客觀測量正常皮膚和紫外線照射后皮膚顏色的變化

[摘要]目的：比較兩種儀器Chromameter CM2500d 和Maxmeter MX18在客觀測量正常皮膚顏色及紫外線照射后皮膚顏色時的異同。方法：Chromameter CM2500d 的輸出結(jié)果為L*a*，Maxmeter MX18的輸出結(jié)果為M和E。其中L*和M反映皮膚黑素的變化，而a*和E則反映皮膚紅斑的變化。測量正常皮膚曝光和非曝光部位的皮膚顏色，比較兩種儀器的異同；分別以最小紅斑劑量（MED）、即時黑化量（IPD）和最小持續(xù)黑化量(MPPD)的紫外線照射皮膚及反復多次紫外線照射皮膚，比較兩種儀器在測量不同形式紫外線照射后皮膚顏色變化的異同。結(jié)果：在測量正常皮膚顏色時，兩種儀器的檢測指標具有很好的相關性；當紫外線照射后，反映色素變化的指標L*比M更易受皮膚紅斑的影響；在測量IPD和MPPD產(chǎn)生的色素以及色素變化規(guī)律時兩者具有很好的相關性；a*與E作為反映紅斑的指標，在測量MED誘導的紅斑時兩者有很好的相關性，但反復紫外線照射紅斑產(chǎn)生過強時，兩者的相關性卻明顯的下降。在記錄紅斑隨時間的變化過程中，兩者始終保持較好的相關性。結(jié)論:兩種儀器在不同情況下測量皮膚顏色時相關性不同，要根據(jù)具體情況分析檢測結(jié)果。

[關鍵詞]客觀測量；皮膚顏色；紫外線

[中圖分類號]R334.5[文獻標識碼]A [文章編號]1008-6455（2008）07-1038-03

Physical measurement and evaluation for the skin color of normal and UV-irradiated skin

--Comparing study of Chromameter CM 2500d and Maxmeter MX18

TIAN Yan，LIU Wei，XIN Xu-ya，ZHANG Ping

(Department of Dermatology，the General Hospital of Air Force，Beijing，100036，China)

Abstract:ObjectiveTo compare the correlation of two kinds of instrument-- Chromameter CM2500d and Maxmeter MX18-in skin color measurement of normal and UV irradiated skin. Methods The result of Chromameter CM2500d is showed as L*a* and Maxmeter MX18 is M and E value. L* and M represent the skin pigmentation， while a* and E represent erythema of skin. We compared the correlation of the two kinds of instrument in skin color measurement of unexposed and exposed sites. And also evaluate their correlation after UV irradiation. Four different UV irradiations were measured， that is， MED， IPD， MPPD and repeated UV irradiation as follows：Day1=1.0 MED， Day2=0.5 MED， Day3=0.5 MED. ResultsWhen measuring the normal skin color， two kinds of instrument showed good correlation. While measuring the skin color after UV irradiation， the L* was more easily affected by erythema than M value. When measuring pigmentation of IPD， MPPD and the pigmentation change course， their correlation are good. a* appeared to be equally effective in measuring the skin erythema response of MED as E. However， when the erythema response was too strong by repeated UV irradiation， the correlation of a* and E decreased. a* and E showed equally effective in measuring the erythema change course. Conclusion The findings of this research showed that the correlation of the two kinds of instrument are different in different measurement conditions. So the results should be evaluated according to different measurement conditons.

Key words:physical measurement; skin color; ultraviolet

皮膚顏色、紅斑和色素是皮膚科醫(yī)生在描述皮損及記錄皮損變化時常用的指標，但肉眼觀察帶有一定的主觀性，并且不宜進行準確的描述，因此需要一些客觀的指標進行定量。近幾年來皮膚科和激光美容科常用的測量膚色的儀器是CIE推薦的測量顏色的反射三色刺激比色計（如Chromameter CM2500d）。另外，比較常用的是針對測量紅斑和色素設計的窄波段反射分光光度計（如Mexameter MX18）[1-5]，但是哪種儀器能夠更準確地記錄皮膚顏色的變化，以幫助我們更好地來量化皮膚的紅斑和色素反應是我們需要解決的問題。在本次研究中，我們分別用兩種儀器測量了正常皮膚的顏色及紫外線照射后產(chǎn)生的紅斑和黑素的情況，以評價在不同測量條件下這兩種儀器的異同。

