组合无创皮肤测试仪结合IPP图像分析系统评价美白化妆品的功效

刘艳红 唐嘉雯 李雪竹

[摘要]目的：通过组合无创探头检测仪器及图像分析系统全方位评估一款美白精华液的功效性。方法：选取年龄在18～50岁的健康成年志愿者30例，采用半脸测试法，受试者连续使用含美白活性成分的精华液12周，分别在使用前、使用后1周、4周、8周和12周，利用CK-Skincolor仪器测定颜面部皮肤的L*，Maxmeter MX18反射光谱仪测量相同位置皮肤的黑色素指数，GLossymeter测定皮肤的光泽度，Conermeter测定皮肤的水分含量。通过VISIA-CR采集受试者不同时期不同光源下的面部图形，利用IPP软件分析受试者面部不同测试时间点同一个感兴趣的测量区域（AOI）皮肤光泽度、白度值L*和可见色斑面积。结果：使用该美白活性成分的精华液12周能够提高受试者面部的水分含量（MMP）33.29%，降低黑色素含量10.96%，提升面部皮肤亮度L*值1.05%，提升皮肤亮度13.53%，减少色斑面积受试者有效比为63.00%。结论：该美白精华液有美白淡斑的效果，同时组合使用无创性皮肤检测仪可以客观反映皮肤颜色、色素含量、光泽度、水分含量的变化，利用IPP软件分析图像，可行可视化效果评估，该方法适用于美白类产品的临床功效评估。

[关键词]化妆品；美白；VISIA-CR；图像分析系统；IPP

[中图分类号]TQ658.5 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2018）07-0100-05

Abstract： Objective Combine noninvasive testing instruments with image analysis system for comprehensive evaluation the effectiveness of whitening essence. Methods select 30 healthy adult volunteers aged 18 to 50， to use whitening essence containing the light whitening active ingredients for 12 weeks by half face test， respectively before using the essence and 1，4，8，12 weeks after using， to collect the skin datas such as L*，MI， skin gloss， moisture content by the CK-Skincolor，Maxmeter MX18，Glossymeter，Conermeter，then compare the data in different time-points.Through collecting subjects facial shapes under different light source by VISIA-CR in different periods， The skin whiteness value L* and visible spot area were analyzed by IPP software. Results The water content of the skin increased by 33.29% ，skin gloss increased by 13.53%，the value of L increased by 1.05%，Melanin index （MI） decreased by 10.96%. Conclusion The essence has good whitening efficacy. Using non-invasive skin detector can objectively reflect the skin color， Pigment content， the change of water content， Using IPP software to analyze images， visual effects can be evaluated. This method is applicable to the clinical efficacy evaluation of whitening products.

Key words： cosmetics； whitening； VISIA-CR； image analysis system； IPP

白玉無瑕，肌肤如雪，一直是东方女性的追求，中国的传统观念素有“一白遮百丑”的说法，所以在中国美白护肤品的市场份额非常巨大[1-3]。根据英敏特数据库研究表明，2010年至2017年，美白护肤品的市场逐年递增，宣称具有美白功效的特殊化妆品更是五花八门，如何科学地验证美白类护肤品的真实功效性，维护消费者的权益，尚且没有国家标准的测试方法。目前，我国化妆品评价标准只有保湿化妆品和防晒化妆品的化妆品行业标准，要想准确评估产品的功效，不欺骗消费者，采用人体功效验证是最直接的方法[4-5]。

目前行业内，常用的无创皮肤检测仪器有CK公司的MPA-9等一系列的测试探头，包括测定皮肤水分、皮肤黑色素、皮肤颜色等测试探头，该系列探头很敏感，可以精确地测定靶部位皮肤指标的变化[6-10]。而图像分析技术因其形象直观、可视化等优势也越来越受到青睐。本文利用实验室自制加入的高效美白活性成分的精华液，利用无创伤测试仪器以及IPP图像分析系统全面评价该款产品的美白功效，同时将客观数据与图像分析相结合，更为全方位地评估产品的功效，为该类产品的功效验证提供一定参考价值。

