(57)【要約】      （修正有）【課題】テラヘルツ波を用いて、従来全く不可能であった１〜１０μｍの皮膚角層の厚さを、簡便且つ高精度に計測する技術を提供する。【解決手段】皮膚角層の厚さを計測する技術であって、テラヘルツ波を用いた透過反射法において、ミラーとシリコンとで検体である皮膚角層を挟むことによって生じる干渉現象を利用する、又は、テラヘルツ波を用いたメタルメッシュ法を利用する、皮膚角層の厚さを簡便且つ精度良く計測する技術に関する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚より採取された角層の厚さを計測するための方法であって、テラヘルツ波を用いて計測することを特徴とする、角層の厚さの計測方法。
【請求項２】
透過反射法において、ミラーとシリコンとで検体を挟むことによって生じる干渉現象を利用することを特徴とする、請求項１に記載の角層の厚さの計測方法。
【請求項３】
メタルメッシュを用いることを特徴とする、請求項１に記載の角層の厚さの計測方法。
【請求項４】
透過率と検体である皮膚から採取された角層の厚さとの相関関係を利用することを特徴とする、請求項２又は３に記載の角層の厚さの計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚の計測方法に関するものであり、より具体的には、テラヘルツ波を用いた皮膚角層の厚さの測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮膚は、表皮、真皮及び皮下組織の３層から構成されている。さらに、表皮は角層、顆粒層、有棘層及び基底層の４層から構成され、外気と接している角層は、水分保持機能やバリア機能という極めて重要な役割を果たしている。かような重要な機能を有する角層（以下において、角層を構成している１〜数十枚の角層細胞も含む意味である）の全体の厚さ、１層の厚さ、部位差或いは成分に関して知ることは重要である。特に、角層の厚さの測定に関しては、解剖学的に皮膚内部観察を行って表皮厚さを計測する技術（例えば、特許文献１参照）、原子力間顕微鏡によって角層細胞の厚さを計測し、角層細胞の完成度を計測する技術（例えば、特許文献２参照）、共焦点レーザー顕微鏡を用いて角層や表皮の厚さを計測し、皮膚内部構造を推定する技術（例えば、特許文献３参照）等が開示されている。しかし、より簡便且つ精度良く計測・評価しうる技術が期待されていた。
【０００３】
一方、近年１〜１００ＴＨｚの周波数を有する電磁波であるテラヘルツ波は、その特性である、直進性、透過性、人体に対する安全性、室温での利用性、可干渉性、偏光特性等が注目され、テラヘルツ電磁波、テラヘルツフォトニクス、テラヘルツエレクトロニクス等の主要分野での技術革新はめざましいものがある。例えば生体分野においては、皮膚や食品へのへテラヘルツ波を照射可能な携帯型プローブ型照射方法・装置（例えば、特許文献４）、生体組織にテラヘルツ波を照射して得られたスペクトル分布に基づいて成分濃度を分析する方法や装置（例えば、特許文献５、特許文献６）、生体等の薄切片試料中の水分をテラヘルツパルス波を用いて高精度に測定する方法・装置（例えば、特許文献７）等の技術が開示されている。また、薄膜計測技術として、テラヘルツエコーパルスを用いて、ウェット膜や多層膜等の薄膜を測定する方法・装置（例えば、特許文献８）も開示されている。
【０００４】
かような状況下に於いて、テラヘルツ波を利用して簡便且つ精度良く皮膚角層の厚さを計測する方法が期待されていた。しかし、例えば、皮膚角層の厚さは自動車の塗膜厚と比較して極めて薄いため、剥離された１〜数十層の皮膚角層の厚さを計測することは全く不可能というべき状況であった。また、透過反射法やメタルメッシュ法を用いて、皮膚角層の厚さを計測できることは全く知られていなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０９７４３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１０５７００号公報
【特許文献３】特開２００９−２６８６１１号公報
【特許文献４】特開２００５−１９５３８２号公報
【特許文献５】特開２００６−０９０８６３号公報
【特許文献６】特開２００８−１７５７９４号公報
【特許文献７】特開２００９−１２２００７号公報
【特許文献８】特開２００４−０２８６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況下で為されたものであり、テラヘルツ波を用いて、従来全く不可能であった皮膚角層の厚さ（角層全層、角層１層、角層の部位差等）を、簡便且つ高精度に計測する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この様な状況を鑑みて、本発明者らはより簡便且つ精度良く計測・評価しうるテラヘルツ波を利用して、皮膚より採取された角層の厚さを計測する技術を求めて鋭意研究努力を重ねた結果、テラヘルツ波を用いた透過反射法において、ミラーとシリコンとで検体である角層を挟むことによって、又はメタルメッシュ法を用いて、角層の厚さを簡便且つ精度良く計測できる技術を提供できることを見出し、発明を完成させるに至った。即ち、本発明は、以下に示す技術に関する。
