(57)【要約】【課題】皮膚の状態を変化させずに、皮膚水分量を精度よく測定できる演算処理装置を提供する。【解決手段】演算処理装置４０１は、交流信号発生回路４１０により発せられた第一の交流信号を印加電極２０１から肌に透過させ、肌から検出した第一の信号から算出した肌の第一の皮膚インピーダンス値と、交流信号発生回路４１０により発せられた第二の交流信号を印加電極２０１から肌に透過させ、肌から検出した第二の信号から算出した肌の第二の皮膚インピーダンス値と、第一の交流信号と第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、皮膚水分量を示す数値を算出する。【選択図】図４
2019170733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号発生回路により発せられた第一の交流信号を印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第一の信号から算出した前記肌の第一の皮膚インピーダンス値と、
前記交流信号発生回路により発せられた第二の交流信号を前記印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第二の信号から算出した前記肌の第二の皮膚インピーダンス値と、
前記第一の交流信号と前記第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、
皮膚水分量を示す数値を算出する、演算処理装置。
【請求項２】
前記第一の変数と、前記第一の皮膚インピーダンス値及び前記第二の皮膚インピーダンス値から算出した第二の変数と、を用いて皮膚水分量を示す数値を算出する、請求項１に記載の演算処理装置。
【請求項３】
前記第一の皮膚インピーダンス値は、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、
前記第二の皮膚インピーダンス値は、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１又は２に記載の演算処理装置。
【請求項４】
前記第一の皮膚インピーダンス値とは前記第一のサセプタンス値であり、
前記第二の皮膚インピーダンス値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、下記の数式１を利用して前記皮膚水分量を示す数値を算出する、請求項３に記載の演算処理装置。
[数式１]
皮膚水分量１＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×Ｙｐ／Ｂｑ＋ａ４、
ここで、皮膚水分量１は皮膚水分量を示す数値であり、
Ｂは第一のサセプタンス値であり、
Ｙは第二のアドミッタンス値であり、
θ１は第一の変数であり、
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｎ、ｍ、ｐ、ｑは、定数である。
【請求項５】
前記第一の変数と、
前記第一の皮膚インピーダンス値及び前記第二の皮膚インピーダンス値から算出した第二の変数と、
前記第二の交流信号及び前記第二の信号との時間差に基づく第三の変数と、を用いて皮膚水分量を示す数値を算出する、請求項１に記載の演算処理装置。
【請求項６】
前記第一の皮膚インピーダンス値は、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、
前記第二の皮膚インピーダンス値は、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５に記載の演算処理装置。
【請求項７】
前記第一の皮膚インピーダンス値とは前記第一のサセプタンス値であり、
前記第二の皮膚インピーダンス値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、前記第二のアドミッタンス値及び前記第三の変数から、下記の数式２を利用して前記皮膚水分量を示す数値を算出する、請求項６に記載の演算処理装置。
[数式２]
皮膚水分量２＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×Ｙｐ／Ｂｑ＋ａ４+ａ５×θ３、
ここで、皮膚水分量２は皮膚水分量を示す数値であり、
Ｂは第一のサセプタンス値であり、
Ｙは第二のアドミッタンス値であり、
θ１は第一の変数であり、
θ３は第三の変数であり、
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ｎ、ｍ、ｐ、ｑは、定数である。
【請求項８】
前記皮膚水分量を示す数値は、ラマン分光装置で測定した値である、請求項１から７のいずれか一項に記載の演算処理装置。
【請求項９】
交流信号を発生させる交流信号発生回路と、
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、
前記交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、
請求項１から８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。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一項に記載の前記皮膚水分量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。
【請求項１１】
交流信号発生回路により発せられた第一の交流信号を印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第一の信号から算出した前記肌の第一の皮膚インピーダンス値と、
前記交流信号発生回路により発せられた第二の交流信号を前記印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第二の信号から算出した前記肌の第二の皮膚インピーダンス値と、
前記第一の交流信号と前記第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、
ラマン分光装置で測定した皮膚水分量を評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚水分量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備えた電子機器及び皮膚水分量を評価する方法に関し、特に、皮膚に電極を接触させ交流信号を入力して測定した皮膚のインピーダンス値により皮膚水分量を算出する演算処理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９を用いて、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について説明する。例えば、特許文献１に記載の皮膚バリア機能測定回路８００は、表示器８０１と、演算処理装置８０２と、信号発生器８０３と、印加電極８０４と、検出器８０５と、検出電極８０６と、から構成されている。ここで、皮膚バリア機能とは、体外からの異物の侵入を防いだり、体内の水分の蒸発や体液の漏出を防いだりする皮膚の働きのことをいう。この皮膚バリア機能は、主に角層の水分量や角層の厚さなどに影響すると考えられている。
【０００３】
皮膚バリア機能測定回路８００は、印加電極８０４及び検出電極８０６を肌に接触させた後、信号発生器８０３にて交流信号を発生させ、印加電極８０４から交流信号を肌に印加する。信号発生器８０３から発生した交流信号は、肌の中の皮膚表面角層８０７、表皮層８０８を透過した後、検出電極８０６を介して検出器８０５で検出される。そして、検出された信号は演算処理装置８０２にて演算処理が行われ、皮膚バリア機能を算出して表示器８０１に表示する。
