高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统用于化妆品祛斑美白功效评价

江文才 徐雅菲 杨静文 王建玟 谈益妹

摘 要 目的：利用高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统提取皮肤颜色，评估该系统在祛斑美白产品功效性评价应用中的可行性。方法：本研究招募22例受试者，分别于祛斑美白化妆品使用前、使用后4周、8周應用Chromameter CR400和高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统测量试验区和对照区的皮肤颜色参数。结果：高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统测量的皮肤颜色值与Chromameter CR400测量结果一致；两种方法测量的L*值、b*值和ITA°值具有较高的相关性。结论：高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统非接触式皮肤颜色检测方法在身体用祛斑美白产品拍摄定位和功效评价中具有重要的价值和意义。

关键词 HeadScan标化人体图像系统 L*a*b*色度系统 祛斑美白 功效评价

中图分类号：TQ658.59 文献标志码：B 文章编号：1006-1533（2023）11-0021-04

引用本文 江文才， 徐雅菲， 杨静文， 等. 高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统用于化妆品祛斑美白功效评价[J]. 上海医药， 2023， 44（11）： 21-24； 47.

基金项目：上海市科学技术委员会皮肤健康相关产品人体评测专业技术服务平台项目（21DZ2294500）

High-definition digital camera combined with HeadScan V04 standard photography platform for evaluating the efficacy of the whitening cosmetics

JIANG Wencai， XU Yafei， YANG Jingwen， WANG Jianmin， TAN Yimei

（Department of Skin and Cosmetic Research， Shanghai Skin Disease Hospital， Shanghai 200443， China）

ABSTRACT Objective： To extract skin color using high-definition digital camera combined with HeadScan V04 standard photography platform and study their feasibility in the evaluation of the effect of whitening cosmetics. Methods： Twenty-two volunteers were recruited in the study and the skin color parameters on the test and control area were measured by Chromameter CR400 and high-definition digital camera combined with HeadScan V04 standard photography platform before the application of whitening cosmetics and 4， 8 weeks after. Results： The measurement results by high-definition digital camera combined with HeadScan V04 standard photography platform were nearly consistent with those by the Chromameter CR400， and there is a strong correlation in L*， b* and ITA° between two methods. Conclusion： The high-definition digital camera combined with HeadScan V04 standard photography platform has good prospects in the efficacy evaluation of whitening cosmetics.

KEY WORDS HeadScan standard photography platform； L*a*b* color system； whitening cosmetics； efficacy evaluation

近年来随着经济的快速发展和人们对健康美丽要求的不断提升，特别是东方女性历来崇尚“肤如雪，凝如脂”之美，使得祛斑美白化妆品的销售与日俱增，并已成为主要的护肤产品之一。测量皮肤色度的变化是目前最常用的客观评价祛斑美白类化妆品功效的技术手段之一。其中国际照明委员会（CIE）推荐的Chromameter CR400皮肤色度仪，采用L*a*b*色度系统反映皮肤颜色空间的多维变化，是目前应用最为广泛的祛斑美白类化妆品功效评价测量仪器[1-3]。但近年来，利用高清数码相机图像测量肤色的相关研究也逐步发展起来[4]，数码相机拍摄的照片结合专用的分析软件还能分析皮肤纹理和透明度等信息[5]，能更全面反映皮肤色度，但数码相机在拍照过程中存在前后对位一致性差的缺陷，影响分析结果的准确性和可靠性。HeadScan V04标化人体图像系统作为一种拍照辅助装置，能够对头面部和四肢躯体进行全方位定位，并配备有标准光源，最大程度上保证了每次拍摄照片角度和光线的一致性，提高了分析结果的准确性。本研究利用Chromameter CR400和高清数码相机联合HeadScan V04标化人体图像系统（HeadScan法）分别测量使用2种祛斑美白产品后皮肤的颜色，分析两种方法测量结果的相关性及HeadScan法检测值的可靠性，评估高清数码相机联合使用HeadScan V04标化人体图像系统拍摄图像在评价祛斑美白化妆品功效中的可行性和科学性。

