KR102225808B1

KR102225808B1 - 피부 진단 장치, 피부 상태 출력 방법, 프로그램, 및 기록 매체

Info

Publication number: KR102225808B1
Application number: KR1020187025090A
Authority: KR
Inventors: 소우이치 사에키; 유스케 하라; 토요노부 야마시타
Original assignee: 가부시키가이샤 시세이도; 고리쓰다이가쿠호진 오사카 시리쓰다이가쿠
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2021-03-10
Also published as: EP3473166A1; TW201803521A; EP3473166A4; US20190125247A1; CN109310337B; TWI735596B; WO2017221798A1; JP6245590B1; KR20180107209A; CN109310337A; JP2017225811A

Abstract

피부 진단 장치(1)는 OCT를 사용하는 광학계를 포함하는 광학 유닛(2)과, 광학 유닛(2)으로부터의 광을 피부(S)로 유도하여 주사시키기 위한 광학 기구(4)와, 피부(S)에 대하여 변형 에너지를 부여하기 위한 부하 장치(5)와, 부하 장치(5) 및 광학 기구(4)의 구동을 제어하고, 그들의 구동에 따라 광학 유닛(2)으로부터 출력된 광 간섭 신호를 처리함으로써 피부(S)에 관해서 미리 정해지는 상태값의 단층 분포를 연산하고, 그 단층 분포에 의거하여 피부(S)의 평가값을 연산하는 제어 연산부(6)와, 피부(S)의 평가값을 표시하는 표시 장치(74)를 구비한다. 제어 연산부 (6)은 상기 상태값으로서 피부(S)의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하고, 그 역학 특성과 혈류 상태를 피부(S)의 단층 위치에서 대응시킴으로써 평가값을 연산한다.

Description

피부 진단 장치, 피부 상태 출력 방법, 프로그램, 및 기록 매체

본 발명은 피부를 진단하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

피부 조직은 수분의 상실을 방지하고, 외계와의 열교환에 의해 체온의 조절을 행하고, 물리적인 자극으로부터 생체를 보호하고, 촉각 등의 감각을 수용한다는 중요한 역할을 담당한다. 이 피부 조직은 표피, 진피, 피하 조직의 주로 3층으로 구성되어 있다. 가령(加齡)이나 자외선 등의 환경 변화로부터 각 층의 역학 특성이 변화되면 주름이나 처짐 등의 피부의 노화 현상을 야기한다고 생각된다. 또한, 피부 조직의 대사 기능을 담당하는 미소 순환 기능의 쇠약이 그 노화 현상의 원인 중 하나라고도 생각되어 있다. 따라서, 피부의 역학 특성이나 순환 기능을 통합적으로 평가하는 것이 효과적인 스킨 케어나 안티 에이징으로 이어진다고 생각된다.

이러한 피부의 진단에 관하여 피부 표면의 피구(皮溝)의 3차원형상을 계측하여 피부 상태를 해석하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한, 피부의 특정 부위를 흡인(吸引)·제하(除荷)하여 그 표면 위치를 검출함으로써 피부의 역학 특성을 계측하는 방법도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조)

일본 특허공개 2013-188326호 공보 일본 특허공개 2009-268640호 공보

그러나 특허문헌 1의 방법은 피부 조직의 변화의 결과로서 나타나는 표면형상 바로 그것을 측정하는 것이며, 피부 조직의 레벨에서 진단이 행해지는 것은 아니다. 또한, 특허문헌 2의 방법은 피부 조직의 레벨에서 역학 특성을 계측할 수 있지만, 그것만으로 피부 상태를 통합적으로 평가하는 것은 어렵다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적 중 하나는 피부 상태를 다각적·통합적으로 진단하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 어떤 실시형태는 피부 진단 장치에 관한 것이다. 이 피부 진단 장치는 광 간섭성 단층촬영장치(Optical Coherence Tomography: 이하 「OCT」라고 한다)를 사용하는 광학계를 포함하는 광학 유닛과, 광학 유닛으로부터의 광을 피부에 유도하여 주사시키기 위한 광학 기구와, 피부에 대하여 소정 변형 에너지를 부여하기 위한 부하 장치와, 부하 장치 및 광학 기구의 구동을 제어하고, 그들의 구동에 따라 광학 유닛으로부터 출력된 광 간섭 신호를 처리함으로써 피부에 관해서 미리 정해지는 상태값의 단층 분포를 연산하고, 그 단층 분포에 의거하여 피부의 평가값을 연산하는 제어 연산부와, 피부의 평가값을 표시하는 표시 장치를 구비한다. 제어 연산부는 상기 상태값으로서 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하고, 그 역학 특성과 혈류 상태를 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 상기 평가값을 연산한다.

본 발명의 다른 실시형태는 피부 진단 방법에 관한 것이다. 이 피부 진단 방법은 OCT에 의해 피부의 단층 화상을 취득하는 공정과, 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 공정과, 역학 특성과 혈류 상태를 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 피부의 상태를 평가하기 위한 정보를 취득하고, 그 정보를 출력하는 공정을 구비한다.

또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템, 기록 매체, 컴퓨터 프로그램 등 사이에서 변환한 것도 또한 본 발명의 실시형태로서 유효하다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 피부 상태를 다각적·통합적으로 진단하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 실시예에 의한 피부 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 부하 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 FFT 상호 상관법에 의한 처리 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 재귀적 상호 상관법에 의한 처리 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 서브 픽셀 해석에 의한 처리 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 피부의 3차원 OCT 단층 화상을 나타내는 도면이다.
도 7은 피부의 3차원 OCT 단층 화상을 나타내는 도면이다.
도 8은 피부 조직의 점탄성 모델을 나타내는 도면이다.
도 9는 역학 특성에 관한 단층 계측의 결과를 예시하는 도면이다.
도 10은 크리프 회복 시간의 단층 분포를 나타내는 도면이다.
도 11은 혈류 속도 모의 시험에 사용된 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 12는 OCT에 의해 계측된 유속의 단층 분포를 나타내는 도면이다.
도 13은 OCT에 의한 혈관망의 연산 방법을 나타내는 모식도이다.
도 14는 혈관망의 산출 결과를 나타내는 도면이다.
도 15는 물에 의한 광 흡수 특성을 나타내는 도면이다.
도 16은 물의 광 흡수 특성과 함수율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 17은 OCT에 의한 피부의 수분량의 연산 과정을 나타내는 도면이다.
도 18은 제어 연산부의 기능 블록도이다.
도 19는 제어 연산부에 의해 실행되는 피부 진단 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 20은 도 19에 있어서의 S12의 역학 특성 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다.
도 21은 도 19에 있어서의 S13의 혈류 속도 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다.
도 22는 도 19에 있어서의 S14의 혈관망 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다.
도 23은 도 19에 있어서의 S15의 수분량 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다.
도 24는 변형예에 의한 부하 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 25는 인간의 전완 내 굴측부의 OCT 단층 화상을 나타내는 도면이다.
도 26은 인간의 전완 내 굴측부의 OCT 단층 화상을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일실시형태는 피부 진단 장치이다. 이 피부 진단 장치는 OCT에 의한 피부의 단층 계측을 제어하는 기능과, 그 단층 계측에 의한 피부의 단층 화상을 취득하는 기능과, 취득된 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 기능과, 그 역학 특성과 혈류 상태를 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 피부를 진단하기 위한 정보를 취득해서 출력하는 기능을 갖는다. 보다 상세하게는 피부의 변형에 따르는 역학 특징량의 변화 및 혈류 상태의 변화의 단층 분포를 각각 연산하는 기능과, 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 피부를 진단하기 위한 정보를 출력하는 기능을 갖는다.

이 피부 진단 장치는 피부의 특정 부위에 소정 변형 에너지(하중)를 부하하는 한편, OCT를 사용해서 그 특정 부위의 단층 화상을 촬영하고, 피부 조직의 역학적 거동과 그것에 따르는 혈류 상태의 변화에 의거하여 피부 진단을 위한 평가값을 출력한다. 이 역학적 거동은 역학 특성으로서의 「역학 특징량의 변화」로서 단층 계측되어도 좋다.

여기에서 「역학 특징량」은 피부 조직의 변형 벡터(이동 벡터)의 공간 분포에 의거하여 얻어지는 것이면 좋다. 이 「역학 특징량」은, 예를 들면 변형 벡터 바로 그것이어도 좋다. 그리고 「역학 특징량의 변화」는 변형 벡터를 시간 미분한 변형 속도 벡터이어도 좋고, 변형 속도 벡터를 더 공간 미분한 변형 속도 텐서이어도 좋다. 또는 변형 속도 벡터나 변형 속도 텐서를 「역학 특징량」으로 하고, 그들을 시간 미분한 것을 「역학 특징량의 변화」로 해도 좋다. 「혈류 상태」는 혈류 속도이어도 좋고, 혈관망의 형태(형상이나 배치)이어도 좋다. 또한, 「혈행 동태」로서 정의되어도 좋다.

역학 특징량 및 혈류 상태에 대해서는 평가값의 연산 과정에서 단층 계측된다. 평가값은 피부 조직의 위치에 대응시킨 단층 계측값으로서 표시되어도 좋고, 단층 계측값에 의거하여 피부의 특정 영역 또는 전체를 통합적으로 평가한 값으로서 표시되어도 좋다. 표시 장치에 평가값이 표시되면 의사 등이 그것을 봄으로써 피부 진단을 행할 수 있다.

이 피부 진단 장치는 광학 유닛, 광학 기구, 부하 장치, 및 제어 연산부를 구비한다. 광학 유닛은 OCT의 광학계를 포함한다. 광학 기구는 광학 유닛으로부터의 광을 피부에 유도하여 주사시킨다. OCT에 의한 단층 계측은 마이크로 스케일로 가능하지만, 요구되는 해상도에 따라 나노 스케일로 실현되어도 좋다. 부하 장치는 단층 화상의 취득에 앞서 피부에 대하여 소정 변형 에너지(하중)를 부여한다.

부하 장치에 의한 하중 부하 방법에 대해서는 측정 대상(피부)에 대하여 일정 변형을 부여하여 응력의 시간 변화를 측정하는 응력 완화법에 의거하는 것이어도 좋다. 또는 측정 대상에 대하여 동적 변형을 부여하여 응력의 최대값 및 위상차를 측정하는 동적 점탄성법에 의거하는 것이어도 좋다. 또는 측정 대상에 대하여 일정 크기의 응력을 부여하여 변형의 시간 변화를 측정하는 크리프법에 의거하는 것이어도 좋다. 이 부하 장치에 의한 하중 부하에 의해 피부의 역학 특징량이 변화된다. 그 역학 특징량의 변화에 따라 피부의 혈류 상태가 변화된다.

제어 연산부는 부하 장치 및 광학 기구의 구동을 제어하고, 그들의 구동에 따라 광학 유닛으로부터 출력된 광 간섭 신호를 처리함으로써 피부에 관해서 미리 정해지는 상태값의 단층 분포를 연산한다. 여기에서 말하는 「상태값」은 상술한 역학 특징량이나 혈류 상태를 포함해도 좋다. 제어 연산부는, 예를 들면 역학 특징량의 변화 및 혈류 상태의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 각각 연산한다. 그리고 그 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 평가값을 연산한다.

이 실시형태에 의하면 OCT에 의한 단층 계측 결과를 이용하고, 피부의 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 피부 상태를 평가하기 위한 정보가 출력된다. 역학 특성과 혈류 특성의 상관(대응 관계)에 의거하는 출력 정보가 얻어지기 때문에 피부 상태를 다각적·통합적으로 진단할 수 있다. OCT에 의한 계측을 채용하기 위해서 피부 조직에 있어서의 각 층의 레벨에서 역학 특징량 및 혈류 상태를 단층 계측할 수 있다. 특히 후자에 대해서 모세 혈관의 정보가 포함되는 것을 고려하면 마이크로 스케일의 정보가 얻어지는 OCT의 채용은 의의가 있다.