【０００４】
図１０（ａ）及び（ｂ）を用いて、従来の演算処理装置を備えた電子機器の構成について説明する。例えば、特許文献２に記載の電子機器９００は、演算処理装置が内蔵された本体部９０１と、表示部９０２と、プローブ９０３と、検出電極９０４と、印加電極９０５と、から構成されている。
【０００５】
電子機器９００は、印加電極９０５から低周波及び高周波の交流信号を発生して皮膚を通過させ、その通過した信号は、検出電極９０４を介して検出される。検出された電気信号は、電子機器９００の演算処理装置にて所定の演算処理が行われ、サセプタンス値やアドミッタンス値等が算出される。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、皮膚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９０２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。そして、従来の電子機器９００は、外気の影響を受けずに測定用の電極を短時間皮膚に接触させるだけで、皮膚バリア機能が測定可能とされている。
【０００６】
一方、上記のような従来の電子機器９００等を用いて角層水分量を測定する場合、例えば、特許文献３に記載されているように、「キャパシタンス測定法」及び「コンダクタンス測定法」の２つの方法が知られている。いずれの測定法も交流信号を皮膚に印加し、角層の電気的特性に着目して間接的に角層水分量を測定する方法である。
【０００７】
また、皮膚の健康維持のためには角層の水分量が深く関係しているため、角層水分量を維持させることを目的に様々な保湿剤が開発されている。そして、開発した保湿剤の持続効果を測定するために角層水分量を測定する場合、「キャパシタンス測定法」及び「コンダクタンス測定法」の両方を用いて測定が行われ、両方の結果から保湿剤の持続効果を判定している。
【０００８】
ここで、「キャパシタンス測定法」は、比較的乾燥した皮膚で測定することに適しているといわれている。また、測定精度が高い、すなわち、各測定値間のばらつき（σ）が小さい、といわれている。また、「コンダクタンス測定法」は、水分量が多い皮膚で測定することに適しているといわれているが、測定精度がやや低い、すなわち、各測定値間のばらつき（σ）が大きいといわれている。なお、「精度」とは、複数回の測定をしたときの各測定値間でのばらつきの度合いの尺度のことをいう。
【０００９】
皮膚の健康維持のためには肌（皮膚）の水分量が深く関係しているため、皮膚水分量を維持させることを目的に様々な保湿剤が開発されている。そして、開発した保湿剤の持続効果を測定及び判定するために、皮膚水分量を測定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３１０５６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７２５４３号公報
【特許文献３】特開２００９−７３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、皮膚の状態を変化させずに、高精度で皮膚水分量を測定できる演算処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態である演算処理装置は、交流信号発生回路により発せられた第一の交流信号を印加電極から肌に透過させ、肌から検出した第一の信号から算出した肌の第一の皮膚インピーダンス値と、
交流信号発生回路により発せられた第二の交流信号を印加電極から肌に透過させ、肌から検出した第二の信号から算出した肌の第二の皮膚インピーダンス値と、
第一の交流信号と第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、皮膚水分量を示す数値を算出する。
【００１３】
ここで、皮膚水分量とは、皮膚表面から、深さ方向に、例えば１μｍ〜４μｍ程度までの水分量をいう。本明細書においては、皮膚水分量は、表皮の水分量でもよいし、角層の水分量でもよく、特には限定されない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、皮膚の状態を変化させずに、高精度で皮膚水分量を測定できる演算処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る演算処理装置を備えた電子機器を示す構成図である。
【図２】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３】（ａ）は人の皮膚の断面を示す模式図であり、（ｂ）は表皮の断面を詳細に示す模式図である。
【図４】図１に示す電子機器が備える皮膚水分量測定回路の回路図である。
【図５】図４に示す皮膚水分量測定回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】皮膚水分量の重回帰分析の第１の実施結果を示すグラフである。
【図７】皮膚水分量の重回帰分析の第２の実施結果を示すグラフである。
【図８】皮膚水分量の重回帰分析の第３の実施結果を示すグラフである。
【図９】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る。
【図１０】（ａ）は従来の演算処理装置を備えた電子機器を示す構成図であり、（ｂ）は従来の電子機器のプローブの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。また、本発明は、下記の各実施形態及びその変形例のいずれかを互いに組み合わせることもできる。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る演算処理装置を備えた電子機器を示す構成図である。図１に示す電子機器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。
【００１８】
図２は、プローブ１０３の構成を示す構成図である。図２に示すプローブ１０３は、検出電極１０４と、印加電極２０１と、グラウンド電極２０２と、を同心円状に備え、人の皮膚における皮膚水分量を評価するために使用される。ここで、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。また、本実施形態では、検出電極１０４の外径と印加電極２０１の内径との電極間隔が２．２ｍｍに形成されているが、電極間隔はこの寸法に限られず、電極の形状も同心円状に限られない。
【００１９】
次に、電子機器１の動作について説明する。本体部１０１の電源をオンにした後、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、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の内部にある皮膚水分量測定回路を動作させ、例えば、５００Ｈｚ交流信号と５００Ｈｚ検出信号との時間差及び５００Ｈｚ検出信号の波高値を測定し、位相差θ１（第一の変数と称する場合がある。）、サセプタンス値Ｂ５００、アドミッタンス値Ｙ５００を算出する。また、例えば、１００ｋＨｚ交流信号と１００ｋＨｚ検出信号との時間差及び１００ｋＨｚ検出信号の波高値を測定し、位相差θ３（第三の変数と称する場合がある。）、サセプタンス値Ｂ１００ｋ、アドミッタンス値Ｙ１００ｋを算出する。算出したθ１、Ｂ５００（以下Ｂと表す）、Ｙ５００、θ３、Ｂ１００ｋ、及びＹ１００ｋ（以下Ｙと表す）に基づいて皮膚全体のインピーダンス値を演算し、肌（皮膚）の皮膚インピーダンス値として算出する。算出結果は、後述する演算処理装置にて皮膚水分量等を表す数値に変換して表示部１０２に表示される。
