JPS6060835A - 血流検出用センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、人間の皮！（特に美容に関係する顔の皮１
：’ｉ　）の老化度を測定するための皮膚老化度測定装
置における血流検出用センサに関する。

人の血管内を流れる薄液の血流変化には、第１図に示す
ように比較的周期の短い（約３秒）心臓の鼓動に対応す
る脈波旧と、比較的周期の長い（約２０秒）血管運動に
よる周期的変化Ｍ２とがある。このような血行動態の変
化を脈波旧と周期的変化Ｍ２との総合的な値で把握し、
その最大値と最小仙との差を血流調節幅として測定する
と、この血流調節幅には人の年代によって群相関がある
ことが判明した。第２図はその一例を示すものであり、
約２００名の女性の前額部について調査した結果を直線
回帰で表示している。特性工は四方に測定した血流調節
幅を電圧信号（ｍＶ）で表示した平均１＋ｆｉを示すも
のであり、特性Ｉの関数は縦軸をｙとし、横軸をＸとし
た場合 ｙ＝−０，２４ｘ＋１８．（１−＝−・・・・・（１）
となり、この場合の相関度ｒは−０，８７７であった。

また、上方に測定した平均値を同様にしてめた場合の特
性は同図！■のようになり、この特性ＩＩは！＝−０，
１５ｘ＋１３．８　・・・・・・・・・　（２）となり
、その相関度ｒは一〇、８７９であった。したがって１
両者の平均をめると第２図の特性ｍのようになり、この
特性曲線■は ｙ冨−０，１８ｘ＋１４．４　・・・・・・・・・　（
３）となり、その相関度ｒは−０，８８３であった。

この第２図の測定結果から血流調節幅が年代に従って低
下していることが明らかであり、その特性曲線を多数の
人についてめておくことにより、人の年令と血流調節幅
の相関関係の精度は更に向上するものと想定される。こ
のことから、この発明では年代によって血流調節幅が変
化することに注目し、血流調節幅の加令変化特性を基準
値として予めめておく。そして、被検者の実際の血流調
節幅をその年令に対応する上記加令変化特性の基準値と
比較することにより、被検志の血流調節幅が基準値に対
して上であるか下であるかを判定すると共に、その血流
調節幅の差の程度から被検者の皮膚の老化度を判定する
。この老化度を測定することにより、平均的な人に対し
て若いか、老けているかを知ることができ、化粧品等の
利用に際して有意義なものとなる。

第３図はに述のような老化度測定原理を実現する装置の
一例を示すものであり、デスクトップ型の皮膚老化度測
定装置ｌの前面には測定状態及び測定結果を表示するだ
めの表示パネル１０と、装置１の電源をオンオフしたり
、必要な設定値や指令を入力するための操作パネル２０
とが設けられており、皮１６１老化度測定装置ｌにはリ
ード線２を経て被検者に装填するための血流検出用セン
サ３０が接続されている。そして、表示パネル１０には
被検者の４１１１定血流調節幅をディジタル値で表示す
るための向流調節幅表示器１１と、加令変化特性の基準
値と比較した結果を段階的（１〜５）に表示するための
老化度表示器１２と、センサ３０による被検者の測定状
態、つまり測定に適した状態になっているか否かを表示
するための測定状態表示器１３及び１４とが設けられて
いる。また、操作パネル２０には装置１の電源をオンオ
フする電源スィッチ２１と、面’ＩＩε調節幅の測定動
作の開始を指示するための測定開始スイッチ２２と、測
定の終了を指示するためのハ１１定終了スイッチ２３と
、予めめられている第２図に示すような加令変化特性に
基づいて被検者の血流調節幅の平均値を入力するための
ディジタルスイッチ（サミールスイッチ）２４と、それ
に対応した標準偏差を入力するためのディジタルスイッ
チ（サミールスイッチ）２５とが設けられており、他に
も必要な操作スイッチや調整用つまみ等が設けられてい
る。

