて演算処理が行われ、角質層バリア機能を算出して表示器５０１に表示する（例えば、特許文献１参照）。

図１２は従来の演算処理装置を有する電子機器を表す構成図である。この電子機器は、演算処理装置が内蔵された本体部６０１と、表示部６０２と、プローブ６０３と、検出電極６０４と、印加電極６０５と、から構成されている。
前記印加電極６０５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６０４を介して検出される。検出された電気信号は、前記演算処理装置にて所定の演算処理が行われ、算出されたサセプタンス値やアドミッタンス値等に基づいて、角質層バリア機能となりえる特性値が算出される。そして、特性値を表示部６０２に表示させ皮膚バリア機能を表す数値として用いられる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−３１０５６７号公報 特開２０１０−１７２５４３号公報

しかしながら、従来の演算処理装置を有する電子機器では、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を算出することが困難であった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされ、幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定できる演算処理装置、プログラム、前記演算処理装置を有する電子機器及び評価方法を提供する。

従来の課題を解決するため、本発明は、少なくとも、交流波発生回路により発せられた交流信号と印加電極から肌を透過した信号との時間差に基づく第一の変数に基づいて、皮膚バリア機能を示す数値を算出する演算処理装置を提供する。

本発明を適用した演算処理装置、プログラム、前記演算処理装置を有する電子機器及び皮膚バリア機能の評価方法によれば、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

本発明に係る第一実施形態の演算処理装置を有する電子機器を示す構成図である。 図１に示す電子機器のプローブの構成を示す構成図である。 図１に示す電子機器が備える皮膚バリア機能測定回路の回路図である。 図３に示す皮膚バリア機能測定回路の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る第二実施形態の演算処理装置を有する電子機器の皮膚バリア機能測定回路の回路図である。 図５に示す皮膚バリア機能測定回路の動作を示すフローチャートである。 皮膚バリア機能を示す数値（ＣＢ値）と経皮水分蒸散量法により測定された数値との相関関係を示す図である。 本発明に係る第三実施形態の演算処理装置を有する電子機器の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る第四実施形態の演算処理装置を有する電子機器の皮膚バリア機能測定回路の動作を示すフローチャートである。 皮膚バリア機能を示す数値（ＳＣＴ値）と経皮水分蒸散量法により測定された数値との相関関係を示す図である。 従来の演算処理装置を有する皮膚バリア機能測定回路の構成図である。 従来の演算処理装置を有する電子機器を表す構成図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

図１は、本発明に係る第一実施形態の演算処理装置を有する電子機器を示す構成図である。この電子機器１は、本体部１０１と、表示部１０２と、プローブ１０３と、検出電極１０４と、を備える。図２は、前記プローブ１０３の構成を示す構成図である。このプローブ１０３は、検出電極１０４と、印加電極２０１と、グラウンド電極２０２と、を備え、人の皮膚における皮膚バリア機能を評価するために使用される。ここで、前記プローブ１０３のグラウンド電極２０２は、測定時に外部からのノイズが検出電極１０４や印加電極２０１に伝播し測定にノイズの影響が出ることを防止している。

次に、前記電子機器１の動作について説明する。
前記本体部１０１の電源をオンにした後、当該本体部１０１の側面にあるプローブ１０３を人の皮膚に押し当て、前記検出電極１０４と印加電極２０１が皮膚に接触するようにして測定開始スイッチをオンにする。そして、本体部１０１の内部にある皮膚バリア機能測定回路を動作させ、前記交流信号と前記検出電極１０４の検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角（以下θと表す）を測定し、測定結果を後述する演算処理装置にて皮膚バリア機能を表す数値に変換して表示部１０２に表示する。
ここで、前記交流信号と前記検出信号との時間差をΔｔ、前記交流信号の周波数をｆとすると、例えば、θ＝２πｆΔｔと表すことができ、θは前記交流信号と前記検出信号との時間差によって変化する変数と定義することもできる（以下、前記交流信号と前記検出信号との時間差とθの関係については同様である）。

尚、前記プローブ１０３の構成は図２の構成に限らず、人の皮膚に交流信号を印加して当該皮膚を通過した信号を検出することができる構成であればどのような構成であってもよい。さらに、測定時に外部からのノイズの影響を低減できるのであればグラウンド電極２０２を用いなくてもよい。また、前記電子機器１は、前記構成に限らず、前記プローブと前記皮膚バリア機能測定回路を組み込みことができる構成であれば、携帯電話やスマートフォン、時計等どのような電子機器であってもよい。

図３は、前記電子機器１が備える皮膚バリア機能測定回路の回路図である。この皮膚バリア機能測定回路は、大別して、演算処理装置３０１と、交流信号発生回路３１０と、信号検出回路３２０と、判定回路３３０と、前記グラウンド電極２０２に接続されるグラウンド端子３４０と、を備える。
前記演算処理装置３０１は、出力端子３５１と、入力端子３６１，３６２と、を備える。前記信号検出回路３２０は、増幅回路３２１と、フィルター回路３２２と、電流検出回路３２３と、検出抵抗３２４と、を備える。