제어 연산부는 혈류 상태의 변화의 정도로서 혈관망의 변형 정도를 연산해도 좋다. 예를 들면, 피부에 변형을 부여함으로써 대응 개소의 혈관망이 변화될 경우 변형의 변화에 대하여 혈관망의 변형이 신속하게 추종하면 피부 상태를 양호로 하고, 그 양호의 정도를 평가값으로서 산출해도 좋다. 변형의 변화에 대하여 혈관망의 변형이 지연될 경우, 피부 상태를 불량(개선의 여지 있음)으로 하고, 그 정도를 평가값으로서 산출해도 좋다.

또는 제어 연산부는 혈류 상태의 변화의 정도로서 혈류 속도의 변화의 정도를 연산해도 좋다. 예를 들면, 피부에 변형을 부여함으로써 대응 개소의 혈류 속도가 변화될 경우, 변형의 변화에 대하여 혈류 속도의 변화가 신속하게 추종하면 피부 상태를 양호로 하고, 그 양호의 정도를 평가값으로서 산출해도 좋다. 변형의 변화에 대하여 혈류 속도의 변화가 지연될 경우에는 피부 상태를 불량(개선의 여지 있음)으로 하고, 그 정도를 평가값으로서 산출해도 좋다. 표시 장치는 산출된 평가값을 가시 표시한다.

보다 구체적으로는 제어 연산부는 광 간섭 신호를 처리함으로써 취득한 단층 화상 데이터에 의거하여 피부의 단층 위치에 대응한 변위 관련 벡터를 역학 특징량으로서 연산하고, 그 변위 관련 벡터의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 평가값을 연산해도 좋다. 그때 제어 연산부는 변위 관련 벡터로서 변형 속도 벡터, 또는 변형 속도 벡터를 공간 미분해서 얻어지는 변형 속도 텐서를 연산해도 좋다.

제어 연산부는 또한 변형 에너지(하중)의 부여에 의한 피부의 함수율(수분량)의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 연산하고, 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태 및 함수율(수분량)의 변화의 정도에 의거하여 평가값을 연산해도 좋다.

또는 혈류 상태에 대한 역학 특성의 양부에 의거하여 평가값을 연산해도 좋다. 예를 들면, 피부의 혈관망을 산출하고, 그 혈관망 부근의 역학 특성(탄성이나 점탄성)의 분포에 의거하여 평가값을 산출해도 좋다. 구체적으로는 혈관(모세 혈관 등) 부근의 탄성이나 점탄성이 미리 정해지는 기준값보다 낮을 경우(즉, 그 부분의 피부 조직이 경화되어 있을 경우), 피부의 열화(노화)가 진행되어 있는 것을 나타내는 평가값을 표시시킬 수 있다.

또한, 상기 기술을 이용한 피부 진단 방법을 구축해도 좋다. 이 방법은 OCT에 의해 피부의 단층 화상을 취득하는 공정과, 그 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 공정과, 그 역학 특성과 혈류 상태를 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 피부의 상태를 평가하기 위한 정보를 취득하고, 그 정보를 출력하는 공정을 구비하는 것이면 좋다. 구체적으로는 피부의 변형에 따르는 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 피부의 상태를 평가하기 위한 정보를 출력하는 공정을 포함하는 것이어도 좋다.

또한, 상기 기술을 이용한 피부 진단 프로그램을 구축해도 좋다. 이 프로그램은 OCT에 의한 피부의 단층 화상을 취득하는 기능과, 그 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 기능과, 그 역학 특성과 혈류 상태를 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 피부를 진단하기 위한 정보를 취득하고, 그 정보를 출력하는 기능을 컴퓨터에 실현시킬 수 있다. 구체적으로는 피부의 변형에 따르는 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 피부의 상태를 평가하기 위한 정보를 출력하는 기능을 실현시키는 것이어도 좋다. 이 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록해도 좋다.

또한, 피부로의 변형 에너지로서 압압 하중(가압 하중)을 부하할 경우, 압압 기구(가압 기구)와 피부 사이에 광 투과성의 탄성 부재를 배치해도 좋다. 부하 장치는 압압 하중을 그 탄성 부재를 통해 피부에 부여한다. 광학 기구는 탄성 부재를 투과시키도록 해서 광의 조사 및 수광을 한다. 하중 검출부는 탄성 부재에 부하되는 하중을 피부의 표면에 부여되는 압압 하중으로서 검출할 수 있다. 이러한 구성에 의해 피부의 변형 과정에서 부여되는 하중의 변화를 리얼 타임으로 검출 가능해지며, 피부 진단을 위한 평가를 리얼 타임으로 정밀도 좋게 실현한다는 과제를 해결할 수 있다.

제어 연산부는 피부의 변형에 따르는 역학 특징량의 변화의 단층 분포를 연산하고, 그 단층 분포에 의거하여 피부의 평가값을 연산한다. 제어 연산부는 압압 하중의 부여에 의한 피부의 역학 특징량의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 연산하고, 압압 하중의 변화에 대한 역학 특징량의 변화의 정도에 의거하여 평가값을 연산한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 실시형태를 구체화한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.

[실시예]

도 1은 실시예에 의한 피부 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예의 피부 진단 장치는 피부 조직을 마이크로 스케일로 단층 계측하고, 그 피부 상태의 평가(피부 평가 등)를 가능하게 하는 것이다. 이 단층 계측에 OCT를 이용한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 피부 진단 장치(1)는 OCT를 사용하는 광학계를 포함하는 광학 유닛(2), 광학 유닛(2)에 접속되는 광학 기구(4), 피부(S)에 진단용 부하를 부여하기 위한 부하 장치(5), 및 OCT에 의해 얻어진 광 간섭 데이터에 의거하여 연산 처리를 행하는 제어 연산부(6)를 구비한다. 도시된 예에서는 광학 유닛(2)으로서 마하 젠더 간섭계를 베이스로 한 광학계가 나타내어져 있지만 마이켈슨 간섭계 그 외의 광학계를 채용할 수도 있다.

본 실시예에서는 OCT로서 TD-OCT(Time Domain OCT)를 사용하지만, SS-OCT(Swept Source OCT), SD-OCT(Spectral Domain OCT) 그 외의 OCT를 사용해도 좋다. SS-OCT는 참조 미러 주사 등의 기계적인 광지연 주사를 필요로 하지 않기 때문에 높은 시간 분해능과 높은 위치 검출 정밀도가 얻어지는 점에서 바람직하다.

광학 유닛(2)은 광원(10), 오브젝트 암(12), 레퍼런스 암(14), 및 광 검출 장치(16)를 구비한다. 각 광학 요소는 광 파이버로 서로 접속되어 있다. 광원(10)으로부터 출사된 광은 커플러(18)(빔 스플리터)에서 나뉘어져 그 한쪽이 오브젝트 암(12)에 유도되는 물체광이 되고, 다른 쪽이 레퍼런스 암(14)에 유도되는 참조광이 된다. 오브젝트 암(12)에 유도된 물체광은 서큘레이터(20)를 통해 광학 기구(4)에 유도되어 계측 대상인 피부(S)에 조사된다. 이 물체광은 피부(S)의 표면 및 단면에서 후방 산란광으로서 반사되어 서큘레이터(20)로 리턴되어 커플러(22)에 유도된다.

한편, 레퍼런스 암(14)에 유도된 참조광은 서큘레이터(24)를 통해 광학 기구(26)에 유도된다. 이 참조광은 광학 기구(26)의 리소넌트 미러(54)(Resonant mirror)에서 반사되어 서큘레이터(24)로 리턴되어 커플러(22)에 유도된다. 즉, 물체광과 참조광이 커플러(22)에서 합파(合波)(중첩)되어 그 간섭광이 광 검출 장치(16)에 의해 검출된다. 광 검출 장치(16)는 이것을 광 간섭 신호(간섭광 강도를 나타내는 신호)로서 검출한다. 이 광 간섭 신호는 A/D 변환기(30)를 통해 제어 연산부(6)에 입력된다.

제어 연산부(6)는 광학 유닛(2)의 광학계 전체의 제어와, 광학 기구(4, 26) 등의 구동 제어와, OCT에 의한 화상 출력을 위한 연산 처리를 행한다. 제어 연산부(6)의 지령 신호는 도시 생략된 D/A 변환기를 통해 광학 기구(4, 26) 등에 입력된다. 제어 연산부(6)는 광학 기구(4, 26) 등의 구동에 의거하여 광학 유닛(2)으로부터 출력된 광 간섭 신호를 처리하고, OCT에 의한 계측 대상(피부(S))의 단층 화상을 취득한다. 그리고 그 단층 화상 데이터에 의거하여 후술하는 방법에 의해 계측 대상 내부에 있어서의 특정 물리량의 단층 분포를 연산한다.

보다 상세하게는 이하와 같다.

광원(10)은 피부의 수분량을 검출 가능하도록 중심 파장이 상이한 2개의 광원(32, 34)을 갖는다. 이들의 광원은 슈퍼 루미네센트 다이오드(Super Luminescent Diode: 이하 「SLD」라고 표기한다)로 이루어지는 광대역 광원이다. 광원(32)은 1310㎚ 파장대 광원이며, 광원(34)은 1430㎚ 파장대 광원이다. 제어 연산부(6)는 광원(32, 34)의 쌍방을 동시 병행적으로 작동시키는 것이 가능하지만, 계측 대상으로 하는 물리량에 따라서 한쪽만을 작동시킬 수도 있다.

광원(10)과 커플러(18) 사이에는 WDM 방식(Wavelength Division Multiplexing)의 분광 소자(36)가 설치되어 있다. 광원(32, 34)으로부터 출사된 광은 분광 소자(36)에서 합파되어 커플러(18)에 유도된다.

커플러(18)와 서큘레이터(20) 사이에는 EOPM(38)(Electro-Optic Phase Modulator)이 설치되어 있다. 마찬가지로 커플러(18)와 서큘레이터(24) 사이에는 EOPM(40)이 설치되어 있다. 이들의 EOPM은 그 인가 전압을 선형적으로 변화시킴으로써 고주파 캐리어 신호를 발생시킬 수 있다.

광학 기구(4)는 오브젝트 암(12)을 구성한다. 서큘레이터(20)를 거친 광은 콜리메이터 렌즈(41)를 통해 광학 기구(4)에 유도된다. 광학 기구(4)는 광학 유닛(2)으로부터의 광을 계측 대상(피부(S))으로 유도하여 주사시키는 기구와, 그 기구를 구동하기 위한 구동부(액츄에이터)를 구비한다. 본 실시예에서는 광학 기구(4)가 갈바노 장치(42)를 포함한다.

갈바노 장치(42)는 고정 미러(44) 및 갈바노 미러(46)를 포함한다. 대물 렌즈(48)는 피부(S)(계측 대상)에 대향 배치된다. 커플러(18)를 통해 오브젝트 암(12)에 입사된 광은 2축의 갈바노 미러(46)에 의해 x축 방향이나 y축 방향으로 주사되어 피부(S)에 조사된다. 피부(S)로부터의 반사광은 물체광으로서 서큘레이터(20)로 리턴되어 커플러(22)에 유도된다.

광학 기구(26)는 RSOD 방식(Rapid Scanning Optical Delay Line)의 기구이며, 레퍼런스 암(14)을 구성한다. 광학 기구(26)는 회절 격자(50), 만곡 미러(52)(Concave mirror), 및 리소넌트 미러(54)를 포함한다. 서큘레이터(24)를 거친 광은 콜리메이터 렌즈(56)를 통해 광학 기구(26)에 유도된다. 이 광은 회절 격자(50)에 의해 파장마다에 분광되어 만곡 미러(52)에 의해 리소넌트 미러(54) 상에 집광된다. 리소넌트 미러(54)를 미소각으로 회전시킴으로써 고속 광로 주사가 가능해진다. 리소넌트 미러(54)로부터의 반사광은 참조광으로서 서큘레이터(24)로 리턴되어 커플러(22)에 유도된다. 그리고 물체광과 중첩되어서 간섭광으로서 광 검출 장치(16)에 이송된다.

