專利名稱：皮膚表面狀態(tài)的光學(xué)特性測(cè)定方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)計(jì)算從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)受到血紅朊、黑色素等影響范圍的光學(xué)特性測(cè)定皮膚表面狀態(tài)的方法。
現(xiàn)有的測(cè)定皮膚色素沉著、色澤灰暗等評(píng)價(jià)方法。是使特定波長(zhǎng)的光入射到皮膚表面上，計(jì)算接收到的該反射光特定波長(zhǎng)中的皮膚反射率借此評(píng)價(jià)紅斑和色素沉著的方法是公知的(特開昭58-33153號(hào)公報(bào))。另外，為了測(cè)定皮膚的色素沉著而通過(guò)計(jì)算在特定的兩個(gè)波長(zhǎng)下的皮膚反射率的比值計(jì)算出關(guān)于黑色素含量和血紅朊含量等指數(shù)的方法也是公知的(特開平5-16160號(hào)公報(bào))。
另外，作為不受血液影響的表皮色相測(cè)定方法，通常是吸引皮膚表面將部分拉起，使白光射入到該拉起部分然后計(jì)算出表皮透射光的分光譜的方法也是公知的(特開平5-87730號(hào)公報(bào))。
可是，利用上述測(cè)定皮膚的反射光測(cè)定方法，由于在接收光中除了含有皮膚內(nèi)部的散射光之外還會(huì)有許多其它表面散射光，所以在接收光的光路長(zhǎng)度上的色散增加，引起不能正確分析的問題。
另外在檢測(cè)表皮透射光的方法中存在由于排除血液對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響而不能評(píng)價(jià)受血液循環(huán)影響的皮膚表面的色度程度的問題。
本發(fā)明的目的是解決已有技中的問題，正確地評(píng)價(jià)血液微循環(huán)狀態(tài)和由于黑色素沉著引起的有關(guān)色澤灰暗、黑影等皮膚的光學(xué)特性。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)把從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)的范圍作為測(cè)定對(duì)象，檢測(cè)皮膚內(nèi)部散射光可以達(dá)到上述目的，從而完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明提供一種特征為使光入射到皮膚上、檢測(cè)從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍的內(nèi)部散射光然后計(jì)算光學(xué)特性的皮膚表面狀態(tài)的光學(xué)特性測(cè)定方法。
特別是用在波長(zhǎng)400～1500nm的范圍內(nèi)互相不同的三個(gè)以上波長(zhǎng)范圍的光入射并且檢測(cè)，或者用分別屬于波長(zhǎng)400～500nm，波長(zhǎng)500～600nm和波長(zhǎng)600-800nm波長(zhǎng)范圍的三個(gè)波長(zhǎng)范圍的光入射并且檢測(cè)，借此計(jì)算光學(xué)特性，從而提供一種皮膚表面狀態(tài)的測(cè)定方法。
另外，作為實(shí)施這些方法的裝置，本發(fā)明提供一種包括使確定波長(zhǎng)范圍的光入射在皮膚上的光發(fā)射單元、接收從光發(fā)射單元入射到皮膚并接收內(nèi)部散射光的光接收單元和根據(jù)由光接收單元接收的光的波長(zhǎng)和光通量計(jì)算從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍的皮膚光學(xué)特性的計(jì)算單元并且使與皮膚相對(duì)的光發(fā)射單元和光接收單元的表面被高度為0.2～0.8mm的周壁圍住的皮膚表面狀態(tài)測(cè)定裝置。
按照本發(fā)明，由于檢測(cè)從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍的內(nèi)部散射光，所以可以正確地檢測(cè)到在皮膚的角質(zhì)層中存在的并且作為皮膚色素沉著原因的黑色素和在微循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的血紅朊。從而可以正確評(píng)價(jià)反應(yīng)皮膚色澤灰暗和血流循環(huán)的皮膚表面色度情況等皮膚表面狀態(tài)。