【００２０】
ここで、肌（皮膚）の皮膚インピーダンス値とは、人の皮膚の通電特性を表すインピーダンス値のことをいう。また、交流信号と検出信号との時間差をΔｔ、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は交流信号と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、交流信号と検出信号との時間差とθの関係については同様である）。そして、上述したように、例えば、θ１は第一の変数であり、θ３は第三の変数である。
【００２１】
なお、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、電子機器１は、上記構成に限らず、プローブと皮膚水分量測定回路を組み込むことができる構成であれば、携帯電話やスマートフォン、時計等のような電子機器であってもよい。
【００２２】
図３（ａ）は、人の皮膚の断面を示す模式図である。皮膚３００は、人の外側表面から内側に向かって、表皮３０１、真皮３０２及び皮下組織３０３の３層で構成されている。また、表皮３０１は、人の外側表面の上層から角層３０５、顆粒層３０６、有棘層３０７及び基底層３０８の４つの層で構成されている。
【００２３】
図３（ｂ）は、表皮の断面を詳細に示す模式図である。角層３０５は、角質細胞３２１と細胞間脂質３２２とで構成されている。また、顆粒層３０６はＳＧ１細胞３２３と、ＳＧ２細胞３２４と、ＳＧ３細胞３２５と、ＳＧ２細胞３２４の細胞間の隙間をシールするタイトジャンクション３２６とで構成される。
【００２４】
ここで、皮膚バリア機能とは、主として角層３０５中の角質細胞３２１、角質細胞間脂質３２２、顆粒層３０６中のＳＧ２細胞３２４及びタイトジャンクション３２６によって構成された生体組織の機能のことである。皮膚バリア機能によって皮膚３００の内側から外側への水が移動することを制限して皮膚が乾燥することを防止している。また、皮膚３００の外から病原体やアレルゲンが皮膚３００内側に侵入してくることを防いで皮膚３００が感染症にかかることを防止している。角層３０５が皮膚バリア機能の９割を担っており、角層３０５の薄層化や角層３０５中の水分の低下等が起こると皮膚バリア機能が低下し、皮膚の乾燥や感染症発症のリスクが高まる。
【００２５】
皮膚バリア機能を評価する一つの手法として、従来より、経皮水分蒸散量（ｔｒａｎｓｅｐｉｄｅｒｍａｌ  ｗａｔｅｒ  ｌｏｓｓ：以下、ＴＥＷＬと略す場合がある）の測定が行われている。人の皮膚にてＴＥＷＬの測定を行い、ＴＥＷＬ値が大きくなることがわかれば、角層に損傷があるということを推測することが出来る。このため、皮膚バリア機能の低下を推測することができると考えられ、人の皮膚でＴＥＷＬを測定することが皮膚バリア機能を評価するために用いられている。
【００２６】
一例として、本実施形態で用いている交流信号を皮膚３００内部に伝搬させて角層の皮膚インピーダンス値を算出する手順について説明する。まず、本実施形態に係る電子機器１を動作させ、プローブ１０３の検出電極１０４と印加電極２０１が皮膚３００に接触するようにして測定開始スイッチをオンにする。すると、皮膚３００に入力された交流信号は、例えば、表皮３０１及び真皮３０２を通過して皮下組織３３の上層部まで到達し、そこから折り返して真皮３０２を通り表皮３０１まで戻ってきて検出電極１０４で検出される。そして、検出された交流信号に基づいて、皮膚３００全体のインピーダンス値から顆粒層３０６以下のインピーダンス値を減算して、角層３０５の皮膚インピーダンス値を算出する。
【００２７】
図４は、電子機器１が備える皮膚水分量測定回路の回路図である。図４に示す皮膚水分量測定回路４００は、演算処理装置４０１と、交流信号発生回路４１０と、信号検出回路４２０と、判定回路４３０と、グラウンド電極２０２に接続されるグラウンド端子４４０と、を備える。
【００２８】
演算処理装置４０１は、出力端子４５１、４５２、４５３及び４６５と、入力端子４６１、４６２、４６３及び４６４と、を備える。
【００２９】
交流信号発生回路４１０は、５００Ｈｚ交流信号発生回路４１１と、１００ｋＨｚ交流信号発生回路４１２と、切り替え回路４１３と、を備える。切り替え回路４１３は、入力端子４１４、４１５と、出力端子４１６と、を備える。
【００３０】
信号検出回路４２０は、５００Ｈｚ出力測定回路４２１と、１００ｋＨｚ出力測定回路４２２と、電流検出回路４２３と、切り替え回路４２４と、検出抵抗４２５、４２６と、を備える。５００Ｈｚ出力測定回路４２１及び１００ｋＨｚ出力測定回路４２２は、それぞれ、増幅回路４７１、４７２と、フィルター回路４８１、４８２と、を備える。切り替え回路４２４は、入力端子４２７と、出力端子４２８、４２９と、を備える。
【００３１】
次に、皮膚水分量測定回路４００の接続について説明する。演算処理装置４０１において、出力端子４５１は５００Ｈｚ交流信号発生回路４１１の入力に接続され、出力端子４５２は１００ｋＨｚ交流信号発生回路４１２の入力に接続され、出力端子４５３は切り替え回路４１３に接続される。
【００３２】
また、５００Ｈｚ交流信号発生回路４１１の出力は切り替え回路４１３の入力端子４１４に接続され、１００ｋＨｚ交流信号発生回路４１２の出力は切り替え回路４１３の入力端子４１５に接続される。切り替え回路４１３の出力端子４１６は印加電極２０１に接続される。
【００３３】
演算処理装置４０１において、入力端子４６１は、５００Ｈｚ出力測定回路４２１内の増幅回路４７１の出力及び判定回路４３０の入力に接続され、入力端子４６２は判定回路４３０の出力及び増幅回路４７１に接続される。また、入力端子４６３は、１００ｋＨｚ出力測定回路４２２内の増幅回路４７２の出力及び判定回路４３０の入力に接続され、入力端子４６４は判定回路４３０の出力及び増幅回路４７２接続される。出力端子４６５は、切り替え回路４２４に接続される。
【００３４】
５００Ｈｚ出力測定回路４２１内の増幅回路４７１の入力は、フィルター回路４８１の出力に接続され、１００ｋＨｚ出力測定回路４２２内の増幅回路４７２の入力は、フィルター回路４８２の出力に接続される。フィルター回路４８１、４８２の入力は、電流検出回路４２３の出力に接続される。
【００３５】
さらに、検出電極１０４は、切り替え回路４２４の入力端子４２７に接続される。切り替え回路４２４の出力端子４２８は、検出抵抗４２５の一方の端子及び電流検出回路４２３の入力に接続される。切り替え回路４２４の出力端子４２９は、検出抵抗４２６の一方の端子及び電流検出回路４２３の入力に接続される。検出抵抗４２５、４２６のもう一方の端子はグラウンド端子４４０に接続される。
【００３６】
次に、図５を用いて、本実施形態に係る演算処理装置４０１を備えた皮膚水分量測定回路４００の動作について説明する。電子機器１のプローブ１０３を人の皮膚に押し当てると、皮膚水分量測定回路４００の動作が開始される。
【００３７】
まず、ステップＳ５０１において、演算処理装置４０１は、制御信号を出力して交流信号発生回路４１０から、第一の交流信号である５００Ｈｚ交流信号を発生させ、印加電極２０１から５００Ｈｚ交流信号を皮膚に印加する。
【００３８】
次に、ステップＳ５０２において、信号検出回路４２０は、５００Ｈｚ出力測定回路４２１で検出電極１０４の５００Ｈｚ検出信号を測定し、出力信号に変換する。
【００３９】