このような外観の皮膚老化度測定装Ｗｌの内部構成は第
４図に示すような構成となっており、後述するセンサ３
０からの被検者の血流の検出信号Ｏ５はリード線２を経
て増幅器３で増幅され、その増幅信号ＤＳＡがサンプリ
ング回路４で所定周期のサンプリングをされた後、Ａ［
ｌ変換器５でディジタル、ｌ、ｉＤＭに変換されてメモ
リ６に格納される。メモリ６はたとえばシフトレジスタ
で構成されており、ＡＤ変換器５からのディジタル量Ｏ
Ｎを常にたとえば６０秒分だけ格納し、６０秒経過した
データは破壊されて新しい入力データと更新されるよう
になっている。そして、メモリ６の格納データＤＭＡは
後述する演算比較回路５０に入力され、この演算比較回
路５０に人力されているディジタルスイッチ２４及び２
５からの平均値にＶ及び標準偏差ＳＤで所要の演算を行
ない演算された血流調節幅Ｍには表示器１１で表示され
ると共に、平均値ＭＶ及び標準偏差ＳＤで計算された基
準値との比較結果が表示器１２で５段階に表示されるよ
うになっている。また、増幅器３で増幅された検出信号
ｌ１ｌＳ＾はバイパスフィルタ７を経て発光ダイオード
等のアレイで成る状態表示器１３に入力され、ローパス
フィルタ８を経て同様の状態表示器１４に入力されてい
る。さらに、センサ３０は常に回−条件で被検者の血流
を測定できるように、Ｍ制御回路４１で制御されるよう
になっており、制御回路４２はサンプリング回路４．Ａ
ｎ変換器５゜メモリ６及び演算比較回路５ｏをタイミン
グ的に制御するようになっており、測定開始スイッチ２
２からのスタート信号Ｓｓ及び測定終了スイッチ２３が
らの終了信号ＦＳが制御回路４２に入力され、制御回路
４１及び４２で制御装置を形成している。

ここで、演算比較回路５ｏの一部を第５図に示して説明
すると、ディジタルスイッチ２５がらの標準偏差ＳＤは
乗数坏の乗算器５１及び乗数２の乗算器５２に入力され
、乗算結果２ｓＯはディジタルスイッチ２４からの平均
値ＭＶと共に減算回路５３１及び加算回路５３５にそれ
ぞれ入力され、乗算結果ＳＯ／２は平均値ＭＶと共に減
算回路５３２及び加算回路５３３にそれぞれ入力される
。そして、減算回路５３１の信号Ｐ１（＝ＭＶ−２５０
）　ハコンパレータ５４１　及びウィンドコンパレータ
５４２に入力され、減算′回路５３２の減算結果Ｐ２　
（＝ＭＶ−５ＤＩ２）はウィンドコンパレータ５４２及
び５４３に入力される。また、加算回路５３３の加算結
果Ｐ３（＝１１Ｖ＋ｓＤ／２）はウィンドコンパＬ、−
夕５４３及び５４４に入力され、加算回路５３５の加算
結果Ｐ４（＝ＭＶ十２ＳＤ）　Ｉｆコンパレータ５４５
　及びウィンドコンパレータ５４４に入力される。そし
て、コンパレータ５４１及び５４５．ウィンドコンパレ
ータ５４２〜５４４　にはそれぞれ演算比較回路５ｏで
演算された血流値の最大値と最小値との差である崩流調
節幅Ｍ肋く入力さ・れ、その比較結果が５段階の信号５
１〜ｓ５として出力されるようになっている。なお、血
流調節幅ＭＭのｆｆｉは表示器１１で表示される。

−力、この発明の血流検出用センサ３ｏの構造は第６図
〜第８図に示すように、円板状の発熱体（たとえば炭化
けい素、モリブデンシリサイド。

安定化ジルコこア等で成る）３２の底部に発光素子とし
ての赤色発光ダイオード３３及びフォトトランジスタ等
で成る受光素子３４が近接して配設されており、発熱体
３２の底部周縁にドーナツ盤状のたとえば合成樹脂で成
る台座３１が装着され、被検者のｍ　Ｗｒｉ　ｆｇｆｔ
　、顔等の皮膚に装填し易い構造となっている。また、
発熱体３２は両端部から電気を通電することにより発熱
し、その発熱温度は印加電圧によって変化するようにな
っている。そして発熱体３２の発熱温度を電気的に検出
するためのサーミスタ３５が発熱体３２内に埋設されて
おり、リード線２に接続された制御回路４１でサーミス
タ３５の温度を検出して印加電圧を調整することにより
、発熱体３２の温度を一定（たとえば体温に近い３６°
Ｃ）に制御するようになでいる。さらに、発光ダイオー
ド３３の発光量も一定に制御される必要があり、発光ダ
イオード３３の発光量を検出して制御回路４１でその印
加電圧を調整することによって、発光ダイオード３３の
発光量を一定に制御するようになっている。このように
、センサ３０の温度及び発光量を一定に制御するのは、
人の血流量変化が微小であると共に、測定環境によって
大きな影響を受けるので、測定条件を常に同一にする必
要があるからである。そして、センサ３０は第９図に示
すように、被検者ＴＨの前額部に装填し易いように発熱
体３２の、ヒ部に回動可能な係合部材３日が取付けられ
ていると共に、人の頭部の曲線とほぼ同様に湾曲したア
タッチメント３７がその頂部に取付けられており、アタ
ッチメント３７の端部には被検者ＴＨの後頭部を押圧す
るためのへの字状のゴム等で成る装着片３８が取付けら
れている。

