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JP7641722B2 - How to evaluate your skin - Google Patents
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Description

本発明は、肌の評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating skin.

近年、測定手法の発達により、非侵襲的に皮膚の内部構造を測定することが可能になっている。
例えば、非特許文献1においては、組織透明化手法によって、血管の構造が明らかにされている。
In recent years, advances in measurement techniques have made it possible to measure the internal structure of the skin non-invasively.
For example, in Non-Patent Document 1, the structure of blood vessels is revealed by a tissue transparency technique.

また、非侵襲的に測定した皮膚の内部構造に基づいて、皮膚の状態を診断する方法も知られている。
例えば特許文献1においては、光音響波を用いて皮膚内部の構造を非侵襲的に測定することにより、皮膚の熱傷、壊疽、褥瘡の診断を行う方法が開示されている。
Also known are methods for diagnosing skin conditions based on non-invasively measured internal structures of the skin.
For example, Patent Document 1 discloses a method for diagnosing skin burns, gangrene, and bedsores by non-invasively measuring the internal structure of the skin using photoacoustic waves.

Shibata T, Kajiya K, Sato K, Yoon J, Kang HY. 3D microvascular analysis reveals irregularly branching blood vessels in the hyperpigmented skin of solar lentigo. Pigment cell & melanoma research.2018;31(6):725 7.Shibata T, Kajiya K, Sato K, Yoon J, Kang HY. 3D microvascular analysis reveals irregularly branching blood vessels in the hyperpigmented skin of solar lentigo. Pigment cell & melanoma research. 2018;31(6):725 7.

特許第5860534号公報Patent No. 5860534

ところで、コラーゲン線維の太さや多寡、皮膚内部に保持される水分量等、皮膚の内部の形態的特徴や生理学的特徴、すなわち皮膚の内部の構造が、肌の見た目(しみ、しわ、くすみ等)に影響することは、知られている。
しかし、組織透明化手法による皮膚内部の構造の解析は、皮膚を摘出して行うため、血液や酸素が失われてしまい、組織が生存している状態については、測定することができない。また、解析のためのn数を十分に確保しにくい。
すなわち、上記のような手法では、生体における皮膚の内部の構造を測定することは制限され、このような手法で得られた指標に基づいた肌の評価は、生体の状態を反映しているものであるとは必ずしも言えなかった。
Incidentally, it is known that the internal morphological and physiological characteristics of the skin, such as the thickness and amount of collagen fibers and the amount of water retained inside the skin, i.e., the internal structure of the skin, affect the appearance of the skin (spots, wrinkles, dullness, etc.).
However, analysis of the internal structure of the skin using tissue transparency techniques requires the removal of the skin, which means that blood and oxygen are lost, making it impossible to measure the viability of the tissue. In addition, it is difficult to ensure a sufficient number of samples for analysis.
In other words, the above-mentioned techniques are limited in their ability to measure the internal structure of skin in a living body, and skin evaluations based on indicators obtained by such techniques do not necessarily reflect the condition of the living body.

また、特許文献1に記載されているような、非侵襲的に測定した対象者の皮膚の内部構造に基づいて、皮膚の状態(熱傷、壊疽、褥瘡等の有無)を診断する方法は知られているものの、この方法では皮膚の内部構造の測定において高価な装置が必要となるという課題があった。 In addition, a method for diagnosing skin conditions (presence or absence of burns, gangrene, bedsores, etc.) based on non-invasively measured internal structure of a subject's skin, as described in Patent Document 1, is known, but this method has the problem that it requires expensive equipment to measure the internal structure of the skin.

上記状況に鑑み、本発明は、高価な装置を用いることなく容易に生体から得られる情報を利用して、生体の皮膚内部の構造に関する推定値を出力することができる、新規な肌の評価方法を提供することを課題とする。 In view of the above situation, the present invention aims to provide a new skin evaluation method that can output an estimate of the internal structure of the skin of a living body by utilizing information that can be easily obtained from the living body without using expensive equipment.

上記課題を解決する本発明は、被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力する、肌の評価方法である。 The present invention, which solves the above problem, is a skin evaluation method that uses multiple pairs of feature amounts obtained from data showing the internal structure of the subject's skin and skin images obtained by photographing the biological surface of the same subject as learning data, inputs the skin images into a model that has learned the relationship between the feature amounts and the skin images, and outputs estimated values of the feature amounts.

また、本発明の好ましい形態では、前記内部構造を示すデータは、非侵襲的に得られたデータである。 In a preferred embodiment of the present invention, the data indicating the internal structure is non-invasively obtained.

また、本発明の好ましい形態では、前記モデルは、前記肌画像を入力データとし、前記特徴量を目的変数として与えて深層学習を行うことにより作成される畳み込みニューラルネットワークモデルである。 In a preferred embodiment of the present invention, the model is a convolutional neural network model that is created by performing deep learning using the skin image as input data and the feature amount as a response variable.

また、本発明の好ましい形態では、入力された前記肌画像に基づいて、前記モデルの出力側から入力側に向かって分析することにより、入力された前記肌画像の領域ごとに、前記モデルによる推定結果への寄与を推定することを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the method includes estimating the contribution of each region of the input skin image to the estimation result by the model by analyzing the model from the output side to the input side based on the input skin image.

また、本発明の好ましい形態では、前記肌画像の領域ごとの前記推定結果への寄与を、前記肌画像に重ねて表示することを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the contribution of each region of the skin image to the estimation result is displayed superimposed on the skin image.

また、本発明の好ましい形態では、前記特徴量は、皮膚の血管構造に関する特徴量、皮膚の酸素飽和度に関する特徴量、及び皮膚のメラニン構造に関する特徴量の少なくとも何れかである。 In a preferred embodiment of the present invention, the feature is at least one of a feature relating to the blood vessel structure of the skin, a feature relating to the oxygen saturation of the skin, and a feature relating to the melanin structure of the skin.

また、本発明の好ましい形態では、前記血管構造に関する特徴量は、皮膚上部における微小血管構造の量に関する特徴量である。 In a preferred embodiment of the present invention, the feature quantity relating to the vascular structure is a feature quantity relating to the amount of microvascular structure in the upper part of the skin.

また、本発明の好ましい形態では、前記血管構造に関する特徴量は、血管の平均厚さ、血管の分岐の数及び皮膚上部における血管の体積から選ばれる。 In a preferred embodiment of the present invention, the features related to the vascular structure are selected from the average thickness of the blood vessels, the number of blood vessel branches, and the volume of the blood vessels in the upper part of the skin.

本発明の好ましい形態では、前記酸素飽和度に関する特徴量は、血管の酸素飽和度である。 In a preferred embodiment of the present invention, the feature related to oxygen saturation is vascular oxygen saturation.

また、本発明の好ましい形態では、前記メラニン構造に関する特徴量は、メラニンのチューブ状の紋理構造の体積である。 In a preferred embodiment of the present invention, the characteristic quantity relating to the melanin structure is the volume of the tubular streak structure of melanin.

また、本発明の好ましい形態では、前記内部構造を示すデータは、光音響法により得られた測定データ又は該測定データに基づいて生成されたデータである。 In a preferred embodiment of the present invention, the data indicating the internal structure is measurement data obtained by a photoacoustic method or data generated based on the measurement data.

また、本発明の好ましい形態では、皮膚の血管構造に関する特徴量に基づいて、被験者の皮膚の酸素飽和度を推定することを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the method includes estimating the oxygen saturation of the subject's skin based on features related to the blood vessel structure of the skin.

また、本発明の好ましい形態では、皮膚のメラニン構造に関する特徴量に基づいて、皮膚の酸素飽和度を推定することを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the method includes estimating the oxygen saturation of the skin based on features related to the melanin structure of the skin.

また、本発明の好ましい形態では、前皮膚の酸素飽和度に基づいて、皮膚の血管構造に関する特徴量及び/又は皮膚のメラニン構造に関する特徴量を推定することを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the method includes estimating features related to the blood vessel structure of the skin and/or features related to the melanin structure of the skin based on the oxygen saturation of the anterior skin.

また、本発明の好ましい形態では、前記モデルによって出力された前記推定値に基づいて、前記被験者の肌の加齢状態の指標を推定することを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the method further includes estimating an index of the subject's skin aging state based on the estimated value output by the model.

また、本発明の好ましい形態では、前記加齢状態は、前記特徴量及び年齢の組を複数与えることによって作成された相関モデルに、前記推定値を入力して、推定年齢を算出することによって評価される。 In a preferred embodiment of the present invention, the aging state is evaluated by inputting the estimated value into a correlation model created by providing multiple pairs of the feature amount and age, and calculating an estimated age.

また、本発明は、非侵襲的に得られた被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するようにコンピュータを機能させる、肌の評価プログラムである。 The present invention also provides a skin evaluation program that uses multiple pairs of feature amounts obtained from non-invasively obtained data showing the internal structure of a subject's skin and skin images obtained by photographing the biological surface of the same subject as learning data, inputs the skin images into a model that has learned the relationship between the feature amounts and the skin images, and causes a computer to function to output estimated values of the feature amounts.

本発明によれば、肌画像に基づいて、容易に皮膚の内部構造に関する特徴量の推定値を出力する肌の評価方法が提供される。特に、光音響法等の非侵襲的手法により得られた測定データを学習データとして用いる場合には、生きた皮膚の内部構造に基づく学習の結果を反映した推定が可能となる。 The present invention provides a skin evaluation method that easily outputs an estimate of features related to the internal structure of the skin based on a skin image. In particular, when measurement data obtained by a non-invasive method such as a photoacoustic method is used as learning data, estimation that reflects the results of learning based on the internal structure of living skin becomes possible.