1 资料和方法

1.1 志愿者筛选：①纳入标准：30例年龄18～50岁的健康受试者。皮肤光生物类型为Ⅱ型或Ⅲ型，以室内活动为主，能严格遵守实验要求，并签署志愿者知情同意书者。②排除标准：妊娠或者哺乳期女性；对化妆品有过敏或者高度敏感风险者；受试部位有急性炎症、免疫缺陷或其他皮肤病者；近2个月内参加药物临床试验者或其他化妆品功效评价者；6个月接受过任何形式的皮肤治疗，试验期间可能长期暴露于紫外线下（如旅游、度假）导致日晒增加；试验期间受试部位应用抗炎药物，试验期间全身应用糖皮质激素及免疫抑制剂类药物；不能严格遵守实验要求，配合实验者。③剔除标准：实验过程中主动申请退出、依从性差、有妊娠、不良反应、失访其他特殊情况要求退出试验者。

1.2 仪器设备：德国Courage + Kahazaka（CK）公司皮肤水分含量测试仪Cornemeter CM825；皮肤黑色素血红素测试仪 Mexameter MX18；皮肤光泽度测试仪Glossymeter GL200；皮肤颜色测试仪Colorimeter CL400；美国Canfield sci VISIA-CR；美国Media Cybernetics Image-Pro Plus7.0。

1.3 待测精华液配方：研究与创新中心提供的美白精华液，主要美白活性成分为VC、烟酰胺、熊果苷。每天早晚各使用1次，连续使用12周。

1.4 实验设计：①根据随机双盲原则，随机选择志愿者左右脸颊，一侧使用测试样品为活性物组，另一侧使用不含活性成分的安慰剂为安慰剂组；②按照测试分区，受试者每天早晚各使用一次测试样品，涂抹量按个人习惯使用（测试期间受试者面部不得使用与测试样品类似的化妆品）；③测试前洗脱期一周，测试前一周内，受试部位不得使用功能相似的化妆品；④美白功效检测：在使用样品前和使用样品1周、4周、8周、12周分别使用无创仪器对受试区域进行测量。测试当天，志愿者不使用样品，并需在室内[温度（22±1）℃，湿度（55±5）%]休息30min后进行测试，同一部位3次，取其平均值；⑤采用VISIA-CR拍照，利用IPP软件进行皮肤颜色的分析及可见斑点分析。

1.5 统计学处理：以志愿者自身为对照，比较使用产品前后不同时间的差异，同时比较相同时间点活性物组与安慰剂组的差异。应用SPSS 23.0软件对数据进行正态分布分析，若数据呈正态分布，应用t检验的分析方法，若数据呈非正态分布，应用秩和检验进行统计学分析。

2 结果

2.1 面部皮肤水分值（MMV）：使用产品不同时间颜面部皮肤水分含量结果，测试周期12周内，受试者使用精华液后，左右受试区域皮肤水分含量MMV值均高于使用前。应用SPSS 23.0软件对数据进行正态分布分析，统计结果均符合正态分布。活性物组测试区域MMV值，在第1周、第4周、第8周和第12周时与使用前相比，t检验结果均存在显著性差异（P<0.05）；安慰剂组在第1周、第4周、第8周和第12周时，相对使用前配对t检验结果均存在显著性差异（P<0.05），见表1。

测试区域皮肤的水分含量MMV值变化趋势：在测试12周内，受试者使用活性物和安慰剂后，水分含量均高于使用前。说明在测试区域，活性物组和安慰剂组均具有明显的补水效果，见图1。

2.2 皮肤光泽度：测试周期12周内，受试者使用精华液后，左右受试区域皮肤光泽度值均高于使用前。活性物组测试区域光泽度，在第1周、第4周、第8周和第12周时，相对使用前配对t检验，结果均存在显著性差异（P<0.05）；安慰剂组在第1周、第12周时，相对使用前配对t检验，结果均存在显著性差异（P<0.05），见表2。

测试区域皮肤光泽度变化趋势：在测试12周内，使用活性物和精华液安慰剂后，受试者皮肤光泽度均高于使用前。相对使用前，活性物组测试在第1周、第4周、第8周和第12周时均具有显著性差异（P<0.05），说明在测试区域，活性物组有明显提高皮肤光泽度的效果，见图2。