次に、ステップＳ５０３において、判定回路４３０は、ステップＳ５０２における５００Ｈｚ検出信号の測定工程及び出力信号への変換工程において、出力信号が演算処理装置４０１で読み込み可能な値か否かを判定する。
【００４０】
出力信号が演算処理装置４０１で読み込み可能でないと判定回路４３０で判定された場合、増幅回路４７１のゲインを変更してステップＳ５０１に戻り、再測定する。この再測定工程は、出力信号が演算処理装置４０１にて読み込み可能な値になるまで継続される。一方、出力信号が演算処理装置４０１で読み込み可能な値になった場合、ステップＳ５０４に進む。
【００４１】
ステップＳ５０４において、演算処理装置４０１は、結果１として、５００Ｈｚ交流信号と５００Ｈｚ検出信号との時間差及び５００Ｈｚ検出信号の波高値に基づいて、第一の変数としての位相角θ１及び第一の皮膚インピーダンス値としてのサセプタンス値Ｂ５００（以下Ｂと示す）を算出する。そして、上記算出した値をこの演算処理装置４０１内の記録媒体に保存する。
【００４２】
次に、ステップＳ５０５において、演算処理装置４０１は、制御信号を出力して交流信号発生回路４１０から、第二の交流信号である１００ｋＨｚ交流信号を発生させ、印加電極２０１から１００ｋＨｚ交流信号を皮膚に印加する。
【００４３】
次に、ステップＳ５０６において、信号検出回路４２０は、１００ｋＨｚ出力測定回路４２２で検出電極１０４の１００ｋＨｚ検出信号を測定し、出力信号に変換する。
【００４４】
次に、ステップＳ５０７において、判定回路４３０は、ステップＳ５０６における１００ｋＨｚ検出信号の測定工程及び出力信号への変換工程において、出力信号が演算処理装置４０１で読み込み可能な値か否かを判定する。
【００４５】
出力信号が演算処理装置４０１で読み込み可能でないと判定回路４３０で判定された場合、増幅回路４７２のゲインを変更してステップＳ５０５に戻り、再測定する。この再測定工程は、出力信号が演算処理装置４０１にて読み込み可能な値になるまで継続される。一方、出力信号が演算処理装置４０１で読み込み可能な値になった場合、ステップＳ５０８に進む。
【００４６】
ステップＳ５０８において、演算処理装置４０１は、結果２として、１００ｋＨｚ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Ｙ１００ｋ（以下Ｙと示す）を算出する。そして、上記算出した値を演算処理装置４０１内の記録媒体に保存する。なお、ステップＳ５０１からＳ５０４までの工程とステップＳ５０５からＳ５０８までの工程とは、どちらが先であってもよく、順序の入れ替えが可能である。また、アドミッタンス値Ｙのみの演算結果を使用して皮膚の皮膚水分量を算出する場合は、ステップＳ５０１からＳ５０４までの工程を省略することができる。
【００４７】
その後、ステップＳ５０９において、演算処理装置４０１は、結果１として保存されたθ１及びＢと結果２として保存されたＹとを用いて、以下の数式１を利用して皮膚水分量１を算出する。
【００４８】
[数式１]
皮膚水分量１＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×Ｙｐ／Ｂｑ＋ａ４
【００４９】
数式１中、皮膚水分量１は皮膚水分量を示す数値であり、Ｂは第一のサセプタンス値であり、Ｙは第二のアドミッタンス値であり、θ１は第一の変数であり、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｎ、ｍ、ｐ、ｑは、定数である。
【００５０】
ここで、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４は所定の係数（定数）であり、ｍ、ｎ、ｐ、ｑは所定の変数（定数）である。なお、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ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θ１、Ｂ及びＹを算出し、複数のθ１、Ｂ及びＹを得る。また、同様の皮膚に対して、従来のラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置である、Ｒｉｖｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社製のラマン分光装置（装置名：ｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置）（以下「Ｒａｍａｎ」という。）による測定を行い、Ｒａｍａｎ値を得る。このようにして得られた、θ１、Ｂ及びＹとＲａｍａｎ値と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値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｍ、ｎ、ｐ、ｑを決定する。ラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置（以下、「ラマン分光装置」と称する場合がある。）は、光が分子と相互に作用するラマン散乱にて水分量を測定し、皮膚の深さごとの含有水分量を測定できる。例えば、ラマン分光装置は、皮膚の深さ方向に向かって１から４μｍまでの水分量を測定できる。ラマン分光測定法は、光を用いて皮膚水分量を測定するので、コンダクタンス測定法やキャパシタンス測定法よりも精度が高い。なお、ラマン分光装置は、ラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置であれば、特に限定されることはなく、上記で述べた、Ｒｉｖｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社製のｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置は、ラマン分光装置の一つの例である。
【００５１】
ｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置は、皮膚内の特定部位にレーザー光を集光し、集光位置から発生するラマン散乱光を検出してラマンスペクトルとして解析することにより、集光部位における水分量を計測する方法である。この方法は、皮膚角層の成分組成をタンパク質と水の二成分系で近似し、皮膚のラマンスペクトルにおいて、ＣＨ伸縮振動とＯＨ伸縮振動の信号強度比からタンパク質量に対する水分質量の比率を算出し、この比率に基づいて皮膚（肌）中の水分量を推定するものである。
【００５２】
本実施形態では、複数の人の肌（皮膚）を用いて、人数分のθ１、Ｂ、Ｙ及びＲａｍａｎ値を得た結果として、例えば、ａ１として「２．８９６４４Ｅ−０７」、ａ２として「−０．１３４７２１２９６」、ａ３として「１７２．１１９９６１９」、ａ４として「−８５．３５８７５８５７」、ｍとして「２．８２５」、ｎとして「０．８」、ｐとして「０．０６」、ｑとして「０．０１５」の数値が得られた（図６参照）。これらの値を数式１に適用して、肌（皮膚）の皮膚インピーダンスを測定すれば、同様の肌（皮膚）をラマン分光測定法で測定しなくてもラマン分光測定法で測定した値とほぼ同等の値を得ることが出来る。
【００５３】
上記計算により、Ｒａｍａｎとの相関ＲがＲ＝０．９１という高い数値が得られた。なお、所定の値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｍ、ｎ、ｐ、ｑはθ１、Ｂ、ＹとＲａｍａｎ値と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。