顔の肌の画像データを入力として、光音響測定値を判別するための深層学習訓練の結果を示す図である。(A)訓練及びバリデーションの正確性を示す。(B)損失及びデータバリデーションを示す。1 shows the results of deep learning training to discriminate photoacoustic measurements using facial skin image data as input, (A) training and validation accuracy, (B) loss and data validation. (A)より薄い(上段)及びより厚い(下段)平均血管構造を有する被験者の血管構造の分析の例として、入力画像(左)、Grad-CAM画像(中央)、Guided Grad-CAM画像(右)のそれぞれを示す画像である。(B)高酸素飽和度(上段)及び低酸素飽和度(下段)の被験者の酸素飽和度の分析の例として、入力画像(左)、Grad-CAM画像(中央)、Guided Grad-CAM画像(右)のそれぞれを示す画像である。(A) Examples of analysis of vascular structures of subjects with thinner (top) and thicker (bottom) average vascular structures, showing input images (left), Grad-CAM images (center), and Guided Grad-CAM images (right), respectively. (B) Examples of analysis of oxygen saturation of subjects with high oxygen saturation (top) and low oxygen saturation (bottom), showing input images (left), Grad-CAM images (center), and Guided Grad-CAM images (right), respectively. メラニンの管状パターン構造の小さい(上段)及び大きい(下段)被験者のメラニンの管状パターン構造の分析の例として、入力画像(左)、Grad-CAM画像(中央)、Guided Grad-CAM画像(右)のそれぞれを示す画像である。These images show an input image (left), a Grad-CAM image (center), and a Guided Grad-CAM image (right) as examples of analysis of melanin tubular pattern structures of subjects with small (top row) and large (bottom row) melanin tubular pattern structures. (A)575nmの光音響信号から得られた画像と、650nmの超音波信号から得られた画像をマージした画像である。(B)光音響法により得られた測定データから生成された、20代被験者の皮膚の上部における血管構造を表す図である。(C)光音響法により得られた測定データから生成された、60代被験者の皮膚の上部における血管構造を表す図である。(A) A merged image of an image obtained from a 575 nm photoacoustic signal and an image obtained from a 650 nm ultrasound signal. (B) A diagram showing the vascular structure in the upper part of the skin of a subject in his twenties, generated from measurement data obtained by the photoacoustic method. (C) A diagram showing the vascular structure in the upper part of the skin of a subject in his sixties, generated from measurement data obtained by the photoacoustic method. (A)深層学習において訓練データとして用いられた測定画像データ、注釈画像データ及び、深層学習による血管構造の予測画像データである。(B)深層学習において訓練データとして用いられていない測定画像データ、注釈画像データ及び、深層学習による血管構造の予測画像データである。(C)予測画像データ(x-y平面)をz軸方向に結合することで生成した三次元データの代表例である。(A) Measured image data, annotated image data, and predicted image data of vascular structures by deep learning that were used as training data in deep learning. (B) Measured image data, annotated image data, and predicted image data of vascular structures by deep learning that were not used as training data in deep learning. (C) A representative example of three-dimensional data generated by combining predicted image data (xy plane) in the z-axis direction. 被験者の年齢と、皮膚の各層における血管構造の平均厚さとの関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between subject age and the average thickness of the vascular structure in each layer of the skin. (A)20代被験者の測定領域における、酸素飽和度の空間分布を示す図である。(B)60代被験者の測定領域における、酸素飽和度の空間分布を示す図である。1A and 1B are diagrams showing the spatial distribution of oxygen saturation in the measurement area of a subject in his 20s and 60s, respectively. 被験者の年齢と、皮膚の各層における酸素飽和度との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the age of a subject and the oxygen saturation in each layer of the skin. 皮膚の各層における血管構造の平均厚さと、対応する層における酸素飽和度との関係を示す図である。FIG. 1 shows the relationship between the average thickness of the vascular structure in each layer of the skin and the oxygen saturation in the corresponding layer. (A)20代被験者の測定領域における、メラニン構造の分布を示す図である。(B)60代被験者の測定領域における、メラニン構造の分布を示す図である。(A) A diagram showing the distribution of melanin structures in the measurement area of a subject in his 20s (B) A diagram showing the distribution of melanin structures in the measurement area of a subject in his 60s (A) A diagram showing the distribution of melanin structures in the measurement area of a subject in his 20s (B). (A)深層学習において訓練データとして用いられた測定画像データ、注釈画像データ及び、深層学習によるメラニン構造の予測画像データである。(B)深層学習において訓練データとして用いられていない測定画像データ、注釈画像データ及び、深層学習によるメラニン構造の予測画像データである。(C)予測画像データ(x-y平面)をz軸方向に結合することで生成した三次元データの代表例である。(A) Measured image data, annotated image data, and predicted image data of melanin structure by deep learning, which were used as training data in deep learning. (B) Measured image data, annotated image data, and predicted image data of melanin structure by deep learning, which were not used as training data in deep learning. (C) A representative example of three-dimensional data generated by combining predicted image data (x-y plane) in the z-axis direction. 被験者の年齢と、皮膚の上部に存在するメラニンのチューブ状の紋理構造との関係を示す図である。FIG. 1 shows the relationship between subject age and melanin tubular patterning present in the upper part of the skin. 皮膚の各層における酸素飽和度と、対応する層におけるメラニンのチューブ状の紋理構造の体積との関係を示す図である。FIG. 1 shows the relationship between oxygen saturation in each layer of the skin and the volume of melanin tubular structures in the corresponding layer.

本発明において、「皮膚」とは、表皮層、真皮層及び皮下脂肪層を含む生体組織を指し、組織の構造に特に着目する場合に用いる。
また、本発明において、「肌」は、生体組織としては「皮膚」と同義であるが、組織の構造に特に着目しない場合に用いる。
また、本発明の「評価」は、医療診断を含まない。
In the present invention, the term "skin" refers to biological tissue including the epidermis layer, the dermis layer, and the subcutaneous fat layer, and is used when focusing particularly on the structure of the tissue.
In the present invention, the term "skin" is synonymous with "dermis" as a biological tissue, but is used without particular attention being paid to the structure of the tissue.
Additionally, "evaluation" in the present invention does not include medical diagnosis.

<1>肌の評価方法
本発明の肌の評価方法は、被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力する。
具体的には、被験者の顔の肌を(採取したサンプルではなく)生体において撮影して得られた肌画像を入力データとし、同一被験者の皮膚の内部構造を示すデータから抽出した特徴量を目的変数として複数与えて深層学習を行うことにより、畳み込みニューラルネットワークモデルを作成する。
そして、前記モデルに、特徴量の推定対象である被験者の肌画像を入力して、当該被験者に関する特徴量の推定値を出力する。
<1> Skin evaluation method The skin evaluation method of the present invention uses multiple pairs of feature quantities obtained from data showing the internal structure of a subject's skin and skin images obtained by photographing the biological surface of the same subject as learning data, and inputs the skin images into a model that has learned the relationship between the feature quantities and the skin images, thereby outputting estimated values of the feature quantities.
Specifically, skin images obtained by photographing the subject's facial skin in vivo (not a collected sample) are used as input data, and a convolutional neural network model is created by performing deep learning using multiple feature quantities extracted from data showing the internal structure of the same subject's skin as objective variables.
A skin image of a subject, whose features are to be estimated, is input to the model, and an estimated value of the features relating to the subject is output.

すなわち、本実施形態では、まずモデルの作成において、光音響法に代表される非侵襲的な方法で得られた皮膚の内部構造を示すデータに基づき、皮膚の血管構造に関する特徴量、皮膚の酸素飽和度に関する特徴量、及び皮膚のメラニン構造に関する特徴量を含む、特徴量を抽出する。
そして、同一被験者の生体において肌画像を撮影し、肌画像及び特徴量の組を学習データとして与えることで、肌画像に基づいて特徴量の推定値を出力するモデルを作成する。皮膚の内部構造を示すデータ及び特徴量については後述する。
That is, in this embodiment, first, in creating a model, features including features relating to the blood vessel structure of the skin, features relating to the oxygen saturation of the skin, and features relating to the melanin structure of the skin are extracted based on data indicating the internal structure of the skin obtained by a non-invasive method such as a photoacoustic method.
Then, skin images are taken of the same subject's body, and a set of the skin image and the feature amount is provided as learning data to create a model that outputs an estimate of the feature amount based on the skin image. The data and feature amount showing the internal structure of the skin will be described later.

ここで発明者らは、上記光音響法を用いた手法により、皮膚の測定領域における血管の平均厚さと当該測定領域における酸素飽和度、及び、皮膚の測定領域における酸素飽和度と当該測定領域におけるメラニンの紋理構造の体積が、それぞれ互いに相関関係を有することを明らかにしている(図9及び図13参照)。
したがって、この相関関係を利用し、相互に他の皮膚構造の特徴量を推定することで、学習データの一部を作成してもよい。例えば、皮膚の内部構造を示すデータから皮膚の血管構造に関する特徴量を抽出し、皮膚の血管構造に関する特徴量に基づいて皮膚の酸素飽和度を推定して、それぞれ学習データにおける特徴量として用いてもよい。
また同様に相関関係を利用して、モデルにより出力された特徴量の推定値から、更に他の皮膚構造の特徴量を推定してもよい。
Here, the inventors have demonstrated, by a technique using the photoacoustic method, that there is a correlation between the average blood vessel thickness in a measurement area of the skin and the oxygen saturation in the measurement area, and between the oxygen saturation in the measurement area of the skin and the volume of the melanin streak structure in the measurement area (see Figures 9 and 13).
Therefore, by utilizing this correlation, a part of the learning data may be created by mutually estimating the features of other skin structures. For example, a feature related to the blood vessel structure of the skin may be extracted from data showing the internal structure of the skin, and the oxygen saturation of the skin may be estimated based on the feature related to the blood vessel structure of the skin, and each of the features may be used as a feature in the learning data.
Similarly, correlations may be used to estimate features of other skin structures from the estimated values of the features output by the model.

また本発明の好ましい形態では、入力された肌画像に基づいて、モデルを出力側から入力側に向かって分析することにより、入力された肌画像の領域ごとに、モデルによる推定結果への寄与を推定して肌画像に重ねて表示する。
分析手法としては、Grad-CAM法、GuidedBackPropagation法、またこれらを組み合わせたGuided Grad-CAM法等が好ましく例示される。これらの手法は、深層学習においてモデルが注目した領域を可視化する手法として知られている。入力画像に基づき、最終畳み込み層に流入するクラス固有勾配情報を使用して、逆伝播によって分析するという方法である。Guided Grad-CAM法では、出力から入力へ後ろ向きにトレースすることにより、入力画像の画素ごとに深層学習に関心のある特徴を抽出する技術である。
これにより、皮膚の内部構造に関する特徴量が、肌画像においてどのような表現と関係するかを可視化することができる。
In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the model is analyzed from the output side to the input side based on the input skin image, and the contribution of the model to the estimation result is estimated for each region of the input skin image and displayed superimposed on the skin image.
Preferred examples of the analysis method include the Grad-CAM method, the Guided Backpropagation method, and the Guided Grad-CAM method, which is a combination of these. These methods are known as methods for visualizing the area focused on by a model in deep learning. Based on an input image, the method uses class-specific gradient information flowing into the final convolution layer to perform analysis by backpropagation. The Guided Grad-CAM method is a technology that extracts features of interest in deep learning for each pixel of the input image by tracing backward from the output to the input.
This makes it possible to visualize how features related to the internal structure of the skin relate to expressions in a skin image.

<2>皮膚の内部構造を示すデータ及び特徴量の取得
本実施形態で学習データの作成に用いる皮膚の内部構造を示すデータは、非侵襲的な測定方法により得られるが、本発明はこれに限られず、侵襲的に得られた測定データに基づいてモデルの学習が行われてもよい。前記データは、公知の装置及び公知の方法を適宜用いて取得することができる。公知の非侵襲的な測定方法としては、例えば、高周波電流法、ATR-FTIR法、近赤外分光法、磁気共鳴画像法(MRI)、In vivo共焦点ラマン分光法、超音波断層撮影、光コヒーレンス・トモグラフィー、In vivo共焦点レーザー走査型顕微鏡、多光子顕微鏡、SHG顕微鏡、CARS顕微鏡、光超音波顕微鏡等を選択することができる。
また、上記非侵襲的な測定方法で測定することができれば、皮膚の内部構造を示すデータの種類は特に制限されず、例えば被験者の皮膚のある測定領域における血管構造に関するデータ、血流に関するデータ、酸素飽和度に関するデータ、メラニンのミクロ空間分布に関するデータ、水分に関するデータ、皮膚の粘弾性に関するデータ、特定の物質に関するデータ等を例示することができる。
また取得した皮膚の内部構造を示すデータは、生データのまま使用してもよく、一般的な統計学的加工(平均や標準偏差の取得等)や画像化等の加工を施してもよい。
本発明の好ましい形態では、非侵襲的な測定方法として、光音響法を採用する。また本発明の好ましい形態では、皮膚の内部構造を示すデータは、光音響法により取得した画像データである。
<2> Acquisition of data and features showing the internal structure of the skin In this embodiment, the data showing the internal structure of the skin used to create the learning data is obtained by a non-invasive measurement method, but the present invention is not limited to this, and model learning may be performed based on invasively obtained measurement data. The data can be acquired using a known device and a known method as appropriate. As a known non-invasive measurement method, for example, a high-frequency current method, an ATR-FTIR method, a near-infrared spectroscopy, a magnetic resonance imaging method (MRI), an in vivo confocal Raman spectroscopy, an ultrasonic tomography, an optical coherence tomography, an in vivo confocal laser scanning microscope, a multiphoton microscope, an SHG microscope, a CARS microscope, an optical ultrasonic microscope, etc. can be selected.
Furthermore, so long as measurements can be made using the above-mentioned non-invasive measurement method, the type of data indicating the internal structure of the skin is not particularly limited, and examples include data regarding the vascular structure in a certain measurement area of the subject's skin, data regarding blood flow, data regarding oxygen saturation, data regarding the microspatial distribution of melanin, data regarding moisture, data regarding the viscoelasticity of the skin, data regarding specific substances, etc.
The obtained data showing the internal structure of the skin may be used as raw data, or may be subjected to general statistical processing (such as obtaining the average or standard deviation) or processing such as imaging.
In a preferred embodiment of the present invention, a photoacoustic method is employed as the non-invasive measurement method, and the data indicating the internal structure of the skin is image data acquired by the photoacoustic method.

