采用3D皮膚檢測方法探索中國上海地區(qū)女性在衰老過程中魚尾紋的變化規(guī)律

姜銀鳳,張文娟,職蕾蕾,華偉光,於勤,馬來記,魯楠

.皮膚美容.

采用3D皮膚檢測方法探索中國上海地區(qū)女性在衰老過程中魚尾紋的變化規(guī)律

姜銀鳳,張文娟,職蕾蕾,華偉光,於勤,馬來記,魯楠

(上海家化聯(lián)合股份有限公司上海200082)

目的:皺紋的嚴(yán)重程度評價(jià)是化妝品功效研究和醫(yī)學(xué)美容研究的一個(gè)重要問題.本研究主要考察了一種3D皮膚檢測方法(Primos)在中國女性魚尾紋嚴(yán)重程度評估中的可用性,確定在該方法下評估的優(yōu)選參數(shù),探索中國上海地區(qū)女性衰老過程中魚尾紋的變化規(guī)律,為3D皮膚檢測方法在抗皺化妝品功效評估及臨床研究應(yīng)用中提供指導(dǎo).方法:對3D檢測方法進(jìn)行可用性分析,評估其在測量中各參數(shù)的重復(fù)性、靈敏性,得到可用參數(shù).運(yùn)用3D皮膚檢測方法對48名25～56歲受試者的魚尾紋部位進(jìn)行拍照,并進(jìn)行魚尾紋嚴(yán)重程度評分,分析可用參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度評分及年齡的相關(guān)性,最終優(yōu)選出與年齡相關(guān)性較高、靈敏度較高、重復(fù)性較好的參數(shù)用于魚尾紋嚴(yán)重程度的評估.運(yùn)用因子分析法對這些優(yōu)選參數(shù)進(jìn)行歸類,將變量中信息重疊部分進(jìn)行提取、降維成幾個(gè)綜合因子,以便進(jìn)一步的分析.結(jié)果:12個(gè)參數(shù):Sa、Sq、Sk、Sv、Svk、V2、Wd、maxWd、Ra、Wv、aWa、pWa具有較高的靈敏度(CV值大于25%)和較好的重復(fù)性(CV值小于10%),并且皆與年齡顯著相關(guān)(R>0.55,P<0.01).從魚尾紋的變化規(guī)律看,魚尾紋嚴(yán)重程度評分與年齡及各優(yōu)選參數(shù)顯著相關(guān),與年齡的相關(guān)系數(shù)為0.727(P<0.01),與各優(yōu)選參數(shù)的相關(guān)系數(shù)在0.509～0.769(P<0.01)之間.通過因子分析法可將這12個(gè)參數(shù)降維成兩個(gè)因子:皺紋深度因子和皺紋面積因子,這兩個(gè)因子也與年齡及魚尾紋嚴(yán)重程度評分顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)在0.364～0.601之間.結(jié)論:3D皮膚檢測方法能夠作為魚尾紋部位皺紋評估的一種客觀評估方法,其測得的參數(shù)中Sa、Sq、Sk、Sv、Svk、V2、Wd、maxWd、Ra、Wv、aWa、pWa更適合用做評估參數(shù),這些參數(shù)表征的魚尾紋特征因子經(jīng)分析得到兩個(gè)因子,分別表示皺紋的深度與面積.隨著年齡的增長,魚尾紋嚴(yán)重程度加重,優(yōu)選參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度呈顯著相關(guān),皺紋深度因子和皺紋面積因子也隨魚尾紋嚴(yán)重程度加重顯著增大.

皮膚;皺紋評估;魚尾紋;3D皮膚檢測;Primos

面部皺紋是皮膚老化的代表性特征,導(dǎo)致面部皺紋的因素很多,如:年齡性老化、日光照射、萬有引力、面部表情肌運(yùn)動(dòng)等.面部皺紋常發(fā)于外眥、眶下、前額、眉間、鼻唇溝等部位,其中外眥部位的魚尾紋是較早出現(xiàn)的皺紋[1].