另外，按照本發(fā)明，由于不是檢測(cè)表面散射光，而是檢測(cè)內(nèi)部散射光，所以檢測(cè)光的光路長(zhǎng)度的偏差較小，從而使S/N比提高。
另外，在本發(fā)明中，所謂皮膚的微循環(huán)系統(tǒng)是毛細(xì)血管與組織間的邊界范圍的血流系統(tǒng)，對(duì)于全吸光度(組織的吸光度，毛細(xì)血管的靜脈血吸光度和伴隨脈動(dòng)的動(dòng)脈血的吸光度的總合)，伴隨脈動(dòng)吸光度成分稱為5％以下的最小血流系統(tǒng)。
如本發(fā)明所述，如果把伴隨脈動(dòng)吸光度成分為5％以下的微循環(huán)系統(tǒng)作為檢測(cè)對(duì)象，則可以評(píng)價(jià)受血液循環(huán)影響的皮膚表面色度的情況。對(duì)此，如果不是把位于對(duì)皮膚色澤有影響的非常淺部的血流作為檢測(cè)對(duì)象，而是把伴隨脈動(dòng)吸光度成分(動(dòng)脈血)作為主要檢測(cè)對(duì)象，則因?yàn)橹荒軝z測(cè)出深部血液的光學(xué)特性，所以不能測(cè)定受血液循環(huán)影響的皮膚顏色。


圖1是本發(fā)明方法測(cè)定原理的說(shuō)明圖。
圖2是氧化型血紅朊(HbO2)和還原型血紅朊(Hb)的吸收譜圖。
圖3是皮膚色病患的色分光特性圖。
圖4是本發(fā)明裝置實(shí)例的概略構(gòu)成圖[圖(a)]及其發(fā)射/接收光探測(cè)器的底面圖(圖(b)]圖5是與本發(fā)明不同裝置實(shí)例的使用狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖6是在實(shí)施例中的亮度指數(shù)L*與黑色素指數(shù)的關(guān)系圖。
圖7是比較例中的亮度指數(shù)L*與黑色素指數(shù)的關(guān)系圖。
圖8是壓住時(shí)間與總的血紅朊濃度或氧化飽和度的關(guān)系圖。
圖9是靠人感官評(píng)價(jià)傷紋與實(shí)施例的皮膚色指數(shù)的關(guān)系圖。
下面結(jié)合圖面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的方法及其裝置，在各圖中凡同一符號(hào)表示相同的構(gòu)成部件。
圖1是本發(fā)明方法測(cè)定原理的說(shuō)明圖。在該圖中當(dāng)光LO從發(fā)光單元1入射到皮膚S上時(shí)，便分成入射光LO表面散射光LS和入射在皮膚S內(nèi)部的光，射入皮膚內(nèi)部的光分成透過(guò)真皮方向的光Lt、吸收的光La和內(nèi)部散射光從皮膚表面射出的光Li。如果入射到皮膚S上的光LO是可見光，則由于真皮以下的組織的透射光Lt很少，所以透射光Lt與表面散射光LS，內(nèi)部散射光Li和吸收光La的光量相比可以略去不計(jì)。因此[數(shù)1]可以近似表示為入射光量＝表面散射光光量＋內(nèi)部散射光光量＋吸收光光量。
因?yàn)殡S著皮膚內(nèi)部的色素吸收波長(zhǎng)和色素濃度波長(zhǎng)分布及光量分別對(duì)應(yīng)變化，所以可以認(rèn)為內(nèi)部散射光和吸收光具有根據(jù)皮膚內(nèi)部色素變化的信息。
因此，在上述的公式中可以略去表面散射光或者作為噪聲處理，以便可以使測(cè)定系統(tǒng)在吸收、入射光光量和內(nèi)部散射光上適用Lamber-beer定律，可以用下式表示[數(shù)2]log(Io/Is)＝εCl(式中Io入射光光量，Is內(nèi)部散射光光量，ε色素的吸光系數(shù)，C色素濃度，I光路長(zhǎng)度)可是，作為影響內(nèi)部散射光的皮膚內(nèi)部的色素，例如可以舉出主要存在于表皮中的黑色素，存在于真皮中的血紅朊，其中血紅朊包括氧化型(HbO2)和還原型(Hb)。因此，這些色素具有圖2所示的固有吸收譜。另外皮膚的細(xì)胞組織對(duì)內(nèi)部散射光的影響可以略去不計(jì)。