ここで、皮膚の内部構造を示すデータの取得のための測定領域としては、任意の箇所を選択することができるが、日常生活において光を浴びやすい箇所(例えば、顔や手の甲)の皮膚を選択することが好ましい。また、日常生活において光を浴びにくい箇所(例えば、上腕の内側)の皮膚を選択することも、好ましい。
前者を選択する場合には、光による影響を考慮した総合的な肌の状態を評価することができ、後者を選択する場合には、光による影響を極力排除した(生理的な)肌の状態を評価することができる。
また、測定領域としては、視認できるシミやその他色素沈着、創傷等の異常がない正常な領域を設定する。
また、測定領域のサイズとしては、好ましくは5mm×5mm~15mm×15mmで設定することができる。
Here, any location can be selected as the measurement region for obtaining data showing the internal structure of the skin, but it is preferable to select skin in a location that is easily exposed to light in daily life (e.g., the face or the back of the hand). It is also preferable to select skin in a location that is not easily exposed to light in daily life (e.g., the inside of the upper arm).
When the former is selected, the overall skin condition taking into account the effects of light can be evaluated, and when the latter is selected, the (physiological) skin condition can be evaluated with the effects of light minimized.
In addition, a normal area free of visible blemishes, pigmentation, wounds, or other abnormalities is set as the measurement area.
The size of the measurement area can be preferably set to 5 mm×5 mm to 15 mm×15 mm.

本発明において、皮膚の内部構造を示すデータとして画像データを使用する場合、特徴量を抽出するための画像データは、三次元データであることが好ましい。このような三次元データとしては、光音響法等によって得られた測定画像データそのものであってもよいし、測定画像データを加工した加工画像データであってもよい。 In the present invention, when image data is used as data showing the internal structure of the skin, it is preferable that the image data for extracting features is three-dimensional data. Such three-dimensional data may be the measured image data itself obtained by a photoacoustic method or the like, or may be processed image data obtained by processing the measured image data.

皮膚の内部構造を示すデータとして画像データを使用する場合、当該皮膚の画像データとしては、表皮層、真皮層、皮下脂肪層のすべての層を含む画像データを用いてもよいし、これを皮膚の深さ方向に任意に分割した画像データを用いてもよい。
例えば、皮膚の深さ方向に任意に分割した画像データとしては、表皮層から皮下脂肪層までを、上部(表皮から真皮乳頭層までの領域)、中間部(真皮網状層から皮下脂肪層の境界領域)、及び下部(皮下脂肪層の上層)に分割した画像データを用いることができる。
When image data is used as data indicating the internal structure of the skin, the image data of the skin may be image data including all layers, namely the epidermis layer, dermis layer, and subcutaneous fat layer, or image data obtained by arbitrarily dividing this in the depth direction of the skin may be used.
For example, image data arbitrarily divided in the depth direction of the skin can be image data in which the epidermis layer to the subcutaneous fat layer is divided into an upper portion (the region from the epidermis to the papillary dermis), a middle portion (the boundary region from the reticular dermis to the subcutaneous fat layer), and a lower portion (the upper layer of the subcutaneous fat layer).

本発明のモデルの作成において用いられる、皮膚の内部構造を示すデータから得られる皮膚の特徴量は、例えば、血管構造に関する特徴量、血流に関する特徴量、酸素飽和度に関する特徴量、メラニン構造に関する特徴量、水分に関する特徴量を挙げることができる。
中でも好ましい形態として、血管構造に関する特徴量、酸素飽和度に関する特徴量、メラニン構造に関する特徴量を挙げることができる。
このうち、血管構造に関する特徴量を用いる場合には、皮膚の測定データを含むデータを用いることが好ましい。また、当該データは、画像データであることが好ましい。
また、メラニン構造に関する特徴量を用いる場合には、表皮層の測定データを含むデータを用いることが好ましい。また、当該データは、画像データであることが好ましい。
また、酸素飽和度に関する特徴量を用いる場合には、表皮層の測定データを含むデータ、又は皮下脂肪層の測定データを含むデータを用いることが好ましい。また、当該データは、画像データであることが好ましい。
The skin features obtained from data indicating the internal structure of the skin and used in creating the model of the present invention include, for example, features related to blood vessel structure, features related to blood flow, features related to oxygen saturation, features related to melanin structure, and features related to moisture.
Among these, preferred forms include a feature amount relating to a blood vessel structure, a feature amount relating to oxygen saturation, and a feature amount relating to a melanin structure.
When using the feature amount relating to the blood vessel structure, it is preferable to use data including measurement data of the skin, and the data is preferably image data.
When using features related to the melanin structure, it is preferable to use data including measurement data of the epidermis layer, and the data is preferably image data.
When the feature amount relating to the oxygen saturation is used, it is preferable to use data including measurement data of the epidermis layer or measurement data of the subcutaneous fat layer. The data is preferably image data.

本発明の評価方法では、血管構造に関する特徴量、酸素飽和度に関する特徴量、メラニン構造に関する特徴量のうち、1種類を用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。 In the evaluation method of the present invention, one or more of the features related to blood vessel structure, the features related to oxygen saturation, and the features related to melanin structure may be used.

血管構造に関する特徴量としては、微細な血管構造に関する特徴量を用いることが好ましく、特に、皮膚の上部における微細な血管構造に関する特徴量を用いることが好ましい。このような特徴量として、血管の分岐の数、血管の曲率、血管の合計量(体積)、微細血管の数、血管の密度、血管の平均厚さ等が好ましく挙げられ、中でも、血管の分岐の数、血管の合計量(体積)、微細血管の数、血管の平均厚さを用いることが好ましい。 As the feature quantity related to the vascular structure, it is preferable to use the feature quantity related to the microvascular structure, and in particular, it is preferable to use the feature quantity related to the microvascular structure in the upper part of the skin. Such feature quantities are preferably the number of vascular branches, the curvature of the blood vessels, the total amount (volume) of blood vessels, the number of microvessels, the density of blood vessels, the average thickness of blood vessels, etc., and among these, it is preferable to use the number of vascular branches, the total amount (volume) of blood vessels, the number of microvessels, and the average thickness of blood vessels.

上記血管構造に関する特徴量は、上記非侵襲的な測定方法により測定した測定領域における血管構造に関するデータから、抽出することができる。
血管構造に関する特徴量を抽出するための画像データは、例えば、575nmと650nmの二波長を含むパルス光を測定部位に照射し、575nmの光音響シグナルから、650nmの光音響シグナルを差し引いた差分値を用いて、皮膚内部の血管構造を示す三次元画像データを生成することができる。例えば、株式会社アドバンテストのHadatomoZ(Hadatomoは登録商標)を用いて、このような三次元画像データ(測定画像データ)の生成を行うことができる。そして、生成した画像を解析することで、血管構造に関する特徴量を抽出することができる。
このような測定画像データを用いて、血管構造に関する特徴量を定量化してもよい。
好ましい形態では、この測定画像データを加工することにより、血管構造に関する特徴量の抽出の精度を上げることができる。
The feature quantity relating to the blood vessel structure can be extracted from data relating to the blood vessel structure in the measurement region measured by the non-invasive measurement method.
Image data for extracting the feature amount related to the blood vessel structure can be generated by, for example, irradiating a measurement site with pulsed light including two wavelengths of 575 nm and 650 nm, and using a difference value obtained by subtracting the photoacoustic signal of 650 nm from the photoacoustic signal of 575 nm, to generate three-dimensional image data showing the blood vessel structure inside the skin. For example, such three-dimensional image data (measurement image data) can be generated using HadatomoZ (Hadatomo is a registered trademark) by Advantest Corporation. Then, by analyzing the generated image, the feature amount related to the blood vessel structure can be extracted.
Such measured image data may be used to quantify features related to the blood vessel structure.
In a preferred embodiment, the measurement image data is processed to improve the accuracy of extraction of features relating to the blood vessel structure.

例えば、深層学習モデルを用いて、測定画像データを水平方向画像データ(平面画像データ)に分解し、この分解した測定平面画像データから血管構造を示す要素を抽出した抽出平面画像データを生成し、この抽出平面画像データを結合することで、血管構造が抽出された抽出三次元画像データを生成する方法があげられる。
測定平面画像データから抽出平面画像データを生成するためには、深層学習モデルを使用することができる。
この場合、データキュレーターが測定平面画像データを目視評価することで血管構造を抽出した注釈画像データを作成する。
訓練に必要な数の測定平面画像データと対応する注釈画像データを訓練用画像データとして用いて、深層学習をさせる。深層学習モデルとしては、エンコーダー・デコーダーモデル構造を有するネットワークであるUnetを用いることができる。
For example, a method can be used to use a deep learning model to decompose measurement image data into horizontal image data (planar image data), generate extracted planar image data by extracting elements that indicate vascular structure from this decomposed measurement planar image data, and combine this extracted planar image data to generate extracted three-dimensional image data from which the vascular structure has been extracted.
A deep learning model can be used to generate the extracted planar image data from the measured planar image data.
In this case, a data curator visually evaluates the measurement planar image data to create annotated image data that extracts the vascular structure.
A necessary number of measurement plane image data and corresponding annotation image data are used as training image data to perform deep learning. As a deep learning model, a Unet, which is a network having an encoder-decoder model structure, can be used.

酸素飽和度に関する特徴量としては、測定領域(例えば、皮膚の任意の層)の酸素飽和度、高酸素飽和度の微細血管が存在する領域の量などを用いることができる。 Feature quantities related to oxygen saturation can include the oxygen saturation of the measurement area (e.g., any layer of the skin) and the amount of area containing microvessels with high oxygen saturation.

酸素飽和度に関する特徴量を抽出するための画像データは、例えば、575nmと586nmの二波長を含むパルス光を測定部位に照射し、酸素ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンとの吸収係数の差を利用して、全体に対する酸素ヘモグロビンの割合を色分けなどで可視化した測定画像を生成することで、取得することができる。例えば、株式会社アドバンテストのHadatomoZ(Hadatomoは登録商標)を用いて、このような三次元画像データ(測定画像データ)の生成を行うことができる。そして、生成した画像を解析することで、酸素飽和度に関する特徴量を抽出することができる。
このような測定画像データを用いて、酸素飽和度に関する特徴量を定量化してもよい。
また、ある位置(領域)の各波長における光音響信号の振幅比に基づいて、当該位置の酸素飽和度を算出してもよい(実施例参照)。
Image data for extracting the feature amount related to oxygen saturation can be obtained by, for example, irradiating a measurement site with pulsed light including two wavelengths of 575 nm and 586 nm, and using the difference in absorption coefficient between oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin to generate a measurement image in which the ratio of oxyhemoglobin to the whole is visualized by color coding or the like. For example, such three-dimensional image data (measurement image data) can be generated using HadatomoZ (Hadatomo is a registered trademark) by Advantest Corporation. Then, by analyzing the generated image, the feature amount related to oxygen saturation can be extracted.
Such measurement image data may be used to quantify the feature amount relating to the oxygen saturation level.
Furthermore, the oxygen saturation level at a certain position (region) may be calculated based on the amplitude ratio of the photoacoustic signals at each wavelength at that position (region) (see the examples).

メラニン構造に関する特徴量は、メラニン顆粒の凝集により形成される構造に関する特徴量である。ここで、本発明においてメラニン構造に関連する特徴量は、視認できるようなシミやそばかす等に関連するメラニンの凝集などの構造ではなく、通常は視認できない1mm未満四方の空間における構造を意味する。
光音響法では、通常個々のメラニン顆粒は測定することができない。
この構造は、10~数百μmの範囲の大きさの構造である。また、この構造は、好ましくは、チューブ状の紋理構造である(図10(B)参照)。
メラニン構造に関する特徴量としては、前記構造の存在量に関する特徴量があげられ、体積、密度、数があげられる。
The feature quantity related to the melanin structure is a feature quantity related to a structure formed by the aggregation of melanin granules. Here, in the present invention, the feature quantity related to the melanin structure does not refer to a structure such as a melanin aggregation related to visible spots or freckles, but rather to a structure in a space of less than 1 mm square that is usually not visible to the naked eye.
Photoacoustic methods generally cannot measure individual melanin granules.
This structure has a size ranging from 10 to several hundreds of μm, and is preferably a tubular ripple structure (see FIG. 10B).
The feature amount relating to the melanin structure includes a feature amount relating to the amount of the structure present, such as volume, density, and number.