광 검출 장치(16)는 WDM 방식의 분광 소자(58, 60)와, 광 검출기(62, 64)를 포함한다. 커플러(22)를 거침으로써 얻어진 간섭광 중 1310㎚ 파장대 광은 분광 소자(58)에 유도되어 광 검출기(62)에서 광 간섭 신호로서 검출된다. 이 광 간섭 신호는 BPF(Band-Pass Filter)(66) 및 A/D 변환기(30)를 거쳐 제어 연산부(6)에 입력된다. 한편, 1430㎚ 파장대 광은 분광 소자(60)에 유도되어 광 검출기(64)에서 광 간섭 신호(OCT 간섭 신호)로서 검출된다. 이 광 간섭 신호는 BPF(68) 및 A/D 변환기(30)를 통해 제어 연산부(6)에 입력된다.

제어 연산부(6)는 본 실시예에서는 퍼스널 컴퓨터로 이루어지고, 유저에 의한 각종 설정 입력을 접수하기 위한 입력 장치(70), 화상 처리용의 연산 프로그램에 따른 연산 처리를 실행하는 연산 처리부(72), 및 연산 결과를 표시시키는 표시 장치(74)를 포함한다. 연산 처리부(72)는 CPU, ROM, RAM, 하드 디스크 등을 가지며, 이들 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 광학 유닛(2) 전체의 제어와 광학 처리 결과에 의거하는 화상 출력을 위한 연산 처리를 행할 수 있다.

도 2는 부하 장치(5)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

부하 장치(5)는 피부(S)의 계측 대상 부위에 흡인 하중을 부여하는 타입으로서 구성된다. 광학 기구(4)의 선단에는 피부 진단용의 프로브(80)가 설치되어 있으며, 그 프로브(80)에 부하 장치(5)가 접속되어 있다. 프로브(80)의 상반부가 광학 기구(4)로서 기능하고, 하반부가 부하 장치(5)로서 기능한다. 프로브(80)는 금속제의 보디(82)를 갖는다. 보디(82)를 축선 방향으로 관통하도록 내부 통로(84)가 형성되어 있다.

내부 통로(84)의 축선 방향 중앙을 구획하도록 투광성의 유리(86)가 배치되어 있다. 유리(86)의 상방의 공간(S21)에 갈바노 장치(42) 및 대물 렌즈(48)가 배치되어 있다. 한편, 유리(86)의 하방의 공간(S22)에는 부하 장치(5)로 이어지는 흡인 쳄버(88)가 연통한다. 유리(86)의 상하에는 패킹(90)이 설치되어 공간(S21)과 공간(S22) 간의 실링이 확보되어 있다. 유리(86)는 OCT 빔의 입사창으로서 기능한다. 내부 통로(84)의 축은 오브젝트 암(12)의 광축과 일치한다. 내부 통로(84)의 하단 개구부가 진단 시에 피부(S)에 접촉되는 흡인구(92)로 되어 있다.

부하 장치(5)는 진공 펌프(100), 레귤레이터(102), 레저버(104), 압력계(106) 등을 구비한다. 레귤레이터(102)는 압력을 목표값으로 제어한다. 레저버(104)는 흡인구(92)의 압력 변동을 억제한다.

이하, 피부 진단을 위한 연산 처리 방법에 대해서 설명한다.

본 실시예에서는 피부 진단에 앞서 OCT에 의해 피부의 역학 특성, 혈류 속도, 혈관망, 수분량의 각 파라미터의 단층 분포를 마이크로 스케일로 연산한다. 그리고 그들의 파라미터의 연산 결과를 통합함으로써 피부 상태를 평가하기 위한 평가값을 산출한다. 이하, 각 파라미터의 산출 원리에 대해서 설명한다.

(1) 피부의 역학 특성

피부의 역학 특성의 산출에 앞서 피부의 역학 특징량을 연산한다. 그 역학 특징량의 산출을 위해 피부의 변형에 따르는 변형의 단층 분포를 연산한다. 상술과 같이 OCT에 있어서 오브젝트 암(12)을 거친 물체광(피부로부터의 반사광)과, 레퍼런스 암(14)을 거친 참조광이 합파되어 광 검출 장치(16)에 의해 광 간섭 신호로서 검출된다. 제어 연산부(6)는 이 광 간섭 신호를 간섭광 강도에 의거하는 계측 대상(피부(S))의 단층 화상으로서 취득할 수 있다. 이 단층 분포는 2차원으로 연산할 수도 있지만 여기에서는 3차원으로의 연산에 대해서 설명한다.

OCT의 광축 방향(깊이 방향)의 분해능인 코히런스 길이(l_c)는 광원의 자기 상관 함수에 의해 결정된다. 여기에서는 코히런스 길이(l_c)를 자기 상관 함수의 포락선의 반값 반폭으로 해서 하기 식(1)으로 나타낼 수 있다.

여기에서 λ_c는 빔의 중심 파장이며, Δλ는 빔의 반값 전폭이다.

한편, 광축 수직 방향(빔 주사 방향)의 분해능은 집광 렌즈에 의한 집광 성능에 의거하여 빔 스폿 지름 D의 1/2이 된다. 그 빔 스폿 지름 ΔΩ은 하기 식(2)으로 나타낼 수 있다.

여기에서 d는 집광 렌즈에 입사하는 빔 지름, f는 집광 렌즈의 초점이다. 이렇게 OCT에 의한 분해능에는 한계가 있는 바, 본 실시예에서는 후술하는 서브 픽셀 해석의 도입 등에 의해 변형의 단층 계측을 마이크로 스케일로 행하는 것을 가능하게 하고 있다. 이하, 그 상세에 대해서 설명한다.

우선, OCT를 이용한 3차원 변형 분포의 산출법에 대해서 설명한다. 여기에서는 계측 대상의 변형 전후의 2매의 3차원 OCT 단층 화상에 FFT 상호 상관법을 적용해서 변형 벡터 분포를 산출한다. 이 변형 벡터 분포를 산출할 때에는 반복 상호 상관 처리를 실시하는 재귀적 상호 상관법(Recursive Cross-correlation method)을 적용한다. 이것은 저해상도에 있어서 산출된 변형 벡터를 참조하여 탐사 영역을 한정함과 아울러 계층적으로 검사 영역을 축소해서 상호 상관법을 적용하는 방법이다. 이것에 의해 고해상도인 변형 벡터를 취득할 수 있다. 또한, 스펙클·노이즈 저감법으로서 인접 검사 영역의 상관값 분포와의 승산을 행하는 인접 상호 상관 승법(Adjacent Cross-correlation Multiplication)을 사용한다. 그리고 승산됨으로써 고SN화한 상관값 분포로부터 최대 상관값을 탐색한다.

또한, 마이크로 스케일에 있어서의 미소 변형 해석에서는 변형 벡터의 서브 픽셀 정밀도가 중요하게 된다. 이 때문에 휘도 구배를 이용하는 풍상 구배법(Up-stream Gradientmethod)과, 신축 및 전단을 고려한 화상 변형법(Image Deformation method)의 양 서브 픽셀 해석법을 병용하여 변형 벡터의 고정밀도 검출을 실현한다. 또한, 여기에서 말하는 「풍상 구배법」은 구배법(옵티컬 플로우법)의 일종이다. 이렇게 해서 얻어진 변형 벡터 분포를 공간 미분함으로써 변형 단층 분포를 연산할 수 있다. 그때 이동 최소 제곱법(Moving Least Square Method)을 사용해서 변형량(이동량)을 평활화함과 아울러 그 미계수로부터 3차원의 변형 텐서를 산출한다. 이하, 각 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

(FFT 상호 상관법)

도 3은 FFT 상호 상관법에 의한 처리 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.

FFT 상호 상관법이란 국소적인 스펙클 패턴의 유사도를 상관값 R_i,j,k를 사용하여 평가하는 방법이며, 상관값 산출에 푸리에 변환을 사용한다. N×N×N(pixel)의 검사 영역을 제 1 화상(이미지 1)으로 설정하는 한편, 동일 크기의 탐사 영역을 제 2 화상(이미지 2)의 동일 위치로 설정하고, 이들 2개의 영역 사이에서 상관 계산을 행한다. 입사광축 수직 방향 및 광축 방향을 각각 X, Y, Z라고 한다. 제 1 화상의 검사 영역 및 제 2 화상의 탐사 영역의 휘도값 패턴을 각각 f(X_i,Y_j,Z_k), g(X_i,Y_j,Z_k)로 하고, 그 푸리에 변환을 F{f(X_i,Y_j,Z_k)}, F{g(X_i,Y_j,Z_k)}로 나타낸다. 이때 하기 식(3)의 크로스 스펙트럼 S_i,j,k(ξ,η,ζ)를 구하고, 거기에 역푸리에 변환을 실시함으로써 하기 식(4)과 같이 상호 상관 함수 R_i,j,k(ΔX,ΔY,ΔZ)가 얻어진다.

여기에서 F^-1은 역푸리에 변환을 나타낸다. 또한, ￣f 및 ￣g는 각각 f(X_i,Y_j,Z_k), g(X_i,Y_j,Z_k)의 검사 영역 내에서의 휘도 평균값을 나타내고, 평균값으로부터의 편차를 이용함과 아울러 상관값의 규격화를 행하고 있다. 이렇게 해서 산출된 상관값 분포 R_i,j,k(ΔX,ΔY,ΔZ)로부터 최대 상관값을 부여하는 좌표를 선택하여 픽셀 정밀도의 변형 벡터(이동 벡터)를 결정한다.

(재귀적 상호 상관법)

도 4는 재귀적 상호 상관법에 의한 처리 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 간단히 하기 위하여 동 도면은 편의상 2차원 형태로 나타내어져 있다. 도 4(A)~도 4(C)는 재귀적 상호 상관법에 의한 처리 과정을 나타내고 있다. 각 도면에는 OCT에 의해 촬영되는 전후의 단층 화상이 나타내어져 있다. 좌측에는 앞의 단층 화상(이미지 1)이 나타내어지고, 우측에는 뒤의 단층 화상(이미지 2)이 나타내어져 있다.

도 4(A)에 나타내는 바와 같이 촬영된 전후의 OCT 화상에 대해서 앞의 단층 화상(이미지 1)에 유사도의 검사 대상이 되는 검사 영역(S1)이 설정되고, 뒤의 단층 화상(이미지 2)에 유사도의 탐사 범위가 되는 탐사 영역(S2)이 설정된다.

본 방법에서는 검사 영역(S1)을 축소하면서 상호 상관 처리를 반복하여 공간 해상도를 높이는 재귀적 상호 상관법을 채용하고 있다. 또한, 본 실시예에서는 해상도를 높일 때에 공간 해상도가 배가 되도록 하고 있다. 도 4(C)에 나타내는 바와 같이 계층적으로 검사 영역(S1) 및 탐사 영역(S2)을 X, Y, Z 방향으로 각각 2분의 1로 축소하여 공간 해상도를 높이고 있다. 재귀적 상호 상관법을 사용함으로써 고해상도에 있어서 다발하는 과오 벡터의 억제를 가능하게 하고 있다. 이러한 재귀적 상호 상관 처리를 실시함으로써 변형 벡터의 해상도를 높일 수 있다.

(인접 상호 상관 승법)

본 실시예에서는 스펙클 노이즈의 영향을 받은 랜덤성이 강한 상관값 분포로부터 정확한 최대 상관값을 결정하기 위해서 인접 상호 상관 승법을 도입하고 있다. 이 인접 상호 상관 승법에서는 하기 식(5)에 의해 검사 영역(S1)에 있어서의 상관값 분포 R_i,j,k(ΔX,ΔY,ΔZ)와, 그 검사 영역(S1)에 오버랩하는 인접 검사 영역에 대한 상관값 분포의 승산을 행한다. 이렇게 해서 얻은 새로운 상관값 분포 R'_i,j,k(ΔX,ΔY,ΔZ)를 사용해서 최대 상관값을 검색한다.