次に、前記皮膚バリア機能測定回路の接続について説明する。前記演算処理装置３０１において、前記出力端子３５１は前記交流信号発生回路３１０の入力に接続され、当該交流信号発生回路３１０の出力は前記印加電極２０１に接続される。また、前記入力端子３６１は増幅回路３２１の出力及び判定回路３３０の入力に接続され、前記入力端子３６２は判定回路３３０の出力及び増幅回路３２１に接続される。
更に、前記検出電極１０４は、前記検出抵抗３２４の一方の端子と電流検出回路３２３の入力に接続される。検出抵抗３２４のもう一方の端子はグラウンド端子３４０に接続される。前記電流検出回路３２３の出力はフィルター回路３２２の入力に接続され、当該フィルター回路３２２の出力は増幅回路３２１の入力に接続される。

次に、図４のフローチャートを用いて、前記皮膚バリア機能測定回路の動作を説明する。
まず、前記プローブ１０３を人の皮膚に押し当て測定開始後、前記演算処理装置３０１から制御信号を出力して前記交流波発生回路３１０から交流信号を発生させ、前記印加電極２０１から当該交流信号を人の皮膚へと印加する（ステップＳ４０１）。
次に、前記検出回路３２０にて検出電極１０４の検出信号を測定し出力信号に変換する（ステップＳ４０２）。

ステップＳ４０２における検出信号の測定工程および出力信号への変換工程において、前記出力信号が前記演算処理装置３０１で読み込み可能な値でないと前記判定回路３３０で判定された場合、前記増幅回路３２１のゲインを変更して再測定する。この再測定工程は、前記出力信号が演算処理装置３０１にて読み込み可能な値になるまで継続される（ステップＳ４０３においてＮＯ）。
一方、前記出力信号が演算処理装置３０１で読み込み可能な値になった場合（ステップＳ４０３においてＹＥＳ）、結果１として、前記交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角（以下θと表す）を算出する。そして、結果１を演算処理装置３０１内の記録媒体に保存する（ステップＳ４０４）。

次に、結果１として保存されたθを用いて、以下の数式１を利用して第一の皮膚バリア機能を示す数値（以下ＣＢ値と表す）を算出する（ステップＳ４０５）。

[数１]
ＣＢ＝ａ×θ＋α

ここで、ａ及びαは所定の定数である。
所定の定数ａ及びαは、回帰分析により適宜定められる値である。
すなわち、複数の人の皮膚において位相角θを算出し、複数の位相角θを得る。更に、同様の皮膚を用いて、従来の皮膚バリア機能の評価の一つとして用いられている経皮水分蒸散量（ｔｒａｎｓｅｐｉｄｅｒｍａｌｗａｔｅｒｌｏｓｓ：以下、ＴＥＷＬと略す場合がある）を測定する。
このようにして得られたＴＥＷＬ値を用い、位相角θとＴＥＷＬ値の複数の組について回帰分析を行い、数式１に用いられる所定の定数ａ及びαを決定する。
尚、従来の評価方法として皮膚バリア機能を評価できるのであればＴＥＷＬに限らず、別の方法を用いてもよい。

最終的に、前記数式１に基づいて算出されたＣＢ値を前記表示部１０２に表示させる（ステップＳ４１０）。

以上のような本発明を適用した演算処理装置３０１を有する電子機器１によれば、前記演算処理装置３０１において、前記交流信号と前記検出電極１０４の検出信号との時間差に基づいて算出された位相角θを用いて前記ＣＢ値を検出するため、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

なお、前記電子機器１において、前記判定回路３３０は出力信号を判定して増幅回路３２１のゲインを変更する方式を採用しているが、前記出力信号を精度よく正確に検出できる方式であればその方式は特に限定されず、例えば、交流信号の波高値を変更する方式や検出抵抗の抵抗値を変更する方式を採用してもよい。

また、前記交流信号発生回路は、一又は二以上の交流信号を発生させる構成としてもよい。前記交流信号発生回路が二以上の交流信号を発生させる構成とした場合、各交流信号と当該交流信号に基づいて検出された検出信号との時間差に基づいた各位相角θをＣＢ値の算出に用いてもよい。

尚、第一実施形態に係る演算処理装置３０１では、前記位相角θに基づいて、前記ＣＢ値を算出しているが、当該演算処理装置３０１では、前記出力信号に基づいて人の皮膚の角層のみの通電特性（以下、皮膚インピーダンス値という）を算出し、当該皮膚インピーダンス値と前記位相角θに基づいて、前記ＣＢ値を算出する構成としてもよい。

かかる場合、前記皮膚インピーダンス値としては、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から一つの値を選択する事が好ましい。
または、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。