メラニン構造に関する特徴量を抽出するための画像データは、例えば、650nmのパルス光を測定部位に照射し、得られた光音響データに基づいた測定画像を生成することで、取得することができる。例えば、株式会社アドバンテストのHadatomoZ(Hadatomoは登録商標)を用いて、このような三次元画像データ(測定画像データ)の生成を行うことができる。そして、生成した画像を解析することで、メラニン構造に関する特徴量を抽出することができる。
このような測定画像データを用いて、メラニン構造に関する特徴量を定量化してもよい。
Image data for extracting features related to the melanin structure can be obtained, for example, by irradiating a measurement site with 650 nm pulsed light and generating a measurement image based on the obtained photoacoustic data. For example, such three-dimensional image data (measurement image data) can be generated using HadatomoZ (Hadatomo is a registered trademark) by Advantest Corporation. Then, by analyzing the generated image, features related to the melanin structure can be extracted.
Such measured image data may be used to quantify features related to the melanin structure.

<3>評価方法(内部構造の推定)
また、発明者らは、上記光音響法を用いた手法により、皮膚の測定領域における血管の平均厚さと当該測定領域における酸素飽和度、及び、皮膚の測定領域における酸素飽和度と当該測定領域におけるメラニンの紋理構造の体積が、それぞれ互いに相関関係を有することを明らかにした(図9及び図13参照)。
したがって、本発明は、皮膚の血管構造に関する特徴量、皮膚の酸素飽和度に関する特徴量、及び皮膚におけるメラニン構造に関する特徴量の少なくとも何れかを解析することにより、相互に他の皮膚構造に関する特徴量を推定することを含む肌の評価方法を提供する。
<3> Evaluation method (estimation of internal structure)
Furthermore, the inventors have demonstrated, by using the photoacoustic method, that there is a correlation between the average blood vessel thickness in a measurement area of the skin and the oxygen saturation in the measurement area, and between the oxygen saturation in the measurement area of the skin and the volume of the melanin streak structure in the measurement area (see FIGS. 9 and 13 ).
Therefore, the present invention provides a skin evaluation method that includes estimating features related to each other's skin structures by analyzing at least one of features related to the blood vessel structure of the skin, features related to the oxygen saturation of the skin, and features related to the melanin structure in the skin.

具体的には、皮膚の測定領域における血管の平均厚さが高い(より厚い)ほど、当該測定領域における血管の酸素飽和度が低いという関係がある(図9参照)。この関係は、特に皮膚の上部及び下部において顕著である。
したがって、皮膚の測定領域における血管の平均厚さを測定又は推定することによって、当該測定領域における血管の酸素飽和度を推定することができる。
そして上記の通り、皮膚の測定領域における酸素飽和度は、加齢に伴って減少するから、皮膚の測定領域における血管の平均厚さの測定データに基づいて、当該測定領域における血管の酸素飽和度を推定することによって、肌(特に、肌の加齢状態)を評価することができる。加齢状態の評価については後述する。
Specifically, the higher the average thickness of blood vessels in a measurement area of the skin, the lower the oxygen saturation of the blood vessels in that measurement area (see FIG. 9 ). This relationship is particularly noticeable in the upper and lower parts of the skin.
Therefore, by measuring or estimating the average thickness of blood vessels in a measurement area of the skin, the oxygen saturation of the blood vessels in that measurement area can be estimated.
As described above, the oxygen saturation in the measurement area of the skin decreases with age, so the skin (particularly the aging state of the skin) can be evaluated by estimating the oxygen saturation of the blood vessels in the measurement area based on the measurement data of the average thickness of the blood vessels in the measurement area of the skin. The evaluation of the aging state will be described later.

また上記測定領域における血管の平均厚さと当該測定領域における酸素飽和度との関係に基づけば、皮膚の測定領域における酸素飽和度を測定又は推定することによって、当該測定領域における血管の平均厚さを推定することができる。
そして上記の通り、皮膚の測定領域における血管の平均厚さは、加齢に伴って増加するから、皮膚の測定領域における酸素飽和度の測定データに基づいて、当該測定領域における血管の平均厚さを推定することによって、肌(特に、肌の加齢状態)を評価することができる。
Furthermore, based on the relationship between the average thickness of blood vessels in the measurement area and the oxygen saturation in the measurement area, the average thickness of blood vessels in the measurement area can be estimated by measuring or estimating the oxygen saturation in the measurement area of the skin.
As described above, the average thickness of blood vessels in a measurement area of the skin increases with age, so the skin (in particular the aging state of the skin) can be evaluated by estimating the average thickness of blood vessels in the measurement area of the skin based on the measurement data of oxygen saturation in that measurement area.

また、皮膚の測定領域における酸素飽和度が高いほど、当該測定領域に存在するメラニンの紋理構造の体積が少ないという関係がある(図13参照)。
したがって、皮膚の測定領域における酸素飽和度を測定又は推定することによって、当該測定領域において観察されるメラニンの紋理構造の体積を推定することができる。
そして上記の通り、皮膚の測定領域において観察されるメラニンの紋理構造の体積は、加齢に伴って増加するから、皮膚の測定領域における酸素飽和度の測定データに基づいて、当該測定領域において観察されるメラニンの紋理構造の体積を推定することによって、肌(特に、肌の加齢状態)を評価することができる。
In addition, there is a correlation that the higher the oxygen saturation in the measurement area of the skin, the smaller the volume of the melanin streak structure present in the measurement area (see FIG. 13).
Therefore, by measuring or estimating the oxygen saturation in a measurement area of the skin, it is possible to estimate the volume of the melanin markings observed in said measurement area.
As described above, the volume of the melanin striated structure observed in a measurement area of the skin increases with age, so the skin (particularly the aging state of the skin) can be evaluated by estimating the volume of the melanin striated structure observed in the measurement area of the skin based on the measurement data of oxygen saturation in the measurement area of the skin.

また上記測定領域における酸素飽和度と、当該測定領域に存在するメラニンの紋理構造の体積との関係に基づけば、皮膚の測定領域において観察されるメラニンの紋理構造の体積を測定することによって、当該測定領域における酸素飽和度を推定することができる。
そして上記の通り、皮膚の測定領域における酸素飽和度は、加齢に伴って現象するから、皮膚の測定領域において観察されるメラニンの紋理構造の体積の測定データに基づいて、当該測定領域における酸素飽和度を推定することによって、肌(特に、肌の加齢状態)を評価することができる。
Furthermore, based on the relationship between the oxygen saturation in the measurement area and the volume of the melanin streak structure present in the measurement area, the oxygen saturation in the measurement area can be estimated by measuring the volume of the melanin streak structure observed in the measurement area of the skin.
As described above, the oxygen saturation in the measurement area of the skin decreases with age, so the skin (particularly the aging state of the skin) can be evaluated by estimating the oxygen saturation in the measurement area based on the measurement data of the volume of the melanin pattern structure observed in the measurement area of the skin.

このように、皮膚の内部構造に関する特徴量を相互に推定することにより、本発明において肌画像から特徴量を推定するモデルの学習データの作成において、ある特徴量から他の特徴量に関する学習データを作成することができる。また、肌画像からある特徴量をモデルにより推定した後、他の特徴量を更に推定することができる。各特徴量やその抽出方法の好ましい形態は、<2>で述べた通りである。 In this way, by mutually estimating features related to the internal structure of the skin, in creating learning data for a model that estimates features from a skin image in the present invention, it is possible to create learning data related to one feature from another feature. In addition, after estimating a feature from a skin image using a model, it is possible to further estimate another feature. The preferred forms of each feature and its extraction method are as described in <2>.

<4>加齢状態の評価
本発明の肌の評価方法は、モデルによって出力された、被験者の皮膚の内部構造に関する特徴量の推定値に基づいて、被験者の肌の加齢状態の評価を行う工程を更に含んでいてもよい。
また、本発明の好ましい形態では、前記加齢状態は、前記特徴量及び年齢の組を複数与えることによって作成された相関モデルに、前記推定値を入力して、推定年齢を算出することによって評価される。
本発明によれば、肌画像に基づく推定値から肌の加齢状態を評価することができるので、簡便かつ非侵襲的に被験者の肌の加齢状態を評価することができる。
<4> Evaluation of aging state The skin evaluation method of the present invention may further include a step of evaluating the aging state of the subject's skin based on estimated values of features related to the internal structure of the subject's skin output by the model.
In a preferred embodiment of the present invention, the aging state is evaluated by inputting the estimated value into a correlation model created by providing a plurality of pairs of the feature amount and age, and calculating an estimated age.
According to the present invention, since the aging state of the skin can be evaluated from an estimated value based on a skin image, the aging state of the skin of a subject can be evaluated simply and non-invasively.

本発明において、「肌の加齢状態」とは、第三者から視認可能な肌の加齢形質(例えば、しみ、しわ、くすみ等)の程度(例えば、大きさ、数、深さ等)、将来的に表出する可能性がある加齢形質の発生の予測、被験者の加齢印象(見た目年齢)等を例示することができる。 In the present invention, examples of "skin aging state" include the degree (e.g., size, number, depth, etc.) of skin aging traits (e.g., age spots, wrinkles, dullness, etc.) visible to a third party, prediction of the occurrence of aging traits that may appear in the future, the subject's impression of aging (apparent age), etc.

実施例に示す通り、前述した各特徴量は、年齢と関係を有することを、本発明者らは明らかにしている。したがって当該関係を利用して、前記特徴量に基づいて肌の加齢状態を評価することができる。 As shown in the examples, the inventors have clarified that each of the aforementioned features has a relationship with age. Therefore, this relationship can be utilized to evaluate the aging state of the skin based on the aforementioned features.

本実施形態では、学習済みの畳み込みニューラルネットワークモデルを利用して肌画像に基づき推定された特徴量から、加齢状態を評価する。モデルの学習に用いる学習データの作成において、皮膚の内部構造を示すデータから特徴量を抽出する方法は特に制限されず、非侵襲的な測定方法により得られた、皮膚の内部構造を示すデータに一般的な統計学的処理(例えば、平均、標準偏差等の算出)を施すことで特徴量を抽出する形態や、画像化等の加工を施した後に、当該画像を解析して特徴量を抽出する形態としてもよい。 In this embodiment, the aging state is evaluated from features estimated based on skin images using a trained convolutional neural network model. When creating training data used to train the model, the method of extracting features from data showing the internal structure of the skin is not particularly limited, and features may be extracted by applying general statistical processing (e.g., calculation of the average, standard deviation, etc.) to data showing the internal structure of the skin obtained by a non-invasive measurement method, or features may be extracted by analyzing the image after processing such as imaging.

本発明では、肌の加齢状態の評価においては、あらかじめ特徴量と年齢の相関関係を示す相関モデルを作成しておくことが、簡便性の問題から好ましい。これにより、肌画像から推定された特徴量を前記相関モデルに入力することで、推定年齢を算出することができる。なお年齢に限らず、特徴量と相関関係を有する任意の加齢状態に関する任意の指標を用いることができる。
以下に相関関係の解析と相関モデルの作成について説明する。
In the present invention, in the evaluation of the aging state of the skin, it is preferable to create a correlation model showing the correlation between the feature amount and age in advance from the viewpoint of simplicity. In this way, the feature amount estimated from the skin image can be inputted into the correlation model to calculate the estimated age. It should be noted that, in addition to age, any index related to any aging state having a correlation with the feature amount can be used.
The analysis of correlations and the creation of correlation models are described below.

本発明における加齢状態の評価に用いる特徴量(評価指標)は、以下のように決定することができる。
まず、非侵襲的な測定方法を用いて、年代の異なる複数被験者の皮膚の測定領域を測定して、皮膚の内部構造のデータを得る。皮膚の内部構造のデータは、好ましくは画像データであるか、又は得られたデータを画像化したものである。皮膚の内部構造のデータを画像データとする場合、当該画像は、皮膚断面画像等の二次元画像であっても、三次元画像であってもよい。
The feature amount (evaluation index) used in the evaluation of the aging state in the present invention can be determined as follows.
First, a non-invasive measurement method is used to measure the measurement area of the skin of multiple subjects of different ages to obtain data on the internal structure of the skin. The data on the internal structure of the skin is preferably image data or the obtained data is visualized. When the data on the internal structure of the skin is image data, the image may be a two-dimensional image such as a cross-sectional image of the skin, or a three-dimensional image.