このような構成において、被検者↑にの皮膚の老化度を
測定する場合、測定装置１の電源スィッチ２１をオンに
し、センサ３０の測定条件が一定となるように発熱体３
２の温度及び発光ダイオード３３の発光ｊ７１を制御回
路４１で制御する。この場合、ヘッドホーンにより一定
の音楽を聴かせることにより騒音の影響除くと共に、被
検者ＴＨの精神安定を図るのも効果的である。これと共
に被検者Ｔにの年令に応じて、予めめられている第２図
の加令変化特性にノ１（づいて血流調節幅の平均値をデ
ィジタルスイッチ２４で設定すると共に、その標準偏差
ＳＯ（通常は平均値ＭＶの４０％）をディジタルスイッ
チ２５で設定する。そして、センサ３０をアタッチメン
ト３７及び装着片３８によって、第９図に示すように被
検者ＴＫの前額部にセンサ３０の検出部が来るように装
填する。ここにおいて、センサ３０の台座３１の厚さは
約１ｍｍとなっているので、センサ３０を第９図のよう
に被検者ＴＨの前額部に装填した場合、第１０図に示す
ように台座３１が皮膚面を押圧して入り込み、９、熱体
３２の底面部の被検者ＴＨの皮膚が丁度発光ダイオード
３３及び受光素子３４面に当接する状態となる。これに
より、検出部の圧力を一定にすることができ、安定した
状態で測定することができる。

そして、発光ダイオード３３から放射された赤色光は被
検者ＴＨの皮膚内に入り、皮膚面下を走っている毛細曲
管の血液（主としてヘモグロビン）によって吸収され、
血液からの反射光が受光素子３４に達する。これにより
、センサ３０の受光素子３４で検出される検出信号Ｄ’
３は脈波と血管運動による周期的な変化とが重畳された
ものとなり、たとえば第１１図に示すような血流信号Ｄ
ＳＡが得られる。そして、血流信号ＤＳＡはバイパスフ
ィルタ７を経て状態表示器１３で脈波成分が表示される
と共に、ローパスフィルタ８を経て状態表示器１４で周
期的変化の低周波成分が表示されるようになっているの
で、測定者はこの状態表示器１３及び１４の表示を見て
、被検者ＴＭ及びセンサ３０の測定状態が安定したか否
かを判断することができる。すなわち、バイパスフィル
タ７は第１１図の血流信号ＤＳＡの低周波成分を除去し
て、脈波に相当する高調波信号のみを通過さ一１ｉ、こ
の脈波の変化に対応して整列された発光ダイオードで成
る表示器１３を点滅することにより、センサ３０が脈波
を正常に検出して安定状態となっているか否かをその表
示状態から判断することができる。また、ローパスフィ
ルタ８は第１１図の血流信号ＤＳＡの低周波成分のみを
通過させ、脈波に対応する高調波成分を除去するので、
状態表示器１４は血管運動による周期的な低周波成分の
みの表示を、整列された発光ダイオードで成る表示器１
４を点滅して行なう。

このような状態表示器１３及び１４の表示が、高調波成
分及び低調波成分を安定して表示していることを確かめ
た後、測定者は操作パネル２０に設けられている測定開
始スイッチ２２を操作することにより（時点上〇）、測
定開始信号ＳＳが制御回路４２に入力される。この測定
開始信号ｚ３の入力により制御回路４２はサンプリング
回路４．ＡＩＩ変換器５及びメモリ６を作動させ、血流
信号ＤＳＡを所定のサンプリング周期でディジタル量Ｄ
Ｈに変換し、そのデータＤＭをメモリ６に順次格納する
。この例ではメモリ６は常に６０秒間のデータＤＭを格
納するようになっており、６０秒を経過した古いデータ
は破壊され、１１１ｎ次新しいデータに更新されること
になる。

このような′Ａ１１ｌ定動作を所定時間（たとえば３分
）だけ継続して、測定者が操作パネル２０の測定終了ス
イッチ２３を操作（時点１＋）することにより測定終了
信号ＦＳが制御回路４２に入力され、制御回路４２はメ
モリ６のデータＤＭの取込みを停止し、メモリ６に格納
されている６０秒間（時点ｔ２〜時点１＋　）の血流信
号データＤＭを読出して演算比較回路５０に入力する。