【０００８】
（１）皮膚より採取された角層の厚さを計測するための方法であって、テラヘルツ波を用いて計測することを特徴とする、角層の厚さの計測方法。
（２）透過反射法において、ミラーとシリコンとで検体を挟むことによって生じる干渉現象を利用することを特徴とする、（１）に記載の角層の厚さの計測方法。
（３）メタルメッシュを用いることを特徴とする、（１）に記載の角層の厚さの計測方法。
（４）透過率と検体である皮膚から採取された角層の厚さとの相関関係を利用することを特徴とする、（２）又は（３）に記載の角層の厚さの計測方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、テラヘルツ波を用いて、皮膚より採取された角層の厚さを簡便且つ高精度に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（１）本発明のテラヘルツ波を用いた皮膚角層の厚さの計測方法
テラヘルツ波を用いて皮膚角層の厚さを計測するには、テープストリッピング法により皮膚角層を採取し、テープ上の採取された皮膚角層の付着の有無による差異を見出せばよい。後述する比較例のように、通常条件には皮膚角層の厚さを計測することは全くできない。しかし、本願の皮膚より採取された角層の厚さの計測方法は、透過反射法において、ミラーとシリコンとで角層の検体を挟む方法により、或いは、メタルメッシュ法により、これまで全く不可能であった１〜１０μｍの皮膚角層の厚さを簡便且つ高精度に計測することを特徴とする画期的な技術である。以下に更に詳細を述べる。
【００１１】
テラヘルツ波を発生させる装置は、市販されている装置、或いはレーザーやＢＷＯ光源によるテラヘルツ波を利用して、以下に示すような実験系を設定して用いればよい。また、市販されているテラヘルツ計測装置としては、例えば、大塚電子株式会社製のテラヘルツ分光器ＴＲ−１０００、株式会社栃木ニコン社製のテラヘルツパルス分光装置、株式会社先端赤外製のテラヘルツ時間領域分光分析装置ＴＨｚ−ＴＤＳ等が好ましく例示でき、これらを利用することもできる。
【００１２】
本願発明である皮膚角層の厚さを計測するためには、高スペクトル分解と高Ｓ／Ｎ比を得ることが必須であり、本願発明はこのため、後述するように透過反射法におけるミラーとシリコンの利用、或いは、メタルメッシュ法の利用という技術的特徴を有している。また、計測結果のスペクトルとしては、吸光度、透過率、屈折率、反射率の内、透過スペクトルが好ましい。これは、皮膚角層の厚さは非常に薄いこと、及び検体を採取するためのテープと検体である皮膚角層との屈折率とが近いことによる測定困難性を回避しうる為である。
【００１３】
前記透過スペクトルを用いた透過反射法において、検体の配置条件は極めて重要である。即ち、本願発明の特徴として、ミラー（反射基板）とシリコンとで検体（サンプルと同義で、本願発明では皮膚より採取された角層を意味する）を挟むことによって生じる干渉現象を利用する為である。図１に詳細に示す。即ち、透過反射法において、ミラー（反射基板）とシリコンとで検体を挟むことで、多重反射を生じ干渉現象を生じる。このとき、干渉の間隔は検体の厚さによって変化するので、ある周波数で見たときの透過率の変化量と検体の厚さとの相関関係を利用すれば検体の厚さを求めることができる。例えば、その算出方法としては、ファブリーペローエタロンからの算出式：Δｆ＝ｃ／２ｎｄ＊ｃｏｓθ（Δｆ＝透過率を見たときに表れるディップ間の周波数差、ｃ＝光速、ｎ＝屈折率、ｄ＝膜厚、θ＝検体にテラヘルツ波を入射させた時の屈折率）を用いることができる。また、該シリコンはテラヘルツ領域での屈折率の変化が非常に小さく、広範囲の周波数にわたりテラヘルツ光を同じ方向に取り出すことができ、精度良く検体の厚さを計測できることから特に好ましい。該シリコンの種類や特性としては、高抵抗シリコンプレート（例えば、１ｋΩ）、正方形形状（４０ｍｍ＊４０ｍｍ、厚さ：０．６５ｍｍ）等が例示できる。
【００１４】
前記メタルメッシュ法における実験系の概略構成例を図２に示す。即ち、メタルメッシュを２個の放物面鏡間に設定することにより、透過率や屈折率等の類似した検体間において、スペクトルのシフトを生じさせる。その結果、５μｍ以下の高分解能を有して微小な差異を検出し易いという驚くべき特性を発揮する。例えば、５〜２５μｍ程度の種々のテフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）のテラヘルツ波を用いた計測において、メタルメッシュを使用しない場合に比して、使用した場合には透過スペクトルにおいて明確な差異を示す。後述する実施例において詳細に示すが、本願発明では、このスペクトルシフトを利用してテープで採取された１〜２μｍの皮膚角層の厚さの計測を行うことができる。
【００１５】
該メタルメッシュは、金属板に波長以下の開口を規則的に配列した構造を設定すればよく、材質としては、例えば、金属メッシュ、ＦＳＳ，金属開口アレイ、金属フォトニック結晶、プラズモニックメタマテリアルなどが好ましく例示できる。図３に実施例で使用した薄型金属メッシュ（光学顕微鏡写真）を示すが、これらはいずれもサンプルの屈折率により透過特性を変化させ、好ましく利用できる。