非侵襲的な測定方法としては、上記した各種装置及び方法を使用することができるが、光音響法を採用することが好ましい。
光音響法を採用することで、従来の方法では測定できなかった生体深部の構造を、より正確に測定することができる。
例えば、皮膚の内部構造の画像データを得る場合、年代の異なる複数の被験者の皮膚の測定対象部位にパルス光を照射して、発生した超音波を測定し、測定された皮膚内部の超音波のデータに基づいて、各年代の被験者についてそれぞれ皮膚内部の構造の画像データを生成する。
As a non-invasive measurement method, the various devices and methods described above can be used, but it is preferable to employ a photoacoustic method.
By adopting the photoacoustic method, it is possible to more accurately measure structures deep inside the body that could not be measured using conventional methods.
For example, when obtaining image data of the internal structure of the skin, pulsed light is irradiated onto the measurement area of the skin of multiple subjects of different ages, the generated ultrasound is measured, and image data of the internal structure of the skin is generated for each subject of each age based on the measured ultrasound data inside the skin.

次に、得られた測定データに含まれるパラメータを抽出し、実年齢又は見た目年齢と相関のあるパラメータを探索する。
測定データからのパラメータの抽出方法は特に制限されず、公知の解析手法を用いることができる。例えば、測定データとして画像データを使用する場合、年代ごとの画像を目視で比較し、変化の見られた皮膚のパラメータを、抽出する方法を採用することができる。また、汎用の画像処理ソフトを用いた解析によって、色分布、輝度分布、空間周波数強度等を含む特徴を抽出することによって、パラメータを抽出することもできる。
Next, parameters contained in the obtained measurement data are extracted, and parameters correlated with actual age or apparent age are searched for.
The method of extracting parameters from the measurement data is not particularly limited, and known analysis methods can be used. For example, when image data is used as the measurement data, a method of visually comparing images by age group and extracting parameters of skin that shows changes can be adopted. In addition, parameters can be extracted by extracting features including color distribution, luminance distribution, spatial frequency intensity, etc. through analysis using general-purpose image processing software.

ここで、加齢状態の評価に用いる特徴量(評価指標)の決定においても、非侵襲的な方法で測定される皮膚の内部構造を示すデータから抽出されるパラメータ(特徴量)に替えて、モデルによって肌画像から推定された特徴量を用いてもよい。 Here, when determining the features (evaluation index) used to evaluate the aging state, features estimated from skin images using a model may be used instead of parameters (features) extracted from data showing the internal structure of the skin measured using a non-invasive method.

次に、抽出したパラメータと、見た目年齢又は実年齢等の加齢状態を示す指標との相関を解析する。ここでの解析においても、モデルによって肌画像から推定された特徴量を用いてもよいし、非侵襲的な方法で測定される皮膚の内部構造を示すデータから得た特徴量を用いてもよい。なお、見た目年齢として、年齢を年代やスコア等に適宜変換した値を用いてもよい。
解析手法としては、回帰分析など、相関関係の解析に一般的に用いられる方法を採用することができる。
Next, the correlation between the extracted parameters and an index indicating an aging state such as apparent age or actual age is analyzed. In this analysis, a feature amount estimated from a skin image by a model may be used, or a feature amount obtained from data indicating the internal structure of the skin measured by a non-invasive method may be used. Note that, as the apparent age, a value obtained by appropriately converting age into a generation, score, or the like may be used.
As the analysis method, a method generally used for analyzing correlation, such as regression analysis, can be adopted.

また、測定データとして画像データを使用する場合、非侵襲的な測定方法により得られた皮膚の内部構造を示す画像データに、見た目年齢又は実年齢等、加齢の度合いを示すデータのラベルを付したものを訓練データとした機械学習により、相関関係を解析することもできる。 In addition, when image data is used as the measurement data, correlations can be analyzed by machine learning using training data that is image data showing the internal structure of the skin obtained by a non-invasive measurement method, labeled with data showing the degree of aging, such as apparent age or actual age.

解析の結果、年齢と相関があるとされた特徴量を、肌の評価指標として決定し、前記特徴量と年齢との相関関係を説明する相関モデルを作成する。相関モデルとしては、重回帰式、判別式、ニューラルネットワーク等があげられる。 As a result of the analysis, the feature values that are determined to be correlated with age are determined as skin evaluation indices, and a correlation model that explains the correlation between the feature values and age is created. Examples of correlation models include multiple regression equations, discriminant equations, and neural networks.

発明者らの解析によって、具体的には、実年齢が高いほど、被験者の測定対象部位における血管の平均厚さが厚い(より血管が厚くなっている)という関係が見出された(図6参照)。
また、実年齢が高いほど、血管の体積が小さいこと、実年齢が高いほど皮膚の上部においては血管の分岐の数が少ないという関係が見いだされた。
また、実年齢が高いほど、測定領域における酸素飽和度が低く、特に皮膚の上部と下部においてこの関係が強い傾向が見出された(図8参照)。
The inventors' analysis specifically found a relationship in which the older the actual age, the thicker the average thickness of the blood vessels at the measurement site of the subject (the thicker the blood vessels) (see FIG. 6).
They also found that the older the person is, the smaller the volume of blood vessels is, and the older the person is, the fewer the number of blood vessel branches in the upper part of the skin is.
It was also found that the higher the actual age, the lower the oxygen saturation in the measurement area, and this relationship was particularly strong in the upper and lower parts of the skin (see FIG. 8).

また、実年齢が高いほど、単位皮膚領域あたりに観察されるメラニンの紋理構造が多い(体積が大きい)という関係が見出された(図12参照)。 It was also found that the older the actual age, the more melanin striated structures were observed per unit skin area (the larger the volume) (see Figure 12).

したがって、これらの特徴量は、本発明における加齢状態の評価方法に用いる特徴量(評価指標)として特に好ましく用いることができる。 Therefore, these features can be particularly preferably used as features (evaluation indices) for use in the aging state evaluation method of the present invention.

本発明においては、上記特徴量のほかにも、肌の加齢状態の評価の指標として知られている項目を併せて測定し、これを加味して肌の加齢状態を評価してもよい。
例えば、公知の方法により、肌の水分量や粘弾性、加齢形質の多少等を非侵襲的に測定し、これらの測定結果と、上記特徴量の、光音響法による測定結果の少なくとも何れかの結果とを組み合わせ、被験者の肌の加齢状態を評価する形態とすることができる。
In the present invention, in addition to the above feature amounts, items known as indices for evaluating the aging state of the skin may also be measured and taken into consideration when evaluating the aging state of the skin.
For example, the moisture content, viscoelasticity, and degree of aging characteristics of the skin can be non-invasively measured using known methods, and these measurement results can be combined with at least one of the results of measurement of the above-mentioned features using a photoacoustic method to evaluate the aging state of the subject's skin.

特徴量から、肌を評価する方法としては、例えば、前述した相関分析に基づいて、あらかじめ特徴量と加齢状態の推定値(見た目年齢やスコア)との相関関係を示す式やモデルをコンピュータに記憶しておき、当該式やモデルに、特徴量を入力することで、加齢状態の推定値を出力する方法が好ましく用いられる。本発明においては、ここで入力する特徴量として、肌画像に基づいて推定された特徴量を用いることで、特徴量の推定を介して肌画像から加齢状態を推定することができる。 A preferred method for evaluating skin from features is, for example, to store in advance in a computer an equation or model that indicates the correlation between features and estimated values of the aging state (apparent age or score) based on the correlation analysis described above, and to input the features into the equation or model to output an estimated value of the aging state. In the present invention, by using features estimated based on a skin image as the features input here, it is possible to estimate the aging state from the skin image through the estimation of the features.

被験者(20代~60代の日本人女性、80名)の、シミや赤斑等が肉眼で観察される部分を除いた正常な頬部位(9mm×9mm)について、以下の方法により、光音響測定画像データを得て、様々な特徴量を抽出した。
更に同一被験者の顔画像から、光音響法による測定領域を含む領域の画像(1200px×1200px)を抽出して、更に頬部分の拡大皮膚画像(640px×480px)を30倍のビデオ顕微鏡を用いて取得し、肌画像と特徴量とを学習データとして深層学習を行った。
また、抽出した特徴量と、年齢との相関を解析することにより、加齢状態に関係のある特徴量を解析した。
Photoacoustic measurement image data was obtained from normal cheek areas (9 mm x 9 mm) of subjects (80 Japanese women in their 20s to 60s), excluding areas where blemishes, red spots, etc. were visible to the naked eye, using the following method, and various features were extracted.
Furthermore, an image (1200px x 1200px) of the area including the measurement area using the photoacoustic method was extracted from the facial image of the same subject, and an enlarged skin image (640px x 480px) of the cheek area was obtained using a 30x video microscope, and deep learning was performed using the skin image and features as learning data.
In addition, the correlation between the extracted features and age was analyzed to analyze features related to the aging state.

<1>光音響測定画像の取得
光音響測定には、株式会社アドバンテストのHadatomoZ光音響測定装置を用いた。この装置は、二波長光音響イメージングおよび超音波イメージングが可能である。測定は、30μmの走査ステップで行った。
<1> Acquisition of Photoacoustic Measurement Images For the photoacoustic measurements, a Hadatomo Z photoacoustic measurement device manufactured by Advantest Corporation was used. This device is capable of dual-wavelength photoacoustic imaging and ultrasonic imaging. The measurements were performed with a scanning step of 30 μm.

測定には、2種類の二波長レーザー、(i)575nmおよび586nm、ならびに(ii)575nmおよび650nmを使用した。
血管のイメージングのためには、575nmの光音響信号から650nmの光音響信号を差し引いた値を使用した。
酸素飽和度分布のイメージングのためには、575nmの光音響信号および586nmの光音響信号から得られるオキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの間の吸収係数の差を使用した。
メラニン分布のイメージングのためには、650nmの光音響信号を使用した。
Two dual wavelength lasers were used for the measurements: (i) 575 nm and 586 nm, and (ii) 575 nm and 650 nm.
For vascular imaging, the 575 nm photoacoustic signal minus the 650 nm photoacoustic signal was used.
For imaging of oxygen saturation distribution, the difference in absorption coefficient between oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin obtained from photoacoustic signals at 575 nm and 586 nm was used.
For imaging of melanin distribution, a photoacoustic signal at 650 nm was used.

<2>血管構造及びメラニン構造の解析のための画像生成
血管構造やメラニン構造に関する特徴量を抽出するために、MATLAB(登録商標)2020a(MathWorks、USA)、Python3.7、およびTensorflowを使用して、光音響測定により得られた画像データに基づいて、解析画像データを生成した。
光音響測定で得た三次元画像データをz軸上に積層した画像から水平方向(x‐y平面)画像に再構成した。再構成した画像から血管構造およびメラニン構造を抽出するために、エンコーダー・デコーダーモデル構造を有するネットワークであるUnetを、深層学習セグメント化方法として使用した。
血管構造およびメラニン構造が観察された測定領域の画像を、z軸の任意の複数の位置におけるx-y平面画像を切り出し、データキュレーターによって血管構造またはメラニン凝集構造と視覚的に見なされる領域についての注釈画像データ(訓練データ)として抽出画像を作成した。これらの抽出画像は、深層学習における出力データ、およびそのクラスラベルとした。これらの抽出画像は、血管構造およびメラニン構造について、それぞれ90例および30例であった。次に、元のx-y平面画像を入力データとして使用して血管およびメラニン構造を抽出するために、5回反復および2×2プーリングを有するネットワークを構築した。目的関数は、以下の式(1)によって計算されるダイス関数であると仮定した。
ここで、yは元のx-y平面画像の画素ベクトルを表し、y~は、注釈画像データの画素ベクトルを表す。
<2> Image generation for analysis of vascular structure and melanin structure In order to extract features related to vascular structure and melanin structure, analysis image data was generated based on image data obtained by photoacoustic measurement using MATLAB (registered trademark) 2020a (MathWorks, USA), Python 3.7, and Tensorflow.
Three-dimensional image data obtained by photoacoustic measurements was reconstructed into horizontal (x-y plane) images from images stacked on the z-axis. To extract vascular and melanin structures from the reconstructed images, Unet, a network with an encoder-decoder model structure, was used as a deep learning segmentation method.
Images of the measurement area where blood vessel structures and melanin structures were observed were cut out from the x-y plane images at multiple arbitrary positions on the z-axis, and extracted images were created as annotated image data (training data) for areas visually regarded as blood vessel structures or melanin aggregate structures by the data curator. These extracted images were used as output data in deep learning and their class labels. These extracted images were 90 and 30 examples of blood vessel structures and melanin structures, respectively. Next, a network with 5 iterations and 2 × 2 pooling was constructed to extract blood vessels and melanin structures using the original x-y plane images as input data. The objective function was assumed to be a Dice function calculated by the following equation (1).
Here, y represents a pixel vector of the original xy plane image, and y represents a pixel vector of the annotated image data.