次に、図５及び６を用いて、本発明に係る演算処理装置の第二実施形態を説明する。この第二実施形態に係る演算処理装置１３０１は、前記ＣＢ値を算出するための演算方式及び端子の構成が第一実施形態の演算処理装置と異なる。この相違に伴い、前記演算処理装置１３０１に接続される交流信号発生回路に関しても構成が異なり、電子機器としても構成が異なる。その一方で、他の構成は、図１〜図４に示す各構成と同一であるため、同一の符号を付し、それらの説明は割愛する。

すなわち、この実施形態に係る電子機器において、前記演算処理装置１３０１は、出力端子１３５１，１３５２，１３５３を備える。
また、前記交流信号発生回路１３１０は、５００Ｈｚ交流信号発生回路１３１１と、１００ｋＨｚ交流信号発生回路１３１２と、切り替え回路１３１３と、を備える。前記切り替え回路１３１３は、入力端子１３１４，１３１５と、出力端子１３１６と、を備える。

そして、前記演算処理装置１３０１において、前記出力端子１３５１は、５００Ｈｚ交流信号発生回路１３１１の入力に接続され、出力端子１３５２は１００ｋＨｚ交流信号発生回路１３１２の入力に接続され、出力端子１３５３は切り替え回路１３１３に接続される。
また、前記５００Ｈｚ交流信号発生回路１３１１の出力は切り替え回路１３１３の入力端子１３１４に接続され、１００ｋＨｚ交流信号発生回路１３１２の出力は切り替え回路１３１３の入力端子１３１５に接続される。前記切り替え回路１３１３の出力端子１３１６は印加電極２０１に接続される。

次に、図６を用いて、第二実施形態に係る演算処理装置１３０１を備えた皮膚バリア機能測定回路の動作について説明する。
まず、前記演算処理装置１３０１から制御信号を出力し交流波発生回路１３１０から５００Ｈｚの交流信号を発生させ、前記印加電極２０１から５００Ｈｚの交流信号を印加する（ステップＳ１４０１）。
次に、前記検出回路３２０にて前記検出電極１０４の検出信号を測定し出力信号に変換する（ステップＳ１４０２）。
ステップＳ１４０２における検出信号の測定工程および出力信号への変換工程において、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値でないと判定回路３３０で判定された場合、増幅回路３２１のゲインを変更して再測定する。
この再測定工程は、前記出力信号が演算処理装置１３０１にて読み込み可能な値になるまで継続される（ステップＳ１４０３においてＮＯ）。

一方、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値になった場合（ステップＳ１４０３においてＹＥＳ）、結果１として、演算処理装置１３０１が５００Ｈｚの交流信号と前記検出信号との時間差及び前記検出信号の波高値に基づいて、第一の皮膚インピーダンス値としてのサセプタンス値（以下、Ｂとも表す）を算出する。加えて、５００Ｈｚの交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角θを算出する。そして、この演算処理装置１３０１内の記録媒体に保存する（ステップＳ１４０４）。

次に、前記演算処理装置１３０１から制御信号を出力し交流波発生回路１３１０から１００ｋＨｚの交流信号を発生させ、前記印加電極２０１から１００ｋＨｚの交流信号を印加する（ステップＳ１４０５）。
次に、前記検出回路３２０にて検出電極１０４の検出信号を測定し出力信号に変換する（ステップＳ１４０６）。
ステップＳ１４０６における検出信号の測定工程および出力信号への変換工程において、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値でないと判定回路３３０で判定した場合、前記増幅回路３２１のゲインを変更して再測定する。
この再測定工程は、前記出力信号が演算処理装置１３０１にて読み込み可能な値になるまで継続される（ステップＳ１４０７においてＮＯ）。

一方、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値になった場合（ステップＳ１４０７においてＹＥＳ）、結果２として、演算処理装置１３０１が１００ｋＨｚの交流信号と前記検出信号との時間差及び前記検出信号の波高値に基づいて、第二の皮膚インピーダンス値としてのアドミッタンス値（以下、Ｙとも表す）を算出する。そして、演算処理装置１３０１内の記録媒体に保存する。

その後、結果１として保存されたＢ及びθと結果２として保存されたＹを用いて、以下の数式２を利用して第一の皮膚バリア機能を示す数値（ＣＢ値）を算出する（ステップＳ１４０９）。

[数２]
ＣＢ＝ａ１×Ｂ^ｏ／Ｙ^ｐ＋ａ２×θ＋ａ３×Ｙ^ｋ／Ｂ^ｌ＋ａ４

ここで、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌは所定の定数である。
なお、所定の定数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌは、回帰分析により適宜定められる値である。
すなわち、複数の人の肌においてＢ、θ、Ｙを算出し、複数のＢ、θ、Ｙを得る。また、同様の皮膚を用いて、従来のＴＥＷＬによる測定を行い、ＴＥＷＬ値を得る。このようにして得られた、Ｂ、θ、ＹとＴＥＷＬの複数の組について回帰分析を行い、数式２に用いられる所定の定数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌを決定する。
ここで、複数の人の肌を用いて、人数分のＢ、θ、Ｙ及びＴＥＷＬ値を得た結果として、例えば、ａ１として「１４４７３０６４」、ａ２として「−０．３９２８１」、ａ３として「−１．１Ｅ−０８」、ａ４として「４９．７３６１」、ｏとして「２」、ｐとして「１」、ｋとして「１」、ｌとして「２」の数値が得られた。尚、所定の定数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌはＢ、θ、ＹとＴＥＷＬの複数の組について回帰分析を行うことで決定されるため、人数の増加に応じて適切な数値を決定することができる。