이것에 의해 상관값끼리의 승산에 의해 랜덤성을 저감시키는 것이 가능해진다. 상술한 검사 영역(S1)의 축소와 함께 간섭 강도 분포의 정보량도 감소하기 때문에 스펙클·노이즈를 원인으로 하는 복수 상관 피크의 출현이 계측 정밀도의 악화를 초래하고 있다고 생각된다. 한편, 인접 경계끼리의 이동량에는 상관이 있기 때문에 최대 상관값 좌표 부근에서는 강한 상관값이 잔존한다. 이 인접 상호 상관 승법의 도입에 의해 최대 상관값 피크가 명료화되어 계측 정밀도가 향상되어 정확한 이동 좌표를 추출하는 것이 가능해진다. 또한, 이 인접 상호 상관 승법을 OCT의 각 스테이지에 도입함으로써 오차 전파가 억제되어 스펙클·노이즈에 대한 로버스트성이 향상된다. 그것에 의해 고공간 해상도에 있어서도 고정밀도인 변형 벡터 분포(이동량 분포)의 산출이 가능해진다.

(풍상 구배법)

도 5는 서브 픽셀 해석에 의한 처리 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 간단히 하기 위해서 동 도면은 편의상 2차원 형태로 나타내어져 있다. 도 5(A)~도 5(C)는 서브 픽셀 해석에 의한 처리 과정을 나타내고 있다. 각 도면에는 OCT에 의해 연속적으로 촬영되는 전후의 단층 화상이 나타내어져 있다. 좌측에는 앞의 단층 화상(이미지 1)이 나타내어지고, 우측에는 뒤의 단층 화상(이미지 2)이 나타내어져 있다.

본 실시예에서는 서브 픽셀 해석을 위해 풍상 구배법과 화상 변형법을 채용한다. 최종적인 이동량의 산출은 후술하는 화상 변형법에 의하지만, 계산의 결속성의 문제로부터 화상 변형법보다 먼저 풍상 구배법을 적용한다. 검사 영역 사이즈가 작아 고공간 해상도의 조건에 있어서, 서브 픽셀 이동량을 고정밀도 검출하는 화상 변형법 및 풍상 구배법을 적용하고 있다. 화상 변형법에 있어서의 서브 픽셀 이동량의 검출이 곤란한 경우에 있어서 풍상 구배법에 의해 서브 픽셀 이동량을 산출한다.

서브 픽셀 해석에서는 주목점에 있어서의 변형 전후의 휘도차가 각 성분의 휘도 구배와 이동량에 의해 나타내어진다. 이 때문에 검사 영역(S1) 내의 휘도 구배 데이터로부터 최소 제곱법을 사용해서 서브 픽셀 이동량을 결정할 수 있다. 본 실시예에서는 휘도 구배를 구할 때에 서브 픽셀 변형 전의 풍상측의 휘도 구배를 부여하는 풍상 차분법을 채용하고 있다. 즉, 서브 픽셀 해석은 여러 가지 방법이 존재하지만, 본 실시예에서는 검사 영역 사이즈가 작아 고공간 해상도의 조건에 있어서도 서브 픽셀 이동량을 고정밀도 검출하는 구배법을 채용하고 있다.

풍상 구배법은 검사 영역(S1) 내의 주목점의 이동을 도 5(A)에 나타내는 픽셀 정밀도에 머무르지 않고, 도 5(B)에 나타내는 서브 픽셀 정밀도로 산출하는 것이다. 또한, 도면 중의 각 격자는 1픽셀을 나타내고 있다. 실제로는 도시된 단층 화상과 비교해서 상당히 작지만 설명의 편의상 크게 표기하고 있다. 이 풍상 구배법은 미소 변형 전후에 있어서의 휘도 분포의 변화를 휘도 구배와 이동량에 의해 정식화하는 방법이며, f를 휘도로 하면 미소 변형 f(x+Δx,y+Δy,z+Δz)를 테일러 전개하는 하기 식(6)으로서 나타내어진다.

상기 식(6)은 주목점의 변형 전후의 휘도차가 변형 전의 휘도 구배와 이동량에 의해 나타내어지는 것을 나타내고 있다. 또한, 이동량(Δx,Δz)에 대해서는 상기 식(6)만으로는 결정할 수 없기 때문에 검사 영역(S1) 내에서 이동량이 일정한 것으로 생각하여 최소 제곱법을 적용해서 산출하고 있다.

상기 식(6)을 사용해서 이동량을 산출할 때에는 우변의 각 주목점에 있어서의 이동 전후의 휘도차는 일의(一意)로밖에 구해지지 않는다. 그 때문에 휘도 구배를 어느 정도 정확하게 산출하는지가 이동량의 정밀도에 직결된다. 휘도 구배의 차분화에서는 1차 정밀도 풍상 차분을 사용하고 있다. 차분화에 있어서 고차 차분을 적용하면 많은 데이터가 필요하게 되어 노이즈가 포함되어 있었을 때에 영향을 크게 받아버리기 때문이다. 또한, 검사 영역(S1) 내의 각 점을 기준으로 한 고차 차분에서는 검사 영역(S1) 외의 데이터를 많이 사용하게 되어 검사 영역(S1) 그 것의 이동량에서는 없어져 버린다는 문제점도 존재하기 때문이다.

휘도 구배를 구할 때에 변형 전의 풍상측의 휘도 구배가 이동함으로써 주목점의 휘도차가 발생된다고 생각할 수 있으므로 변형 전에는 풍상측의 차분을 적용한다. 여기에서 말하는 풍상은 실제의 이동 방향은 아니고, 픽셀 이동량에 대한 서브 픽셀 이동량의 방향인 것이며, 최대 상관값 피크에 포물선 근사를 실시함으로써 풍상측을 결정한다. 반대로 변형 후의 풍하측의 휘도 구배가 반대로 이동함으로써 주목점의 휘도차가 발생한다고 생각할 수 있기 때문에 변형 후에는 풍하측의 차분을 적용한다.

변형 전의 풍상 차분과 변형 후의 풍하 차분을 사용해서 2가지의 답을 구하고, 그들의 평균을 냈다. 또한, 실제로는 이동량이 축 방향을 따르지 않을 경우에는 변형 전이나 변형 후의 휘도 구배가 주목점과 동일 축상에 없어서 어긋난 위치의 구배를 구할 필요가 있다. 그 때문에 휘도의 내삽에 의한 휘도 구배의 추정을 함으로써 정밀도 향상을 도모하고 있다. 기본적으로는 변형 전(또는 변형 후)의 위치를 예측하고, 그 위치에서의 구배를 내삽에 의해 구한다.

변형 전(후)의 주목점의 위치는 포물선 근사를 실시했을 때의 서브 픽셀 이동량(Δx,Δy,Δz)에 의해 구한다. 그 주목점 위치가 둘러싸인 8개의 좌표를 사용하여 그들의 비에 의해 휘도 구배를 산출한다. 구체적으로는 하기 식(7)을 사용한다. 그렇게 해서 산출된 휘도 구배와, 휘도 변화를 사용해서 최소 제곱법을 적용하여 이동량을 결정했다.

(화상 변형법)

상술한 풍상 구배법까지는 검사 영역(S1)의 형상은 변경하지 않고, 직사각형체를 유지한 채 변형 벡터의 산출을 행하고 있다. 그러나 현실적으로는 계측 대상의 변형에 맞춰 검사 영역(S1)도 변형하고 있다고 생각되기 때문에 검사 영역(S1)의 미소 변형을 고려한 알고리즘을 도입하여 변형 벡터 산출을 고정밀도로 산출할 필요가 있다. 이 때문에 본 실시예에서는 서브 픽셀 정밀도에서의 변형 벡터의 산출에 화상 변형법을 도입하고 있다. 즉, 재료의 변형 전의 검사 영역(S1)과 변형 후의 신축 및 전단 변형을 고려한 검사 영역(S1)에서 상호 상관을 실시하고, 상관값 베이스의 반복 계산에 의해 서브 픽셀 변형량을 결정하고 있다. 또한, 검사 영역(S1)의 신축 및 전단 변형은 선형으로 근사하고 있다.

보다 상세하게는 이하의 순서로 연산을 실행한다. 우선, 재료 변형 전의 OCT 단층상의 휘도 분포에 쌍3차 함수 보간법을 적용하여 휘도 분포의 연속화를 실시한다. 쌍3차 함수 보간법이란 sinc 함수를 구분적으로 3차 함수 근사한 콘볼루션 함수를 사용하여 휘도 정보의 공간 연속성을 재현하는 방법이다. 본래는 연속적인 휘도 분포를 화상 계측할 때에는 광학계에 의존한 점 확산 함수가 콘볼루션되기 때문에 sinc 함수를 사용한 역콘볼루션을 행함으로써 본래의 연속적인 휘도 분포가 복원된다. 이산적인 1축 신호 f(x)의 보간을 할 경우, 콘볼루션 함수 h(x)는 하기 식(8)으로 나타내어진다.

또한, OCT 계측 조건의 차이에 의해 휘도 보간 함수 h(x)의 형상도 변경할 필요가 있다. 그래서 휘도 보간 함수 h(x)의 x=1에서의 미계수 a를 가변으로 하고, a의 값을 변경함으로써 휘도 보간 함수 h(x)의 형상을 변경 가능한 알고리즘으로 했다. 본 실시예에서는 유사 OCT 단층상을 사용한 수치 실험에 의한 검증 결과를 바탕으로 하여 a의 값을 결정했다. 이상과 같이 화상 보간을 함으로써 신축 및 전단 변형을 고려한 검사 영역(S1)의 각 점에서 OCT 휘도값을 구하는 것이 가능해진다.

신축 및 전단 변형을 고려해서 산출한 검사 영역(S1)은 도 5(C)에 나타내는 바와 같이 이동과 함께 변형을 수반한다. 피부 조직 변형 전의 OCT 단층상에 있어서의 어떤 검사 영역(S1) 내의 정수 픽셀 위치에서의 좌표(x,y,z)가 변형 후에 좌표(x^*,y^*,z^*)로 이동한다고 생각하면 x^*,y^*,z^*의 값은 하기 식(9)으로 나타내어진다.

여기에서 u, v, w는 각각 x, y, z 방향으로의 이동량, Δx, Δy, Δz는 검사 영역(S1) 중심으로부터 좌표(x,y,z)까지의 이동량, ∂u/∂x, ∂v/∂y, ∂w/∂z는 각각 x, y, z 방향의 수직 변형, ∂u/∂y, ∂u/∂z, ∂v/∂x, ∂v/∂z, ∂w/∂x, ∂w/∂y는 각각 전단 변형이다. 수치 해법에는 Newton-Raphson법을 사용하여 12 변수(u, v, w, ∂u/∂x, ∂u/∂y, ∂u/∂z, ∂v/∂x, ∂v/∂y, ∂v/∂z, ∂w/∂x, ∂w/∂y, ∂w/∂z)에서의 상관값 미계수가 0이 되도록, 즉 최대 상관값을 얻도록 반복 계산을 행한다. 또한, 반복 계산의 결속성을 높이기 위해서 x, y, z 방향의 이동량 초기값에는 풍상 구배법으로 얻어진 서브 픽셀 이동량을 사용한다. 상관값 R에 대한 헤세 행렬을 H, 상관값에 대한 야코비 벡터를 ▽R이라고 하면, 1회의 반복으로 얻어지는 갱신량 ΔPi는 하기 식(10)으로 나타내어진다.

결속의 판정에는 반복 계산으로 수시로 얻어지는 점근해가 결속해의 근방에서 충분히 작아지는 것을 사용한다. 그러나 스펙클 패턴의 변화가 심한 영역에 있어서는 선형 변형으로는 추종할 수 없기 때문에 옳은 결속해가 얻어지지 않을 경우가 있다. 그 경우, 본 실시예에서는 풍상 구배법에 의해 구한 서브 픽셀 이동량을 채용하고 있다. 이상과 같이 해서 서브 픽셀 정밀도의 변형 벡터 분포가 얻어진다.

변형량의 산출에는 이동 최소 제곱법을 사용한다. 즉, 이동 최소 제곱법을 사용해서 변형량(이동량)을 평활화함과 아울러 그 미계수로부터 변형 텐서를 산출한다.

도 6 및 도 7은 피부의 3차원 OCT 단층 화상을 나타낸다.