1 材料和方法

1.1 仪器设备

皮肤色度仪Chromameter CR400（日本Minolta Camera Co.）测量皮肤的L*值、a*值和b*值，以及基于L*a*b*颜色空间数据表征的人体皮肤颜色参数ITA°值（L*表示颜色的亮度；a*正值表示红色，负值表示绿色；b*正值表示黄色，负值表示蓝色；ITA°={ arctan（50）}180°）；尼康D610单反数码相机（镜头AF-S Nikkor 24～85 mm，f/3.5～4.5 G ED VR）；HeadScan V04标化人体图像系统（法国Orion公司），配备D65标准光源，固定受试者位置及角度；Visia-CR标准色板（美国Canfield公司）辅助黑白校色；图像色彩分析软件采用Adobe Photoshop CS。

1.2 研究对象

①入选标准：年龄范围18～60岁的健康女性、Fitzpatrick皮肤分型为Ⅲ或Ⅳ型、能严格遵守实验方案要求并签署知情同意书。

②排除标准：双侧手臂患有炎症皮肤病或其他皮肤病者；妊娠、哺乳期及化妆品过敏或体质高度敏感者；2个月内参加其他临床试验或化妆品试验者；不能按要求完成实验者。

22名志愿者参加并完成了全部测试，年龄18～60岁，平均年龄（39.8±12.6）岁。

1.3 试验产品

2款祛斑美白产品，配方体系相同，仅有效美白成分浓度不同（产品A：1.0%，产品B：2.0%），由某化妆品公司配制。

1.4 方法

1.4.1 测量部位

双侧前臂屈侧中央距腕关节上方10 cm处为产品使用区测量位点，空白对照测量位点为上臂屈侧中央距肘关节上方5 cm处。检测部位应避开色素痣、红斑或毛发密集部位，及其他影响实验结果的因素。

1.4.2 Chromameter CR400测量

所有受试者先用温水清洗整个手臂，在温度（20±2）℃、相对湿度40%～60%环境条件下，静坐30 min后进行测试，所有的测试均在该环境条件下进行。Chromameter CR400每次开机后需进行白板校正（Y=93.50，x=0.313 6，y=0.320 0），每个位点测量3次，取平均值。

1.4.3 高清相机联合HeadScan系统法

首先利用HeadScan V04标化人体图像系统固定受试者的方位，使受试者与相机间的距离，以及与支架立柱间的距离、手臂与支架的角度，及相机的高度等参数始终保持一致，以相机9点对焦中心点的位置设置定位线。每次在采集部位的平面放置Visia-CR标准色板，同期摄入照片。并根据预实验标准色板检测结果，设置相机参数：快门1/25 s，光圈4.5，自动白平衡，ISO 800。每次采集图像前30 min打开HeadScan V04标化人体图像系统配备的D65标准光源。

1.4.4 高清数码图像校正及皮肤颜色分析

由于光源在照射过程中存在微小波动，虽然拍摄参数不变，但采集的图像仍存在细微的色偏，因此后期利用标准色板参照文献对照片做统一色彩校正[6]。再应用该软件的拾色功能，分别采集待测部位皮肤L*a*b*值，提取位点与Chromameter检测位点相同。

1.4.5 试验产品涂抹

每位受试者根据随机表法将2款产品分别涂抹于整个前臂伸侧，每天早晚各1次，涂抹量以略见涂膜层即可，连续使用8周。上臂空白对照区域不涂试验产品及其他祛斑美白产品。

1.4.6 测试时间及受试者自我评估

受试者分别于使用产品前和使用后4周、8周时进行上述仪器检测。同时，在产品使用4周和8周回访时，由受试者根据试验产品使用后的体验自我评估2款产品的美白效果（评分标准：0=无变化、1=不明显变白、2=明显变白、3=非常明显变白）。

1.5 统计分析

全部数据应用SPSS 22.0软件进行分析。首先对定量变量进行正态性检验，符合正态分布的定量变量比较采用配对t检验，不符合正态分布的定量变量组间和组内比较采用配对非参数检验，分析2种方法不同时点测量值与基础值以及产品使用区相对值与空白对照相对值（相对值=不同时点皮肤色度测量值-基础值）比较结果。同时，根据分析资料是否满足正态分布分别应用Pearson线性相关或Spearman秩相关分析2种方法测量参数间的相关性。P<0.05提示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2种方法不同时点的测量结果比较