また、前記数式２において、Ｂ^ｏ／Ｙ^ｐ及びＹ^ｋ／Ｂ^ｌは前記第一の皮膚インピーダンス値と前記第二の皮膚インピーダンス値から算出されるものであり、本発明の第二の変数に相当するものである。

ここで、図７は、前記数式２により算出されたＣＢ値と、ＴＥＷＬ値との回帰分析の結果を示すものである。図７において、縦軸はＣＢ値を示し、横軸はＴＥＷＬ値を示す。

図７から把握されるように、前記数式２により算出されたＣＢ値と、従来の経皮水分蒸散量法により算出されるＴＥＷＬ値と間では、良好な正の相関が確認できた。

このようにしてＣＢ値を算出した後、当該ＣＢ値を前記表示部１０２に表示させる（ステップＳ１４１０）。

以上のような第二実施形態に係る演算処理装置１３０１を有する電子機器によれば、前記演算処理装置１３０１において、前記交流信号と前記検出電極１０４の検出信号との時間差に基づいて算出された位相角θに基づいて、従来の経皮水分蒸散量法により算出されるＴＥＷＬ値と良好な相関関係にあるＣＢ値を検出することができ、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

更に、第二実施形態に係る演算処理装置では、前記位相角θに加え、実数値である皮膚インピーダンス値を用いているため、より正確に前記ＣＢ値を算出することができ、もって正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

尚、本実施形態に係る電子機器では、前記交流信号の周波数として、５００Ｈｚと１００ｋＨｚを用いているが、交流信号の周波数に特に限られない。
更に、本実施形態に係る電子機器では、５００Ｈｚの交流信号を印加した後、１００ｋＨｚの交流信号を印加しているが、交流信号を印加する順番は特に限定されず、どちらを先に印加してもよい。

また、第二実施形態に係る演算処理装置１３０１では、第一の皮膚インピーダンス値として、サセプタンス値を用いているが、例えば、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらサセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値の逆数値を用いてもよい。
又は、第一の皮膚インピーダンス値として、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。

また、第二実施形態に係る演算処理装置１３０１では、第二の皮膚インピーダンス値として、アドミッタンス値を用いているが、例えば、サセプタンス値、コンダクタンス値、これらサセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値の逆数値を用いてもよい。
又は、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。

すなわち、第二実施形態に係る演算処理装置１３０１において、例えば、５００Ｈｚの交流信号からアドミッタンス値を、１００ｋＨｚの交流信号からサセプタンス値（以下、Ｂ１００ｋと表す）を検出し、前記数式２にてＹをＢ１００ｋに変更してＣＢ値を求めてもよい。
また例えば、１００ｋＨｚの交流信号からサセプタンス値（Ｂ１００ｋ）を、５００Ｈｚの信号からサセプタンス値を検出し、数式２にてＹをＢ１００ｋに変更してＣＢ値を求めてもよい。

また、第二実施形態に係る演算処理装置１３０１では、５００Ｈｚの交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角θを算出しているが、この位相角θの種類としては特に限定されず、１００ｋＨｚの交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて算出されるθ（以下、θ１００ｋと表す）を用いてもよく、かかる場合、前記数式２において、θをθ１００ｋに変更してＣＢ値を求めてもよい。

更に、前述の如く、前記交流信号と前記検出信号との時間差をΔｔ、前記交流信号の周波数をｆとすると、例えば、θ＝２πｆΔｔと表すことができる（２π及びｆは定数）。
このため、上記数式２におけるθは、「Δｔ」に変換することも可能である。

次に、図８を用いて、本発明に係る演算処理装置の第三実施形態を説明する。

ここで、人の皮膚は、角層を含む表皮、真皮及び皮下組織から構成されている。そして、皮膚の最外側に設けられる角層が外界に対するバリア機能に大いに寄与していることは周知の事実である。
前記角層の構造に変化（例えば、角層の薄層化、一部欠損等）が見られる場合、皮膚炎等が誘発されることも知られており、やはり前記角層が皮膚バリア機能に大いに寄与していると言える。
そこで、本発明者らは、角層の厚さも、ＴＥＷＬ値と同様、皮膚バリア機能を示す値として有意義であると考え、第三実施形態に係る演算処理装置を完成させるに至った。

