Extended Summary 本文は pp.1749-1755

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Development of an Image Colorimeter for Noncontact Skin Color Measurement and Application to the Dermatological Treatment

Makio Akimoto Member (r041694@kanto-gakuin.ac.jp) Yu Chen Student Member (m0642012@kanto-gakuin.ac.jp) Michio Miyazaki Member (miyazaki@kanto-gakuin.ac.jp) Toyonobu Yamashita Non-member (toyolucy5@ybb.ne.jp) Michio Miyakawa Member (m-miyakawa@bc.niigata-u.ac.jp) Mieko Hata Non-member (miehata-derma-0721@gray.plala.or.jp)

Keywords : skin color, quantification, video camera, chemical peeling, low power laser

Skin color is a clinical parameter of great importance to the

dermatology and cosmetic scientist. Since color is subjective sensory and neurophysiological perception by a person, the evaluation of color is highly observer dependent. The most studied and explored field is color assessment, which is achieved either by reflectance spectrophotometry of the optical spectrum of visible light reflected by the skin, or by reflectance tristimulus colorimetry. Skin generally is not a homogeneous surface structure, with hair, blood vessels, biemishes spots, hypo- and hyperpigmentation spots, and scars. These methods give quantitative information on the color but are limited to a small analysis surface. In order to avoid these constrains we studied the development of several applications; we used image analysis, which is commonly used in dermatology either to assist diagnosis of erythema and pigmented skin lesions or to evaluate the topography of human skin. This technique allows us to study skin areas of various sizes, to take measurements without any contact with the skin and to analyze the image pixel by pixel, providing quantitative information according to localization.

A new imaging colorimeter based on a charge coupled device (CCD) color camera with tristumulus color analysis, has been developed in order to overcome the drawbacks and ploblems of earlier colorimeters(1). Figure 1 shows the experimental system. Combining imaging and colorimetry method, the acquired image is calibrated and corrected, under several ambient light conditions, providing non contact reproducible color measurements, free of the errors and the limitations present in conventional colorimeters. This instrument combines tristimulus color analysis with full color visualization of the skin area measured. Quantitative colorimetric requires the transformation of the RGB components obtained by a video color camera into CIE-LAB colorimetric space. The expression of each coordinate of the L*a*b* space according to RGB was carried out by a statistical method of polynomial approximations. The technique has been used in hospital clinics for a wide variety of patients. In the field of the dermatology in recent years, new cure technology such as the laser cure, the chemical pea ring is introduced and the judgment of the cure effect becomes an important element. Medical lasers potentially

hazardous and should be operated by personnel familiar with the principles and practice of laser treatment. Advances low energy lasers have increased the safety and popularity of skin resurfacing adding to established treatments such as dermabrasion and chemical peels(2). The constant technological improvement of software and video color cameras makes image analysis a good technology for the quantitative assessment of properties and visual effects of diagnosis evaluations. These features highlight the potential of the imaging colorimeters as clinical and research tools for the standardization of clinical diagnosis and for the objective evaluation of treatment effectiveness.

References

(1) L. Yang, M. Egawa, M. Akimoto, and M. Miyakawa : An Imaging Colorimeter for Noncontact Skin Color Measurement, Optical Review, Vol.10, pp.554-561 (2003)

(2) M. Hata, S. Ishizaki, M. Akimoto, and E. Sasaki : Low power laser treatment for atopic dermatitis, Japan Laser Surgery and Medicine, Vol.24, pp.31-36 (2003) (in Japanese)

Real-time imaging processing board

Object

Camera controller

Computer

3CCDelement

CCD camera

Halogenlamp

Lens

Filter

Fig. 1. System utilized for the color analysis of the skin consisting of a video camera and personal computer