皺紋的評價(jià)方法可分為皺紋嚴(yán)重程度評分法和儀器客觀量化評價(jià)法,皺紋嚴(yán)重程度評分法的優(yōu)點(diǎn)是簡便、直觀,但容易受測試人員的工作經(jīng)驗(yàn)、工作狀態(tài)等主觀因素影響.儀器客觀量化評價(jià)法是采用非侵入性的儀器進(jìn)行皺紋評估,依據(jù)其測量原理可分為機(jī)械性皮膚輪廓測量技術(shù)、光學(xué)皮膚輪廓測量技術(shù)、激光皮膚輪廓測量技術(shù)、干涉條紋光投影技術(shù)、共聚焦激光掃描顯微鏡技術(shù)和透視皮膚輪廓儀等[2].本文所用的3D皮膚檢測方法是基于數(shù)字顯微條紋投影的原理.測試時(shí)具有正弦曲線密度的條紋光被投影到皮膚表面,由于皮膚表面高度的凹凸不平,條紋光就會(huì)發(fā)生彎曲變形,在一個(gè)特定角度放置的CCD攝像機(jī)將同時(shí)記錄下這一變化,通過測試條紋光的位置變化和所有圖像點(diǎn)的灰度值,可以得到整個(gè)測試皮膚表面的數(shù)字三位圖像.自2000年問世以來,該儀器已在皮膚科、化妝品研究、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用.目前國外已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道了3D皮膚檢測方法(Primos)在皺紋評估中的應(yīng)用[3-5],但該方法在中國女性魚尾紋評估中的應(yīng)用尚無報(bào)道.此外,通過3D皮膚檢測方法(Primos)分析得到的參數(shù)有30多個(gè),在實(shí)際評估工作中如果將每個(gè)參數(shù)都進(jìn)行計(jì)算分析是很費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的,同時(shí)這些參數(shù)源于描述金屬表面的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),金屬表面與皮膚表面是有區(qū)別的,并不是所有參數(shù)都可直接用于皮膚皺紋的評估.因此,需進(jìn)行參數(shù)優(yōu)選,將那些與年齡相關(guān)性較高、靈敏度較高、重復(fù)性較好的參數(shù)確定為優(yōu)選評估參數(shù),為該方法在皺紋評估中的使用提供指導(dǎo).

表1　受試者基本信息

1　對象和方法

1.1研究對象

選擇48名中國女性,年齡25～56歲,平均年齡為(40.0±10.1)歲,根據(jù)年齡段分為4組,依次為25～34歲、35～44歲、45～54歲、55歲以上,各組受試者人數(shù)依次為14名、13名、13名、8名,見表1.

1.2評估方法

1.2.13D皮膚檢測法

3D皮膚檢測法所采用的儀器為Primos,所有參數(shù)都由該儀器自帶的軟件Primos 5.7E分析得到.用該方法測量得到的評估參數(shù)共有30多個(gè),包括Sa、Sq、Smax、Sz、St、Stm、Sp、Spm、Sv、Svm、Ssk、Sku、Sda、Sdq、Sla、Slq、Sdr、Sk、Spk、Svk、V1、V2、Wd、maxWd、IWd、Wc、Wl、Wv、aWa、pWa、Ws、Ra、Ry、Rz.

1.2.2魚尾紋嚴(yán)重程度評分法

魚尾紋嚴(yán)重程度評分所用的圖片為Primos儀器拍得的左眼角JPG格式圖片.根據(jù)肉眼觀察到的皺紋嚴(yán)重程度進(jìn)行分級[6].魚尾紋嚴(yán)重程度評分共分為5級,其中1級代表基本無皺紋;2級代表有極細(xì)的紋路;3級代表局部出現(xiàn)細(xì)紋;4級代表整體出現(xiàn)中等程度的皺紋;5級代表整體出現(xiàn)嚴(yán)重的皺紋.

1.3分析方法和標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1重復(fù)性分析

選取年齡為35歲以上受試者1名,利用Primos儀器通過復(fù)位法對其眼角部位重復(fù)拍攝5次,并對5次的圖片進(jìn)行分析,計(jì)算各參數(shù)的CV值,以CV值代表重復(fù)性,CV值越低,重復(fù)性越好,優(yōu)選CV值低于10%的參數(shù).

1.3.2靈敏度分析

計(jì)算全年齡段各參數(shù)的均值及標(biāo)準(zhǔn)差,由此計(jì)算CV值(CV=標(biāo)準(zhǔn)差/均值),將CV值定義為各參數(shù)的靈敏度[7],參數(shù)的CV值越大說明該參數(shù)在全年齡段的離散度越大,參數(shù)的靈敏度就越高.優(yōu)選CV的絕對值≥25%的參數(shù)進(jìn)行后續(xù)分析.