【００５４】
また、数式１において、Ｂｎ／Ｙｍ及びＹｐ／Ｂｑは第一の皮膚インピーダンス値と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。
【００５５】
そして、ステップＳ５１０において、表示部１０２は、算出した皮膚水分量１値を表示する。
【００５６】
ここで、図６は、上記数式１により算出された皮膚水分量１値と、Ｒａｍａｎ値との回帰分析の結果を示すものである。図６において、縦軸は皮膚水分量１（算出Ｒａｍａｎ）値を示し、横軸はＲａｍａｎ値を示す。
【００５７】
図６から把握されるように、上記数式１により算出された皮膚水分量１値とＲａｍａｎ値との間では、相関Ｒ＝０．９１の良好な正の相関が確認できた。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る演算処理装置４０１を備えた電子機器１によれば、皮膚水分量が多い領域の場合であっても、皮膚水分量が少ない領域の場合であっても、すなわち、皮膚水分量の量の多少には影響を受けずに、演算処理装置４０１で算出された位相角θ１、サセプタンス値Ｂ及びアドミッタンス値Ｙに基づいて、コンダクタンス測定法やキャパシタンス測定法よりも皮膚水分量に関して精度が高いラマン分光測定法で測定した値と良好な相関関係にある皮膚水分量１値を検出することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、位相角θ１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、より正確に皮膚水分量１値を算出することができる。したがって、本実施形態に係る演算処理装置４０１は、正常な状態から角層が剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で、精度が高い皮膚の皮膚水分量を測定することができる。
【００６０】
なお、本実施形態に係る電子機器１では、交流信号の周波数として、５００Ｈｚ及び１００ｋＨｚを用いているが、交流信号の周波数はこれに限られない。さらに、本実施形態に係る電子機器１では、５００Ｈｚ交流信号を印加した後、１００ｋＨｚ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。
【００６１】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、第一の皮膚インピーダンス値として、第一の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なる群から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。
【００６２】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１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なる群から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。
【００６３】
すなわち、本実施形態に係る演算処理装置４０１において、例えば、５００Ｈｚ交流信号からアドミッタンス値Ｙ５００を、１００ｋＨｚ交流信号からサセプタンス値（以下、Ｂ１００ｋと表す）を検出して、皮膚インピーダンス値を求めてもよい。また例えば、１００ｋＨｚ交流信号からサセプタンス値Ｂ１００ｋを、５００Ｈｚ交流信号からサセプタンス値Ｂ５００を検出して、皮膚インピーダンス値を求めてもよい。
【００６４】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、５００Ｈｚ交流信号と５００Ｈｚ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θ１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交流信号と１００ｋＨｚ検出信号との時間差に基づいて算出される位相角θ３（第三の変数）を用いてもよく、かかる場合、数式１において、θ１をθ３に変更して皮膚水分量１値を求めてもよい。
【００６５】
さらに、前述の如く、交流信号と検出信号との時間差をΔｔ、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１におけるθ１は、「Δｔ」に変換することも可能である。
【００６６】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る演算処理装置について説明する。
【００６７】
本実施形態に係る演算処理装置は、実施形態１に係る演算処理装置４０１と異なる数式を用いて皮膚水分量を算出する点以外は、実施形態１に係る演算処理装置４０１と同一の構成である。また、本実施形態に係る電子機器も実施形態１に係る電子機器１と同一の構成である。そこで、本実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚水分量測定回路の動作について、下記の数式２を用いて説明する。なお、以下の説明において、本実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚水分量測定回路の各構成に関しては、実施形態１に係る皮膚水分量測定回路４００と同一の符号を用いる。
【００６８】
本実施形態の皮膚水分量測定回路の動作は、図５に示す実施形態１のステップＳ５０１からＳ５０８までは、Ｓ５０８で、１００ｋＨｚ交流信号と１００ｋＨｚ検出信号との時間差に基づいて、第三の変数としての位相角θ３を算出した以外は、同じ動作である。その後、ステップＳ５０９において、演算処理装置４０１は、結果１として保存されたθ１及びＢ５００（以下Ｂと示す）と、結果２として保存されたθ３及びＹ１００ｋ（以下Ｙと示す）とを用いて、以下の数式２を利用して皮膚水分量２を算出する。
【００６９】
[数式２]
皮膚水分量２＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×Ｙｐ／Ｂｑ＋ａ４+ａ５×θ３
【００７０】
数式２中、皮膚水分量２は皮膚水分量を示す数値であり、Ｂは第一のサセプタンス値であり、Ｙは第二のアドミッタンス値であり、θ１は第一の変数であり、θ３は第三の変数であり、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ｎ、ｍ、ｐ、ｑは、定数である。
【００７１】
ここで、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５は所定の係数（定数）であり、ｍ、ｎ、ｐ、ｑは所定の変数（定数）である。なお、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ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θ１、θ３、Ｂ及びＹを算出し、複数のθ１、θ３、Ｂ及びＹを得る。また、同様の皮膚に対して、従来のラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置である、Ｒｉｖｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社製のラマン分光装置（装置名：ｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置）（以下「Ｒａｍａｎ」という。）による測定を行い、Ｒａｍａｎ値を得る。このようにして得られた、θ１、Ｂ及びＹとＲａｍａｎ値と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値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ｍ、ｎ、ｐ、ｑを決定する。なお、上述したように、ラマン分光装置は、ラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置であれば、特に限定されることはなく、上記で述べた、Ｒｉｖｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社製のｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置は、ラマン分光装置の一つの例である。ｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置の詳細内容については、本発明の実施形態１に係る演算処理装置の欄で説明をしたとおりである。
