血管画像自動抽出技術を用いて皮膚深部の血管と毛細血管の血流情報を同時に検出

皮膚には、直径数十～数百μmの血管と10μmにも満たない極めて微細な毛細血管による密なネットワークが形成されています。血管を流れる血液には熱、栄養、水分や酸素などを運び、不要となったものを回収する役割があり、花王は、皮膚を美しくすこやかに保つうえで、これら血管のさまざまな機能に注目し研究を進めています。
皮膚深部の太い血管と皮膚表層に存在する毛細血管では、その主な役割や血流の作用特性が違うことが知られており、この違いは肌状態とも密接に関わっていると考えられます。しかしながら、深さの異なる血流情報を取得するには複数の機器を組み合わせる必要があり、また血流は常に変動するため、これまで同一部位の情報を同時に取得することは困難でした。そこで今回は、これらの異なる血管の血流情報を、ひとつの画像から同時に検出することに取り組みました。

一般に、皮膚血管の役割は大きく2つあるとされます。ひとつは体温調節のための熱の運搬で、主に深部の太い血管の血流が関わります。もうひとつは、栄養・酸素の供給や二酸化炭素の除去など物質交換で、表層の毛細血管が主な役割を担っています。そこで今回、これらの画像解析技術を評価する目的で、作用特性の違う温熱と二酸化炭素(炭酸)を利用し、深さの異なる血管の血流変化を定量化し、比較しました。
日本人男女6名の上腕内側部の皮膚に順次、温熱、二酸化炭素（炭酸）を処理し^*4 、処理後の皮膚画像を取得。画像に上述の画像処理を施し、ヘモグロビン成分量と毛細血管の血流量を解析しました(図2)。
その結果、温熱を処理した場合には、ヘモグロビン成分量が増加し、撮影可能な範囲の皮膚全体の血流が増加していたものの、毛細血管にはほぼ変化が見られませんでした。一方、炭酸を処理した場合には、皮膚全体を示すヘモグロビン成分量が増加するとともに、毛細血管の血流量も増加していたことを確認しました（図3、4）。この結果は、温熱と炭酸で血管への作用特性が違うというこれまでの知見を支持するものです。

このことから、本画像解析は、異なる血管の血流情報をひとつの画像から同時に評価できる手法である可能性が示されました。

非侵襲で簡便な血管の画像解析手法を発展させることで、同一部位の毛細血管血流と深部血流情報を同時に取得できる可能性が示されました。これにより、異なる深さの皮膚血流と肌性状の関係性や、さまざまなアプローチによる血行促進作用をより幅広く調べることが可能となります。
今後は、加齢や環境による血流の変化、血流の状態がさまざまな肌状態に与える影響などについて、検討していく予定です。