Comprehensive model for characterizing skin translucency by expert grading, panel evaluation and image analysis in a Chinese population.

OBJECTIVES: Translucent skin is an attribute widely appreciated by people in East Asian countries. There have been studies in the literature to describe the phenomenon by means of clinical grading, instrumental measurement and image analysis. However, due to its subjective and complex nature, skin translucency has not been comprehensively and rigorously characterized and modelled, particularly in the Chinese population. This study is to develop a mathematical model that quantitatively describes skin translucency from visual cues objectively measured from the skin. MATERIALS AND METHODS: The study was designed to characterize and model skin translucency by incorporating expert evaluation, panel perception and image analysis of multiple skin visual attributes in one analysis. Faces of 36 Chinese females aged 18-65 years old were evaluated by a dermatologist to obtain clinical translucency scores. Subject pairs were formed with a relatively high and low translucency score in each pair. Their faces were judged in person by 9 panellists in paired-comparison (2-AFC) fashion to pick a 'more translucent skin' from each subject pair. Front-view facial images of the subjects were taken, and multiple colour and other visually perceivable skin attributes were measured using image analysis. Bradley-Terry analysis and multiple regressions were performed to correlate the panel choices of 'more translucent skin' with the objectively measured skin parameters. RESULTS: Multiple skin colour properties affected the panel choices towards translucent skin. Among them skin tone lightness and skin glossiness had positive effects on skin translucency while the hue, colour unevenness, severity of red and dark spots affected it negatively. Subsurface light reflection and skin visual smoothness had some effect but were not statistically significant. A mathematical model was constructed to predict a person's skin translucency from objectively measured skin attributes. CONCLUSION: The subjective property of skin translucency can be characterized and quantified via a comprehensive modelling process involving clinical grading, panel evaluation, image-based measurement of skin attributes and statistical analysis. A novel skin parameter, Skin Translucency Index (STI) was established, which provides a way to measure skin translucency, making it possible to assess treatment efficacy before and after product application.

OBJECTIF: La peau translucide est un attribut largement apprécié dans les pays d'Asie de l'Est. Des études ont été menées dans la littérature pour décrire ce phénomène au moyen d'une classification clinique, d'une mesure instrumentale et d'une analyse d'images. Cependant, en raison de sa nature subjective et complexe, la translucidité de la peau n'a pas été caractérisée et modélisée de manière exhaustive et rigoureuse, en particulier dans la population chinoise. Cette étude vise à développer un modèle mathématique qui décrit quantitativement la translucidité de la peau à partir de repères visuels objectivement mesurés sur la peau. MATÉRIELS ET MÉTHODES: L'étude a été conçue pour caractériser et modéliser la translucidité de la peau en intégrant l'évaluation des experts, les perceptions d'un panel et l'analyse d'images de multiples attributs visuels de la peau dans une seule analyse. Les visages de 36 femmes chinoises âgées de 18 à 65 ans ont été évalués par un dermatologue afin d'obtenir des scores de translucidité clinique. Des paires de sujets ont été formées, chaque paire ayant un score de translucidité relativement élevé et faible. Leurs visages ont été jugés en personne par 9 panellistes en comparaison appariée (2-AFC) pour choisir une « peau plus translucide ¼ pour chaque paire de sujets. Des images des visages des sujets de face ont été prises, et des attributs liés aux couleurs et d'autres attributs cutanés perceptibles visuellement ont été mesurés par une analyse des images. Une analyse de Bradley-Terry et des régressions multiples ont été réalisées pour corréler les choix de « peau plus translucide ¼ par le panel avec les paramètres cutanés mesurés objectivement. RÉSULTATS: Plusieurs propriétés liées à la couleur de peau ont influencé les choix du panel vers une peau translucide. Parmi celles-ci, la pâleur du teint et la brillance de la peau ont eu des effets positifs sur la translucidité de la peau, tandis que la teinte, l'inégalité de la couleur, la sévérité des taches rouges et foncées ont exercé une influence défavorable. La réflexion de la lumière sous la surface et la douceur de la peau perçue visuellement ont eu un certain effet, mais n'étaient pas statistiquement significatives. Un modèle mathématique a été construit pour prédire la translucidité de la peau d'une personne à partir d'attributs cutanés mesurés objectivement. CONCLUSION: La propriété subjective de la translucidité de la peau peut être caractérisée et quantifiée via un processus de modélisation complet comprenant une classification clinique, une évaluation par un panel, une mesure basée sur les images d'attributs cutanés et une analyse statistique. Un nouveau paramètre cutané, l'indice de translucidité de la peau (ITP), a été établi, qui fournit un moyen de mesurer la translucidité de la peau, permettant d'évaluer l'efficacité du traitement avant et après l'application du produit.

A comparative study of the effects of retinol and retinoic acid on histological, molecular, and clinical properties of human skin.

BACKGROUND: All-trans retinol, a precursor of retinoic acid, is an effective anti-aging treatment widely used in skin care products. In comparison, topical retinoic acid is believed to provide even greater anti-aging effects; however, there is limited research directly comparing the effects of retinol and retinoic acid on skin. OBJECTIVES: In this study, we compare the effects of retinol and retinoic acid on skin structure and expression of skin function-related genes and proteins. We also examine the effect of retinol treatment on skin appearance. METHODS: Skin histology was examined by H&E staining and in vivo confocal microscopy. Expression levels of skin genes and proteins were analyzed using RT-PCR and immunohistochemistry. The efficacy of a retinol formulation in improving skin appearance was assessed using digital image-based wrinkle analysis. RESULTS: Four weeks of retinoic acid and retinol treatments both increased epidermal thickness, and upregulated genes for collagen type 1 (COL1A1), and collagen type 3 (COL3A1) with corresponding increases in procollagen I and procollagen III protein expression. Facial image analysis showed a significant reduction in facial wrinkles following 12 weeks of retinol application. CONCLUSIONS: The results of this study demonstrate that topical application of retinol significantly affects both cellular and molecular properties of the epidermis and dermis, as shown by skin biopsy and noninvasive imaging analyses. Although the magnitude tends to be smaller, retinol induces similar changes in skin histology, and gene and protein expression as compared to retinoic acid application. These results were confirmed by the significant facial anti-aging effect observed in the retinol efficacy clinical study.