第三実施形態に係る演算処理装置は、第一実施形態に係る演算処理装置と同様の数式を用いて角層の厚さを算出する点以外は、第一実施形態に係る演算処理装置３０１と同一の構成を備え、第三実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路に関しても第一実施形態に係る演算処理装置３０１を備えた皮膚バリア機能測定回路と同一の構成である。また、電子機器としても同一の構成である。一方、第三実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路の動作に関しては、前記数式１を用いて角層の厚さを算出する点が異なるため、図８を用いて説明する。
尚、以下の説明において、第三実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路の各構成に関しては、第一実施形態に係る回路と同一の符号を用いる。

図８のフローチャートを用いて、第三実施形態に係る皮膚バリア機能測定回路の動作を説明する。
まず、前記プローブ１０３を人の皮膚に押し当て測定開始後、前記演算処理装置３０１から制御信号を出力して前記交流波発生回路３１０から交流信号を発生させ、前記印加電極２０１から当該交流信号を人の皮膚へと印加する（ステップＳ５０１）。
次に、前記検出回路３２０にて検出電極１０４の検出信号を測定し出力信号に変換する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２における検出信号の測定工程および出力信号への変換工程において、前記出力信号が前記演算処理装置３０１で読み込み可能な値でないと前記判定回路３３０で判定された場合、前記増幅回路３２１のゲインを変更して再測定する。この再測定工程は、前記出力信号が演算処理装置３０１にて読み込み可能な値になるまで継続される（ステップＳ５０３においてＮＯ）。
一方、前記出力信号が演算処理装置３０１で読み込み可能な値になった場合（ステップＳ５０３においてＹＥＳ）、結果１として、前記交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角θを算出する。そして、結果１を演算処理装置３０１内の記録媒体に保存する（ステップＳ５０４）。

次に、結果１として保存されたθを用いて、以下の数式３を利用して角層の厚さ、すなわち第二の皮膚バリア機能を示す数値（以下ＳＣＴ値と表す）を算出する（ステップＳ５０５）。

[数３]
ＳＣＴ＝ａ×θ＋α

ここで、ａ及びαは所定の定数である。
所定の定数ａ及びαは、回帰分析により適宜定められる値である。
すなわち、複数の人の皮膚において位相角θを算出し、複数の位相角θを得る。更に、同様の皮膚に関し、通常行われる共集点レーザ顕微鏡（Ｃａｌｉｂｅｒ Ｉ．Ｄ社製、Ｖｉｖａｓｃｏｐｅ）を用いて角層厚を得る。
このようにして得られた、位相角θと角層厚の複数の組について回帰分析を行い、数式３に用いられる所定の定数ａ及びαを決定する。
尚、角層厚を測定する方法に関しては特定されず、公知の方法を適宜用いることができる。

最終的に、前記数式３に基づいて算出されたＳＣＴ値を前記表示部１０２に表示させる（ステップＳ５０６）。

以上の第三実施形態に係る演算処理装置３０１を有する電子機器１によれば、前記演算処理装置３０１において、前記交流信号と前記検出電極１０４の検出信号との時間差に基づいて算出された位相角θを用いて前記ＳＣＴ値を検出するため、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

なお、前記電子機器１において、前記判定回路３３０は出力信号を判定して増幅回路３２１のゲインを変更する方式を採用しているが、前記出力信号を精度よく正確に検出できる方式であればその方式は特に限定されず、例えば、交流信号の波高値を変更する方式や検出抵抗の抵抗値を変更する方式を採用してもよい。

また、前記交流信号発生回路は、一又は二以上の交流信号を発生させる構成としてもよい。前記交流信号発生回路が二以上の交流信号を発生させる構成とした場合、各交流信号と当該交流信号に基づいて検出された検出信号との時間差に基づいた各位相角θをＳＣＴ値の算出に用いてもよい。

尚、第三実施形態に係る演算処理装置３０１では、前記位相角θに基づいて、前記ＳＣＴ値を算出しているが、当該演算処理装置３０１では、前記出力信号に基づいて人の皮膚の角層のみの通電特性（皮膚インピーダンス値）を算出し、当該皮膚インピーダンス値と前記位相角θに基づいて、前記ＳＣＴ値を算出する構成としてもよい。

かかる場合、前記皮膚インピーダンス値としては、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から一つの値を選択する事が好ましい。
または、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。

次に、図９及び１０を用いて、本発明に係る演算処理装置の第四実施形態を説明する。

第四実施形態に係る演算処理装置は、第二実施形態に係る演算処理装置と同様の数式を用いて角層の厚さを算出する点以外は、第二実施形態に係る演算処理装置１３０１と同一の構成を備え、第四実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路に関しても第二実施形態に係る演算処理装置１３０１を備えた皮膚バリア機能測定回路と同一の構成である。また、電子機器としても同一の構成である。一方、第四実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路の動作に関しては、前記数式２を用いて角層の厚さを算出する点が異なるため、図９を用いて説明する。
尚、以下の説明において、第四実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路の各構成に関しては、第二実施形態に係る回路と同一の符号を用いる。