因此，通過(guò)檢測(cè)皮膚內(nèi)部的散射光可以計(jì)算出皮膚內(nèi)部的血紅朊、黑色素等色素的濃度例如在圖2中，由于在565nm(G(綠))和波長(zhǎng)830nm(IR(紅外))的波長(zhǎng)下，氧化型血紅朊與還原型血紅朊的吸光系數(shù)相等，所以可以簡(jiǎn)化根據(jù)檢測(cè)光的吸光度求解濃度的計(jì)算。另外，根據(jù)氧化型血紅阮(HbO2)與還原型血紅朊(Hb)在波長(zhǎng)660nm(R(紅))下的吸光系數(shù)的比率最大，通過(guò)與在上述氧化型血紅朊與還原型血紅朊的吸光系數(shù)相等的波長(zhǎng)(565nm，830nm)下的吸光度的比較可以計(jì)算出血紅朊的氧飽和度。因此，設(shè)波長(zhǎng)565nm(G(綠))，830nm(IR(紅外))，660nm(R(紅))三個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度分別為AG，AIR、AR，考慮對(duì)這三個(gè)波長(zhǎng)吸光度的各個(gè)色素的關(guān)系可以計(jì)算出各個(gè)色素的濃度。
在這種情況下，黑色素，血紅朊分別存在于表皮和真皮中，表皮的厚度為dD，真皮的厚度為dE。設(shè)dD＝KdE.(式中K為系數(shù))另外，由于波長(zhǎng)G(綠)，IR(紅外)，R(紅)的透過(guò)深度不同，所以可以將[數(shù)4]表示為d(R)＝m·d(G)，d(IR)＝n·d(G)在用下標(biāo)D表示真皮，下標(biāo)E表示表皮時(shí)這些關(guān)系也成立。
因此上述三個(gè)吸收光度AG，AIR，AR分別用如下的(1)～(3)式表示。式中εX(Y)表示在波長(zhǎng)為Y時(shí)的X吸光系數(shù)，GX表示X的濃度。因?yàn)閐D(G)＝K·dE(G)所以AG＝AHBO2(G)+AHb(G)+AM(G)＝εHbO2(G)·CHbO2·dD(G)+εHb(G)·CHb·dD(G)+εM(G)·CM·dE(G)＝εHbO2(G)·(CHBO2+CHb·K·dE(G)+εM(G)·CM·dE(G)＝(K·εHbO2(G)·CTHB+εM(G)·CM)·dE(G)(1)[數(shù)6]因?yàn)閐E(R)＝n·dE(G)、dD(R)＝K·n·dE(G)所以AR＝AHbO2(R)+AHb(R)+AM(R)＝εHbO2(R)·CHbO2·dD(R)+εHb(R)·CHb·dD(R)+εM(R)·CM·dE(R)＝εHbO2(R)·(CHBO2+CHb·K·n·dE(G)+εM(R)·CM·n·dE(G)＝(K·n·εHbO2(R)·CTHB+n·εM(R)·CM)·dE(G)
(2)[數(shù)7]因?yàn)閐E(R)＝m·dE(G)、dD(R)＝K·m·dE(G)所以AR＝AHbO2(R)+AHb(R)+AM(R)＝εHbO2(R)·CHbO2·dD(R)+εHb(R)·CHb·dD(R)+εM(R)·CM·dE(R)＝εHbO2(R)·CHbO2·K·m·dE(G)+εHb(R)·CHb·K·m·dE(G)+εM(R)·CM·m·dE(G)＝(K·m·εHbO2(R)·CHbO2+K·m·εHb(R)·CHb+m·εM(R)·CM)·dE(G)(3)因此，根據(jù)式(1)～(3)，可以將氧化型血紅朊濃度CHbO2，還原型血紅朊濃度(Hb，黑色素濃度CM表示成下式(4)～(6)
數(shù)8
數(shù)9
數(shù)10CM·d=1/n·ϵHbO2(G)·AIR-ϵHbO2(IR)·AG(ϵHbO2(G)·ϵM(IR)-ϵHbO2(IR)·ϵM(G))=195/n-AIR-3.77AG554000-----(6)]]>因此，通過(guò)計(jì)算出吸光度AG、AR、AR，可以計(jì)算出氧化型血紅朊濃度CHbO2，還原型血紅朊濃度CHb，黑色素濃度CM。
按照上述的本發(fā)明，通過(guò)計(jì)算出血流中的氧化型血紅朊濃度CHbO2，還原型血紅朊濃度CHb和氧化型濃度CHbO2與還原型血紅朊濃度CHb的比率，可以比較詳細(xì)地評(píng)價(jià)血流對(duì)皮膚表面顏色的影響。因此氧化型血紅朊(HbO2)濃度與還原型血紅朊(Hb)濃度的比率是氧飽和度，即血紅朊正在與氧結(jié)合的比例。另外，還可以正確評(píng)價(jià)黑色素沉著的狀態(tài)。