表2　3D檢測方法(Primos)各參數(shù)與年齡相關(guān)性、靈敏度及重復(fù)性

1.3.3相關(guān)性分析

評估參數(shù)與年齡的相關(guān)性,評估參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度評分的相關(guān)性,年齡與魚尾紋嚴(yán)重程度評分的相關(guān)性都通過Spearman統(tǒng)計(jì)方法分析得到.在參數(shù)優(yōu)選過程中優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)為:各優(yōu)選參數(shù)與年齡相關(guān)性R>0.55,P<0.01.

1.3.4參數(shù)歸類

對優(yōu)選出來的參數(shù)通過因子分析法進(jìn)行降維,形成較少的幾個(gè)因子.降維的標(biāo)準(zhǔn)為特征值>1.采用最大方差法對因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn),確定各公因子與優(yōu)選參數(shù)之間的關(guān)系.

2　結(jié)果

2.13D皮膚檢測方法參數(shù)優(yōu)選

3D檢測方法(Primos)各參數(shù)與年齡相關(guān)性分析、靈敏度及重復(fù)性分析結(jié)果(見表2).根據(jù)前述篩選標(biāo)準(zhǔn),共篩選出12個(gè)參數(shù)作為優(yōu)選參數(shù),依次為Sa、Sq、Sv、Sk、Svk、V2、Wd、MaxWd、Ra、Wv、aWa、pWa,這些優(yōu)選參數(shù)與年齡相關(guān)系數(shù)R值為0.552～ 0.655;靈敏度分析CV值為28.1%～56.6%;重復(fù)性分析CV值為1.4%～6.8%.

2.2魚尾紋變化規(guī)律分析

對魚尾紋嚴(yán)重程度評分與受試者年齡進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)魚尾紋嚴(yán)重程度評分與受試者年齡之間呈顯著正相關(guān),其相關(guān)系數(shù)為0.727,說明隨著年齡的增大,魚尾紋嚴(yán)重程度加重.

表3　3D皮膚檢測方法(Primos)優(yōu)選參數(shù)與主觀評判相關(guān)性分析-1

表4　3D皮膚檢測方法(Primos)優(yōu)選參數(shù)與主觀評判相關(guān)性分析-2

表5　因子分析:特征值和累積貢獻(xiàn)率

各優(yōu)選參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度評分的對應(yīng)關(guān)系見表3～4,優(yōu)選的各參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度評分均有相關(guān)性,且相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.509～0.769.除Sv之外的其他優(yōu)選參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度評分呈正相關(guān),參數(shù)值隨魚尾紋嚴(yán)重程度評分的增大而增加;Sv參數(shù)與魚尾紋嚴(yán)重程度評分負(fù)相關(guān),參數(shù)值隨魚尾紋嚴(yán)重程度評分的增大而減小.

2.3參數(shù)歸類

優(yōu)選出的12個(gè)參數(shù)通過相關(guān)分析矩陣結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)間存在較強(qiáng)的相關(guān)性,因此采用因子分析法對這些參數(shù)進(jìn)行降維分析.因子分析得到的特征值和累積方差貢獻(xiàn)率(見表5),根據(jù)特征值大于1的原則保留前兩個(gè)因子,兩個(gè)因子的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到95.403%.

采用最大方差法對因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣見表6(表中略去了低于0.5的系數(shù)).從表上可看出第一因子在Sa、Sq、Wd、maxWd、Ra、Sk、Sv、Svk、V2、Wv上有較大的載荷,根據(jù)參數(shù)含義,這些參數(shù)與皺紋深淺相關(guān),將第一因子定義為皺紋深度因子;第二因子在aWa、pWa、Wv上有較大的載荷,這些參數(shù)與皺紋面積相關(guān),將第二因子定義為皺紋面積因子.

根據(jù)因子分析法提取的皺紋深度因子和皺紋面積因子也與年齡、主觀評判呈現(xiàn)顯著相關(guān)性(見表7).