図９を用いて、第四実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚バリア機能測定回路の動作について説明する。
まず、前記演算処理装置から制御信号を出力し交流波発生回路１３１０から５００Ｈｚの交流信号を発生させ、前記印加電極２０１から５００Ｈｚの交流信号を印加する（ステップＳ１５０１）。
次に、前記検出回路３２０にて前記検出電極１０４の検出信号を測定し出力信号に変換する（ステップＳ１５０２）。
ステップＳ１５０２における検出信号の測定工程および出力信号への変換工程において、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値でないと判定回路３３０で判定された場合、増幅回路３２１のゲインを変更して再測定する。
この再測定工程は、前記出力信号が演算処理装置１３０１にて読み込み可能な値になるまで継続される（ステップＳ１５０３においてＮＯ）。

一方、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値になった場合（ステップＳ１５０３においてＹＥＳ）、結果１として、演算処理装置１３０１が５００Ｈｚの交流信号と前記検出信号との時間差及び前記検出信号の波高値に基づいて、第一の皮膚インピーダンス値としてのサセプタンス値（以下、Ｂとも表す）を算出する。加えて、５００Ｈｚの交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角θを算出する。そして、この演算処理装置１３０１内の記録媒体に保存する（ステップＳ１５０４）。

次に、前記演算処理装置１３０１から制御信号を出力し交流波発生回路１３１０から１００ｋＨｚの交流信号を発生させ、前記印加電極２０１から１００ｋＨｚの交流信号を印加する（ステップＳ１５０５）。
次に、前記検出回路３２０にて検出電極１０４の検出信号を測定し出力信号に変換する（ステップＳ１５０６）。
ステップＳ１５０６における検出信号の測定工程および出力信号への変換工程において、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値でないと判定回路３３０で判定した場合、前記増幅回路３２１のゲインを変更して再測定する。
この再測定工程は、前記出力信号が演算処理装置１３０１にて読み込み可能な値になるまで継続される（ステップＳ１５０７においてＮＯ）。

一方、前記出力信号が演算処理装置１３０１で読み込み可能な値になった場合（ステップＳ１５０７においてＹＥＳ）、結果２として、演算処理装置１３０１が１００ｋＨｚの交流信号と前記検出信号との時間差及び前記検出信号の波高値に基づいて、第二の皮膚インピーダンス値としてのアドミッタンス値（以下、Ｙとも表す）を算出する。そして、演算処理装置１３０１内の記録媒体に保存する。

その後、結果１として保存されたＢ及びθと結果２として保存されたＹを用いて、以下の数式４を利用して、角層の厚さ、すなわち第二の皮膚バリア機能を示す数値（ＳＣＴ値）を算出する（ステップＳ１５０９）。

[数４]
ＳＣＴ＝ａ１×Ｂ^ｏ／Ｙ^ｐ＋ａ２×θ＋ａ３×Ｙ^ｋ／Ｂ^ｌ＋ａ４

ここで、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌは所定の定数である。
なお、所定の定数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌは、回帰分析により適宜定められる値である。
すなわち、複数の人の肌においてＢ、θ、Ｙを算出し、複数のＢ、θ、Ｙを得る。更に、同様の皮膚に関し、通常行われる共集点レーザ顕微鏡（Ｃａｌｉｂｅｒ Ｉ．Ｄ社製、Ｖｉｖａｓｃｏｐｅ）を用いて角層厚を得る。
このようにして得られた、Ｂ、θ、Ｙと角層厚の複数の組について回帰分析を行い、数式４に用いられる所定の定数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌを決定する。
ここで、複数の人の肌を用いて、人数分のＢ、θ、Ｙ及び角層厚を得た結果として、例えば、ａ１として「−３１２．２」、ａ２として「０．１４８３」、ａ３として「−０．０１」、ａ４として「５．１５７４」、ｏとして「０．５」、ｐとして「０．２５」、ｋとして「０．２５」、ｌとして「０．５」の数値が得られた。尚、所定の定数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌはＢ、θ、Ｙと角層厚の複数の組について回帰分析を行うことで決定されるため、人数の増加に応じて適切な数値を決定することができる。
尚、角層を測定する方法に関しては特定されず、公知の方法を適宜用いることができる。

また、前記数式４において、Ｂ^ｏ／Ｙ^ｐ及びＹ^ｋ／Ｂ^ｌは前記第一の皮膚インピーダンス値と前記第二の皮膚インピーダンス値から算出されるものであり、本発明の第二の変数に相当するものである。

ここで、図１０は、前記数式４により算出されたＳＣＴ値と、角層厚との回帰分析の結果を示すものである。図１０において、縦軸はＳＣＴ値を示し、横軸は共集点レーザ顕微鏡による角層厚の測定値を示す。

図１０から把握されるように、前記数式４により算出されたＳＣＴ値と、共集点レーザ顕微鏡による角層厚の測定値と間では、良好な正の相関が確認できた。

このようにしてＳＣＴ値を算出した後、当該ＳＣＴ値を前記表示部１０２に表示させる（ステップＳ１５１０）。
ここで、前記共集点レーザ顕微鏡の仕様に起因して、Ｂ及びＹの皮膚インピーダンスの数値によって数式４により算出されるＳＣＴ値がマイナスになる可能性がある。
かかる場合には、前記演算処理装置１３０１において、ＳＣＴ値を「０」とする処理を行うことが好ましい。当該処理方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。