圖3是用專門的儀器板通過(guò)目視將被檢驗(yàn)者(年齡20～50歲，30名)的皮膚表面分為有色澤灰暗(N＝17)和無(wú)色澤灰暗(N＝14)兩類，并且將色澤灰暗有無(wú)(即有無(wú)表面顏色病患)與被檢驗(yàn)者的皮膚吸光度的分光特性匯總后的表面病患的色分光特性圖。如該圖中所示，根據(jù)在波長(zhǎng)500～600nm(R)附近的吸收峰的大小可以明顯地區(qū)分出皮膚色病患評(píng)價(jià)結(jié)果。據(jù)此認(rèn)為血液中總的血紅朊多的人血液流動(dòng)好，出現(xiàn)紅的健康膚色，總血紅朊少的人血液流動(dòng)不良出現(xiàn)青的膚色。
因此，按照本發(fā)明可以利用作為比較簡(jiǎn)便的評(píng)價(jià)指數(shù)的“膚色指數(shù)”評(píng)價(jià)與血紅朊相關(guān)連的膚色合適程度。即膚色指數(shù)相當(dāng)圖3中的斜線面積，用下式表示。膚色指數(shù)＝1/2×(B的吸光度(470nm)+G的吸光度(565nm))×(565-470)+1/2×(G的吸光度(565nm)+R的吸光度(660nm)×660-565)-1/2×(B的吸光度(470nm)+R的吸光度(660nm))×(660-470)＝95/2×(B的吸光度(470nm)-2×G的吸光度(565nm)+R的吸光度(660nm))。
用這個(gè)膚色指數(shù)評(píng)價(jià)皮膚色度的合適程度也包含在本發(fā)明中。
雖然上面敘述的是利用三個(gè)波長(zhǎng)接收皮膚內(nèi)部散射光的評(píng)價(jià)方法，但是，這不是對(duì)本發(fā)明的限定。檢測(cè)的波長(zhǎng)可以根據(jù)光源、光接收傳感器等適當(dāng)設(shè)定。例如可以使用波長(zhǎng)為400～1500nm的任意波長(zhǎng)，另外，也可以使用包含氧化型血紅朊和還原型血紅朊的吸光系數(shù)相等且波長(zhǎng)為400～500nm的B范圍的波長(zhǎng)，氧化型血紅朊和還原型血紅朊的靈敏度最大為500～600nm的G范圍的波長(zhǎng)、含有使氧化型血紅朊和還原型血紅朊的吸光系數(shù)相等的波長(zhǎng)的600～800nm范圍的波長(zhǎng)、波長(zhǎng)為800～1500nm的IR范圍的波長(zhǎng)中任何一個(gè)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。
例如在檢測(cè)波長(zhǎng)對(duì)三種色素有貢獻(xiàn)的情況下，最好從上述各波長(zhǎng)范圍中適當(dāng)選擇出3個(gè)以上波長(zhǎng)。
圖4是通過(guò)檢測(cè)從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍的內(nèi)部散射光計(jì)算出光學(xué)特性的本發(fā)明裝置例子的概略構(gòu)成圖(圖4(a))及其發(fā)射/接收光探測(cè)頭的底面圖(圖4(b))。
圖4中所示的裝置包括由與皮膚緊密接觸發(fā)射確定波長(zhǎng)的光的光發(fā)射單元1和接收從光發(fā)射單元1入射到皮膚S上所產(chǎn)生的內(nèi)部散射光的光接收單元組成一體的發(fā)射/接收探測(cè)頭3、放大被光接收單元2接收的檢測(cè)信號(hào)的放大器4和根據(jù)檢測(cè)出的光的波長(zhǎng)和光量計(jì)算出該皮膚S的光學(xué)特性的計(jì)算機(jī)5。該裝置的光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的特征為光發(fā)射單元1上與皮膚相對(duì)的一面1a和光接收單元2上與皮膚S相對(duì)的一面2a被作為發(fā)射/接收探測(cè)頭3的外筒延長(zhǎng)形成的高度為02～0.8mm的周壁所包圍。因此，如果采用這個(gè)裝置，則將如下述那樣，在測(cè)定時(shí)，即使光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的周壁3a的邊緣3b緊密接觸在皮膚S上，皮膚S的測(cè)定部位在光發(fā)射單元1和光接收單元2的壓迫下也不會(huì)使該部位的微循環(huán)系統(tǒng)的血液排開，從而可以防止在測(cè)定時(shí)由血紅朊引起吸收的降低。與此相反如圖5所示，如果光發(fā)射單元1上與皮膚1相對(duì)的那一面1a和光接收單元2上與皮膚S相對(duì)的那一面2a與光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的外筒邊緣3b形成在同一平面上，則在光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3與皮膚緊密接觸時(shí)使測(cè)定部位的皮膚S受壓迫，使該部位的微循環(huán)系統(tǒng)的血液排開，不可能正確測(cè)定皮膚的未來(lái)狀態(tài)，這是不可取的。