そして、演算比較回路５０は読出された６０秒間の格納
データＩＢＭから血流信号［ＩＳＡのＩｉ＆大値ＤＩＩ
ａＸをめると共に、最小値Ｄｌ１ｍをめて、その差であ
る血流調節幅ＫＭを算出する。このように演算比較回路
５０で算出された被検者子にの血流調節幅ＭＭは表示器
１１で表示されると共に、コンパレータ５４１〜５４５
に入力され、血流調節幅Ｈが比較信号Ｐ１〜Ｐ４のどの
範囲に該当しているか否かが比較判断され、該当する範
囲のコンパレータから老化度信号５ｌ−３５の何れかが
出力されて表示器１２が点灯される。これにより、被検
者ＴＭ及び測定者は」（に、被検者の皮膚の老化度が加
令変化特性の標準データに比べてどのような程度である
か否かを　−目瞭然見ることができる。たとえば、血流
調ＦＪｉ幅ＭＭが標準データとほぼ等しい場合にはＰ２
＜ＭＷ≦Ｐ３となるので、ウィンドコンパレータ５４３
の老化度信号Ｓ３がたとえば”Ｈ”となるので、程度３
を示す表示器１２の発光ダイオードが点灯されることに
なる。また、血流調節幅ＭＷがＰ３　＜　ＭＭ≦Ｐ４の
イ１αとなっている場合には、ウィンドコンパレータ５
４４からの老化度信号Ｓ４が’Ｈ”となって出力される
ので、被検者ＴＨの皮膚の老化度が標準データに比べて
若いと判断することができる。

ところで、上述の実施例では加令変化特性をめておき、
被検者の年令に応じて平均値ＭＶ及びその標？＋１・偏
差ＳＤをその都度ディジタルスイッチ２４及び２５で設
定するようにしているが、第１２図に示すように加令変
化特性を年令の平均値ＭＶ及びその標準偏差Ｓ口として
ディジタル値に変換してメモリテ−プル５５に格納して
おき、被検者の年令をディジタルスイッチ２Ｇで設定す
るようにしても良い。この場合、設定器２Ｇで設定され
た年令ＡＣをメモリテーブル５５のアドレス信号として
入力し、メモリテーブル５５から入力された年令ＡＣに
応じた平均値ＭＶ及びその標準偏差ＳＤを演算回路５０
に自動入力するようにしても良い。なお、メモリテーブ
ル５５は平均（＋ｆｊＭｖのみを格納し、平均値ＭＶを
読出して後に標準偏差ＳＯを計算するようにすることも
可能である。また、上述の実施例では演算比較回路５０
の比較結果は５段階の＃１散的な老化度信号５（Ｓｌ−
Ｓ５）で出力するようになっているが、メモリテーブル
５５に格納されている加令変化特性に対する比率（たと
えば％）で表示器１５で表示するようにしても良い。さ
らに、上述の実施例では演算比較回路を第５図に示すよ
うなハードロジックで構成しているが、マイクロプロセ
ンサ等を用いたソフトウェアによって演算比較を行なう
ことも可能である。そして、−Ｉ−述では血流調節幅Ｍ
にを測定終了時から６０秒だけ遡及させてめるようにし
ているが、この時間は低周波成分の周期以上であれば任
意に設定することができる。

一方、（二連の実施例では、センサ３０をその頂部に結
合された１木のアタフチメント３７で前額部に装填する
ようにしているが、第１３図に示すようにセンサ３０の
両側に湾曲した２木のアタッチメン）・３７Ａ及び３７
Ｂを接続し、これらアタッチメントの端ｉイ６に装着片
３８Ａ及び３８Ｂを増付けて被検者ＴＨの頭部の両サイ
ドを包み込むようにし、センンサ３０を被検者ＴＨの前
額部に装填するようにすることも可能である。また、Ｊ
二連の実施例では血流検出用センサとして反射式プレテ
イスモグラフイーを使Ｉｌｌ　しているが、レーザドツ
プラ法によるセンサを用いることも可能である。

以１のようにこの発明によれば、センサを被検者の皮膚
（たとえば前額部）に装填して、被検者の年令に応じた
測定データ（年令もしくは標準仙、標準偏差）を入力す
るだけで、当該被検者の皮膚の老化度を自動的に測定す
ることができ、その操作もノ１常に簡易なものである。