1對象和方法

1.1受試對象：選定100名受試者進行皮膚顏色、最小紅斑劑量（Minimal erythema dose，MED）、即時黑化量(Immediate pigmentation dose，IPD) 和最小持續(xù)黑化量(Minimal persistent pigmentation dose，MPPD)的皮膚顏色測定；另選定20名受試者進行多次紫外線照射后測量紅斑和色素的變化規(guī)律。入選條件：健康女性志愿者，年齡18～60歲，測量和照射區(qū)域無皮膚疾患。

1.2正常皮膚顏色的測量：選擇手背和臀部為曝光部位和非曝光部位。分別采用Chromameter CM2500d (Minolta Camera Co，Japan) 和 Mexameter MX18 (C-K Electronic，Germany)測量皮膚顏色，每個部位測量三次取平均值。Chromameter CM2500d是CIE推薦的測量顏色的儀器，其結(jié)果輸出以L*a*b*表示，其中L*代表從白到黑的亮度（0～100），a*代表紅綠平衡，b*代表黃藍平衡[1，3，5]；Mexameter MX18是針對皮膚的兩種主要色基黑素和血紅蛋白而設計的，其結(jié)果輸出以色素指數(shù)（M）和紅斑指數(shù)（E）表示[1-2，5]。

1.3紫外線照射后紅斑和黑素的測量

1.3.1紫外光源：GS-2004日光模擬器、濾光片（分別為國際標準WG320/UG11和WG335/UG11組合）均為北京奧華公司產(chǎn)品，濾光后輸出光譜范圍分別為290～400nm和320～400nm（圖1）。其中290～400nm的紫外線用于MED的測量及紫外線照射后紅斑和色素變化規(guī)律的研究，320～400nm的紫外線用于IPD和MPPD測定。儀器的光源輸出由SUN5數(shù)字式紫外輻射照度計（中國計量院）監(jiān)測。

1.3.2 MED測定方法：選受試者臀部(非曝光部位)進行測試，紫外線曝光后(24ｈ+2h)內(nèi)讀取皮膚出現(xiàn)紅斑的最小劑量作為 MED值，并按照1.2的方法測量皮膚顏色。

1.3.3 IPD和MPPD測定方法：選受試者臀部(非曝光部位)進行測試，紫外線曝光后立即讀取皮膚出現(xiàn)黑素的最小劑量作為IPD值，紫外線曝光后2～4h讀取皮膚出現(xiàn)黑素的最小劑量作為MPPD值，并按照1.2的方法測量皮膚顏色。

1.3.3 紅斑和黑素變化規(guī)律測定方法：選受試者臀部(非曝光部位)進行測試，按照1.3.2的方法先確定受試者的MED值，然后以紫外線反復照射三次，即第一天照射劑量為1MED，第二天0.5MED，第三天0.5MED。分別于照射前，第一次照射后的第3天、7天、9天、13天和20天測量膚色。

1.4統(tǒng)計學方法：以相關系數(shù)r表示兩種儀器不同檢測指標之間的相關程度。

2結(jié)果

2.1曝光部位和非曝光部位的正常膚色:以相關系數(shù)（r）表示L*與M值，a*與E值的相關性。曝光部位和非曝光部位的L*與M值，a*與E值都有很好的相關性（見表1），并且都有統(tǒng)計學意義（P<0.001）。

2.2 紫外線照射（MED）后的皮膚顏色:在測量MED時（見表2）a*與E高度正相關，相關系數(shù)由照射前的r=0.70升高至r=0.85，而L*與M的相關系數(shù)由照射前的r=-0.85降低至r=-0.71，差別有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。為觀察L*與M的相關系數(shù)的下降，是否是紅斑的產(chǎn)生影響了色素的測量，我們又分別計算了照射后L*與a*和E以及M與a*和E的相關系數(shù)。結(jié)果L*與a*和E的相關系數(shù)分別為r＝-0.62 （L*與a*）和r＝-0.68（L*與E）；而M與a*和E的相關系數(shù)僅為r＝0.08（M與a*）和r＝0.29（M與E），兩者比較有統(tǒng)計學差異（P<0.05）。

2.3紫外線照射（IPD和MPPD）后的皮膚顏色：在測量紫外線照射后引起的IPD和MPPD時，L*和M具有很好的相關性，相關系數(shù)分別為r＝-0.86和r＝-0.85（P<0.001）。