在圖4的裝置中，發(fā)光單元1由4種發(fā)光波長(zhǎng)的發(fā)光二極管(B(470nm)，G(565nm)，R(660nm)，IR(830nm)組成，這些發(fā)光二極管在發(fā)光單元2的周圍配置成同心圓狀。為了減少光發(fā)射方向的誤差，每種顏色的發(fā)光二極管最好設(shè)置2個(gè)以上。
接收單元2由光電二極管組成，雖然在圖4中的光接收單元2是由單一的光電二極管組成，但是為了提高檢測(cè)精度，可以根據(jù)需要使用若干個(gè)光電二極管。
另外，這些光發(fā)射單元1與光接收單元2各自的中心距離L通常為1～3mm，以便使測(cè)定對(duì)象范圍能從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)。
利用這個(gè)裝置測(cè)定皮膚S的光學(xué)特性時(shí)，使光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的外筒邊緣3b與皮膚S緊密接觸，使在光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的內(nèi)側(cè)形成的與發(fā)光單元1相對(duì)的面1a和與光接收單元2相對(duì)的面2a與皮膚S接觸，這樣可通過(guò)其一個(gè)面1a與皮膚接觸的發(fā)光單元1向皮膚S發(fā)射光，可以防止發(fā)射到皮膚上的光在受到皮膚表面凹凸的散射后被光接收單元2接收，另外，可以使從光發(fā)射單元1入射到皮膚S內(nèi)部的入射光量增加，還可以降低由于入射光角度引起的入射光量的偏差。另外，通過(guò)使光接收單元2的表面2a與皮膚S接觸可以防止皮膚表面的散射光被接收。因此，如果采用這個(gè)裝置，則因?yàn)樵趶陌l(fā)光單元1入射到皮膚S的光中，不會(huì)接收皮膚表面的散射光，只能接收內(nèi)部的散射光，所以在根據(jù)從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍內(nèi)的黑色素和血紅朊等含量檢測(cè)確定波長(zhǎng)的光量時(shí)，可以提高S/N。
另外，如上所述，在測(cè)定時(shí)使光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的邊緣3b緊密接觸在皮膚S上的情況下，因?yàn)楣獍l(fā)射單元1上與皮膚S相對(duì)的那一面1a和光接收單元2上與皮膚S相對(duì)的那一面2a被光發(fā)射/光接收探測(cè)頭3的周壁3a包圍，周壁3a的厚度3b為02～0.8mm，所以皮膚S的測(cè)定部位在受到光發(fā)射單元1和光接收單元2的壓迫下不會(huì)排開該部位的微循環(huán)血液，從而可以正確地測(cè)定反映受微循環(huán)系統(tǒng)影響的皮膚S的光學(xué)特性。
下面根據(jù)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明。
比較例1，實(shí)施例1使用立即引起皮膚黑化的UVB(波長(zhǎng)290～320nm)照射前腕內(nèi)側(cè)并分6個(gè)等級(jí)改變照射量進(jìn)行誘發(fā)色素沉著(利用分光型色差計(jì)(ミノルタ公司制，CM-1000)，獲得的亮度指數(shù)測(cè)色值L*＝62.383，61.348，61.05，58.853，57.183，56.892)，按各照射量等級(jí)進(jìn)行測(cè)定，然后求出黑色素指數(shù)。
這時(shí)在比較例1中，利用MEXAMETER MX-16 Courage&Knazaka公司制造的接收反射光的測(cè)定儀器，用發(fā)光二極管LED作為光源將波長(zhǎng)為568nm，660nm，880nm的各波長(zhǎng)的光以非接觸的方式入射到皮膚上，光接收單元同時(shí)檢測(cè)由發(fā)光單元入射到受檢體上的光的表面反射光和內(nèi)部散射光。