前記構築したネットワークを用いて、被験者から取得した光音響データから、血管構造およびメラニン構造が抽出されたx-y平面画像データを抽出し、この抽出した平面画像データを深さ方向で再び統合して、三次元データを作成した。 Using the constructed network, x-y planar image data was extracted from the photoacoustic data acquired from the subject, with vascular and melanin structures extracted, and this extracted planar image data was then integrated again in the depth direction to create three-dimensional data.

作成した三次元データに基づいて、長さ、厚さ、分岐の数、体積等のパラメータを測定した。皮膚の深さ方向に3等分した上部、中間部および下部のそれぞれについて、種々のパラメータを測定した。 Based on the three-dimensional data created, parameters such as length, thickness, number of branches, and volume were measured. Various parameters were measured for each of the three equal parts in the depth direction of the skin: upper, middle, and lower.

<3>酸素飽和度の計算
酸素飽和度の空間分布SO(r)は式(2)に示すように、酸化ヘモグロビンHbOと脱酸素ヘモグロビンHbとの比率に基づいて算出することができる。
ここで、rは位置情報、εHbは脱酸素ヘモグロビンのモル吸収係数、εΔHbは酸化ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンのモル吸収係数の差分値、μa(r)は光音響信号である。λとλはレーザー波長、波長λは575nm、波長λは586nmである。波長λおよびλに対応する脱酸素ヘモグロビンおよび酸化ヘモグロビンのモル吸収係数が既知の値であると仮定すると、酸素飽和度の空間分布SO(r)は、各波長における光音響信号の振幅比に基づいて算出することができる。皮膚の深さ方向に上部、中間部及び下部とわけ、そのそれぞれについて、酸素飽和度に関する種々のパラメータを測定した。
<3> Calculation of Oxygen Saturation The spatial distribution of oxygen saturation SO 2 (r) can be calculated based on the ratio of oxygenated hemoglobin HbO2 to deoxygenated hemoglobin Hb, as shown in formula (2).
Here, r is position information, εHb is the molar absorption coefficient of deoxygenated hemoglobin, εΔHb is the difference between the molar absorption coefficients of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin, and μa(r) is the photoacoustic signal. λ 1 and λ 2 are laser wavelengths, the wavelength λ 1 is 575 nm, and the wavelength λ 2 is 586 nm. Assuming that the molar absorption coefficients of deoxyhemoglobin and oxyhemoglobin corresponding to the wavelengths λ 1 and λ 2 are known values, the spatial distribution of oxygen saturation SO 2 (r) can be calculated based on the amplitude ratio of the photoacoustic signal at each wavelength. The skin was divided into upper, middle, and lower parts in the depth direction, and various parameters related to oxygen saturation were measured for each part.

<4>肌画像に基づく特徴量推定モデルの作成
顔画像の取得にはVISIA(Canfield、USA)を用いた。そして取得した顔画像から、光音響法による測定領域を含む領域の画像(1200px×1200px)を抽出し、更にそこから測定領域である頬部分の拡大皮膚画像(640px×480px)を、30倍のビデオ顕微鏡を用いて取得した。
<4> Creation of a feature estimation model based on skin images A VISIA (Canfield, USA) was used to acquire face images. From the acquired face images, an image (1200px x 1200px) of an area including the measurement area by the photoacoustic method was extracted, and an enlarged skin image (640px x 480px) of the cheek part, which was the measurement area, was acquired using a 30x video microscope.

深層学習は、MATLAB(登録商標)2020a及び深層学習ツールボックスを用いて行った。まず20代~60代の日本人女性80名の被験者から、特徴量の測定値によって、上位20名の上位群及び下位20名の下位群を抽出した。そして上位群及び下位群の合計40名の被験者の顔画像から抽出された、特徴量の測定領域を含む領域の画像及び拡大皮膚画像を入力データとし、測定値の上位群であるか下位群であるかを判別するように、畳み込みニューラルネットワークモデルに学習させた。ここで特徴量としては、光音響法により得られる、血管構造の体積、酸素飽和度及びメラニンの管状パターン構造の体積を採用し、そのそれぞれについて、光音響法による測定領域を含む領域の画像及び拡大皮膚画像から、上位群、下位群を判別するニューラルネットワークモデルを作成した。
更に本発明者らは、伝達学習のための訓練済みモデルであるGoogLeNetを用いて、サンプルサイズが小さいことによる影響を軽減した。
更に、反復的なトレーニングによって、予測が精度(95%以上)にまで向上した。また学習に用いていない検証データを用いた検討においても75%程度の精度を示すことが検証された。メラニン構造と皮膚画像との関係について深層学習を行った結果を代表例として図1に示す。
Deep learning was performed using MATLAB (registered trademark) 2020a and a deep learning toolbox. First, a top group of 20 people and a bottom group of 20 people were extracted from 80 Japanese female subjects in their 20s to 60s based on the measured values of the features. Then, images of the area including the measurement area of the features and enlarged skin images extracted from the face images of a total of 40 subjects in the top and bottom groups were used as input data, and a convolutional neural network model was trained to determine whether the measured values were in the top or bottom group. Here, the volume of the vascular structure, oxygen saturation, and the volume of the tubular pattern structure of melanin obtained by the photoacoustic method were adopted as the feature values, and a neural network model was created to distinguish the top group and the bottom group from the image of the area including the measurement area by the photoacoustic method and the enlarged skin image for each of them.
Furthermore, we used GoogleNet, a pre-trained model for transfer learning, to mitigate the impact of small sample sizes.
Furthermore, through repeated training, the prediction accuracy improved (to over 95%). Also, a study using validation data that was not used for learning verified that the prediction accuracy was about 75%. Figure 1 shows a representative example of the results of deep learning on the relationship between melanin structure and skin images.

<5>肌画像と皮膚の内部構造に関する特徴量の関係解析
本発明者らは、深層学習においてどのような画像特徴が識別に影響するかを可視化するため、Grad-CAM法を用いて可視化を行った。
<5> Analysis of the Relationship between Skin Images and Features Related to the Internal Structure of the Skin In order to visualize what image features affect classification in deep learning, the inventors performed visualization using the Grad-CAM method.

血管構造と顔面及び皮膚の特徴との関係を図2(A)に示す。血管構造の平均厚さがより薄い被験者では、Grad-CAM画像に示されるヒートマップは均一に拡大する傾向があったが(図2(A)の上段画像)、血管構造の平均厚さがより厚い被験者では、局所的なヒートマップとなった(図2(A)の下段画像)。
Guided Grad-CAM画像で示されるように、血管構造の平均厚さがより厚い被験者において、雲様特徴の不均一な分布が観察された一方、微細な血管構造を有する被験者ではこのような特徴は観察されなかった。
更に、血管構造の平均厚さがより厚い例では、Guided Grad-CAM画像で示された領域と一致するカラーシェーディングとムラの存在が顔画像(入力画像)において感じられることが見出された。本研究で認められた血管構造の厚さは、皮膚のたるみとして知覚される顔面上の色むらにつながる可能性が示唆される。血管構造の平均厚さがより厚い被験者のGuided Grad-CAM画像中の矢印は、入力皮膚画像中のカラーシェーディング及び不均一性の存在と一致する雲様特徴の不均一な分布を示す。
The relationship between vascular structures and facial and skin features is shown in Figure 2(A). In subjects with thinner average vascular structures, the heat map shown in the Grad-CAM image tended to expand uniformly (upper image in Figure 2(A)), whereas in subjects with thicker average vascular structures, the heat map became localized (lower image in Figure 2(A)).
A heterogeneous distribution of cloud-like features was observed in subjects with a thicker average vascular structure as shown by Guided Grad-CAM images, whereas such features were not observed in subjects with fine vascular structure.
Furthermore, in cases where the average thickness of the vascular structures was greater, the presence of color shading and unevenness was found to be perceived in the facial image (input image) consistent with the areas shown in the Guided Grad-CAM image. It is suggested that the thickness of the vascular structures observed in this study may lead to uneven coloring on the face that is perceived as sagging skin. The arrows in the Guided Grad-CAM image of the subject with the greater average thickness of the vascular structures indicate an uneven distribution of cloud-like features consistent with the presence of color shading and unevenness in the input skin image.

次に、酸素飽和度と外観の関係を調べた(図2(B))。酸素飽和度の高い被験者のGrad-CAM画像に示されたヒートマップは、広く均一に広がる傾向があった(図2(B)の上段画像)。これに対し、酸素飽和度の低い被験者のGrad-CAM画像では、ヒートマップが分離する傾向があった(図2(B)の下段画像)。
更にGuided Grad-CAM画像に示されるように、酸素飽和度が低い被験者では雲の形で特徴の分布が不均一に広がるのに対し、酸素飽和度の高い被験者では均一に広がる。このことから、本研究で得られた酸素飽和度から、顔の比較的巨視的な色むらが導かれることが示唆された。Guided Grad-CAM画像中の矢印は、酸素飽和度が低い被験者において雲状に広がった特徴の不均一な分布を示し、これは入力画像のカラーシェーディング及び不均一性の存在と一致する。
Next, we investigated the relationship between oxygen saturation and appearance (Figure 2B). The heat maps shown in the Grad-CAM images of subjects with high oxygen saturation tended to be wide and uniform (top image in Figure 2B). In contrast, the heat maps of subjects with low oxygen saturation tended to be separated (bottom image in Figure 2B).
Furthermore, as shown in the Guided Grad-CAM images, the distribution of features is unevenly distributed in the shape of a cloud in subjects with low oxygen saturation, whereas it is uniformly distributed in subjects with high oxygen saturation. This suggests that the oxygen saturation obtained in this study leads to relatively macroscopic color unevenness in the face. The arrows in the Guided Grad-CAM images indicate the uneven distribution of features in the shape of a cloud in subjects with low oxygen saturation, which is consistent with the presence of color shading and non-uniformity in the input images.

また、メラニンの管状パターン構造と顔の皮膚画像との間の関係を調べた。本発明者らは、大量のメラニン構造を有する被験者のGuided Grad-CAM画像に示されるように、特徴が雲状に広く分布していることを見出した(図3の下段画像)。また入力画像の特徴がある領域では色むらが観察され、ここで見つかったメラニンの管状パターン構造が、スキンカメラで撮影された皮膚画像の色むらの視点(図中の矢印)として表現されていることが示唆される。このように本発明者らは、メラニンの管状パターン構造の存在が、皮膚上の不均一な色点の生成に関与する可能性を実証した。 We also investigated the relationship between the melanin tubular pattern structure and facial skin images. We found that the features were widely distributed in a cloud-like manner, as shown in the Guided Grad-CAM images of subjects with large amounts of melanin structures (lower image in Figure 3). In addition, color unevenness was observed in areas where the input image had features, suggesting that the melanin tubular pattern structure found here is expressed as the perspective of color unevenness in the skin image captured by the skin camera (arrow in the figure). In this way, we have demonstrated the possibility that the presence of the melanin tubular pattern structure is involved in the generation of uneven color spots on the skin.

<6>統計解析
上記で得られた種々のパラメータ、被験者の年齢について、JMPソフトウェアバージョン14.0(米国SAS Institute)を用いて解析した。各データ間の相関は、ピアソンの相関分析によって評価した。
<6> Statistical Analysis The various parameters and subject ages obtained above were analyzed using JMP software version 14.0 (SAS Institute, USA). Correlations between data were evaluated by Pearson's correlation analysis.

<7>血管構造の解析
図4(A)は、575nmの光音響信号から得られた画像と650nmの超音波信号から得られた画像をマージした画像である。このマージ画像から、光音響測定によると、皮下の上部から下部の深さで血管構造を識別することができることがわかった。
4A shows a merged image of an image obtained from a 575 nm photoacoustic signal and an image obtained from a 650 nm ultrasound signal. From this merged image, it was found that the photoacoustic measurement can identify the vascular structure from the upper to lower depths of the subcutaneous tissue.