電学論 C，127 巻 10 号，2007 年 1749

画像による皮膚色測定装置の皮膚科治療への応用

正 員 秋本眞喜雄＊ 学生員 陳 愈＊

正 員 宮崎 道雄＊ 非会員 山下 豊信＊＊

正 員 宮川 道夫＊＊ 非会員 畑 三恵子＊＊＊

Development of an Image Colorimeter for Noncontact Skin Color Measurement and Application to the Dermatological Treatment

Makio Akimoto＊, Member, Yu Chen＊, Student Member, Michio Miyazaki＊, Member, Toyonobu Yamashita＊＊, Non-member, Michio Miyakawa＊＊, Member, Mieko Hata＊＊＊, Non-member

The skin is unique as an organ that is highly accessible to direct visual inspection with light. Visual

inspection of cutaneous morphology is the mainstay of clinical dermatology, but relies heavily on subjective assessment by the skilled dermatologists. We present an imaging colorimeter of non-contact skin color measuring system and some experimented results using such instrument. The system is comprised by a video camera, light source, a real-time image processing board, magneto optics disk and personal computer which controls the entire system. The CIE-L*a*b* uniform color space is used. This system is used for monitoring of some clinical diagnosis. The instrument is non-contact, easy to operate, and has a high precision unlike the conventional colorimeters. This instrument is useful for clinical diagnoses, monitoring and evaluating the effectiveness of treatment.

キーワード：皮膚色，定量化，ビデオカメラ，ケミカルピーリング，低出力レーザー Keywords：skin color, quantification, video camera, chemical peeling, low power laser

1. はじめに

近年のマルチメディアや CG あるいはインターネットな

どの画像技術の普及に伴って，医療診断に画像処理技術を

応用する研究が盛んになっている。医療診断では観測した

画像を解析し，その画像を構成する物質の特定や空間的な

分布などの情報が要求される。物質を特定する技術には古

くから分光光度計や分光放射輝度計などの分光技術が有用

な方法として利用されてきたが，最近では画像処理技術を

用いて撮影した画像から分光情報だけでなく形状や色情報

も計測対象となっている(1)。例えば皮膚病変部の画像からメ

ラニンやヘモグロビンなどの色素分布を推定して色素性皮

膚疾患や血管腫等の臨床診断が非侵襲性診断法(2)の一つと

して注目されている。視覚では皮膚表面の観察に限定され

るが，画像解析することにより臨床的に良性あるいは悪性

かの鑑別が可能である。また，皮膚表面の画像解析装置を

用いて皮膚画像から色素成分を抽出し，医療診断や化粧品

開発に応用する研究もある(3)～(5)。しかし，皮膚は疾病や加

齢によって皮膚の内部組成物に変化を生じ表面の形状や色

調が変化する。このため医療診断や治療効果の判定には皮

膚の色の測定は極めて重要な要素である。色は心理物理量

であるため，皮膚の色を色彩学的に表現する必要があり，

従来の皮膚画像解析装置は十分とはいえない。 本研究では画像を用いた皮膚色測定装置を開発し，皮膚

科治療への応用を目的とする。皮膚科外来診療時の短時間

の中で，治療効果の判定やインフォームドコンセントさら

には治療方法の判定など診断支援システムの構築が目標で

ある。なお外用塗布だけでは十分に治療効果が期待できな

い難治性皮膚疾患を研究対象とする。撮影画像から病変領

域を抽出し，均等色空間に基づいて特徴量の数値化を行い，

治療効果を評価する。

＊ 関東学院大学 〒236-8501 神奈川県横浜市金沢区六浦東 1-50-1 Kanto Gakuin University., 1-50-1 Mutsuurahigashi,,Kanazawa-ku, Yokohama 236-8501

＊＊ 新潟大学 〒950-2181 新潟県新潟市五十嵐 2 の町 8050 Niigata University. 8050 Ikarashi-2, Niigata 950-2181

＊＊＊ 高野医科クリニック 〒125-0062 東京都葛飾区青戸 6-4-23 Takano Medical Clinic, 6-4-23, Aoto, Katsushika-ku tokyo 125-0062