【００７２】
本実施形態では、複数の人の肌（皮膚）を用いて、人数分のθ１、θ３、Ｂ、Ｙ及びＲａｍａｎ値を得た結果として、例えば、ａ１として「０．３８１３０６」、ａ２として「−０．１３７８３」、ａ３として「１．２１Ｅ+０８」、ａ４として「−１１１．６９２」、ａ５として「−０．０５２７８」、ｍとして「２．８２５」、ｎとして「０．７６」、ｐとして「０．０５」、ｑとして「０．０１５」の数値が得られた（図７参照）。これらの値を数式２に適用して、肌（皮膚）の皮膚インピーダンスを測定すれば、同様の肌（皮膚）をラマン分光測定法で測定しなくてもラマン分光測定法で測定した値とほぼ同等の値を得ることが出来る。
【００７３】
上記計算により、Ｒａｍａｎとの相関ＲがＲ＝０．９１という高い数値が得られた。なお、所定の値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ｍ、ｎ、ｐ、ｑはθ１、θ３、Ｂ、ＹとＲａｍａｎ値と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。
【００７４】
また、数式２において、Ｂｎ／Ｙｍ及びＹｐ／Ｂｑは第一の皮膚インピーダンス値と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。
【００７５】
そして、ステップＳ５１０において、表示部１０２は、算出した皮膚水分量２値を表示する。
【００７６】
ここで、図７は、上記数式２により算出された皮膚水分量２値と、Ｒａｍａｎ値との回帰分析の結果を示すものである。図７において、縦軸は皮膚水分量２（算出Ｒａｍａｎ）値を示し、横軸はＲａｍａｎ値を示す。
【００７７】
図７から把握されるように、上記数式２により算出された皮膚水分量１値とＲａｍａｎ値との間では、相関Ｒ＝０．９１の良好な正の相関が確認できた。
【００７８】
以上のように、本実施形態に係る演算処理装置４０１を備えた電子機器１によれば、皮膚水分量が多い領域の場合であっても、皮膚水分量が少ない領域の場合であっても、すなわち、皮膚水分量の量の多少には影響を受けずに、演算処理装置４０１で算出された位相角θ１及びθ３、並びにサセプタンス値Ｂ及びアドミッタンス値Ｙに基づいて、コンダクタンス測定法やキャパシタンス測定法よりも皮膚水分量に関して精度が高いラマン分光測定法で測定した値と良好な相関関係にある皮膚水分量２値を検出することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、位相角θ１及びθ３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、より正確に皮膚水分量２値を算出することができる。したがって、本実施形態に係る演算処理装置４０１は、正常な状態から角層が剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で、精度が高い皮膚の皮膚水分量を測定することができる。
【００８０】
なお、本実施形態に係る電子機器１では、交流信号の周波数として、５００Ｈｚ及び１００ｋＨｚを用いているが、交流信号の周波数はこれに限られない。さらに、本実施形態に係る電子機器１では、５００Ｈｚ交流信号を印加した後、１００ｋＨｚ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。
【００８１】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、第一の皮膚インピーダンス値として、第一の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なる群から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。
【００８２】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１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なる群から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。
【００８３】
すなわち、本実施形態に係る演算処理装置４０１において、例えば、５００Ｈｚ交流信号からアドミッタンス値Ｙを、１００ｋＨｚ交流信号からサセプタンス値（以下、Ｂ１００ｋと表す）を検出して、皮膚インピーダンス値を求めてもよい。また例えば、１００ｋＨｚ交流信号からサセプタンス値Ｂ１００ｋを、５００Ｈｚ交流信号からサセプタンス値Ｂ５００を検出して、皮膚インピーダンス値を求めてもよい。
【００８４】
さらに、前述の如く、交流信号と検出信号との時間差をΔｔ、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１におけるθ１、数式２におけるθ３は、「Δｔ」に変換することも可能である。
【００８５】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る演算処理装置について説明する。
【００８６】
本実施形態に係る演算処理装置は、実施形態１に係る演算処理装置４０１と異なる数式を用いて皮膚水分量を算出する点以外は、実施形態１に係る演算処理装置４０１と同一の構成である。また、本実施形態に係る電子機器も実施形態１に係る電子機器１と同一の構成である。そこで、本実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚水分量測定回路の動作について、下記の数式３を用いて説明する。なお、以下の説明において、本実施形態に係る演算処理装置を備えた皮膚水分量測定回路の各構成に関しては、実施形態１に係る皮膚水分量測定回路４００と同一の符号を用いる。
【００８７】
本実施形態の皮膚水分量測定回路の動作は、図５に示す実施形態１のステップＳ５０１からＳ５０８までは同じ動作である。その後、ステップＳ５０９において、演算処理装置４０１は、皮膚水分量が少ない領域の場合、結果１として保存されたθ１及びＢと、結果２として保存されたＹとを用いて、以下の数式３を利用して皮膚水分量３を算出する。
【００８８】
[数式３]
皮膚水分量３＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×ｌｎＹ＋ａ４
【００８９】
数式３中、皮膚水分量３は皮膚水分量を示す数値であり、Ｂは第一のサセプタンス値であり、Ｙは第二のアドミッタンス値であり、θ１は第一の変数であり、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｎ、ｍは、定数である。