2.3 皮肤白度（光亮度）L*值：皮肤颜色测定是分析美白效果比较客观的方法。Lab色度系统中，L*反映颜色的亮度，即从白到黑的颜色变化，L*值越大，颜色越偏向白色，反之偏向黑色。使用产品不同时间颜面部斑点处皮肤白度结果见表3。测试周期12周内，受试者使用活性物组精华液后，受试区域皮肤白度值有缓慢升高趋势，应用SPSS 23.0软件对数据进行正态分布分析，统计结果均符合正态分布。活性物组测试区域白度，在第12周时，相对使用前配对t检验结果，存在显著性差异（P<0.05）；安慰剂组在12周内各测试点，相对使用前配对t检验结果，均无显著性差异（P>0.05）。

测试区域皮肤白度变化趋势：在测试周期12周内，使用活性物组精华液后，皮肤白度L*呈上升趋势，高于使用前，且在第12周相对使用前具有显著性差异（P<0.05），说明在受试区域，活性物组精华液具有提高皮肤白度的效果。安慰剂组对受试区域白度的提升效果无显著性差异。见图3。

2.4 黑色素含量MI值：MI值表征皮肤中黑色素含量，测量数值越高，说明黑色素的含量越高。测试周期12周内，受试者使用活性物组精华液后，受试区域皮肤黑色素含量MI值有缓慢下降趋势，应用SPSS23.0软件对数据进行正态分布分析，统计结果均符合正态分布。活性物组和安慰剂组测试区域明亮度，在第12周时，相对使用前配对t检验结果存在显著性差异（P<0.05）。使用产品不同时间颜面部斑点处皮肤黑色素含量MI值结果见表4。

测试区域皮肤黑色素含量变化趋势：在测试周期12周以内，受试者使用活性物组和安慰剂组精华液后，皮肤黑色素含量MI值均低于使用前，在第12周时，相对使用前均存在显著性差异（P<0.05），即说明在测试区域，活性物组和安慰剂组具有明显降低皮肤黑色素含量的效果，见图4。

2.5 图像采集及分析：用Visia-CR采集受试者的全脸照片，然后利用Image-Pro Plus 7.0进行分析。Visia-CR具有標准化的4种光源，所具有的内置重影技术可以确保同一受试者不同测试点照片的一致性；同时内置的标准色卡，可以对微弱色差的照片进行颜色校准。采集后的照片在分析之前均使用IPP的颜色校准功能进行校准，确保实验分析的精准[11-12]。图像分析软件Image-Pro Plus具有多种功能。可根据不同的测试目的选择感兴趣的测量区域（Area of Interest，AOI）。选择AOI后对其进行保存，加载在不同时间点拍摄的同一物体照片的同一位置上，然后利用IPP综合分析即可以对AOI选区内的图像特点进行分析，进而得出该测试部位的皮肤特征参数[13]。

2.6 光泽度分析：利用光泽度批量计算分析受试者使用产品前后的光泽度。不同回访时间皮肤光泽度数值的变化（见表5）。使用产品前后受试者的光泽度数值基本保持不变，使用后各测试时间点数据组与使用前相比，差异无统计学意义（P>0.05）；同一时间点安慰剂组与活性物组光泽度变化数值相比，差异无统计学意义（P>0.05）。

2.7 L*值分析：利用L*a*b*计算宏插件分别计算使用产品前后两侧的L*值。给出了参数L*值每个回访日安慰剂一侧皮肤与0d时相比的差值，活性物一侧皮肤与0d时相比的差值。增长率=

。活性物组使用第1周时，L*值在53%的人群上增加1.8%；第4周时，L*值在63%的人群上增加1.9%；第8周时L*在43%的人群上增加1.9%；第12周时L*在53%的人群上增加1.8%。与安慰剂组相比，使用美白精华活性物组4周后 L*值增加1.9%，有显著性的美白效果（P<0.05）。见表6。与安慰剂组相比，使用美白精华活性物组4周后 L*值增加67%，有显著的美白效果（P<0.05）。见表6。