論 文

1750 IEEJ Trans. EIS, Vol. 127, No.10, 2007

2. 皮膚の色のなりたち

皮膚は表皮，真皮および皮下組織の 3 層からなる。図 1は皮膚の組織学的断面図である。表皮は皮膚の表面を被覆

する重層扁平上皮であり，主要な構成細胞は角化細胞であ

る。表皮の最外層の膜状構造が角質層であり，その厚さや

層数は部位により異なる。表皮の最も内側には皮膚の色に

関係するメラニン色素を作る細胞が存在する。表皮の下に

真皮が存在する。真皮は線維組織と弾性組織とで構成され

た厚い層で，そのほとんどはタンパク質のコラーゲンであ

り，皮膚に弾力性と強さを与えている。真皮内には血管や

分泌腺が存在する。皮下組織は真皮の下にある層で体を保

護する役割がある。脂肪細胞という生きた細胞の中に脂肪

が蓄えられており，加齢に伴って変化する。このように皮

膚は多層構造であるため，皮膚の多層構造に基づいてメラ

ニンとヘモグロビン要素をシミュレーションすることによ

り皮膚色を議論した論文もある(6)。しかし，光学的には皮膚

はメラニンや循環血量のヘモグロビンあるいは角質層の厚

さなどの皮膚性状に大きく影響する。さらに，真皮中に吸

収色素が無視できない量で存在すると真皮の散乱特性が皮

膚色に影響する。 皮膚色の測定方法には皮膚に存在する色素量のみを抽出

する方法と表色系で皮膚色を定量する方法とがある(7)～(10)。

前者は，色素の吸光度が波長によって異なる特性に着目し

て特定の波長で皮膚の反射率を測定し，皮膚に存在するメ

ラニンやヘモグロビンの量に相関した指数で表現するもの

である。これは吸光度と色素量は線形相関することが期待

できるからであり，この方法の最大の利点でもある。しか

し，この関係は濃度が低いときに成り立つもので，色素濃

度が高くなると線形関係から外れる。一方，後者の方法は

反射率の測定から色相，明度，彩度の三つの属性として皮

膚の色を表現する方法である。皮膚の色の測定には分光光

度計や色彩計も使用されるが，これら既存の機器を利用し

て皮膚色を測定するときのガイドライン(11)も提案されてい

るが，接触における色の変化などの考慮はされていない。

メラニン指数や紅斑指数は血流の影響を受けて炎症性のよ

うな色素濃度が高くなると測定に誤差を生じる。皮膚の色

はメラニンやヘモグロビンなどの色素成分だけではなく，

皮膚表面の状態や生理的な条件によっても変化するため，

本研究では色の三属性に対応した 3 次元座標で皮膚色を表

現する方法を採用した。この方法を用いると色の違いなど

が定量化できるので有利と考えた。

3. 装置の構成

皮膚色測定装置(12)(13)は図 2 のように光源，ビデオカメラ

および保存・管理のための記憶装置から構成されている。

これらのシステムはインターフェースを介してパーソナル

コンピュータによって制御されている。画像はハードディ

スクあるいは光磁気ディスクに保存・管理される。照明光

源はハロゲンランプ（25W）に色温度変換フィルターを装

着して白色光源とした。照明・受光の幾何学的な光学条件

は 45°/0°の測色条件を満足しており，測定面は一様に照明

される。測定ヘッドは外来光の影響を除くために，ランプ

とカメラは一体化してボックスに収めた。画像は解像度 768×494 画素の 3CCD カメラにより撮影した。画像の撮影視

野はレンズの交換により可変できる。測定範囲は撮影視野

内の中で必要とする部位をマウスで囲むことにより可能で

ある。施行者は撮影された画像を見ながら必要な部分の領

域をマウスで指示して定量する。 デジタルカメラの普及に伴って画像の圧縮・再生法を目

的とした各種の色空間変換方式が提案されている。これら

の空間の多くは色再現性や異なるメディア間での色彩画像

の変換技術に重点を置いた座標系であり，色彩感覚の均等

性は保証されていない。物体の色は明るさを含んだ 3 次元

の属性を持つため，3 次元のどの方向へも色の変化が感覚的

に均等な空間で表現される必要があり，また色差の感覚の

均等性も保証されなければ実用上不便である。色の感覚の

Epidermis

Dermis

Stratum corneum

Prickle cells with melanin

Basal layer

Blood vessels

Subcutis

図 1 皮膚の構造と機能

Fig. 1. Schematic model of the skin with plane parallel epidermal and dermal layers.

Real-time imaging processing board

Object

Camera controller

Computer

3CCDelement

CCD camera

Halogenlamp

Lens

Filter

図 2 画像による皮膚色測定装置 Fig. 2. System utilized for the color analysis of the skin consisting of a video camera and personal computer.

画像による皮膚色測定装置

電学論 C，127 巻 10 号，2007 年 1751

均等性を保証した色空間は CIE-L*a*b*のみである。

CIE-L*a*b*空間は 3 次元直交座標系による空間であり，三

刺激値 XYZ を使用して人間の視覚特性に寄与する非線形関

数が導入されたものである。また，2 組の数値データを使用

して 3 次元直交座標系の距離の差に対応する色差が定量的

に定義されている。したがって，CIE-L*a*b*均等色空間は

物体色の均等性に優れ，感覚的な色の違いも定量的に評価

できるため，皮膚色の評価に有効であると考えた。そこで，

カメラから出力された RGB 信号は CIE-L*a*b*均等色空 間(14)に変換して色彩表示した。第一軸が明度を，第二軸と

第三軸が赤-緑および黄-青の色合を表わす三次元的な色の

座標系であり次式で定義される。

明度指数：1/ 3

*

0116 16YL Y

= −

.......................... (１)

クロマチックネス指数：

1/ 3 1/ 3*

0 0500 X Ya X Y

= −

............................ (２)

1/ 3 1/ 3*

0 0200 Y Zb Y Z

= −

............................. (３)

色相角： ( )*1*tan bh a

° −= ..................................... (４)