図4(B)(C)は、575nmの光音響信号から650nmの光音響信号を引いた差分値に基づいて抽出した、血管構造を示す代表的な測定画像である。(B)が20代被験者の画像であり、(C)が60代被験者の画像である。
特に、上面図を見ると明らかなとおり、図4より、20代被験者に見られた微小な血管構造が存在する領域(図4(B)中、白い三角形で示した血管)が、60代被験者では見られない(図4(C)中白い矢印で示した部分)ことがわかる。
4B and 4C are representative measurement images showing vascular structures extracted based on the difference value obtained by subtracting the photoacoustic signal at 650 nm from the photoacoustic signal at 575 nm, where (B) is an image of a subject in his 20s and (C) is an image of a subject in his 60s.
In particular, as is clear from the top view, FIG. 4 shows that the area with the microvascular structure seen in the subject in his 20s (blood vessels indicated by white triangles in FIG. 4(B)) was not seen in the subject in his 60s (area indicated by white arrows in FIG. 4(C)).

図5は、前述の深層学習を用いて構築したネットワークにより、光音響測定により得られた血管構造を含むx-y平面の測定画像データと、これをネットワークに入力して得られた、血管構造の予測画像データの代表例である。測定画像データからデータキュレーターにより視覚的に抽出された血管構造の注釈画像データを併せて示す。(A)は、深層学習において訓練データとして用いられた測定画像データから得られた予測画像であり、(B)は、深層学習において訓練データとして用いられていない測定画像データから得られた予測画像である。
これより、学習データとして用いられていない測定画像データからも、解析者が作成した正解データと高い類似性をもって予測画像データを生成することができることが確認された。
5 shows a representative example of measured image data of an x-y plane including a vascular structure obtained by photoacoustic measurement using a network constructed using the above-mentioned deep learning, and predicted image data of the vascular structure obtained by inputting the measured image data into the network. Annotated image data of the vascular structure visually extracted by a data curator from the measured image data is also shown. (A) is a predicted image obtained from measured image data used as training data in deep learning, and (B) is a predicted image obtained from measured image data not used as training data in deep learning.
This confirmed that it is possible to generate predicted image data with a high similarity to the correct data created by the analyst even from measured image data that has not been used as learning data.

(C)は、予測画像データ(x-y平面)をz軸方向に結合することで生成した三次元データの代表例である。
この三次元データから抽出された各種パラメータ、被験者の年齢の相関解析の結果、いくつかのパラメータと年齢との間に相関関係が確認された。
(C) is a representative example of three-dimensional data generated by combining predicted image data (xy plane) in the z-axis direction.
As a result of correlation analysis between various parameters extracted from this three-dimensional data and the subjects' ages, correlations between some parameters and ages were confirmed.

図6に示される通り、皮膚の各層の何れにおいても、血管構造の平均厚さ(Average thickness)は、年齢とともに増加することが観察された。
また、年齢の増加とともに、上部における血管構造の体積が減少し、下部における血管構造の体積が増加することが観察された(データは図示しない)。
また、年齢の増加とともに分岐の数は、減少することが観察された(データは図示しない)。
すなわち、加齢に伴い、皮膚上部においては、微小血管が減少し、血管構造全体の体積としても減少するのに対し、皮膚下部においては、微小血管は減少するものの血管構造全体の体積は減少しないことがわかり、加齢に伴う血管構造の変化は、皮膚の層(上部、中間部及び下部)によって異なることが示唆された。
As shown in FIG. 6, the average thickness of the vascular structure in each layer of the skin was observed to increase with age.
It was also observed that with increasing age, the volume of the vasculature in the upper part decreased and the volume of the vasculature in the lower part increased (data not shown).
It was also observed that the number of branches decreased with increasing age (data not shown).
In other words, with age, the number of microvessels in the upper part of the skin decreases and the volume of the entire vascular structure also decreases, whereas in the lower part of the skin, the number of microvessels decreases but the volume of the entire vascular structure does not decrease, suggesting that the changes in the vascular structure with age differ depending on the layer of the skin (upper, middle, and lower).

以上より、微小血管の量を示す特徴量については、加齢状態の評価のための指標として用いることができることが明らかとなった。
そして、その特徴量としては、血管構造の平均厚さ、分岐の数を用いることができることが明らかとなった。
また、皮膚上部における血管構造の体積についても、加齢状態の評価のための指標として用いることができることが明らかとなった。
また、皮膚上部における血管構造の平均厚さ、分岐の数、血管構造の体積の任意の組み合わせを用いて、加齢状態の評価のための指標として用いることができることが明らかとなった。
From the above, it became clear that the feature value indicating the amount of microvessels can be used as an index for evaluating the state of aging.
It was also revealed that the average thickness of the vascular structure and the number of branches can be used as the feature quantities.
It was also revealed that the volume of the vascular structure in the upper part of the skin can be used as an index for evaluating the state of aging.
It was also revealed that any combination of the average thickness, number of branches, and volume of the vascular structure in the upper part of the skin can be used as an index for evaluating the aging state.

<8>酸素飽和度の解析
図7に、20代被験者及び60代被験者の光音響測定画像データを示す。光音響イメージングにより、酸素飽和度の空間分布が可視化できることが明らかとなった。
<8> Analysis of oxygen saturation level Photoacoustic measurement image data of subjects in their twenties and sixties are shown in Fig. 7. It was revealed that the spatial distribution of oxygen saturation level can be visualized by photoacoustic imaging.

図7中、(A)が20代被験者の血管における酸素飽和度の空間分布を示す測定画像データであり、(B)が60代被験者の血管における酸素飽和度の空間分布を示す測定画像データである。
図7において、(A)と(B)とを比較すると、60代被験者の測定領域における酸素飽和度は、20代被験者の測定領域における血管の酸素飽和度に比べて、全体的に低くなっていた。また、20代被験者の測定画像データにおいては、微細血管が高い酸素飽和度で存在する領域((A)中、三角形で示す)が観察されるが、60代被験者の測定画像データにおいては、当該領域が存在しなかった((B)中、矢印で示す)。
In FIG. 7, (A) is measured image data showing the spatial distribution of oxygen saturation in blood vessels of a subject in his twenties, and (B) is measured image data showing the spatial distribution of oxygen saturation in blood vessels of a subject in his sixties.
7, comparing (A) and (B), the oxygen saturation in the measurement area of the subject in his 60s was generally lower than the oxygen saturation of blood vessels in the measurement area of the subject in his 20s. In addition, in the measurement image data of the subject in his 20s, an area where microvessels exist with high oxygen saturation (indicated by a triangle in (A)) was observed, but in the measurement image data of the subject in his 60s, this area did not exist (indicated by an arrow in (B)).

統計解析に供するために、前述した方法により酸素飽和度を算出し、先に測定した血管構造に関する特徴量、および年齢との相関関係を解析した。 For statistical analysis, oxygen saturation was calculated using the method described above, and the correlation with the previously measured vascular structure features and age was analyzed.

図8に示す通り、加齢に伴い、皮膚の各層における酸素飽和度(Oxygen satulation)は減少する傾向があることが明らかになった。
すなわち、酸素飽和度は、肌の加齢状態の評価指標として使用できることが明らかになった。
As shown in FIG. 8, it has become clear that oxygen saturation in each layer of the skin tends to decrease with age.
In other words, it became clear that oxygen saturation can be used as an evaluation index for the aging state of the skin.

また、図9に示す通り、皮膚の上部と下部においては、血管の平均厚さと酸素飽和度の間に負の相関があることが明らかになった。 In addition, as shown in Figure 9, a negative correlation was found between the average blood vessel thickness and oxygen saturation in the upper and lower parts of the skin.

したがって、血管の平均厚さから酸素飽和度を推定したり、反対に酸素飽和度の測定によって、血管の平均厚さを推定したりすることができる。
またこの解析により、微小な血管構造が加齢に伴って消失することで、酸素飽和度の低下を誘発することが示唆された。また、この現象は、少なくとも皮膚の上部及び下部で起こることが分かった。
Therefore, it is possible to estimate the oxygen saturation level from the average blood vessel thickness, and conversely, it is possible to estimate the average blood vessel thickness by measuring the oxygen saturation level.
The analysis also suggests that age-related loss of microvasculature induces a decrease in oxygen saturation, and that this occurs at least in the upper and lower layers of the skin.

以上より、測定領域における酸素飽和度の分布を示す特徴量については、加齢状態の評価のための指標として用いることができることが明らかとなった。
そして、その特徴量としては、酸素飽和度、高酸素飽和度の微細血管領域の体積を用いることができることが明らかとなった。
特に、上部、及び下部における酸素飽和度は、加齢状態と関係のある血管の厚さの平均とも関係を有していることから、これらの層における酸素飽和度と血管構造に関する特徴量を組み合わせて評価に用いることで、より精度の高い評価ができることが示唆された。
From the above, it became clear that the feature quantity indicating the distribution of oxygen saturation in the measurement area can be used as an index for evaluating the aging state.
It was also revealed that the oxygen saturation and the volume of microvascular regions with high oxygen saturation can be used as the feature quantities.
In particular, because oxygen saturation in the upper and lower layers is also related to the average thickness of blood vessels, which is related to the aging state, it was suggested that a more accurate evaluation could be made by combining the oxygen saturation in these layers with features related to the vascular structure.

<9>メラニン構造の解析
図10に、波長650nmのパルス光を用いた光音響法により取得した測定画像データを示す。
<9> Analysis of Melanin Structure FIG. 10 shows measurement image data acquired by a photoacoustic method using pulsed light with a wavelength of 650 nm.

図10中、(A)が20代被験者のメラニン構造の分布を示す測定画像データであり、(B)が60代被験者のメラニン構造の分布を示す測定画像データである。
(A)に示す通り、20代被験者の肌においては、メラニン構造がそれほど豊富ではなかった。
これに対し、(B)に示す通り、60代被験者の肌においては、トロイダル空洞を伴う、チューブ状の紋理構造(矢印で示す)が観察された。
In FIG. 10, (A) is measured image data showing the distribution of melanin structures of a subject in his twenties, and (B) is measured image data showing the distribution of melanin structures of a subject in his sixties.
As shown in (A), melanin structures were less abundant in the skin of subjects in their twenties.
In contrast, as shown in (B), a tubular striated structure (indicated by an arrow) with a toroidal cavity was observed in the skin of a subject in his 60s.

図11は、前述の深層学習を用いて構築したネットワークにより、光音響測定により得られたメラニン構造を含むx-y平面の測定画像データと、これをネットワークに入力して得られた、メラニン構造の予測画像データの代表例である。測定画像データからデータキュレーターにより視覚的に抽出されたメラニン構造の注釈画像データを併せて示す。(A)は、深層学習において訓練データとして用いられた測定画像データから得られた予測画像データであり、(B)は、深層学習において訓練データとして用いられていない測定画像データから得られた予測画像データである。
これより、学習データとして用いられていない測定画像データからも、解析者が作成した正解データと高い類似性をもって予測画像データを生成することができることが確認された。
11 shows a representative example of measured image data of an x-y plane including a melanin structure obtained by photoacoustic measurement using a network constructed using the above-mentioned deep learning, and predicted image data of the melanin structure obtained by inputting the measured image data into the network. Annotated image data of the melanin structure visually extracted by a data curator from the measured image data is also shown. (A) is predicted image data obtained from measured image data used as training data in deep learning, and (B) is predicted image data obtained from measured image data not used as training data in deep learning.
This confirmed that it is possible to generate predicted image data with a high similarity to the correct data created by the analyst even from measured image data that has not been used as learning data.

(C)は、予測画像データ(x-y平面)をz軸方向に結合することで生成した三次元データの代表例である。
この三次元データから抽出された各種パラメータ、被験者の年齢の相関解析の結果、メラニンの管状パターン構造の体積と年齢との間に相関関係が確認された。
(C) is a representative example of three-dimensional data generated by combining predicted image data (xy plane) in the z-axis direction.
Correlation analysis of various parameters extracted from this three-dimensional data and the age of the subjects confirmed a correlation between the volume of the melanin tubular pattern structure and age.