2.4多次紫外線照射后皮膚顏色的變化：在紫外線連續(xù)照射三次后，皮膚產(chǎn)生了明顯紅斑，此時L*與M的相關系數(shù)下降至-0.66，同樣考慮到此時L*與M相關系數(shù)的下降可能與產(chǎn)生的紅斑過強有關，我們也分別計算了L*與a*和E以及M與a*和E的相關系數(shù)，結(jié)果分別為L*與a*的相關系數(shù)為r＝-0.60和L*與E的相關系數(shù)為r＝-0.50，有中等程度相關，而M與a*和E的相關系數(shù)較小，分別為r＝0.29和r＝0.38，相關性較小。此后隨著紅斑的消退和炎癥后色素的形成，L*與M的相關系數(shù)逐漸增大。a*與E的相關系數(shù)在紫外線照射后皮膚產(chǎn)生明顯紅斑時，其相關系數(shù)也下降至0.47(P=0.03)。此后紅斑逐漸消退，a*與E的相關系數(shù)保持在0.74到0.81之間。

3討論

自1976年Blank和Marks組織召開了關于皮膚物理特性測量的第一次會議以來，來自不同領域的科學家們不定期進行切磋，并逐漸發(fā)展形成了皮膚生物工程學。這種對客觀數(shù)據(jù)的要求，排除主觀估計的偏差，以及推崇非侵入性的判斷刺激了此類儀器的研發(fā)[7]。這些儀器能夠可靠監(jiān)測皮膚功能參數(shù)，因而能夠有效地對皮膚病理生理機制進行評價、理解和定量研究，這其中就包括對于膚色的測量[1，5]。目前對于膚色測量使用最多的是Chromameter(Minolta Camera Co，Japan) 和 Mexameter (C-K Electronic，Germany)。其中Chromameter[1，3]是CIE推薦的用于測量顏色的儀器，其輸出結(jié)果以L*a*b*顏色空間系統(tǒng)表示，L*代表亮度，從白（0）到黑（100），而色調(diào)和色度由a*和b*表示。Mexameter[1-2]是針對皮膚的兩種主要色基黑素和血紅蛋白而設計的，其結(jié)果輸出以色素指數(shù)（M）和紅斑指數(shù)（E）表示。

在測量沒有紫外線照射的皮膚顏色時，L*與M顯示出了很好的相關性，兩者都可以反映皮膚顏色的黑或白。同樣a*與E也有很好的相關性，可以用來反映皮膚的色度，因此在測量正常皮膚顏色的時候Chromameter和 Mexameter MX18這兩種儀器的測量結(jié)果具有很好的相關性。但在紫外線照射后這兩種儀器檢測結(jié)果的相關性發(fā)生了變化，在測量MED紅斑時L*與M的相關性減低，而此時L*與a*和E表現(xiàn)出中等程度的相關，但M與 a*和E的相關性很小，說明L*比M更易受到紅斑的影響。這是因為L*值本身是反映皮膚亮度的指標，當紅斑過強時必然會影響皮膚的亮度，這時L*的變化不僅與皮膚的黑素有關同時也受到了紫外線照射后紅斑的影響，所以當紅斑過強時，M比L*更能代表皮膚黑素的變化。在反復多次紫外線照射后測量皮膚顏色時也證實了這一結(jié)果。反復紫外線照射，皮膚產(chǎn)生了明顯的紅斑，此時L*比M的相關系數(shù)明顯降低，進一步說明了當紅斑反應過強時，L*的測定結(jié)果不僅與黑素有關也受皮膚紅斑變化的影響。因此，通過本次試驗說明當紅斑過強時，Mexameter MX18測量的黑素值(M)更能反映黑素的變化；而此時Chromameter 的L*值因受到紅斑的影響不能很好地反映色素的變化。在測量UVA引起的IPD和MPPD時，L*與M有很好的相關性，進一步說明當沒有明顯紅斑存在的情況下，L*與M都可以作為反映皮膚黑素變化的指標。在記錄黑素的變化規(guī)律過程中，L*與M始終保持著很好的相關性。

a*與E作為反映紅斑的指標，在測量MED誘導的紅斑時兩者有很好的相關性，但當紅斑過強時（反復紫外線照射），兩者的相關性卻明顯下降，在這種情況下，哪一種指標更能反映紅斑的強度，有待于進一步深入研究。在記錄紅斑隨時間的變化過程中，兩者始終保持較好的相關性，且不受黑素變化的影響。

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[收稿日期]2008-05-13[修回日期]2008-07-03

編輯/李陽利