ただし，X0,Y0,Z0は照明光源の三刺激値を，X,Y,Zのそれは

測定対象物の三刺激値である。明度指数（L*）は知覚色の明

るさの程度であり，その値が 0 に近づくほど暗くなり，数

値が大きくなると明るくなる。クロマチックネス指数（a*,b*）は赤-緑方向および黄-青方向の色相を表しており，a*が大き

いと赤，b*が大きいと黄色が強くなる。色相角(hº)は a*軸を

基準（0°）として，反時計方向の色相に対して移動した角

度で色を表現する。色素沈着度には明度指数（L*）を，紅斑

のそれは色相角（h°）を用いた。赤色・黄色の度合いを直接

に評価できるので，皮膚色を表現するのに適している。炎

症性皮膚病変は赤色方向へ強くなり，逆に皮疹が軽快し正

常皮膚色に近づくと黄色調が強い傾向になる。日本人の正

常皮膚色の色相角は 55°～75°の範囲に存在する(15)。測定領

域を確定するとこれらの表色値が画面上に瞬時に表示され

る。本装置は以下のような特徴がある。(ⅰ)従来の測定装置

は測定ヘッドを直接皮膚に接触して測定するが，本装置は

非接触による測定であるため，接触による皮膚色の変化を

問題にする必要がない。(ⅱ)従来の測定装置における測定面

積は測定プローブの大きさに限定されるため，例えば黒子

のような測定ヘッドより小さい領域の測定は困難である。

本測定装置は画素単位で測定できるため，小さな測定対象

部でも測定が可能である。り，測定領域の選択に自由度が

ある。(ⅲ)測定対象部位をマウスにより指示することにより

測定できるが，測定部位の指示の個数には制限がない。(ⅳ)測定部位は多数の画素の集合となっているので，測定部位

の画素内の分布状態がわかるため，色ムラ等の解析できる。

(ⅴ)測定倍率はレンズの交換により可能であるため，測定視

野の選択に自由度がある。

4. 対象と方法

画像による色の測定装置が皮膚色の定量に適しているか

を調べるために以下のことを検討した。(１)色の測定精度に

ついては，マンセル色票の中から 50 色を選択して分光測色

計による測定値と比較した。(２)実際の皮膚科臨床現場に利

用して治療効果の判定を試みた。外用塗布だけでは十分に

治療効果が発揮できない難治性疾患に対して，ケミカルピ

ーリングやレーザ治療などの新しい治療方法を選択し，そ

の治療効果に期待することが多い。ケミカルピーリング(16)