2.8 斑点面积分析：利用计算宏插件分别计算使用产品前后两侧AOI区域内的色斑面积。给出了参数色斑面积值每个回访日安慰剂一侧皮肤及活性物一侧皮肤与0d时相比的差值。色斑面积减少率= 。活性物组使用第1周时，67%人群使用有效，色斑面积值减少了7.7%；第4周时，57%人群使用有效，色斑面积减少了14.7%；第8周时，57%人群使用有效，色斑面积减少了18.6%；第12周时，63%人群使用有效，色斑面积减少了8.6%。与安慰剂组相比，使用美白精华活性物组4周后色斑面积减少了14.7%，有显著性的美白效果（P<0.05）。见表7。

3 讨论

从皮肤角质层水分含量试验数据可以看出，使用活性物组和安慰剂组皮肤的水合含量均有显著提高，与各自使用前的数值相比均存在显著性差异（P<0.05）。行业内也普遍认为皮肤保湿是一切功效实现的基础，离开保湿谈美白、舒缓以及改善皮肤衰老引起症状的效果，是不科学的。所以对于评估产品的美白功效来说，必须保证皮肤水分含量的充足。两组产品对人皮肤角质层水分含量的改变趋势一致，避免了由于水分含量相差较大导致皮肤出现问题，从而影响美白活性发挥功效。

皮肤健康而有光泽是消费者在使用美白产品诉求的一个点，通过CK光泽度测试仪所采集的数据可以看出含有活性物组皮肤斑点处光泽度的提升效果优于安慰剂组；而通过结合VISIA-CR拍照与IPP图像分析系统所得的光泽度数据可以看出，活性物组和安慰组对受试者脸颊测试区域的整体皮肤光泽度均无显著性提高。通过这两组数据对比可以间接说明该活性物能够淡化斑点。

利用CK皮肤颜色测试仪所采集的从实验数据可以看出使用活性物组皮肤的L值有上升趋势，在使用12周后，与使用前相比存在显著性差异（P<0.05），表明产品具有良好的美白淡斑效果。而利用VISIA-CR与IPP图像分析系统可以看出，使用4周后受试者整体皮肤脸颊部位皮肤的L值也比安慰剂组的改善效果显著（P<0.05）。通过这两组数据可以看出含活性物的美白精华不仅能够很好地淡化斑点，还能对受试者的整体肤色有一个很好的提亮作用。

利用CK红黑色素测试仪测定斑点靶部位黑色素指数MI的变化，从实验结果可以看出使用活性物组和安慰剂组后，斑点处的MI值均有下降趋势，使用12周后，数值与使用前相比存在显著性差异（P<0.05）。而通过IPP图像分析系统得到的数据可以看出，含活性物组的精华液能够减少受试者皮肤表面斑点的面积，这对改善受试者整体肤色的均匀性有一定的效果，说明产品具有美白均匀肤色的效果。

目前，大量研究显示美白机理主要是通过减少面部黑色素的生产来实现的，减少面部黑色素沉着的途径主要可以分为三个时间段，分别为：①黑色素合成前的酶和相关调控基因的抑制[14]；②黑色素合成后的转运途径的阻断[15]；③黑色素合成后的代谢，包括还原剂还原已经合成的黑色素以及通过加速黑色素代谢[16]。本课题主要选择3个主要的美白成分，从黑色素合成前、合成后转运及代谢3个途径来达到美白效果。其一主要美白成分为熊果苷，它能够通过抑制体内酪氨酸酶的活性，阻止黑色素的生成，从而减少皮肤色素沉积；其二为烟酰胺，它加速新陈代谢，促进含黑色素的角质细胞脱落，作用于已经产生的黑色素，减少其向表层细胞转移；其三是维生素C，可以使黑色素发生还原反应，从黑色还原成无色。本课题选用的美白淡斑精华液通过多途径的控制黑色素从而达到一定的美白淡斑效果。

综上，在研究美白宣称功效产品的人体临床效果时，可以优化选择特定的考察指标，建立全面的评估方法至关重要，一个指标的测试并不能全面反映产品的真实效果。本研究除了选用人体临床美白功效测试常选用的最直接的颜色指标外，补充其它无创性检测指标水分含量、光泽度及黑色素含量等指标，可全面反映产品的性能，同时结合VISIA-CR拍照与IPP图像分析系统分析AOI区域内皮肤颜色L*值和色斑面积的变化，客观全面地评估美白精华的功效。

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[收稿日期]2018-01-22 [修回日期]2018-04-30

编辑/李阳利