【００９０】
ここで、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４は所定の係数（定数）であり、ｍ、ｎは所定の変数（定数）である。なお、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｍ、ｎ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θ１、Ｂ及びＹを算出し、複数のθ１、Ｂ及びＹを得る。また、同様の皮膚に対して、従来のラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置である、Ｒｉｖｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社製のラマン分光装置（装置名：ｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置）（以下「Ｒａｍａｎ」という。）による測定を行い、Ｒａｍａｎ値を得る。このようにして得られた、θ１、Ｂ及びＹとＲａｍａｎ値と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値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｍ、ｎを決定する。なお、上述したように、ラマン分光装置は、ラマン分光測定法による皮膚水分量を測定する装置であれば、特に限定されることはなく、上記で述べた、Ｒｉｖｅｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社製のｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置は、ラマン分光装置の一つの例である。ｉｎ ｖｉｖｏ 共焦点ラマン分光装置の詳細内容については、本発明の実施形態１に係る演算処理装置の欄で説明をしたとおりである。
【００９１】
本実施形態では、複数の人の肌（皮膚）を用いて、人数分のθ１、Ｂ、Ｙ及びＲａｍａｎ値を得た結果として、例えば、ａ１として「２．３４９５１Ｅ−０７」、ａ２として「−０．１０２１６２７３６」、ａ３として「５．７９０６３３９８」、ａ４として「８７．８５３０７１８１」、ｍとして「２．８２５」、ｎとして「０．７８」の数値が得られた（図８参照）。これらの値を数式３に適用して、肌（皮膚）の皮膚インピーダンスを測定すれば、同様の肌（皮膚）をラマン分光測定法で測定しなくてもラマン分光測定法で測定した値とほぼ同等の値を得ることが出来る。
【００９２】
上記計算により、Ｒａｍａｎとの相関ＲがＲ＝０．９１という高い数値が得られた。なお、所定の値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｍ、ｎはθ１、Ｂ、ＹとＲａｍａｎ値と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。
【００９３】
また、数式３において、Ｂｎ／Ｙｍは第一の皮膚インピーダンス値と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。
【００９４】
そして、ステップＳ５１０において、表示部１０２は、算出した皮膚水分量３値を表示する。
【００９５】
ここで、図８は、上記数式３により算出された皮膚水分量３値と、Ｒａｍａｎ値との回帰分析の結果を示すものである。図８において、縦軸は皮膚水分量３（算出Ｒａｍａｎ）値を示し、横軸はＲａｍａｎ値を示す。
【００９６】
図８から把握されるように、上記数式３により算出された皮膚水分量３値とＲａｍａｎ値との間では、相関Ｒ＝０．９１の良好な正の相関が確認できた。
【００９７】
以上のように、本実施形態に係る演算処理装置４０１を備えた電子機器１によれば、皮膚水分量が多い領域の場合であっても、皮膚水分量が少ない領域の場合であっても、すなわち、皮膚水分量の量の多少には影響を受けずに、演算処理装置４０１で算出された位相角θ１、サセプタンス値Ｂ及びアドミッタンス値Ｙに基づいて、コンダクタンス測定法やキャパシタンス測定法よりも皮膚水分量に関して精度が高いラマン分光測定法で測定した値と良好な相関関係にある皮膚水分量３値を検出することができる。
【００９８】
さらに、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、位相角θ１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、より正確に皮膚水分量３値を算出することができる。したがって、本実施形態に係る演算処理装置４０１は、正常な状態から角層が剥がれた荒れ肌など幅広い肌の状態で、精度が高い皮膚の皮膚水分量を測定することができる。
【００９９】
なお、本実施形態に係る電子機器１では、交流信号の周波数として、５００Ｈｚ及び１００ｋＨｚを用いているが、交流信号の周波数はこれに限られない。さらに、本実施形態に係る電子機器１では、５００Ｈｚ交流信号を印加した後、１００ｋＨｚ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。
【０１００】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、第一の皮膚インピーダンス値として、第一の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なる群から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。
【０１０１】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１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なる群から二つ以上の値を選択し算出した値を用いてもよい。
【０１０２】
すなわち、本実施形態に係る演算処理装置４０１において、例えば、５００Ｈｚ交流信号からアドミッタンス値Ｙを、１００ｋＨｚ交流信号からサセプタンス値（以下、Ｂ１００ｋと表す）を検出して、皮膚インピーダンス値を求めてもよい。また例えば、１００ｋＨｚ交流信号からサセプタンス値Ｂ１００ｋを、５００Ｈｚ交流信号からサセプタンス値Ｂ５００を検出して、皮膚インピーダンス値を求めてもよい。
【０１０３】
また、本実施形態に係る演算処理装置４０１では、５００Ｈｚ交流信号と５００Ｈｚ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θ１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交流信号と１００ｋＨｚ検出信号との時間差に基づいて算出される位相角θ３（第三の変数）を用いてもよく、かかる場合、数式３において、θ１をθ３に変更して皮膚水分量３値を求めてもよい。
【０１０４】
さらに、前述の如く、交流信号と検出信号との時間差をΔｔ、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３におけるθ１は、「Δｔ」に変換することも可能である。
【０１０５】
本発明に係る演算処理装置を備えたパーソナルコンピュータ等の電子機器に、上記演算処理装置での処理を実行するプログラムをインストールすることによって、皮膚水分量を示す数値等を算出することもできる。
【０１０６】