は皮膚に化学物質を塗布して表面を一定の深さで剥離し，

その後の治癒効果を利用して皮膚を再生する方法である。

本研究では，乳酸を用いたケミカルピーリングを実施し，

皮膚色測定装置を用いて治療効果を検討した。一方，レー

ザ治療には組織の蛋白質凝固を行い，病変部を破壊あるい

は瘢痕形成により治療を行う高反応レベルレーザと光エネ

ルギーを組織の蛋白凝固を引き起こさないレベルまで低く

抑えて，痛みや痒みの神経節ブロックにより治療を行う低

反応レベルレーザがある(17)。本研究は後者の低反応レベル

レーザを用いてアトピー性皮膚炎の治療効果を試みた。な

お，本研究の測定対象部位は顔面および首周辺部分である。

撮影視野はレンズの交換により変更できるが，本研究では

63×48mm である。この視野中に存在する測定対象部位をマ

ウスにより測定範囲を指示することにより数値化する。測

定面積の最小値は 1mm2 程度である。患者毎に測定部位や

面積は異なるが，測定視野内での指示の個数には制限がな

いため，視野内に存在する複数個の測定対象物が測定でき

ることになり，治療効果の判定には有効であると考える。 〈4･1〉 ケミカルピーリングの方法 治療の対象は尋

常性ざ瘡，肝斑・老人性色素斑，日光角化症などの色素沈

着を主訴として受診した症例を選択した。乳酸配合ピーリ

ング剤は，10 %，20 %，30 %濃度のものを用いた。初回は

10 %乳酸配合ジェルを 2 回塗布し，10～15 分間実施して終

了とした。2 回目以降は濃度を 20 %，30 %と上げて実施し

た。1 回のピーリングに要する時間は 15 分間程度である。

ピーリング中は疼痛緩和のために扇風機を使用した。中和

剤使用後，石鹸洗顔を行った後，日焼け止め含有クリーム

を塗布し，紫外線予防の指導を行った。これらの処置を原

則として 1 週間に 1～2 回の割合で合計 12 回実施した。各

症例について毎回のピーリング実施時に治療前後の皮膚色

を測定して皮膚の改善度を調べた。なお，計測結果の 2 群

間の有意差検定にはMan-WhitneyのU検定を用い，p<0.05を有意差ありとした。 〈4･2〉 レーザ治療の方法 治療の対象は成人アトピ

ー性皮膚炎患者 8 例（男性 4 例，女性 4 例，平均年齢 31.9歳）で，従来の治療方法では難治であった症例を選択した。

アトピー性皮膚炎(18)は角質層の異常に起因する皮膚の乾燥

とバリア機能異常と定義されており，非特異的な刺激反応

と特異的なアレルギー反応とが関与して生じるものであ

1752 IEEJ Trans. EIS, Vol. 127, No.10, 2007

り，痒みを伴う炎症を特徴とする疾患である。このため，

紅斑の抑制が診断や治療に要求され，皮膚色の評価を最も

必要とする症例でもある。治療に使用したレーザは低出力

レベルの半導体レーザ（Trinple D, (株)レザック社製）であ

り，基本的な仕様は表 1 の通りである。レーザの照射方法

は左右の星状神経節に各 7.5 分間，1 週間に 1～2 回の割合

で実施し，治療期間は 6～8 週間とした。星状神経節は第 7頸椎近傍に存在し，頭頸部および上肢の交感神経の中継点

となっており，痛みや痒みの発生やその維持に関与してい

ると考えられているため，星状神経節近傍の照射による交

感神経遮断効果を期待した。 照射方法は，ハンドピースを皮膚面に対して垂直に握持