OCT의 빔은 화상 상면으로부터 조사되어 있다. 도 6(A)에 있어서 상부의 고휘도선은 피부 표면을 나타내고, 내부의 고휘도선은 각 층과 표피 생세포층의 경계를 나타내고 있다. 도 6(B)는 OCT 단층 화상으로부터 피부 표면과, 각질층과 표피 생세포층의 경계를 추출한 것이다. 피부 표면에 요철이 나타내어져 있다. 표면의 사행과, 각 층과 표피 생세포층의 경계의 사행이 동기되어 있으며, 공지의 병리 보고와 일치하고 있다.

도 7(A)는 피부에 흡인력을 작용시켰을 때의 변형 벡터의 단층 분포를 나타낸다. 동 도면으로부터 변형 벡터가 상향으로 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 흡인에 따라 피부가 상승하고 있는 것을 확인할 수 있다. 도 7(B)는 x 방향의 3차원 변형εxx를 나타낸다. 이렇게 OCT 단층 계측에 의해 피부의 역학적 거동을 파악할 수 있다.

여기에서는 피부의 역학 특성으로서 피부의 탄성 및 점탄성을 산출한다. 그 때문에 피부의 계측 대상 부위에 소정 하중을 부하하고, OCT에 의한 단층 계측을 행한다. 본 실시예에서는 그 하중 부하 방법으로서 일정 크기의 응력을 부여하여 변형의 시간 변화를 측정하는 크리프법을 채용한다. 즉, 피부 조직을 점탄성 모델로 간주하여 크리프 회복 시간을 산출한다. 이 점탄성 모델에 있어서, 크리프 회복 시의 변형 속도는 하기 식(11)으로 나타내어진다.

여기에서 τ(k,c)는 크리프 회복 시간, k는 탄성 계수, c는 점성 계수이다. τ(k,c)는 모델이 점성적이면 커지고, 탄성적이면 작아진다.

도 8은 피부 조직의 점탄성 모델을 나타내는 도면이다. 피부 조직을 도시된 바와 같은 3요소 모델로 간주했을 경우, 하기 식(12), 식(13)과 같이 크리프 회복 시간 τ(k,c)는 탄성 계수와 점성 계수의 함수로 나타내어진다. 이 때문에 크리프 회복 시간의 단층 분포 τ(x,y,z)를 산출함으로써 피부 조직의 역학 특성에 대한 고찰이 가능해진다.

도 9는 역학 특성에 관한 단층 계측의 결과를 예시하는 도면이다. 여기에서는 피부의 계측 대상 부위에 소정 흡인 하중을 부하한 후에 제하하여 피부 조직의 크리프 회복 과정에서 OCT 단층 계측을 행한 결과가 나타내어져 있다. 도 9(A)는 피부 조직과 단층 화상의 대응 관계를 나타낸다. 동 도면은 편의상 2차원 형태로 나타내어져 있다. Z=450㎛ 부근의 고휘도선은 피부 표면, 즉 각질층을 나타내고 있다. 피부 표면으로부터 150㎛의 저휘도 영역이 표피, 그것보다 하방의 고휘도 영역이 진피를 나타내고 있다.

도 9(B) 및 도 9(C)는 제하로부터 소정 시간 후에 있어서의 변형 속도 벡터의 단층 분포를 나타낸다. 도 9(B)는 0.19초 후, 도 9(C)는 0.38초 후를 나타낸다. 이들을 비교하면 피부에 있어서 표면 부근 쪽(표피 및 그 상방)이 그 내방(진피보다 하방)보다 변형량의 감소 폭이 큰 것을 확인할 수 있다.

도 10은 크리프 회복 시간의 단층 분포를 나타내는 도면이다.

도 9에 나타낸 변형 속도 벡터를 공간 미분함으로써 변형 속도 텐서를 얻을 수 있다. 그 변형 속도 분포를 상기 식(12) 및 식(13)에 적용함으로써 도 10에 나타내는 크리프 회복 시간의 단층 분포 τ(x,y,z)를 산출할 수 있다. 또한, 동 도면은 편의상 2차원 형태로 나타내어져 있다. 이 단층 분포로부터 피부의 표면 부근에서는 크리프 회복 시간이 짧아서 탄성적인 거동을 나타내고 있는 것에 대하여 피부의 심층에서는 점성적인 거동을 나타내는 영역이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이상과 같이 OCT 단층 계측에 의해 피부의 역학 특성을 파악할 수 있다.

(2) 피부의 혈류 속도

OCT에 의해 도플러 변조 신호를 검출함으로써 피부 조직의 혈류 속도 분포를 산출할 수 있다. 상술한 바와 같이 피부 진단 장치(1)에서는 레퍼런스 암(14)에 EOPM(40)을 설치하고 있으며, 고주파 캐리어 신호를 발생시킬 수 있다. EOPM(40)에서 발생한 변조각주파수 ω_m을 고려하여 참조광의 전장(電場) E'_r(t)는 하기 식(14)으로 나타내어진다.

여기에서 A(t)는 진폭, ω_c는 광원의 중심각주파수이다. ω_r은 RSOD의 리소넌트 미러(54)에 있어서 발생하는 도플러각주파수이다.

또한, 계측 대상 부위에 흐름장이 존재할 경우, 유속에 의해 발생하는 도플러각주파수 시프트량 ω_d를 고려하여 물체광의 전장 E'_o(t)는 하기 식(15)으로 나타내어진다.

광 강도는 전장 강도의 제곱의 시간 평균이기 때문에 검출되는 간섭광 강도I'_d(t)는 하기 식(16)으로 나타내어진다.

또한, 검출되는 단층 간섭 신호 I_d(x,y,z)는 하기 식(17)으로 나타내어진다.

한편, 간섭 신호의 각주파수는 ω_m+ω_r-ω_d가 된다. 이 간섭 신호의 캐리어 각주파수 ω_m+ω_r을 사용함으로써 혈류 속도에 의해 발생한 도플러각주파수 시프트량 ω_d를 검출한다. 그리고 검출된 도플러각주파수 시프트량 ω_d를 사용해서 하기 식(18)을 연산함으로써 혈류 속도 v를 얻을 수 있다.

여기에서 λ_c는 광원의 중심 파장, θ(x,y,z)는 좌표(x,y,z)에 있어서의 유속 방향과 빔의 입사 방향이 이루는 각도이다. n은 피부 내부의 평균 굴절률이다.

(인접 자기 상관법)

본 실시예에서는 상술한 바와 같이 RSOD를 사용한 깊이 방향(z축 방향) 주사 방법을 채용한다. 그때의 유속 검출능의 열화를 방지하기 위해서 힐베르트 변환 및 인접 자기 상관법을 적용한다. 즉, 공간적으로 인접하는 간섭 신호에 힐베르트 변환을 적용해서 얻어지는 해석 신호(복소 신호) Γ(t)에 대하여 인접 자기 상관법을 적용한다. 그것에 의해 임의 좌표에 있어서의 위상차 Δφ를 구하여 혈류 속도에 의한 도플러각주파수 시프트량 ω_d를 검출한다.

즉, 힐베르트 변환을 적용해서 얻어진 j, j+1번째의 해석 신호를 각각 Γ_j, Γ_j+1로 하면 각각의 간섭 신호는 하기 식(19)으로서 나타내어진다.

여기에서 s(t)는 해석 신호 Γ(t)의 실부를 나타내고, s^(t)는 허부를 나타낸다. ΔT는 j, j+1번째의 간섭 신호의 취득 시간 간격을 나타내고, A는 간섭 신호의 진폭(즉, 후방 산란 강도)을 나타낸다.

물체광의 전장에 있어서 위상 변조가 발생되어 있지 않을 경우(ω_d=0), 각각의 간섭 신호의 위상차는 0이 된다. Γ_j와 Γ_j ₊₁의 간섭 신호에 있어서의 위상차는 혈류 속도에 의해 발생하는 도플러 변조에 의한 위상 변화량 ω_dΔT에 상당한다. 즉, 혈류 속도에 의해 발생하는 도플러각주파수 시프트량 ω_d는 하기 식(20)으로서 나타내어진다.

또한, 편각 Δφ=ω_dΔT이기 때문에 위상의 변화량은 -π~π의 범위에서 검출 가능하다. 또한, 하기 식(21)에 따라 n개의 간섭 신호에 대해서 앙상블 평균 처리를 실시함으로써 도플러각주파수 시프트량 ω_d의 검출능을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 해서 얻어진 도플러각주파수 시프트량 ω_d를 상기 식(18)에 대입함으로써 혈류 속도 v를 산출할 수 있다.

여기에서 OCT에 의한 혈류 속도 계측의 모의 시험 및 그 계측 결과에 대해서 설명한다.

도 11은 혈류 속도 모의 시험에 사용된 장치의 일부를 나타내는 도면이다. 도 11(A)는 사시도, 도 11(B)는 평면도, 도 11(C)는 정면도(Y 방향으로 본 도면)이다. 도 12는 OCT에 의해 계측된 유속의 단층 분포를 나타내는 도면이다. 도 12(A)~도 12(D)는 후술하는 적혈구 부유액의 설정 평균 유속(U)이 각각 상이한 경우의 결과를 나타낸다.

이 모의 시험에서는 도 11에 나타내는 마이크로 유로(105)를 사용했다. 즉, 피부를 본뜬 부재(107)에 마이크로 유로(105)를 형성하고, 혈액을 본뜬 적혈구 부유액(Red Blood Cells' suspension)을 Y 방향으로 압송했다. 마이크로 유로(105)의 개구 사이즈를 XZ 단면에서 (x×z)=(250㎛×40㎛)로 하고, Y 방향 길이(y)를 20㎜로 했다. 적혈구 부유액은 건상 인간으로부터 채혈한 혈액을 사용해서 제작했다. 상세하게는 채취한 혈액을 회전 속도 3000rpm으로 20분간 원심 분리하고, PBS(인산 완충 생리 식염수)를 사용해서 세정한 적혈구층을 추출하는 공정을 2번 반복함으로써 적혈구만 추출한 후, CPD(Citrate Phosphate Dextrose)액으로 인간 혈액과 동일한 헤마토크리트값 40%로 희석했다.

도 12의 설정 평균 유속(U)에 대해서 도 12(A)는 0.25㎜/s, 도 12(B)는 0.5㎜/s, 도 12(C)는 0.75㎜/s, 도 12(D)는 1.0㎜/s로 한 경우를 각각 나타낸다. 동 도면의 혈류 속도 분포로부터 설정값과 OCT 단층 계측 결과가 정합되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 유로 중앙을 향함에 따라 혈류 속도가 상승하는 점에서 적혈구에 의한 리올로지 특성이 나타내어져 있는 것도 확인할 수 있다. 즉, 본 시험 결과에 의해 인간 혈액과 동일한 헤마토크리트값을 갖는 적혈구 부유액에 있어서 적혈구의 리올로지 특성을 파악한 계측이 OCT에 의해 가능한 것이 나타내어져 혈류 속도 분포의 계측 방법으로서 유효한 것을 알 수 있다.

(3) 피부의 혈관망

OCT에 의해 연속적으로 촬영되는 단층 화상의 자기 상관을 연산함으로써 혈관망의 네트워크(혈관 형상 및 그 변화)를 산출할 수 있다. 도 13은 OCT에 의한 혈관망의 연산 방법을 나타내는 모식도이다. 동 도면의 좌측은 시간(t)에 취득되는 단층 화상을 나타내고, 우측은 시간(t+1)에 취득되는 단층 화상을 나타낸다. 편의상 동 도면은 2차원 형태로 나타내어져 있다.

혈관망의 산출에 있어서는 연속적으로 취득된 단층 화상에 검사 영역(I)을 설정하고, 그 영역 내에서의 자기 상관(ZNCC)을 연산한다. 즉, 검사 영역(I) 내의 동일 좌표(i,j)에 있어서의 화상의 변화를 하기 식(22)의 자기 상관값(C_t(i,j))으로서 산출한다.