以上のような第四実施形態に係る演算処理装置を有する電子機器によれば、前記演算処理装置１３０１において、前記交流信号と前記検出電極１０４の検出信号との時間差に基づいて算出された位相角θに基づいて、共集点レーザ顕微鏡による角層厚の測定値と良好な相関関係にあるＳＣＴ値を検出することができ、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

更に、第四実施形態に係る演算処理装置１３０１では、前記位相角θに加え、実数値である皮膚インピーダンス値を用いているため、より正確に前記ＳＣＴ値を算出することができ、もって正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

尚、本実施形態に係る電子機器では、前記交流信号の周波数として、５００Ｈｚと１００ｋＨｚを用いているが、交流信号の周波数に特に限られない。 更に、本実施形態に係る電子機器では、５００Ｈｚの交流信号を印加した後、１００ｋＨｚの交流信号を印加しているが、交流信号を印加する順番は特に限定されず、どちらを先に印加してもよい。

また、第四実施形態に係る演算処理装置では、第一の皮膚インピーダンス値として、サセプタンス値を用いているが、例えば、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらサセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値の逆数値を用いてもよい。
又は、第一の皮膚インピーダンス値として、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。

また、第四実施形態に係る演算処理装置では、第二の皮膚インピーダンス値として、アドミッタンス値を用いているが、例えば、サセプタンス値、コンダクタンス値、これらサセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値の逆数値を用いてもよい。
又は、サセプタンス値、アドミッタンス値、コンダクタンス値、これらの逆数値から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。

すなわち、第四実施形態に係る演算処理装置において、例えば、５００Ｈｚの交流信号からアドミッタンス値を、１００ｋＨｚの交流信号からサセプタンス値（Ｂ１００ｋ）を検出し、前記数式２にてＹをＢ１００ｋに変更してＳＣＴ値を求めてもよい。
また例えば、１００ｋＨｚの交流信号からサセプタンス値（Ｂ１００ｋ）を、５００Ｈｚの信号からサセプタンス値を検出し、数式２にてＹをＢ１００ｋに変更してＳＣＴ値を求めてもよい。

また、第四実施形態に係る演算処理装置では、５００Ｈｚの交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて、第一の変数としての位相角θを算出しているが、この位相角θの種類としては特に限定されず、１００ｋＨｚの交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて算出されるθ（θ１００ｋ）を用いてもよく、かかる場合、前記数式２において、θをθ１００ｋに変更してＳＣＴ値を求めてもよい。

また、本発明に係る演算処理装置は、前記交流信号発生回路により発生された交流信号と前記検出信号との時間差に基づいて算出された位相角θを用いて、前記ＣＢ値又は前記ＳＣＴ値の算出を実行するプログラムであってもよい。

また、本発明は、人の皮膚バリア機能に係る評価方法にも関する。この評価方法は、少なくとも、交流波発生回路により発せられた交流信号と印加電極から肌を透過した信号との時間差に基づく変数を用いて皮膚バリア機能を評価する演算工程を含んでいる。更に、この評価方法は、交流信号を人の皮膚に印加する印加工程、皮膚を通過した信号を検出し出力信号へ変換する変換工程、前記演算工程により算出された皮膚バリア機能を示す数値（ＣＢ値又はＳＣＴ値）を表示する表示工程、を含んでいてもよい。

前記演算工程は、前記演算処理装置３０１に係る演算方式のように、交流波発生回路により発せられた交流信号と印加電極から肌を透過した信号との時間差に基づいて算出された位相角θを用いて、前記ＣＢ値又は前記ＳＣＴ値を算出する工程であってもよく、具体的には前記数式１又は前記数式３に基づいてＣＢ値又はＳＣＴ値を算出されるようにしてもよい。
または、前記演算工程は、前記演算処理装置１３０１に係る演算方式のように、前記位相角θと、前記時間差及び前記検出信号の波高値から算出される皮膚インピーダンス値をと、を用いて前記ＣＢ値又は前記ＳＣＴ値を算出する工程であってもよく、具体的には前記数式２又は前記数式４に基づいてＣＢ値又はＳＣＴ値を算出されるようにしてもよい。

更に、前述の如く、前記交流信号と前記検出信号との時間差をΔｔ、前記交流信号の周波数をｆとすると、例えば、θ＝２πｆΔｔと表すことができる（２π及びｆは定数）。
このため、上記数式４におけるθは、「Δｔ」に変換することも可能である。

本発明に係る評価方法は、前記演算工程を備えているため、正常な状態から角層がすべて剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で精度よく皮膚バリア機能を測定することができる。