し，移動させないように注意しながら照射した。レーザ照

射中は，患者，術者など関係者は全て防護用眼鏡を装着し

た。外用剤・内服薬の治療方法は変更しないことを原則と

した。皮疹の改善度は皮疹の症状により，皮疹なしまたは

乾燥皮膚(±)，紅斑+鱗屑(+)，表皮剥離，丘疹，浮腫(+ +)，苔癬化または膿痂疹(+ + +)の 4 段階に評価し，皮疹の範囲

との積で 0～300 にスコア化して軽症（50 以下），中等度（50～150），重症（150 以上）に分類した。瘙痒と不眠につい

ては 10 段階評価とした。成人アトピー性皮膚炎は顔，頸，

胸などの上半身に強い皮疹を示すが，本研究では顔および

首の皮疹範囲を対象とした。なお，アトピー性皮膚炎の皮

疹の重症度の分類，皮疹範囲の決定および評価基準などは

日本皮膚科学会より勧告されているアトピー性皮膚炎治療

のガイドライン(19)に従った。皮膚色の測定はレーザ施行前

後に測定対象部の同一部位を毎回測定した。なお，治療効

果を判定するために，血液検査も実施した。血液検査の項

目は好酸球数，好酸球塩基性蛋白（ECP），ヒト肥満細胞の

特異的分泌顆粒のトリプターゼなどである。

5. 実験結果および考察

(１) 測定精度 標準色票による測定結果を図 3 に示した。分光式色彩計

によって測定した値との色差として示したもので，高彩度

の色票でもおおむね色差（∆E*ab）が 5 以下の測定精度であ

った。皮膚のような表面が不整な場合には視覚での区別が

困難となるため，色の定量化は有用な方法であり，本装置

の精度で十分である。 (２) 皮膚科治療への適用 ケミカルピーリング治療において，尋常性ざ瘡は最も治

療効果が高く認められたものであり，乳酸によるケミカル

ピーリング実施全例で面皰，紅斑および色素沈着が減少し

た。皮膚色測定装置を用い，ピーリング治療前後で皮膚色

を比較した結果を図 4 に示した。皮膚の色素沈着度は明度

指数（L*）で表され，数値が低い症例ほど黒さが強いこと

を表し，ピーリング後は全例で数値が高くなり，その色素

沈着が抑制され予防効果の向上が認められた。老人性色素

斑や日光角化症などの症例も同様な結果が得られた。 レーザ治療における治療前後の臨床症状のスコアによる

改善度を表 2 に示した。治療期間後の平均スコアは全例で

減少し症状は軽快した。瘙痒のスコアは個人差が大きく臨

床症状とは比例しないが，皮膚色の判定結果は個人差がな

く定量性があり臨床症状と比例した。特に不眠については

治療効果が高く，6 例でスコアが 1.0 以下になった。アトピ

ー性皮膚炎の治療効果判定は，図 5 に示すように色相角（h°）

表 1 低出力レーザの特性 Table 1. Characteristic of the low reactive level laser.

図 3 標準色票との測定精度の比較

Fig. 3. Correlation between the image colorimeter and conventional corimetr for the Munsell’s color chips.

図 4 ピーリング前後の色素沈着度の変化（尋常性ざ瘡）

Fig. 4. Change in parameter of pigmentation before and after treatment.