図12に示すとおり、加齢に伴って、皮膚の表層部に存在するメラニンのチューブ状の紋理構造の体積(volume of melanin structure)が増大することが明らかになった。
従来、正常皮膚におけるメラニンの三次元分布は研究されていない。また、本研究で実証された10~数百μmのスケールのメラニン構造についても報告はない。
この新たに発見された特徴的なメラニン構造に関する特徴量は、加齢状態の評価に有用であることが明らかになった。
As shown in FIG. 12, it was revealed that the volume of the melanin structure in the tubular pattern of melanin present in the surface layer of the skin increases with aging.
The three-dimensional distribution of melanin in normal skin has not been studied before, and there have been no reports on the melanin structure on the scale of 10 to several hundred μm demonstrated in this study.
This newly discovered feature value related to the characteristic melanin structure has been shown to be useful for evaluating the state of aging.

以上より、表層におけるメラニンの体積、特にメラニンのチューブ状の紋理構造の体積を評価指標として、加齢状態を評価することができることが明らかとなった。 From the above, it became clear that the volume of melanin in the surface layer, in particular the volume of the tubular melanin pattern, can be used as an evaluation index to assess the state of aging.

また、前述した酸素飽和度と、メラニンの管状パターン構造の体積との相関関係を解析した。
図13に示す通り、酸素飽和度が減少するのに伴って、メラニンのチューブ状の紋理構造の体積が増加することが明らかになった。
したがって、メラニンのチューブ状の紋理構造の体積に基づいて、酸素飽和度の空間分布を推定できる。
また反対に、酸素飽和度に基づいて、メラニンのチューブ状の紋理構造の体積を推定できる。
We also analyzed the correlation between the above-mentioned oxygen saturation and the volume of the tubular pattern structure of melanin.
As shown in FIG. 13, it was found that the volume of melanin tubular striations increased with decreasing oxygen saturation.
Therefore, the spatial distribution of oxygen saturation can be estimated based on the volume of the melanin tubular structures.
Conversely, the volume of melanin tubular structures can be estimated based on oxygen saturation.

本発明は、美容に関する肌の評価方法に利用することができる。

The present invention can be used in a method for evaluating skin in relation to cosmetics.

Claims (16)

被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するステップを備え、
前記特徴量は、皮膚のメラニンのチューブ状の紋理構造に関する特徴量である、肌の評価方法。
a step of inputting a plurality of pairs of feature amounts obtained from data showing an internal structure of the skin of a subject and skin images obtained by photographing a biological surface of the same subject as learning data into a model that has learned a relationship between the feature amounts and the skin images, thereby outputting an estimate of the feature amounts;
A skin evaluation method, wherein the feature is a feature relating to a tubular pattern structure of melanin in the skin.
被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するステップを備え、
前記特徴量は、血管の平均厚さ、血管の分岐の数、皮膚上部における血管の体積及び血管の曲率から選ばれる、皮膚の血管構造に関する特徴量である、肌の評価方法。
a step of inputting a plurality of pairs of feature amounts obtained from data showing an internal structure of the skin of a subject and skin images obtained by photographing a biological surface of the same subject as learning data into a model that has learned a relationship between the feature amounts and the skin images, thereby outputting an estimate of the feature amounts;
A skin evaluation method, wherein the feature is a feature related to the vascular structure of the skin selected from an average thickness of blood vessels, a number of blood vessel branches, a volume of blood vessels in the upper part of the skin, and a curvature of blood vessels.
被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するステップを備え、
前記特徴量は、皮膚において高酸素飽和度の微細血管が存在する領域の量である、肌の評価方法。
a step of inputting a plurality of pairs of feature amounts obtained from data showing an internal structure of the skin of a subject and skin images obtained by photographing a biological surface of the same subject as learning data into a model that has learned a relationship between the feature amounts and the skin images, thereby outputting an estimate of the feature amounts;
A method for evaluating skin, wherein the feature amount is the amount of area in the skin where microvessels with high oxygen saturation are present.
前記特徴量は、メラニンのチューブ状の紋理構造の体積である、請求項1に記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to claim 1, wherein the feature is the volume of a tubular melanin pattern. 皮膚のメラニンのチューブ状の紋理構造の体積を示す前記特徴量の推定値に基づいて、皮膚の酸素飽和度を推定するステップを更に備える、請求項1又は請求項4に記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to claim 1 or claim 4, further comprising a step of estimating the oxygen saturation of the skin based on the estimated value of the feature quantity indicating the volume of the tubular pattern structure of melanin in the skin. 皮膚の血管の平均厚さを示す前記特徴量の推定値に基づいて、被験者の皮膚の酸素飽和度を推定するステップを更に備える、請求項2に記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to claim 2, further comprising a step of estimating the oxygen saturation of the subject's skin based on the estimated value of the feature quantity indicating the average thickness of the blood vessels in the skin. 前記内部構造を示すデータは、非侵襲的に得られたデータである、請求項1~6の何れかに記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to any one of claims 1 to 6, wherein the data indicating the internal structure is non-invasively obtained data. 前記モデルは、前記肌画像を入力データとし、前記特徴量を目的変数として与えて深層学習を行うことにより作成される畳み込みニューラルネットワークモデルである、請求項1~7の何れかに記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to any one of claims 1 to 7, wherein the model is a convolutional neural network model created by performing deep learning using the skin image as input data and the feature amount as a response variable. 入力された前記肌画像に基づいて、前記モデルの出力側から入力側に向かって分析することにより、入力された前記肌画像の領域ごとに、前記モデルによる推定結果への寄与を推定することを含む、請求項8に記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to claim 8, further comprising estimating the contribution of each region of the input skin image to the estimation result by the model by analyzing the input skin image from the output side to the input side of the model. 前記肌画像の領域ごとの前記推定結果への寄与を、前記肌画像に重ねて表示することを含む、請求項9に記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to claim 9, further comprising displaying the contribution of each region of the skin image to the estimation result by superimposing it on the skin image. 前記内部構造を示すデータは、光音響法により得られた測定データ又は該測定データに基づいて生成されたデータである、請求項1~9の何れかに記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to any one of claims 1 to 9, wherein the data indicating the internal structure is measurement data obtained by a photoacoustic method or data generated based on the measurement data. 前記モデルによって出力された前記推定値に基づいて、前記被験者の肌の加齢状態の指標を推定することを含む、請求項1~11の何れかに記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to any one of claims 1 to 11, further comprising estimating an index of the subject's skin aging state based on the estimated value output by the model. 前記加齢状態は、前記特徴量及び年齢の組を複数与えることによって作成された相関モデルに、前記推定値を入力して、推定年齢を算出することによって評価される、請求項12に記載の肌の評価方法。 The skin evaluation method according to claim 12, wherein the aging state is evaluated by inputting the estimated value into a correlation model created by providing multiple pairs of the feature amount and age, and calculating an estimated age. 肌の評価プログラムであって、
被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するようにコンピュータを機能させ、
前記特徴量は、皮膚のメラニンのチューブ状の紋理構造に関する特徴量である、肌の評価プログラム。
1. A skin assessment program, comprising:
a computer is caused to function so as to output an estimate of the feature amount by inputting the skin image into a model that has learned the relationship between the feature amount and the skin image, the model using a plurality of pairs of feature amounts obtained from data showing the internal structure of the skin of the subject and skin images obtained by photographing the biological surface of the same subject as learning data;
A skin evaluation program, wherein the feature is a feature relating to a tubular pattern structure of melanin in the skin.
肌の評価プログラムであって、
被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するようにコンピュータを機能させ、
前記特徴量は、血管の平均厚さ、血管の分岐の数、皮膚上部における血管の体積及び血管の曲率から選ばれる、皮膚の血管構造に関する特徴量である、肌の評価プログラム。
1. A skin assessment program, comprising:
a computer is caused to function so as to output an estimate of the feature amount by inputting the skin image into a model that has learned the relationship between the feature amount and the skin image, the model using a plurality of pairs of feature amounts obtained from data showing the internal structure of the skin of the subject and skin images obtained by photographing the biological surface of the same subject as learning data;
A skin evaluation program, wherein the feature is a feature related to the vascular structure of the skin selected from an average thickness of blood vessels, a number of blood vessel branches, a volume of blood vessels in the upper part of the skin, and a curvature of blood vessels.
肌の評価プログラムであって、
被験者の皮膚の内部構造を示すデータから得られる特徴量と、同一被験者の生体表面を撮影して得られる肌画像と、の複数の組を学習データとして、前記特徴量及び肌画像の関係を学習したモデルに、前記肌画像を入力することで、前記特徴量の推定値を出力するようにコンピュータを機能させ、
前記特徴量は、皮膚において高酸素飽和度の微細血管が存在する領域の量である、肌の評価プログラム。
1. A skin assessment program, comprising:
a computer is caused to function so as to output an estimate of the feature amount by inputting the skin image into a model that has learned the relationship between the feature amount and the skin image, the model using a plurality of pairs of feature amounts obtained from data showing the internal structure of the skin of the subject and skin images obtained by photographing the biological surface of the same subject as learning data;
A skin evaluation program, wherein the feature amount is the amount of area in the skin where microvessels with high oxygen saturation are present.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024085120A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 株式会社資生堂 Blood vessel estimation device, blood vessel estimation method, and program

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009245393A (en) 2008-03-31 2009-10-22 Shiseido Co Ltd Face imaging device and color measuring device
JP2011036704A (en) 2010-10-18 2011-02-24 Kao Corp Method and system for measuring oxygen saturation degree in skin
JP2014104132A (en) 2012-11-27 2014-06-09 Kao Corp Skin image analysis device and skin image analysis method
JP2016002120A (en) 2014-06-13 2016-01-12 花王株式会社 Method for estimating skin thickness
WO2019046003A1 (en) 2017-08-30 2019-03-07 Verily Life Sciences Llc Speckle contrast analysis using machine learning for visualizing flow
JP2019058641A (en) 2017-09-22 2019-04-18 富士フイルム株式会社 Skin inner structure estimation method, skin inner structure estimation program, and skin inner structure estimation device
WO2019077955A1 (en) 2017-10-16 2019-04-25 浜松ホトニクス株式会社 Spectral analysis apparatus and spectral analysis method
WO2019170716A1 (en) 2018-03-09 2019-09-12 Technische Universität München Sensor for tissue measurements
JP2020061088A (en) 2018-10-12 2020-04-16 一般財団法人日本自動車研究所 Collision injury prediction model creation method, collision injury prediction method, collision injury prediction system, and advanced automatic accident notification system
JP2020141811A (en) 2019-03-05 2020-09-10 花王株式会社 Skin image processing method
JP2020144498A (en) 2019-03-05 2020-09-10 株式会社日立製作所 Image diagnosis support device and image processing method
US20200294228A1 (en) 2019-03-13 2020-09-17 East Carolina University Non-Contact Multispectral Imaging for Blood Oxygen Level and Perfusion Measurement and Related Systems and Computer Program Products

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009245393A (en) 2008-03-31 2009-10-22 Shiseido Co Ltd Face imaging device and color measuring device
JP2011036704A (en) 2010-10-18 2011-02-24 Kao Corp Method and system for measuring oxygen saturation degree in skin
JP2014104132A (en) 2012-11-27 2014-06-09 Kao Corp Skin image analysis device and skin image analysis method
JP2016002120A (en) 2014-06-13 2016-01-12 花王株式会社 Method for estimating skin thickness
WO2019046003A1 (en) 2017-08-30 2019-03-07 Verily Life Sciences Llc Speckle contrast analysis using machine learning for visualizing flow
JP2019058641A (en) 2017-09-22 2019-04-18 富士フイルム株式会社 Skin inner structure estimation method, skin inner structure estimation program, and skin inner structure estimation device
WO2019077955A1 (en) 2017-10-16 2019-04-25 浜松ホトニクス株式会社 Spectral analysis apparatus and spectral analysis method
WO2019170716A1 (en) 2018-03-09 2019-09-12 Technische Universität München Sensor for tissue measurements
JP2020061088A (en) 2018-10-12 2020-04-16 一般財団法人日本自動車研究所 Collision injury prediction model creation method, collision injury prediction method, collision injury prediction system, and advanced automatic accident notification system
JP2020141811A (en) 2019-03-05 2020-09-10 花王株式会社 Skin image processing method
JP2020144498A (en) 2019-03-05 2020-09-10 株式会社日立製作所 Image diagnosis support device and image processing method
US20200294228A1 (en) 2019-03-13 2020-09-17 East Carolina University Non-Contact Multispectral Imaging for Blood Oxygen Level and Perfusion Measurement and Related Systems and Computer Program Products

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