また、本発明は、皮膚水分量を評価する方法にも関する。本発明に係る皮膚水分量を評価する方法は、交流信号発生回路により発せられた第一の交流信号を印加電極から肌に透過させ、肌から検出した第一の信号から算出した肌の皮膚インピーダンス値と、前記交流信号発生回路により発せられた第二の交流信号を前記印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第二の信号から算出した前記肌の第二の皮膚インピーダンス値と、前記第一の交流信号と前記第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、ラマン分光装置で測定した皮膚水分量を評価する方法である。
【０１０７】
本発明に係るラマン分光装置で測定した皮膚水分量を評価する方法は、１回の皮膚への接触により、皮膚の状態を変化させずに、高精度で、ラマン分光装置で測定した皮膚水分量を評価することができる。
【０１０８】
また、本発明は、以下のような構成を取ることができる。
[１]
交流信号発生回路により発せられた第一の交流信号を印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第一の信号から算出した前記肌の第一の皮膚インピーダンス値と、
前記交流信号発生回路により発せられた第二の交流信号を前記印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第二の信号から算出した前記肌の第二の皮膚インピーダンス値と、
前記第一の交流信号と前記第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、
皮膚水分量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、前記第一の皮膚インピーダンス値及び前記第二の皮膚インピーダンス値から算出した第二の変数と、を用いて皮膚水分量を示す数値を算出する、[１]に記載の演算処理装置。
[３]
前記第一の皮膚インピーダンス値は、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、
前記第二の皮膚インピーダンス値は、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、[１]又は[２]に記載の演算処理装置。
[４]
前記第一の皮膚インピーダンス値とは前記第一のサセプタンス値であり、
前記第二の皮膚インピーダンス値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、下記の数式１を利用して前記皮膚水分量を示す数値を算出する、[３]に記載の演算処理装置。
[数式１]
皮膚水分量１＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×Ｙｐ／Ｂｑ＋ａ４、
ここで、皮膚水分量１は皮膚水分量を示す数値であり、
Ｂは第一のサセプタンス値であり、
Ｙは第二のアドミッタンス値であり、
θ１は第一の変数であり、
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｎ、ｍ、ｐ、ｑは、定数である。
[５]
前記第一の変数と、
前記第一の皮膚インピーダンス値及び前記第二の皮膚インピーダンス値から算出した第二の変数と、
前記第二の交流信号及び前記第二の信号との時間差に基づく第三の変数と、を用いて皮膚水分量を示す数値を算出する、[１]に記載の演算処理装置。
[６]
前記第一の皮膚インピーダンス値は、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、
前記第二の皮膚インピーダンス値は、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、[５]に記載の演算処理装置。
[７]
前記第一の皮膚インピーダンス値とは前記第一のサセプタンス値であり、
前記第二の皮膚インピーダンス値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、前記第二のアドミッタンス値及び前記第三の変数から、下記の数式２を利用して前記皮膚水分量を示す数値を算出する、[６]に記載の演算処理装置。
[数式２]
皮膚水分量２＝ａ１×Ｂｎ／Ｙｍ＋ａ２×θ１＋ａ３×Ｙｐ／Ｂｑ＋ａ４+ａ５×θ３、
ここで、皮膚水分量２は皮膚水分量を示す数値であり、
Ｂは第一のサセプタンス値であり、
Ｙは第二のアドミッタンス値であり、
θ１は第一の変数であり、
θ３は第三の変数であり、
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ｎ、ｍ、ｐ、ｑは、定数である。
[８]
前記皮膚水分量を示す数値は、ラマン分光装置で測定した値である、[１]から[７]のいずれか一つに記載の演算処理装置。
[９]
交流信号を発生させる交流信号発生回路と、
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、
前記交流信号に基づく信号を検出し波形を調整する検出回路と、
[１]から[８]のいずれか一つに記載の演算処理装置と、
を備える電子機器。
[１０]
[１]から[８]のいずれか一つに記載の前記皮膚水分量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。
[１１]
交流信号発生回路により発せられた第一の交流信号を印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第一の信号から算出した前記肌の第一の皮膚インピーダンス値と、
前記交流信号発生回路により発せられた第二の交流信号を前記印加電極から肌に透過させ、前記肌から検出した第二の信号から算出した前記肌の第二の皮膚インピーダンス値と、
前記第一の交流信号と前記第一の信号との時間差に基づく第一の変数と、に基づいて、
ラマン分光装置で測定した皮膚水分量を評価する方法。
【符号の説明】
【０１０９】
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
３００  皮膚
３０１  表皮
３０２  真皮
３０３  皮下組織
３０５  角層
３０６  顆粒層
３０７  有棘層
３０８  基底層
３１１  皮膚全体のインピーダンス値
３１２  顆粒層以下のインピーダンス値
３１３  角層の皮膚インピーダンス値
３２１  角質細胞
３２２  細胞間脂質
３２６  タイトジャンクション
４００  皮膚水分量測定回路
４０１  演算処理装置
４１０  交流信号発生回路
４１１  ５００Ｈｚ交流信号発生回路
４１２  １００ｋＨｚ交流信号発生回路
４１３、４２４  切り替え回路
４１４、４１５、４２７、４６１、４６２、４６３、４６４  入力端子
４１６、４２８、４２９、４５１、４５２、４５３、４６５  出力端子
４２０  信号検出回路
４２１  ５００Ｈｚ出力測定回路
４２２  １００ｋＨｚ出力測定回路
４２３  電流検出回路
４２５、４２６  検出抵抗
４３０  判定回路
４４０  グラウンド端子
４７１、４７２  増幅回路
４８１、４８２  フィルター回路
【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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【図９】
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【図１０】
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