画像による皮膚色測定装置

電学論 C，127 巻 10 号，2007 年 1753

で表現した。レーザ治療前は赤みが強く数値が低かったが，

治療後には赤みが減少して黄色調が強くなり健常人の色相

角に近づいている。 図 6 は治療前後の評価判定を示したもので，治療回数が

増す毎に本人の正常皮膚色の数値に近づいている。特にス

テロイド外用剤で難治な痒疹や苔癬化病変に対して治療効

果が認められた。これらの結果は全例でほぼ同様であった。

このことはレーザによる治療効果の有効性を示唆するもの

である。 血液検査において，好酸球塩基性蛋白の血中濃度はアト

ピー性皮膚炎の重症度の指標になると考えられている。数

例の重症例では皮疹の改善度と好酸球数とは一致しなかっ

たが，8 症例の平均値は治療前後で減少した。また，瘙痒が

低出力レーザ治療後に軽減することから，肥満細胞の脱顆

粒抑制作用も推定されるが，臨床症状とは相関しなかった。

このように血液検査は外来診療毎の治療効果を直接的に反

映していないが，皮膚色の判定結果は定量性があり，臨床

評価する場合の有用な情報になる。アトピー性皮膚炎のよ

うな炎症性皮膚病変についての治療では，皮膚科医は無意

識のうちに，その病変の赤みの強さに着目して治療が有効

かどうかを評価している。例えば赤みが消失し色素沈着が

残ったとしても，赤みを主体に考え，皮疹が軽快している

と判断する。色相角では，赤みが強いほど 0 度に近づき，

赤みが減少すると黄色人種では黄色調が強くなり，赤と黄

色の度合の評価が直接できるので，炎症性皮膚病変評価に

適していることがわかる。 治療効果を判定する場合，治療終了後に臨床写真を並べ

て比較すれば容易であるが，実際には 1 週間に 1～2 回の試

行ごとに前の皮疹を思い出し効果を判定しなければならな

い。熟練しているとは言え観察期間が長くなるほど最初の

臨床像との比較は困難であり，皮膚色測定装置で数値によ

り効果を確認することは客観的な判断を行える点で有効と

考えた。画像による皮膚色測定装置の最大の利点は測定部

位を実際にモニタ上で見られ，測定したい部位のみを選択

できることにある。測定ヘッドを測定部にあてる時の圧力

で測定部が貧血状態になって色が変わることが皮膚色測定

で常に問題になるが，本装置では画面で確認しながらでき

るため，常にほぼ一定の適正な圧力が得られていることに

なり便利である。施行者が異なっても常に一定な値が得ら

れることは，忙しい日常診療においてもピントの微妙な調

整や専門的技術を必要としないので誰でも簡便に利用でき

る。また，測定は理論的に最小 1 画素まで可能であり，黒

子のような小さな皮疹の計測もでき，逆にレンズの交換で

大きな皮疹の全体の色情報を知ることも工夫次第で可能で

ある。さらに，測定部位内の色情報が多数の画素の集合と

して得られるため，その分布を知ることができる。分光光

度計や色彩計ではこのような情報を得ることは不可能であ

る。臨床現場では皮疹の記録に写真やスライドが用いられ

ているが，撮影条件の一定化や迅速性あるいは保管・管理

の面で不便さがある。この点，画像による皮膚色測定装置

は標準化した照明条件の下で保存・管理できるため，皮疹

の状態が正確に記録できる利点がある。記憶容量 650 MBのディスクを用いた場合には 1 枚のディスクに約 250 枚の

画像が記録できるので，コスト的にも有利である。画像の

表 2 皮疹のスコアによる改善度 Table 2. Mean values of clinical parameters of before and after laser treatments.

図 5 低反応レーザ治療前後の紅斑の変化（尋常性ざ瘡）

Fig. 5. Change in parameter of erythema before and after treatment.

図 6 低反応レーザ治療前後の紅斑の変化（尋常性ざ瘡）

Fig. 6. Change in parameter of erythema before and after treatment.