表6　因子分析:旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

表7　提取因子與年齡及主觀評判的相關(guān)性

3　討論

皺紋是皮膚老化的主要指標(biāo)之一,皺紋評估對于評價(jià)抗衰老護(hù)膚品的抗皺功效、美容外科的療效評價(jià)都具有重要意義.從本研究結(jié)果來看3D皮膚檢測方法(Primos)能夠測量出隨年齡變化而發(fā)生的肉眼可見的魚尾紋差異,這與文獻(xiàn)報(bào)道一致[3],該方法可用于衰老過程中皺紋的評估.在該方法得到的30多個(gè)參數(shù)中,優(yōu)選出12個(gè)參數(shù)用于皺紋評估,其中Sa、Sq、Sk、Wd、maxWd、Ra、Sv、Svk、V2用于表征皺紋深淺,aWa、pWa用于表征皺紋面積,Wv則是表征皺紋嚴(yán)重程度的綜合參數(shù).

評估皺紋的方法除了Primos方法還有視覺評分法和硅膠覆膜法等,相對于視覺評分法Primos方法更為客觀,與傳統(tǒng)的硅膠覆膜法相比Primos方法操作便利性更好,因?yàn)槠洳僮鞑襟E相對簡單、直接,硅膠覆膜法有一個(gè)先覆膜后測量的過程,對于覆膜的質(zhì)量有很高的要求,如覆膜過程中形成氣泡以及硅膠特性的不同都可能影響皺紋評估結(jié)果[6].

運(yùn)用Primos方法研究魚尾紋隨衰老的變化規(guī)律發(fā)現(xiàn),隨著年齡增加魚尾紋嚴(yán)重程度加重.除Sv以外的魚尾紋深度參數(shù)隨魚尾紋嚴(yán)重程度評分的增加而逐漸增大,Sv值隨魚尾紋嚴(yán)重程度評分的增大而減小,這是因?yàn)镾v代表輪廓線以下波谷的深度值,是以負(fù)數(shù)來表示的,皺紋深度越深其值越小,所以其相關(guān)系數(shù)為一負(fù)值.

優(yōu)選的各參數(shù)隨魚尾紋嚴(yán)重程度評分增加而變化的趨勢基本一致,但在不同等級上增加的幅度不完全相同.Sa、Sq、Sk、Wd、Ra僅在4～5級間參數(shù)值有較大幅度的變化;Svk、V2參數(shù)在2～3級,4～5級間數(shù)值都有較大幅度的變化.這些說明魚尾紋發(fā)生本質(zhì)的改變始于2級,在皺紋輪廓線以下的參數(shù)中體現(xiàn);發(fā)展到4級后隨著皺紋深度的加深又發(fā)生一次較大的變化,在皺紋平均深度和皺紋輪廓線以下的參數(shù)中均有體現(xiàn).

與前述參數(shù)不同的是表征皺紋面積的aWa、pWa參數(shù)在4級時(shí)達(dá)到最大值,在4～5級間沒有顯著增加,這說明當(dāng)魚尾紋發(fā)展到4級時(shí)在皺紋面積上已經(jīng)達(dá)到了最大,皺紋由4級發(fā)展到5級主要涉及皺紋深度的變深.

表征皺紋深淺的參數(shù)可分為皺紋平均深度參數(shù)如Sa、Sq等和皺紋最大深度參數(shù)如Smax、Sz等,從與年齡相關(guān)性來講皺紋平均深度參數(shù)與年齡的相關(guān)性高于皺紋最大深度參數(shù)(見表3),從重復(fù)性來講皺紋平均深度參數(shù)的重復(fù)性優(yōu)于皺紋最大深度參數(shù)(見表3).主要是因?yàn)榘櫦y最大深度參數(shù)除了受皺紋本身深度影響之外還受實(shí)驗(yàn)操作因素影響(如:拍攝位置的微小偏移),而皺紋平均深度的計(jì)算取的是一定面積范圍內(nèi)高度差的均值,因此,其值更穩(wěn)定,受實(shí)驗(yàn)操作的因素影響更小,更適合作為優(yōu)選參數(shù).