【００１６】
以下に実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明を加えるが、本発明がこれら実施例にのみ限定を受けないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００１７】
（１）透過反射法においてミラーとシリコンを用いた角層の厚さの計測
ミラーとシリコン（１ｋΩ高抵抗シリコンプレート、正方形（４０ｍｍ＊４０ｍｍ、０．６５ｍｍ厚さ）を用いた透過反射法のテラヘルツ実験系を設定し（図１参照）、定法によって２０〜４０代の男性５名の頬及び上腕内側の皮膚より市販のテープを用い、テープストリッピング（以下ＴＳと略）によって採取したテープに付着した皮膚角層を、ミラーとシリコンとで挟みつけて、透過率（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ（ａ．ｕ．））を計測した。男性１名の計測結果を図４及び図５に示す。
【００１８】
図４に頬部角層の計測結果及び厚さの解析結果を示す。即ち、テープのみ（レファレンス）と頬部皮膚角層が付着したテープの場合とではスペクトルの透過率に差異が生じ、これよりファブリーペローエタロンの算出式を用いてテープに付着した頬部角層の厚さ１．９μｍを算出できる。同様に、図５に示すように上腕内側部の角層の厚さ０．９μｍも算出できる。男性５人の角層の厚さの結果は、頬部では、０．９〜２．３μｍ、前腕内側では、０．５〜１．４μｍであった。かように、透過反射法におけるミラーとシリコンとを用いることで、角層において約１層〜２層弱程度と考えられる頬部の角層細胞の厚さを簡便且つ高精度に計測できた。本願発明のミラーとシリコンを利用することによって、皮膚角層の部位差を簡便且つ高精度に計測できることが分かる。
【実施例２】
【００１９】
（２）メタルメッシュ法を用いた皮膚角層の厚さの計測
メタルメッシュの実験系を設定し（図２参照）、市販のテープを用いて、定法に従って２０〜５０代の女性８名の頬及び上腕の皮膚より、ＴＳによって角層を採取した。テープに付着した皮膚角層を、薄型メタルメッシュ（正方形開口：正方格子幅７６．３μｍ、図３ｃ参照）を用いて透過率を計測した。女性８名の頬部のスペクトルを図６に示す。図６より、テープと頬部角層が付着したテープ間、及び８名の女性間において、透過率での明確な差異が示され、メタルメッシュ法においても、実施例１と同様に、頬部角層の厚さを簡便且つ高精度に算出することができる。
【００２０】
前記女性の１名を角層検体に対して、カウンターストリップを１〜２回行い、上記と同様の計測を行い角層量（剥離された角層層数）の減少に伴う測定精度を検討した。図７より、テープのみに比して、角層が付着した場合やカウンターストリップの回数によって透過率は変化し、カウンターストリップの回数に伴う角層量（角層枚数）の減少を精度良く計測できた。これより、本願発明のメタルメッシュ法を利用することによって、皮膚角層の個人差やカンターストリップによる角層量の減少まで、簡便且つ高精度に計測できることが分かる。
【比較例】
【００２１】
＜比較例１＞
実施例１において、シリコンを用いずに同様にして透過率を測定したが、全く皮膚角層の厚さを計測できなかった。これより皮膚角層の厚さを計測するためには、シリコンを用いる必要が分かる。
【００２２】
＜比較例２＞
２７歳の男性の頬の皮膚より、定法に従って市販のテープを用いてＴＳによって採取したテープに付着した皮膚角層（図８左図の右側でサンプルと記載）とテープのみ（図８左図の左側でリファレンスと記載）をメタルメッシュ実験系（図２）においてメタルメッシュを使用せず、直接透過率を計測した。図８の結果のように、テープのみとテープ＋皮膚頬部角層との透過率に差異を認めず、メタルメッシュを使用しないと皮膚角層の厚さを全く計測できないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によって皮膚角層の厚さを簡便且つ高精度に計測できる。その結果を利用して、例えば、お店やデパートの店頭、或いは、遠隔地からでも、肌や美容カウンセリング又は化粧品の選択など、有用な情報を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】透過反射法における実験系を示す概略構成図である。
【図２】メタルメッシュ法における実験系を示す概略構成図である。
【図３】各種メタルメッシュの光学顕微鏡写真である（図面代用写真）。
【図４】実施例１のＴＳされた頬部角層の計測結果を示す図である。
【図５】実施例１のＴＳされた上腕内側部角層の計測結果を示す図である。
【図６】実施例２の結果（個人差）を示す図である。
【図７】実施例２の結果（剥離角層量の差）を示す図である。
【図８】比較例２の結果を示す図である（図面代用写真）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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