1754 IEEJ Trans. EIS, Vol. 127, No.10, 2007

利用により治療経過を患者に説明する有力な情報源にもな

る。病変部の経時的変化の追跡や個人の疾患別あるいは治

療別に比較することも可能であり，臨床応用の可能性が示

唆された。

6. ま と め

本研究は画像による皮膚色測定装置を開発し，皮膚科治

療への応用について報告した。撮影画像から病変領域を抽

出し，均等色空間に基づいて特徴量を数値化して治療効果

を評価した。これらの指標により難治性皮膚疾患の治療効

果を客観的に表現できることが確認でき，皮膚科臨床への

応用の可能性が示された。実際の皮膚科治療において，乳

酸によるケミカルピーリングは尋常性ざ瘡や色素沈着など

の皮膚疾患に有効な治療効果を認めた。低出力レーザは交

感神経の抑制作用を利用して疼痛治療に用いられるが，痛

みだけでなく痒みにも有効であることが示唆された。低出

力レーザの作用機序についてはまだ不明な点も多いが，今

後の臨床治療に十分利用できる方法の一つであると考え

る。 （平成 19 年 1 月 25 日受付，平成 19 年 5 月 7 日再受付）

文 献

(１) J. Serup, G. B. E. Jemee, and G. L. Grove : “Handbook of NON-INVASIVE METHODS and the SKIN”, CRC Press, Baca Raton, FL (2006)

(２) S. Ikeda : “Dermatoscopic Findings of Pigmented Skin Lesions”, Jpn J Dermatol, Vol.109, pp.1417-1429 (1999) (in Japaness) 池田重雄：「色素性病変に対するデルマトスコピー」，日本皮膚科学

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「アトピー性皮膚炎治療ガイドライン」，日皮会誌 , 110, pp.1099-1104 (2000)

秋 本 眞喜雄 （正員） 1975 年関東学院大学卒業。1978 年

同大学大学院修士課程修了。1993 年博士（工

学）取得。関東学院大学工学総合研究所研究員。

生体の光学特性の測定，皮膚治療技術の研究開

発等に従事。2005 年 1 月～2006 年 12 月まで

医療福祉のための生体計測技術調査専門委員

会委員長。日本皮膚科学会などの会員。

陳 愈 （学生員） 1981 年中国（上海市）生まれ。 2003年華東理工大学（上海市）卒業。2006 年関東

学院大学大学院工学研究科博士前期課程に入

学。ファジィ推論を用いた皮膚病の診断評価の

研究に従事。

宮 崎 道 雄 （正員） 1971 年早稲田大学理工学部電気工学

科卒業。1977 年同大学大学院博士課程修了。

工学博士。1991 年関東学院大学工学部教授。

現在，同大学大学院工学研究科委員長。生体信

号処理およびインテリジェントシステム制御

の研究に従事。電子情報通信学会，システム制

御情報学会などの会員。

山 下 豊 信 （非会員） 1991 年東北大学大学院農学研究科

修士課程修了。同年（株）資生堂リサーチセン

ター入社。皮膚の生体計測の研究に従事。

画像による皮膚色測定装置

電学論 C，127 巻 10 号，2007 年 1755

宮 川 道 夫 （正員） 1977 年北海道大学大学院博士課程修

了（工博）。同年電子技術総合研究所入所。電

子計算機部，光技術部主任研究官を経て，1991年新潟大学工学部教授。1995 年から 2 年間ウ

ルム大学バイオメディカル中央研究所客員研

究員。マイクロ波 CT などの電磁生体工学の研

究に従事，日本生体医工学会，生活支援工学会

などの会員。

畑 三恵子 （非会員） 1978 年日本医科大学卒業。同年付

属病院皮膚科入局。1987 年医学博士取得。1992年日本医科大学皮膚科助教授。2000 年高野医

科クリニック院長。皮膚科専門医，皮膚アレル

ギーの研究に従事，日本皮膚科学会などの会

員。