另外，作為實(shí)施例1的測(cè)定儀器，采用圖4中所示的裝置，例如在這種情況下，設(shè)從光發(fā)射單元1發(fā)射的光是波長(zhǎng)為G(660nm)和R(830nm)的光。
另外黑色素指數(shù)根據(jù)用MX-16的黑色素的計(jì)算方法按下式計(jì)算出。黑色素指數(shù)＝Log5×[Log(R/G)+Log5]×500(式中R和G分別為接收的光波長(zhǎng)G(660nm)和R(830nm)的光強(qiáng)度。)這些結(jié)果示在圖6(實(shí)施例1)和圖7(比較例1)中。
無(wú)論在圖6還是在圖7中，雖然UVB的照射量越大，色素沉著越多，利用分光型測(cè)色儀的亮度測(cè)色值L*變小，但是從圖中可看出，圖6中所示用實(shí)施例1檢測(cè)內(nèi)部散射光的結(jié)果是相關(guān)系數(shù)R明顯變大，一次回歸式的斜率變大。因此，可以看出，檢測(cè)內(nèi)部散射光的實(shí)施例1的測(cè)定比檢測(cè)表面反射光的比較例1的測(cè)定具有更高的精度和靈敏度。
實(shí)施例2研究在最大血壓(220mmHg)以上壓迫上腕時(shí)的壓迫時(shí)間與血液狀態(tài)的變化關(guān)系。
在這種情況下，把560nm，660nm，830nm的3個(gè)波長(zhǎng)作為檢測(cè)波長(zhǎng)，根據(jù)式(4)和(5)計(jì)算出氧化血紅朊濃度和還原血紅朊濃度，再求出總的血紅朊濃度和血紅朊的氧飽含度。
關(guān)于光達(dá)到的深度系數(shù)，在本例中取m＝1.7，n＝3.2(這些值隨著部位、個(gè)人的不同而變化，在本例中不是對(duì)這個(gè)值的限定)。另外，用分光型色差計(jì)(ミノルタ社制CM-1000)測(cè)定亮度L*。這個(gè)結(jié)果示在圖8和表1中。在圖8中，橫軸表示壓迫時(shí)間縱軸表示總的血紅朊濃度和血紅朊的氧飽和度，它們分別表示壓迫開始時(shí)間選為1時(shí)的相對(duì)值。
表1壓迫時(shí)間(分) 亮度L*061.9161.4261.0360.7
從圖8中可以看出，與總的血紅朊濃度隨時(shí)間變化較少的情況相反，氧飽含濃度隨時(shí)間降低很多。這是由于當(dāng)動(dòng)脈和靜脈兩個(gè)血流停止，在血流量不變的狀態(tài)下消耗氧的結(jié)果。這時(shí)可以觀察到膚色亮度也明顯降低。因此，顯然，為詳細(xì)評(píng)價(jià)在皮膚微循環(huán)下的血液狀態(tài)對(duì)膚色的貢獻(xiàn)，不但要測(cè)量總的血紅朊的濃度，還要求出氧飽和度。
在檢測(cè)波長(zhǎng)為2個(gè)波長(zhǎng)的情況下，雖然通過(guò)利用氧化型血紅朊與還原型血紅阮的吸光系數(shù)相等的血紅朊的吸收點(diǎn)可以求出總的血紅朊濃度，但是氧飽和濃度在理論上不能參照等吸收點(diǎn)以外的波長(zhǎng)吸收光度計(jì)算出。為此，在求氧飽和度的情況下，象上述實(shí)施例那樣應(yīng)至少把3個(gè)以上波長(zhǎng)作為檢測(cè)波長(zhǎng)。
實(shí)施例3根據(jù)B(400～500nm)，G(500～600nm)，R(600～800nm)三種波長(zhǎng)的內(nèi)部散射光的吸光度求出作為被檢驗(yàn)者為20歲-70歲的女性103名的面頰膚色指數(shù)。另外通過(guò)9名專業(yè)評(píng)審員對(duì)這些受試者的膚色狀態(tài)進(jìn)行1(不良)～9(良好)9個(gè)等級(jí)的人為感官檢查，將感官檢查結(jié)果與膚色指數(shù)的關(guān)系繪成曲線，其結(jié)果示在圖9中。
從圖9中可以看出，本發(fā)明的膚色指數(shù)與由專業(yè)譯審人員的感管評(píng)價(jià)結(jié)良好的相符。
按照本發(fā)明，可以對(duì)受血液循環(huán)影響的皮膚膚色適合程度，斑點(diǎn)和光澤暗淡等光學(xué)特性進(jìn)行良好的評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求