１ 電子機器
１０１ 本体部
１０２ 表示部
１０３ プローブ
１０４ 検出電極
２０１ 印加電極
２０２ グラウンド電極
３４０ グラウンド端子
３０１、１３０１ 演算処理装置
３１０、１３１０ 交流信号発生回路
３２０ 信号検出回路
３２１ 増幅回路
３２２ フィルター回路
３２３ 電流検出回路
３２４ 検出抵抗
３３０ 判定回路
３５１、１３５１、１３５２、１３５３、１３１６ 出力端子
１３１１ ５００Ｈｚ交流信号発生回路
１３１２ １００ｋＨｚ交流信号発生回路
１３１３ 切り替え回路
３６１、３６２、１３１４、１３１５ 入力端子

Claims (9)

1. 少なくとも、交流波発生回路により発せられた交流信号と印加電極から肌を透過した交流電流信号との時間差に基づく第一の変数と、経皮水分蒸散量の値（ＴＥＷＬ値）との複数の組について回帰分析を行うか、又は前記第一の変数と、人の皮膚の角層の厚みとの複数の組について回帰分析を行うことによって、皮膚バリア機能を示す数値を算出する演算処理装置。
2. 前記第一の変数と、前記交流波発生回路により発せられた前記交流信号に基づく前記角層の通電特性と、に基づいて前記皮膚バリア機能を示す数値を算出する請求項１に記載の演算処理装置。
3. さらに、前記交流波発生回路により、周波数が互いに異なる第一の交流信号と第二の交流信号とが発せられ、
   前記第一の交流信号に基づく前記角層の第一の通電特性、及び前記第二の交流信号に基づく前記角層の第二の通電特性を算出し、前記第一の変数と、前記角層の前記第一の通電特性及び／又は前記角層の前記第二の通電特性と、に基づいて前記皮膚バリア機能を示す数値を算出する請求項２に記載の演算処理装置。
4. 前記第一の変数と、前記角層の前記第一の通電特性及び前記角層の前記第二の通電特性から算出した第二の変数と、を用いて前記皮膚バリア機能を示す数値を算出する請求項３に記載の演算処理装置。
5. 前記角層の前記第一の通電特性は、第一のサセプタンス値と、第一のアドミッタンス値と、第一のコンダクタンス値と、これらの逆数値とからなる群から選択される１又は２以上の値であり、
   前記角層の前記第二の通電特性は、第二のサセプタンス値と、第二のアドミッタンス値と、第二のコンダクタンス値と、これらの逆数値とからなる群から選択される１又は２以上の値である請求項３又は４に記載の演算処理装置。
6. 前記角層の前記第一の通電特性とは前記第一のサセプタンス値であり、
   前記角層の前記第二の通電特性とは前記第二のアドミッタンス値であり、
   前記演算処理装置は算出された前記第一のサセプタンス値、前記第一の変数、及び前記第二のアドミッタンス値から、数１を利用して、前記経皮水分蒸散量の値（ＴＥＷＬ値）に相関する前記皮膚バリア機能を示す数値を算出する請求項５に記載の演算処理装置。
   [数１]
   ＣＢ＝ａ１×Ｂ^ｏ／Ｙ^ｐ＋ａ２×θ＋ａ３×Ｙ^ｋ／Ｂ^ｌ＋ａ４
   ここで、ＣＢは、前記経皮水分蒸散量の値（ＴＥＷＬ値）に相関する皮膚バリア機能算出値、
   Ｂは前記第一のサセプタンス値、
   Ｙは前記第二のアドミッタンス値、
   θは前記第一の変数、
   ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌは、定数。
7. 前記角層の前記第一の通電特性とは前記第一のサセプタンス値であり、
   前記角層の前記第二の通電特性とは前記第二のアドミッタンス値であり、
   前記演算処理装置は算出された前記第一のサセプタンス値、前記第一の変数、及び前記第二のアドミッタンス値から、数２を利用して、前記角層の厚みに相関する前記皮膚バリア機能を示す数値を算出する請求項５に記載の演算処理装置。
   [数２］
   ＳＣＴ=ａ１×Ｂ^ｏ／Ｙ^ｐ＋ａ２×θ＋ａ３×Ｙ^ｋ／Ｂ^ｌ＋ａ４
   ここで、ＳＣＴは、前記角層の厚みに相関する皮膚バリア機能算出値、
   Ｂは前記第一のサセプタンス値、
   Ｙは前記第二のアドミッタンス値、
   θは前記第一の変数、
   ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｏ、ｐ、ｋ、ｌは、定数。
8. 交流信号を発生させる交流波発生回路と、
   前記交流発生回路から発生した前記交流信号を印加する印加電極と、
   前記印加電極から肌を透過した信号を検出する検出電極と、
   前記検出電極が検出した信号を出力信号に変換する検出回路と、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の演算処理装置と、
   を備える電子機器。
9. 前記請求項１から７のいずれか一項に記載の前記皮膚バリア機能を示す数値を算出する演算処理装置として、コンピュータを機能させるプログラム。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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