그리고 그 자기 상관값 C_t가 미리 정해지는 판정 역치보다 낮아진 좌표를 혈관의 일부로서 산출한다. 혈관 내의 혈류에 의해 자기 상관값 C_t가 낮아지는 것을 이용하는 것이다. 이렇게 해서 얻은 혈관 데이터에 대하여 공간 주파수 필터나 메디안 필터 등의 노이즈 저감 처리를 실시함으로써 혈관망을 산출할 수 있다. 또한, 이러한 자기 상관 처리를 3매 이상의 단층 화상(시간 t+2, …, t+N)에 대해서 중첩적으로 행함으로써 혈관망 산출 정밀도를 향상시켜도 좋다.

도 14는 혈관망의 산출 결과를 나타내는 도면이다. 도 14(A)는 전완의 소정 위치에 대한 통상 상태를 계측한 결과를 나타낸다. 도 14(B)는 혈행 촉진제를 적용했을 경우의 동 위치의 계측 결과를 나타낸다. 각 도면에 있어서는 혈관망에 대응하는 영역, 즉 자기 상관이 낮은 영역이 고휘도(백)가 되도록 표시되어 있다. 이들의 도면으로부터 혈행 촉진제에 의해 혈관망이 팽창하는 모양을 파악할 수 있다. 본 계측 결과에 의해 OCT에 의해 혈관망의 산출이 가능하다는 것이 확인되었다. 또한, 피부로의 부하에 의해 혈관망이 끊어지면 그 두절 개소 하류측에 대해서 OCT에 의한 혈관망의 시인성이 저하된다. 그 부하를 제하하면 OCT에 의한 혈관망의 시인성이 회복된다. 이러한 거동을 검출함으로써 피부 및 혈관의 하중 응답성 나아가서는 피부 상태의 양부를 평가할 수도 있다.

(4) 피부의 수분량

광 흡수 특성이 상이한 2개의 파장대의 광원을 사용해서 OCT 단층 계측을 행함으로써 피부 조직의 함수율 분포를 산출할 수 있다.

도 15는 물에 의한 광 흡수 특성을 나타내는 도면이다. 본 도면은 광의 파장과 강도의 관계 및 광의 파장과 물의 광 흡수 계수의 관계를 나타낸다. 본 도면으로부터 고함수율을 갖는 조직에 있어서, 1430㎚ 파장대 광은 광 흡수 작용에 의해 후방 산란광 강도가 지수 함수적으로 감쇠하지만, 1310㎚ 파장대 광의 후방 산란광 강도에는 광 흡수 작용의 영향이 나타나지 않는 것을 알 수 있다. 본 실시예에서는 이 2개의 파장대의 광 흡수 특성의 상이를 이용하여 함수율 분포의 검출을 행한다. 즉, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 수분에 의한 광 흡수 특성을 갖는 1430㎚ 파장대 광원과, 수분에 의한 광 흡수 특성을 갖지 않는 1310㎚ 파장대 광원이 사용된다.

그런데 피부의 심부 위치 z에 있어서의 후방 산란광 강도 I^λc는 광원의 코히런스 함수 G^λc(z)와 피부 내부에 있어서의 후방 반사광 강도 O^λc(x,y,z)의 콘볼루션 적분이 되어 하기 식(23)으로 나타내어진다.

여기에서 I_inc ^λc는 참조 미러 및 계측 대상(피부)으로의 조사 강도, 각 변수의 첨자 λc는 입사광의 중심 파장을 나타낸다.

여기에서 후방 반사광 강도 O^λc(x,y,z)가 코히런스 길이에 비해 완만하게 분포될 경우, 코히런스 함수 G^λc(z)를 델타 함수로서 근사할 수 있고, OCT에 있어서의 검출 신호는 I^λc≒I_inc ^λcO^λc(x,y,z)로서 표현할 수 있다. 또한, O^λc(x,y,z)가 대물 렌즈에 의해 결정되는 입사광 강도 분포 I_o ^λc(z), 조직 내부의 에너지 반사율 r^λc, 산란 감쇠 및 흡수 감쇠에 의존하는 점에서 후방 반사광 강도 O^λc(x,y,z)는 하기 식(24)으로 근사적으로 정식화할 수 있다. 또한, 여기에서는 피부 표면의 에너지 반사율 R^λc를 사용해서 표면 반사를 고려하고 있다. 또한, 피부 조직 내부의 에너지 반사율 r^λc의 평균 공간 변화율은 작은 것으로 가정하고, 산란 감쇠 계수 μ_s ^λc(이하 「산란 계수」라고도 한다) 및 흡수 감쇠 계수 μ_a ^λc(이하 「흡수 계수」라고도 한다)를 주요한 파라미터로 했다.

또한, 피부로의 입사광 강도 분포 I_o ^λc(z)가 피사계 심도 내에 있어서 일정하다고 가정하고, 상기 식(24)의 OCT 신호에 대해서 자연 대수를 취하고, 깊이 z 방향의 공간 미분을 행함으로써 하기 식(25), 식(26)을 얻을 수 있다.

상기 식(26)에 관하여 1310㎚ 파장대에 있어서의 흡수 계수 μ_a ¹³¹⁰은 물의 몰 흡광 계수가 미소하기 때문에 무시할 수 있고, 감쇠 계수 μ_s ¹³¹⁰으로부터 조직 산란 계수 분포를 구할 수 있다. 또한, 하기 식(27)에 나타내는 산란 계수비 κ를 미리 산출함으로써 흡수 계수 μ_a ¹⁴³⁰의 분리 검출이 가능해진다.

상기 식(25) 및 식(26)의 좌변은 이동 최소 제곱법(MLSM)에 의해 산출할 수 있다. 따라서, 산란 계수비 κ가 기지이면, μ_s ¹⁴³⁰=κ·μ_s ¹³¹⁰의 관계를 상기 식(25) 또는 식(26)에 대입해서 연립시킴으로써 흡수 계수 μ_a ¹⁴³⁰을 산출할 수 있다.

도 16은 물의 광 흡수 특성과 함수율의 관계를 나타낸다. 도 16(A)는 각 파장대의 감쇠 계수와 함수율의 관계를 나타낸다. 동 도면의 가로축은 함수율을 나타내고, 세로축은 감쇠 계수를 나타낸다. 도 16(B)는 각 파장대의 흡수 계수와 함수율의 관계를 나타낸다. 동 도면의 가로축은 함수율을 나타내고, 세로축은 흡수 계수를 나타낸다.

도 16(A)에 나타내는 바와 같이 계측 대상의 함수율이 상승하면 1430㎚ 파장대 광의 감쇠 계수 μ_s ¹⁴³⁰은 커지지만, 1310㎚ 파장대 광의 감쇠 계수 μ_s ¹³¹⁰은 거의 변화되지 않는다. 이것은 전자가 물에 의한 광 흡수 특성을 갖는 것에 대하여 후자는 그 광 흡수 특성을 갖지 않기 때문이다. 후자의 감쇠 계수는 실질적으로 산란 감쇠에만 의한다.

상기 식(27)의 산란 계수비 κ가 기지이기 때문에 도 16(A)에 나타내는 감쇠 계수와 함수율의 관계에 의거하여 도 16(B)에 나타내는 흡수 계수와 함수율의 관계를 유도할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 산출된 흡수 계수 μ_a ¹⁴³⁰을 사용해서 도 16(B)의 관계를 참조함으로써 계측 대상인 피부의 함수율 분포를 산출하는 것이 가능해진다.

도 17은 OCT에 의한 피부의 수분량의 연산 과정을 나타내는 도면이다. 도 17(A)는 1310㎚ 파장대의 단층 화상을 나타내고, 도 17(B)는 1430㎚ 파장대의 단층 화상을 나타낸다. 도 17(C)는 양 단층 화상에 의거하여 산출된 함수율 분포를 나타낸다. 각 도면은 편의상 2차원 형태로 나타내어져 있다. 또한, 도 17(C)에 있어서, SN비가 낮은 개소에 대해서는 편의상 그 함수율 분포 표시를 생략하고 있다.

도 17(A) 및 도 17(B)에 있어서, z=600㎛ 부근의 고휘도선은 피부의 표면을 나타내고, z=900㎛ 부근의 고휘도선은 각 층과 표피 생세포층의 경계를 나타내고 있는 것으로 생각된다. 양 도면을 비교함으로써 1430㎚ 파장대의 단층 화상이 1310㎚ 파장대의 단층 화상보다 깊이 방향의 감쇠량이 큰 것을 알 수 있다. 이 감쇠량의 차이는 1430㎚ 파장대에 존재하는 수분자의 광 흡수 때문인 것으로 생각된다.

도 17(C)에 의하면, x 방향으로 함수율의 분포가 존재하는 것을 알 수 있다. 또한, 고함수율 영역에서는 땀샘이 존재함으로써 함수율이 높아지고 있는 것으로 생각되고, 저함수율 영역에서는 땀샘이 존재하지 않음으로써 함수율이 낮아지고 있는 것으로 생각된다. 또한, 각 층의 함수율은 표피 생세포층보다 낮아 심부가 됨에 따라서 함수율이 상승하는 경향이 있는 것을 알 수 있다.

제어 연산부(6)는 이상과 같이 해서 얻어진 피부의 역학 특성, 혈류 속도, 혈관망, 수분량의 각 파라미터에 의거하여 피부 진단을 위한 정보를 출력한다. 즉, 피부의 평가값을 산출하여 표시 장치(74)에 표시한다. 평가값은, 예를 들면 현재의 피부 상태의 양부를 레벨 분류하는 것으로 해도 좋다. 예를 들면, 레벨을 5단계로 설정하고, 레벨 A(극히 양호, 피부의 탄력이 발군, 피부 연령 10대 이하), 레벨 B(양호, 피부의 탄력도 양호, 피부 연령 20대), 레벨 C(보통, 피부의 탄력도 문제 없음, 피부 연령 30대), 레벨 D(다소 가령 변화 있음, 피부 처짐이 보임, 피부 연령 40대), 레벨 E(노화가 보임, 피부 처짐이 눈에 띔, 피부 연령 50대 이상) 등으로 설정할 수 있다.

이 피부 진단에 있어서, 이들 파라미터를 어떻게 사용할지에 대해서는 여러 가지의 선택이 가능하다. 이들 파라미터의 전부를 사용해서 평가값을 결정해도 좋고, 어느 하나의 조합으로부터 평가값을 결정해도 좋다. 예를 들면, 피부에 있어서의 혈관망의 위치 및 형상을 산출하고, 그 혈관망의 위치에 있어서의 역학 특성(탄성, 점성)이 미리 정해지는 기준값(표준값)보다 저하되어 있으면(변형 속도가 미리 정해지는 역치보다 저하되어 있으면), 피부의 열화(노화)가 진행되어 있다고 평가해도 좋다. 자외선 조사의 영향이나 노화에 의해 피부가 열화되면 혈관의 탄력성이 없어져서 대사가 저하되어 있다고 생각된다. 이것을 OCT 단층 계측에 의거하여 평가할 수 있다.

또한, 피부에 하중을 부하했을 때에 혈류가 끊어지고, 하중을 완화하면 혈류가 되돌아가는 현상도 고려된다. 그때 피부 조직이 양호하면 역학 특징량의 변화에 대응하여 혈관망도 신속하게 변화되지만, 피부 조직이 열화되어 있으면 그 변화가 지연된다(추종성이 저하된다)고 생각된다. 이 역학 특징량의 변화는 역학 특성에 관계된다. 이러한 지견에 의거하여 역학 특징량의 변화에 대한 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 평가값을 연산해도 좋다.

또한, 피부 조직이 열화되면 혈관망에 있어서의 혈류 속도도 저하된다고 생각된다. 이 때문에 상술한 피부 조직의 혈류 속도를 함께 고려함으로써 보다 효과적인 평가가 가능해진다. 또한, 피부 조직이 열화되면 모세 혈관의 관 구조에 이상이 발생함으로써 혈장 성분(체액)의 누출이 비정상적으로 항진됨과 아울러 모세 혈관 자체의 수가 감소하고, 그 결과로서 정상과는 다른 함수율의 분포가 발생한다고 생각된다. 이 때문에 피부 조직의 함수량을 함께 평가함으로써 피부의 열화(노화)를 보다 정확하게 평가하는 것이 가능해진다.