1.一種皮膚表面狀態(tài)的光學(xué)特性測(cè)定方法，其特征在于使光入射在皮膚上，通過(guò)檢測(cè)從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍內(nèi)的內(nèi)部散射光計(jì)算出光學(xué)特性。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于使光發(fā)射單元與皮膚接觸發(fā)出入射光，使光接收單元接觸皮膚接收皮膚的內(nèi)部散射光。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于檢測(cè)波長(zhǎng)是400～1500nm的光。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于檢測(cè)波長(zhǎng)為400～500nm的光。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于檢測(cè)波長(zhǎng)當(dāng)500～600nm的光。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于檢測(cè)波長(zhǎng)為600～800nm的光。
7.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于檢測(cè)波長(zhǎng)為800～1500nm的光。
8.如權(quán)利要求3、4、5、6或7所述的測(cè)定方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)3個(gè)以上波長(zhǎng)范圍的光，計(jì)算出與皮膚的血紅朊含量有關(guān)光學(xué)的特性。
9.如權(quán)利要求3、4、5、6或7所述的測(cè)定方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)3個(gè)以上波長(zhǎng)范圍的光，計(jì)算出與血紅朊氧飽和度有關(guān)的光學(xué)特性。
10.如權(quán)利要求3、4、5、6或7所述的測(cè)定方法其特征在于、通過(guò)檢測(cè)3個(gè)以上波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，計(jì)算出與皮膚黑色素含量有關(guān)的光學(xué)特性。
11.如權(quán)利要求3、4、5、6或7所述的測(cè)定方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)3個(gè)波長(zhǎng)范圍的光計(jì)算出皮膚的膚色指數(shù)。
12.一種實(shí)施權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)方法的皮膚表面狀態(tài)的測(cè)定裝置，其特征在于包括使確定波長(zhǎng)范圍的光入射到皮膚上的發(fā)光單元，接收從發(fā)光單元入射到皮膚上的光的內(nèi)部散射光的光接收單元，根據(jù)由光接收單元接收的光的波長(zhǎng)和光量計(jì)算出從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍的皮膚光學(xué)特性的計(jì)算單元；該發(fā)光單元和光接收單元上與皮膚相對(duì)的那一面被高度為0.2～0.8mm的周壁包圍。
13.如權(quán)利要求12所述的測(cè)定裝置，其特征在于發(fā)光單元可以使3個(gè)以上波長(zhǎng)范圍的光入射。
全文摘要
本發(fā)明可以用于正確地評(píng)價(jià)受血液循環(huán)影響的皮膚膚色度合適程度,病患、光澤、灰暗等光學(xué)特性;方案是使光Lo入射在皮膚S上,檢測(cè)從皮膚表面到微循環(huán)系統(tǒng)范圍的內(nèi)部散射光Li,計(jì)算出光學(xué)特性,借此測(cè)定皮膚表面狀態(tài)。這時(shí)作為檢測(cè)光最好使用波長(zhǎng)為400～500nm,500～600nm、600～800nm、800～1500nm的三個(gè)以上波長(zhǎng)范圍的光。
文檔編號(hào)A61B5/00GK1182572SQ9712279
公開日1998年5月27日 申請(qǐng)日期1997年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月25日
發(fā)明者風(fēng)間治仁, 永義直, 矢田幸博 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社