根據(jù)粗糙度輪廓線可將皺紋分為輪廓線以上的部分(皺紋的突起部位)和輪廓線以下的部分(皺紋的凹陷部位),表征輪廓線以上部分的參數(shù)包括Sp、Spm、Spk、V1,表征粗糙度輪廓線以下的參數(shù)包括Sv、Svm、Svk、V2.Sp、Spm、Spk、V1與年齡的相關(guān)性分析中相關(guān)系數(shù)分別為0.19、0.19、0.379、0.373,而表征皺紋凹陷部位的四個(gè)參數(shù)與年齡的相關(guān)性都大于0.55,皺紋的凹陷部位各參數(shù)與年齡相關(guān)性都大于皺紋突起部位各參數(shù),這可能是因?yàn)榘櫦y突起部分在皮膚表面,皮膚特征中除了皺紋的深淺還有其他因素如色斑等因素也可能會(huì)影響皺紋突起部位的檢測結(jié)果,因此各參數(shù)與年齡的相關(guān)性不高;而皺紋凹陷部位主要受皺紋深淺影響,因此表征輪廓線以下的參數(shù)Sv、Svm、Svk、V2更適合用于皺紋評估.

從各參數(shù)靈敏度來講,表征皺紋體積的參數(shù)Wv靈敏度最高,其在全年齡段的CV值達(dá)到56.6%,這是因?yàn)榘櫦y體積參數(shù)受多個(gè)因素影響,如:皺紋多少、皺紋深度、皺紋寬度,任何一個(gè)因素的改變都會(huì)導(dǎo)致Wv發(fā)生變化,而其他參數(shù)主要受其中某一個(gè)因素的影響,因此,Wv參數(shù)的靈敏度最高.

皺紋深度因子與主觀評分的相關(guān)系數(shù)為0.601,而皺紋面積因子與主觀評分的相關(guān)系數(shù)僅為0.364.這兩個(gè)因子與年齡的相關(guān)性之間沒有這么明顯的差異(見表8).說明視覺所見的魚尾紋嚴(yán)重程度更容易受皺紋深度影響,由此在抗皺化妝品的功效評估過程中選用皺紋深度參數(shù)更接近消費(fèi)者的主觀認(rèn)識.

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編輯/李陽利

Applying a 3D skin measuring method to explore variation of Crow's feet during aging process in Chinese females live in Shanghai

JIANG Yin-feng,ZHANG Wen-juan,ZHI Lei-lei,HUA Wei-guang,YU Qin,MA Lai-ji,LU Nan
(Shanghai Jahwa Co.Ltd,Shanghai 200082,China)

ObjectiveThe assessment of wrinkle severity was important for cosmetics efficacy evalu?ation and medical cosmetology research.Aim of the present study was to investigate the applicability of 3D skin measuring device Primos in wrinkle evaluation at Crow's feet in Chinese females live in Shanghai,determine the preferred parameters.Analyzing the variation of wrinkle.Providing practical ap?plication guidance for both cosmetic efficacy evaluation and clinical research.Methods 48 healthy Chinese women were recruited for this study.Wrinkle severity at Crow's feet was evaluated using 3D skin measuring device Primos and visual scoring.Gathering the parametersand selecting parameters based on correlations with age,sensitivity and repeatability.The relationships between preferred pa?rameters and wrinkle scores were explored.The preferred parameters were classified by factor analy?sis.Extracting the overlapping information,reducing the dimensionality.Results Twelve parameters(Sa、Sq、Sk、Sv、Svk、V2、Wd、maxWd、Ra、Wv、aWa、pWa)which had higher sensitivity、better reproduc?ibility and correlate significantly with age were selected as preferred parameters.The correlation coeffi?cient of wrinkle severity scores in comparison to subject's age was 0.727.The correlation coefficients betweenwrinkle severity scores and preferred parameters were between 0.509 and 0.769.The pre?ferred parameters could be classified into twocategories,one represented wrinkle depth,the other represented wrinkle area.These two factors were obviously correlated with age and wrinkle severity scores,the correlation coefficients were between 0.364 and 0.601.Conclusion 3D skin measuring device Primos provided an objective method for wrinkle evaluation at Crow's feet in Chinese female. There were 12 preferred parameters that could be represented wrinkle depth and area respectively. The wrinkle severity was increased with age.The preferred parameters were obvious correlated with wrinkle severity.Wrinkle depth and wrinkle area factors were increased with wrinkle severity.

skin;wrinkle;crow's feet;3D skin measurement;Primos

R335

A

1008-6455(2015)07-0044-06

2015-02-11

2015-04-10