구체적으로는 혈관망 및 그 주변의 피부 상태에 대해서 역학 특성(탄성, 점성)에 대해서 5 포인트(탄성·점탄성이 높을수록 포인트를 높게 평가), 혈류 속도에 대해서 5 포인트(혈류 속도가 높을수록 포인트를 높게 평가), 함수율에 대해서 5 포인트(함수율이 높을수록 포인트를 높게 평가) 등으로 하여 합계 15 포인트로 해도 좋다. 그리고 12~15 포인트: 레벨 A, 9~11 포인트: 레벨 B, 6~8 포인트: 레벨 C, 5~7 포인트: 레벨 D, 6 포인트 이하: 레벨 E 등으로 하여 총괄적으로 피부의 양부(열화)를 평가하기 위한 평가값을 설정해도 좋다.

또는 혈관망과 역학 특성에 의해서만 평가값을 산출해도 좋다. 혈관망, 역학 특성, 및 수분량에 의해 평가값을 산출해도 좋다. 또는 역학 특징량(변형 속도)의 변화와 혈관망(혈관형상 등)의 변화에 의거하여 평가값을 산출해도 좋다. 예를 들면, 아토피 피진부나 여드름, 기미의 부위 등에서 비정상적인 구조를 가진 혈관망이 관찰되는 경우가 있다. 그 경우, 피부에 부여하는 부하에 대하여 혈관망이 정상인 경우보다 크게 변형되는 것이 생각된다. 그러한 지견을 바탕으로 평가값을 설정해도 좋다.

이상과 같이 해서 산출한 평가값은 피부의 단층 분포로서 화면에 표시시켜도 좋다. 또는 레벨의 평균값 등을 피부 전체의 평가값으로서 코멘트 표시시켜도 좋다.

도 18은 제어 연산부(6)의 기능 블록도이다.

제어 연산부(6)는 제어부(110), 데이터 처리부(120), 데이터 저장부(130), 및 인터페이스부(I/F부)(140)를 구비한다. 각 부가 소프트웨어상에서 연계하여 OCT 계측에 의한 피부 진단을 위한 처리를 실행한다.

제어부(110)는 광원 제어부(111), 광학 기구 제어부(112), 부하 제어부(113), 및 표시 제어부(114)를 포함한다. 제어부(110)는 광학 유닛(2)을 구동 제어하기 위한 프로그램을 데이터 저장부(130)로부터 판독하여 실행하고, 각 장치 및 기구를 제어한다. 광원 제어부(111)는 광원(10)의 구동을 제어한다. 광학 기구 제어부(112)는 광학 기구(4 및 26)의 구동을 제어한다. 부하 제어부(113)는 부하 장치(5)의 구동을 제어한다. 표시 제어부(114)는 표시 장치(74)의 표시 처리를 행한다.

데이터 처리부(120)는 역학 특징량 연산부(121), 역학 특성 연산부(122), 혈류 속도 연산부(123), 혈관망 연산부(124), 수분량 연산부(125), 및 피부 평가 연산부(126)를 포함한다. 데이터 처리부(120)는 피부 진단에 사용하는 평가값을 연산하기 위한 프로그램을 데이터 저장부(130)로부터 판독해서 실행하여 소정 연산 처리를 실행한다.

역학 특징량 연산부(121)는 OCT에 의해 얻어진 단층 화상을 사용해서 상술한 피부의 역학 특징량을 연산한다. 역학 특성 연산부(122)는 산출된 역학 특징량을 사용해서 상술한 피부의 역학 특성을 연산한다. 혈류 속도 연산부(123)는 OCT 신호를 사용해서 상술한 피부의 혈류 속도를 연산한다. 혈관망 연산부(124)는 OCT 신호를 사용해서 상술한 피부의 혈관망을 연산한다. 수분량 연산부(125)는 OCT 신호를 사용해서 상술한 피부의 수분량(함수율)을 연산한다. 피부 평가 연산부(126)는 이상과 같이 해서 얻어진 역학 특징량, 역학 특성, 혈류 속도, 혈관망, 및 수분량의 각 파라미터의 변화 등에 의거하여 피부 진단을 위한 평가값을 연산한다.

데이터 저장부(130)는 진단 프로그램 저장부(131), 역학 특징량 저장부(132), 역학 특성 정보 저장부(133), 혈류 속도 정보 저장부(134), 혈관망 정보 저장부(135), 및 수분량 정보 저장부(136)를 포함한다. 진단 프로그램 저장부(131)는 광학 유닛(2)의 각 부를 제어하기 위한 제어 프로그램이나 피부 상태의 평가를 위한 연산 프로그램을 저장한다.

역학 특징량 저장부(132)는 역학 특징량 연산부(121)에 의해 산출된 역학 특징량에 관한 데이터를 일시적으로 저장한다. 역학 특성 정보 저장부(133)는 역학 특성 연산부(122)에 의해 산출된 역학 특성에 관한 데이터를 일시적으로 저장한다. 혈류 속도 정보 저장부(134)는 혈류 속도 연산부(123)에 의해 산출된 혈류 속도에 관한 데이터를 일시적으로 저장한다. 혈관망 정보 저장부(135)는 혈관망 연산부(124)에 의해 산출된 혈관망에 관한 데이터를 일시적으로 저장한다. 수분량 정보 저장부(136)는 수분량 연산부(125)에 의해 산출된 수분량(함수율)에 관한 데이터를 일시적으로 저장한다.

I/F부(140)는 입력부(141) 및 출력부(142)를 포함한다. 입력부(141)는 광학 유닛(2)으로부터 보내지는 검출 데이터 및 유저가 입력 장치(70)를 통해 입력한 지시 커맨드 등을 접수하여 제어부(110)나 데이터 처리부(120)로 보낸다. 출력부(142)는 제어부(110)에 의해 연산된 제어 지령 신호를 광학 유닛(2)을 향해서 출력한다. 출력부(142)는 또한 데이터 처리부(120)에 의해 연산된 결과를 표시시키기 위한 데이터를 표시 장치(74)를 향해서 출력한다.

이어서, 제어 연산부(6)가 실행하는 구체적 처리의 흐름에 대해서 설명한다.

도 19는 제어 연산부(6)에 의해 실행되는 피부 진단 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 제어 연산부(6)는 우선 광학 유닛(2)을 구동한다(S10). 부하 제어부(113)가 부하 장치(5)를 구동해서 피부(S)에 부여하는 하중을 제어하는 한편, 광원 제어부(111)가 광원(10)으로부터의 광의 출사를 제어하고, 광학 기구 제어부(112)가 광학 기구(4, 26)의 작동을 제어한다. 제어 연산부(6)는 피부(S)에 하중이 부하되는 과정에서 OCT의 광 간섭 신호를 연속적으로 취득한다(S11). 계속해서 그 광 간섭 신호를 사용함으로써 피부(S)에 관해서 상술한 각 파라미터의 단층 분포를 연산한다.

즉, 역학 특징량 연산부(121)가 피부 조직의 변형 벡터를 연산하고, 역학 특성 연산부(122)가 역학 특성의 단층 분포를 연산한다(S12). 혈류 속도 연산부(123)가 혈류 속도의 단층 분포를 연산하고(S13), 혈관망 연산부(124)가 혈관망을 연산하고(14), 수분량 연산부(125)가 함수율의 단층 분포를 연산한다(S15). 그리고 피부 평가 연산부(126)가 이들 파라미터의 연산 결과를 피부(S)의 단층 위치에서 대응시켜서 피부 상태의 평가값을 연산한다(S16). 이 평가값의 산출에 대해서는 이미 설명한 바와 같다. 표시 제어부(114)가 그 평가값을 화면에 표시한다.

도 20은 도 19에 있어서의 S12의 역학 특성 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다. 역학 특징량 연산부(121)는 OCT에서 취득한 변형 전후의 단층 화상에 의거하여 재귀적 상호 상관법에 의한 처리를 실행한다. 여기에서는 우선 최소 해상도(최대 사이즈의 검사 영역)에서의 상호 상관 처리를 실행하여 상관 계수 분포를 구한다(S20). 계속해서 인접 상호 상관 승법에 의해 인접하는 상관 계수 분포의 곱을 연산한다(S22). 이때 표준 편차 필터 등의 공간 필터에 의해 과오 벡터의 제거를 하고(S24), 최소 제곱법 등에 의해 제거 벡터의 내삽 보간을 실행한다(S26). 계속해서 검사 영역을 작게 함으로써 해상도를 올려서 상호 상관 처리를 계속한다(S28). 즉, 저해상도에서의 참조 벡터를 기초로 상호 상관 처리를 실행한다. 이때의 해상도가 미리 정해지는 최고 해상도가 아니면(S30의 N), S22로 되돌아간다.

역학 특징량 연산부(121)는 S22~S28의 처리를 반복하고, 최고 해상도에서의 상호 상관 처리가 완료되면(S30의 Y), 서브 픽셀 해석을 실행한다. 즉, 최고 해상도(최소 사이즈의 검사 영역)에서의 변형 벡터의 분포에 의거하여 풍상 구배법에 의한 서브 픽셀 이동량을 연산한다(S32). 그리고 이때 산출된 서브 픽셀 이동량에 의거하여 화상 변형법에 의한 서브 픽셀 변형량을 연산한다(S34). 계속해서 최대 상호 상관값에 의한 필터 처리에 의해 과오 벡터의 제거를 하고(S36), 최소 제곱법 등에 의해 제거 벡터의 내삽 보간을 실행한다(S38). 그리고 이렇게 해서 얻어진 변형 벡터의 시간 미분을 행하여 그 단층 화상에 대해서 변형 속도 벡터의 단층 분포를 산출한다. 그리고 그 변형 속도 벡터에 대하여 공간 미분을 함으로써 변형 속도 분포를 산출한다(S40). 역학 특성 연산부(122)는 이 변형 속도 분포에 의거하여 역학 특성(탄성이나 점탄성)의 단층 분포를 연산한다(S42).

도 21은 도 19에 있어서의 S13의 혈류 속도 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다. 혈류 속도 연산부(123)는 OCT 간섭 신호를 취득하고(S50), 푸리에 변환(FFT)을 실행한다(S52). 계속해서 캐리어 주파수를 기준으로 하여 밴드 패스 필터링 처리를 실행하여 신호 SN비를 향상시킨 후(S54), 힐베르트 변환을 실행한다(S56). 이 힐베르트 변환에 의해 얻어진 해석 신호를 사용해서 인접 자기 상관 처리를 실시해서 위상차를 구하고(S58), 도플러 주파수를 얻는다(S60). 얻어진 도플러 주파수를 픽셀 사이즈로 공간 평균 처리하고(S62), 혈류 속도의 단층 분포를 산출한다(S64).

도 22는 도 19에 있어서의 S14의 혈관망 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다. 혈관망 연산부(124)는 OCT에 의한 동일 위치의 광 간섭 신호를 취득하고(S70), 자기 상관 처리를 실행한다(S72). 계속해서 공간 주파수 필터 등의 노이즈 제거 처리를 하고(S74), 혈관망의 단층 분포를 산출한다(S76).

도 23은 도 19에 있어서의 S15의 수분량 연산 처리를 상세하게 나타내는 플로우 차트이다. 수분량 연산부(125)는 복수의 광원(32, 34)에 의한 OCT 간섭 신호를 취득한다(S80). 이미 설명한 바와 같이 광원(32)은 광 흡수 특성을 갖지 않는 1310㎚ 파장대 광원이며, 광원(34)은 광 흡수 특성을 갖는 1430㎚ 파장대 광원이다. 그리고 그 OCT 신호에 대해서 자연 대수를 취하여(S82) 공간 미분을 행한다. 계속해서 상술한 바와 같이 이동 최소 제곱법에 의해 감쇠 계수를 산출하고(S84), 흡수 계수를 분리하고(S86), 함수율의 단층 분포를 산출한다(S88).