产品A和B使用8周时，2种方法测量的L*值和ITA°值均显著升高（P<0.01），但a*值和b*值两种检测方法测量结果不完全一致，其中HeadScan法的a*值均显著降低（P<0.001），Chromameter CR400检测的b*值均显著降低（表1，P<0.01）。

2.2 试验区域与空白对照区域相对值比较

产品A和B使用后，2种方法测量的L*值和ITA°值相对值均高于空白对照区域。其中使用8周時，HeadScan法测量的产品使用区域L*值和ITA°值相对值显著高于对照区域（P<0.05），而Chromameter CR400测量的L*值和ITA°值相对值，仅产品A区域显著高于对照区域（表2，P<0.05）。

2.3 2种方法测量的皮肤颜色参数的相关性

不同时间点，2种检测方法测量的L*值、b*值和ITA°值均具有良好的相关性（P<0.05），其中L*值的相关系数最高为0.79，b*值的相关系数最高为0.73，ITA°值的相关系数最高为0.81（表3）。

2.4 自我评估结果

2款产品使用4周时，受试者认为产品A具有祛斑美白效果（美白效果评分≥1）的比例为86.4%，产品B为90.9%；使用8周时，产品A和产品B的比例分别为95.5%和100.0%。

3 讨论

祛斑美白产品的功效性评价方法主要包括目测法、动物实验法和人体试验法。其中，目测法使用最早，但此法易受观察者的光感差异、光源亮度等因素的影响，主观成分较多[7]；动物实验法虽然重复性好，但试验结果不能完全等同与人体使用效果[8]。人体试验法是目前使用最广泛的评价方法，通过比较使用产品前后皮肤色度的变化，可以直观地评估祛斑美白产品的功效。当前，使用最多的肤色测量设备是Chromameter（Minolta Camera Co.， Japan）和Mexameter（C&K Electronic， Germany）。然而，两者均为接触式色度测量仪，无法避免测色时压迫可能带来的肤色变化和在测量较大曲率部位时的边缘漏光、边缘光损失等问题，以及受制于仪器测试探头的大小、形状，导致一些部位无法测量或者测量部位存在皮损不能直接接触等情况[9]。

鉴于此，非接触式皮肤颜色测量技术越来越受到重视。本研究应用高清数码相机联合使用HeadScan V04标化人体图像系统的非接触式检测方法测量产品使用区域的L*值、a*值和b*值最低值明显高于Chromameter CR400测量的对应参数最低值，较高的测量数值有利于提高检测方法的敏感性。另外，相对于Chromameter CR400测量结果，HeadScan法测量产品B的L*值和ITA°值及其改变值均高于产品A，这与产品B的有效成分浓度是产品A的2倍更吻合。受試者自我评估结果显示，产品B具有更好的祛斑美白效果，进一步佐证了HeadScan法测量皮肤颜色的结果更加准确、可靠。

HeadScan法作为非接触式测量皮肤颜色的方法之一，可以更好地避免接触式测量方法由于按压对皮肤颜色的影响[10]。本研究中2款产品使用8周时，HeadScan法测量的a*值均显著低于基础值，且改变值均明显低于Chromameter CR400检测方法。相关性分析结果也显示，2种方法测量的L*值、a*值和b*值中，a*值的相关性最低，该结果与袁登峰等[11]的研究结果一致。以上研究结果均展现出HeadScan法在测量皮肤颜色中的优势。

此外，本研究中高清数码相机联合使用HeadScan V04标化人体图像系统拍摄的图像分析无需特殊的分析软件[12]，采用Adobe Photoshop CS软件即可完成皮肤颜色分析。不仅如此，该组合方法也无需特殊的辅助设备和光源[13-14]，且能够对头面部和四肢躯体进行全方位定位，填补了身体部位皮肤高清图像拍摄定位的空白。但HeadScan V04标化人体图像系统总质量和体积大，需要足够的安装空间，且移动不便，一定程度上限制了其应用场景；同时，与其它非接触式皮肤颜色测量方法[4]一样，高清数码相机联合使用HeadScan V04标化人体图像系统对光源角度要求非常高，光源角度的偏差会导致测量结果的严重偏离。

综上所述，高清数码相机联合使用HeadScan V04标化人体图像系统的非接触式检测方法在皮肤颜色测量中具有广阔的应用前景，特别是对于身体用祛斑美白化妆品功效评价部位皮肤照片拍摄的定位具有重要意义。

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