また、測定回路を電ｑ化しているので、装置が小型化と
なり、運搬にも支障がないといった利点がある。さらに
、常に一定の条件で測定できるようになっているので、
高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は人の血流の波形例を示す図、第２図はこの発明
の測定原理を説明するための特性図、第３図はこの発明
を利用した装置の一例を示す外観図、第４図及び第５図
はその内部構成の一例を示すブロック構成図、第６図は
この発明の血流検出用センサの一例を示す構造図、第７
図はそのセンサ部の底面図、第８図は第７図の■−■の
断面図、第９図はこの発明のセンサの装填の様子を示す
図、第１０図はこの発明のセンサの装填例を説明するた
めの図、第１１図はこの発明の測定動作を説明するため
の図、第１２図はこの発明の測定用データ入力手段の他
の例を示すブロック図、第１３図はこの発明の血流検出
用センサの他の例を示す装填図である。 １・・・１友１ζ・ｉ老化度測定装置、２・・・リード
線、４・・・ザンプリング回路、５・・・ＡＤ変換器、
６・・・メモリ、１０・・・表示パネル、２０・・・操
作パネル、２２・・・測定開始ス・ｆツチ、２３・・・
４１１１定終了スイツチ、２４．２５・・・デイジクル
スイ・ンチ、３０・・・センサ、３３・・・発光ダイオ
ード、３４・・・受光素子、４１．４２・・・制御回路
、５０・・・演算比較回路、５５・・・メモリテーブル
。 出願人代理人　安　形　雄　三 手続補正書 昭和５８年１０月１７［ １事件の表示 昭和５８年特許願第１６８８００号 ２、発明の名称 水 血醤駕出用センサ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都平川区墨田五丁目１７番４号 （０９５）鐘紡株式会社 ４、代理人 東京都新宿区西新宿−丁目１８番１６号野村ビル７Ｆ　
電話（３４１１）７７０５７８７７弁理士　女形ｌ７Ｊ
Ｌ三 ５、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の欄 ｅ　、　？ｉｌｉ正の内容 （１）本願特許請求の範囲を下記の通り訂正すＩ　る。 ［特許請求の範囲 １、円板状発熱体の底部に発光素子及び受光素子が近接
して配設されると共 に、前記発熱体の底部周縁にドーナツ 盤状の台座が装着され、前記台座を血 流検出部に装填したときに前記検出部 面が前記発光素子及び受光素子に当接 し、前記発光素子の発光による前記検 出部内からの反射光を前記受光素子が 検出するようになっていることを特徴 とする血流検出用センサ。 ２、前記発光素子が赤色又追血欠葺発光ダイオードであ
る特許請求の範囲第１ 項に記載の血流検出用センサ。 ３、前記発熱体が非金属の抵抗加熱体で構成された特許
請求の範囲第１項に記 載の血流検出用センサ。」 （２）、明細書、第２頁第６行に「約３秒」とあるを「
約１秒」と補正する。 （３）、同、第２頁第８行に「約２０秒」とあるを「約
８〜２０秒」と補正する。 （４）、同、第８頁第１２行に［赤色発光ダイオードｊ
とあるを「赤色又は赤外線発光ダイオード」と補正する
。 （５）、同、第１１頁第５行に「赤色光ｊとあるを「赤
色光又は赤外線」と補正する。 （６）、同、第１１頁第８行にｒ血液がらの」とあるを
「血液に吸収されなかった光」と補正する。 （７）、同、第１２行第１行に「高調波信号」とあるを
「高周波信号」と補正する。 （８）６同、第１２頁第８行に「高調波成分」とあるを
「高周波成分」と補正する。 （Ｓ）、同、第１２頁第１２行乃至第１３行に「高調波
成分」とあるを「高周波成分」と補正する。 （１（１）、同、第１２頁第１３行に「低調波成分Ｊと
あるを「低周波成分」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　円板状発熱体の底部に発光素子及び受光素子が近
   接して配設されると共に、前記発熱体の底部周縁にドー
   ナツ盤状の台座が装着され、前記台座を血流検出部に装
   填したときに前記検出部面が前記発光素子及び受光素子
   に当接し、前記発光素子の発光による前記検出部内から
   の反射光を前記受光素子が検出するようになっているこ
   とを特徴とする血流検出用センサ。 ２、　前記発光素子が赤色発光ダイオードである特許請
   求の範囲第１項に記載の血流検出用センサ。 ３、　前記発熱体が非金属の抵抗加熱体で構成された特
   許請求の範囲第１項に記載の血流検出用センサ。