이상, 본 발명의 적합한 실시예에 대해서 설명했지만 본 발명은 그 특정 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

상기 실시예에서는 피부에 소정 변형 에너지(부하)를 부여하기 위한 부하 장치로서 진공 펌프에 의한 흡인식의 하중 기구를 예시했다. 변형예에 있어서는 압전 소자 등의 접촉에 의해 응력을 부여하는 하중 기구를 채용해도 좋다.

도 24는 변형예에 의한 부하 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 동 도면에 있어서 상기 실시예와 거의 마찬가지의 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있다.

부하 장치(205)는 피부(S)의 계측 대상 부위에 압압 하중을 부여하는 타입으로서 구성된다. 광학 기구(4)의 선단에는 피부 진단용의 프로브(280)가 설치된다. 프로브(280)의 상반부가 광학 기구(4)로서 기능하고, 하반부가 부하 장치(205)로서 기능한다. 프로브(280)의 보디(282)를 축선 방향으로 관통하도록 내부 통로(284)가 형성되고, 그 축선상에 대물 렌즈(48)가 배치되어 있다. 부하 장치(205)는 보디(282)에 조립된 압전 소자(210)(피에조 소자) 및 압자(212)를 구비한다. 압전 소자(210)와 압자(212)는 모두 원통상을 이루고, 보디(282)에 대하여 동축형상으로 배치된다. 압자(212)의 하단 개구부에 평행 평면 기판(214)이 배치되고, 또한 그 하면에 엘라스토머(216)가 배치되어 있다. 평행 평면 기판(214)은 합성 석영재로 이루어져 내열성 및 내충격성이 우수하다. 엘라스토머(216)는 재료 정수가 기지의 광 투과성의 탄성 부재이며, 압전 소자(210)로부터의 압압 하중을 피부(S)에 전달할 수 있다.

엘라스토머(216)에는 압전 센서(「하중 검출부」로서 기능한다)가 장착되어 있으며, 그 변형에 의해 압전 소자(210)로부터 부여되는 하중을 검출할 수 있다. 즉, 엘라스토머(216)의 변형에 의해 검출되는 하중이 피부(S)의 표면에 부여되는 하중(압력)으로서 검출 가능하게 되어 있다. 도면 중 화살표로 나타내어지는 바와 같이 광학 유닛(2)으로부터의 물체광은 대물 렌즈(48), 평행 평면 기판(214), 및 엘라스토머(216)를 투과해서 피부(S)에 조사되고, 그 반사광이 반대 경로를 통해 광학 유닛(2)으로 리턴된다.

이러한 구성에 의해 피부(S)의 변형 과정에서 부여되는 하중의 변화를 리얼 타임으로 검출 가능하며, 그 하중 변화에 대응한 역학 특징량, 혈류 상태를 동시에 산출할 수 있다. 그 산출 결과에 의거하여 피부 진단을 위한 평가값을 연산해도 좋다.

상기 실시예에서는 설명하지 않았지만 도 20의 S40에서 산출된 변형 속도 분포를 표시 장치(74)에 단층 가시화해도 좋다. 마찬가지로 도 21의 S64에서 산출된 혈류 속도 분포를 표시 장치(74)에 단층 가시화해도 좋다.

상기 실시예에서는 OCT에 의한 단층 화상을 3차원으로 취득하는 예를 나타냈지만, 2차원으로 취득해도 좋다. 즉, 변위 관련 벡터로서의 변형 벡터 또는 변형 속도 벡터를 2차원 데이터로서 처리해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

상기 실시예에서는 설명하지 않았지만 「역학 특징량」으로서 변형 속도의 진폭값이나 변형 속도의 시간 지연(위상 지연)을 채용해도 좋다. 즉, 동적 점탄성법을 예로 들면, 응력의 부하 및 완화를 반복하는 과정에서 변형 속도가 양의 값과 음의 값을 오고 가도록 변동된다. 이 부하의 변동에 추종하도록 변형 속도도 변동하게 된다. 이 점에 대하여 그 부하 변동에 대한 변형 속도의 변동의 크기(진폭값)와 변형 속도 변동의 추종성(응답성)이 피부 상태에 대응해서 변화되는 경향이 있다. 그래서 그 변형 속도의 진폭값이나 시간 지연(위상 지연)에 대해서 단층 분포를 연산해도 좋다.

또는 「역학 특징량」으로서 변형 속도의 주기적인 변동의 중앙값을 채용해도 좋다. 즉, 상술한 동적 점탄성법을 예로 들면, 응력의 부하 및 완화를 반복하는 과정에서 변형 속도가 양의 값과 음의 값을 오고 가도록 변동된다. 그 변형 속도의 변동의 중심은 점성력과 탄성력의 균형으로부터, 0으로부터 다소 어긋나는 경향이 있다. 그리고 그 어긋남량이 피부 상태에 대응하여 변화되는 경향이 있다. 그래서 변형 속도의 변동 중심(중앙값)의 0으로부터의 어긋남량에 대해서 단층 분포를 연산해도 좋다.

상기 실시예에서는 피부에 소정 변형 에너지(부하)를 부여하기 위한 부하 장치로서 진공 펌프에 의한 흡인식의 하중 기구를 예시했다. 변형예에 있어서는 초음파(음압), 광음향파, 전자파 등에 의해 비접촉으로 피부에 부하(가진력)를 부여하는 부하 장치를 채용해도 좋다.

상기 실시예에서는 설명하지 않았지만 도 18에 나타낸 제어부(110)와 데이터 처리부(120)를 개별 장치(퍼스널 컴퓨터 등)에 설치해도 좋다.

도 25 및 도 26은 인간의 전완 내 굴측부의 OCT 단층 화상을 나타내는 도면이다. 도 25는 통상 상태에서의 단층 계측 결과를 나타내고, 도 26은 구혈대 사용 시의 단층 계측 결과를 나타낸다. 각 도면의 (A)는 OCT 단층 화상을 나타낸다. (B)는 (A)에 소정 시간에 있어서의 혈류 속도의 최대값을 중첩 표시한 것이며, (C)는 혈류 속도의 시간 평균을 표시한 것이다. Z=1000㎛ 부근이 피부 표면, 즉 각질층을 나타내고 있다.

이들의 단층 계측 결과로부터 도 26에 나타내는 구혈 상태에서는 도 25에 나타내는 정상 상태와 비교해서 진피 상층으로부터 표피 바로 아래로 상승해 오는 혈류 속도가 저하되어 있는 것을 확인할 수 있다. 구혈하면 모세 혈관의 선단까지 혈액이 널리 퍼지기 어려워지는 것이 나타내어져 있어 실태에 따른 계측 결과로 평가할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예나 변형예에 한정되는 것은 아니고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형해서 구체화할 수 있다. 상기 실시예나 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적당히 조합함으로써 여러 가지 발명을 형성해도 좋다. 또한, 상기 실시예나 변형예에 나타내어지는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 좋다.

Claims

피부를 진단하기 위한 피부 진단 장치로서,
광 간섭성 단층촬영장치를 사용하는 광학계를 포함하는 광학 유닛과,
상기 광학 유닛으로부터의 광을 피부로 유도하여 주사시키기 위한 광학 기구와,
피부에 대하여 소정 변형 에너지를 부여하기 위한 부하 장치와,
상기 부하 장치 및 상기 광학 기구의 구동을 제어하고, 그들의 구동에 따라 상기 광학 유닛으로부터 출력된 광 간섭 신호를 처리함으로써 피부에 관하여 미리 정해지는 상태값의 단층 분포를 연산하고, 그 단층 분포에 의거하여 피부의 평가값을 연산하는 제어 연산부와,
상기 피부의 평가값을 표시하는 표시 장치를 구비하고,
상기 제어 연산부는 상기 상태값으로서 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하고, 그 역학 특성과 혈류 상태를 상기 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 상기 역학 특성으로서 상기 변형 에너지의 부여에 의한 역학 특징량의 변화를 취득하고, 그 역학 특징량의 변화에 대한 상기 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 상기 혈류 상태의 변화의 정도로서 혈관망의 변형 정도를 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 상기 혈류 상태의 변화의 정도로서 혈류 속도의 변화의 정도를 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 상기 광 간섭 신호를 처리함으로써 취득한 단층 화상 데이터에 의거하여 피부의 단층 위치에 대응한 변위 관련 벡터를 상기 역학 특징량으로서 연산하고, 그 변위 관련 벡터의 변화에 대한 상기 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 또한 상기 변형 에너지의 부여에 의한 피부의 함수율의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 연산하고, 상기 역학 특징량의 변화에 대한 상기 혈류 상태 및 함수율의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
피부를 진단하기 위한 피부 진단 장치로서,
광 간섭성 단층촬영장치를 사용하는 광학계를 포함하는 광학 유닛과,
상기 광학 유닛으로부터의 광을 피부로 유도하여 주사시키기 위한 광학 기구와,
피부에 대해서 소정의 가압 하중을 부여하기 위한 부하 장치와,
상기 가압 하중을 검출하는 하중 검출부와,
상기 부하 장치 및 상기 광학 기구의 구동을 제어하고, 그들의 구동에 따라 상기 광학 유닛으로부터 출력된 광 간섭 신호를 처리함으로써 피부의 변형에 따르는 역학 특징량의 변화의 단층 분포를 연산하고, 그 단층 분포에 의거하여 피부의 평가값을 연산하는 제어 연산부와,
상기 피부의 평가값을 표시하는 표시 장치를 구비하고,
상기 부하 장치는 상기 가압 하중을 광투과성의 탄성 부재를 통해 피부에 부여하고,
상기 광학 기구는 상기 탄성 부재를 투과시키도록 해서 광의 조사 및 수광을 하고,
상기 하중 검출부는 상기 탄성 부재의 변형에 의해 상기 탄성 부재에 부하되는 하중을 검출하고, 상기 탄성 부재에 부하되는 하중을 피부에 부여되는 가압 하중으로서 검출하고,
상기 제어 연산부는 상기 가압 하중의 부여에 의한 피부의 역학 특징량의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 연산하고, 상기 가압 하중의 변화에 대한 상기 역학 특징량의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
광 간섭성 단층촬영장치에 의해 피부의 단층 화상을 취득하는 공정과,
상기 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 공정과,
상기 역학 특성과 상기 혈류 상태를 상기 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 상기 피부의 상태를 평가하기 위한 정보를 취득하고, 그 정보를 출력하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 피부 상태 출력 방법.
광 간섭성 단층촬영장치에 의한 피부의 단층 화상을 취득하는 기능과,
상기 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 기능과,
상기 역학 특성과 상기 혈류 상태를 상기 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 상기 피부를 진단하기 위한 정보를 취득하고, 그 정보를 출력하는 기능을 컴퓨터에 실현시키기 위한 매체에 저장된 프로그램.
광 간섭성 단층촬영장치에 의한 피부의 단층 화상을 취득하는 기능과,
상기 단층 화상에 의거하여 피부의 역학 특성 및 혈류 상태를 각각 연산하는 기능과,
상기 역학 특성과 상기 혈류 상태를 상기 피부의 단층 위치에서 대응시킴으로써 상기 피부를 진단하기 위한 정보를 취득하고, 그 정보를 출력하는 기능을 컴퓨터에 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
제 4 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 상기 광 간섭 신호를 처리함으로써 취득한 단층 화상 데이터에 의거하여 피부의 단층 위치에 대응한 변위 관련 벡터를 상기 역학 특징량으로서 연산하고, 그 변위 관련 벡터의 변화에 대한 상기 혈류 상태의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 또한 상기 변형 에너지의 부여에 의한 피부의 함수율의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 연산하고, 상기 역학 특징량의 변화에 대한 상기 혈류 상태 및 함수율의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어 연산부는 또한 상기 변형 에너지의 부여에 의한 피부의 함수율의 변화를 그 피부의 단층 위치에 대응시켜서 연산하고, 상기 역학 특징량의 변화에 대한 상기 혈류 상태 및 함수율의 변화의 정도에 의거하여 상기 평가값을 연산하는 것을 특징으로 하는 피부 진단 장치.