KR20100091038A - 피부 노화측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표피를 구획하는 다양한 길이 및 방향의 선들이 서로 교차함에 의해 생성되는 교차점들에 의해 분할되어진 표피 조각의 수, 표피 조각의 면적 그리고 교차점의 수를 나이 대별로 측정하여 이들을 비교함에 의해 피부의 노화 정도를 측정하는 방법에 관한 것이다. 이들 구획부의 면적을 보다 정확히 측정하기 위해 피부 조사광과 카메라 입사광이 동일한 방향의 편광방향을 가진 편광판을 통하도록 한다.

피부 노화, 표피 교차점, 교차점의 수, 표피 구획, 표피 구획 의 면적, 편광빔

Description

피부 노화측정방법{A Method of Measuring Skin Aging}

본 발명은 피부의 노화 상태 측정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 편광빔의 조사 및 집광에 의해 얻어진 영상을 통해, 나이에 따라 달라지는 표피를 구획하는 다양한 길이의 선들에 의해 구획되는 구획의 수와 면적, 이들 선들이 서로 교차함 에 의해 생성되는 다중교차점들의 수에 의해 피부의 노화 정도를 추정하는 방법에 관한 것이다.

지금까지 피부(Skin)의 노화(Aging)와 관련한 측정방법은 노화점(Aging Spot)의 측정이나 비 침습(Non-Invasive) 콜라겐 량의 측정("In vivo assessment of human skin aging by multiphoton laser scanning tomography," by Martin Johannes Koehler, Karsten Konig, Peter Elsner, Rainer Buckle, and Martin Kaatz, optics letters, V31(19) pp2879-2881, 2006)등에 의존해 왔으나 이들 방식이 피부의 노화의 정도를 얼마나 정확히 측정 가능한지에 대해서는 아직 알려져 있지 않다.

우리 피부는 엷은 세포(Cell)막으로 이루어진 표피(Epidermis)와 그 아래에 이 표피를 지지하는 피부(Dermis) 층이 있다. 표피는 다양한 길이를 가진 가는 선들에 의해 분할된 작은 표피 구획들로 구성되어 있고 피부는 주로 콜라겐(Colagen)으로 구성되어 있다. 우리 피부는 이들 선들에 의해 가는 망사로 유연한 물질을 압착해 놓은 것과 현상을 유지하고 있다. 이 압착에 의해 일부 망사의 선들은 다른 선들에 비해 더 깊이 물질을 누르고 있고 일부 선들은 존재만 표시할 정도로 물질의 표면을 누르고 있다. 표피도 이들 선들이 일부는 깊게 일부는 얕게 표피를 압착시키고 있다. 피부의 노화는 피부에 있는 용해(soluble) 콜라겐의 감소에 의해 생기는 것으로 알려져 있다. 이 용해 콜라겐은 탄력(Elasticity)을 지닌 단백질의 일종으로 우리 피부가 탄력성을 가지도록 유지하는 역할을 하나, 자외선의 흡수에 의 해 파괴되어 그 양이 줄어들게 된다. 이 양이 줄어들게 되면 피부의 탄력성이 줄어들고 동시에 나이에 의해 주어지는 표피 세포의 재생 능력 저하에 따라 피부가 엷어져서(Thin) 피부가 늘어지게 된다. 이 늘어짐에 의해 피부가 내려앉게 되면 망사의 일부 압착이 적은 부분에 의해 생긴 선들은 쉽게 없어지는 것과 같이 표피의 일부 가는 선들이 희미하게 되거나 없어지게 되어 구분이 줄어들므로, 이들에 의해 잘게 나누어진 작은 구획들이 뭉쳐서 자신보다 큰 구획으로 되어 진다. 나이가 많이 들어 콜라겐의 량이 더욱 적어지게 되면, 피부가 더 내려 앉게 되어 선의 숫자는 더욱 줄어들며, 손을 펼침에 의해 손등에 가해지는 힘의 방향에 따라 피부가 겹쳐지게 되어 주름살이 생겨난다. 그러므로 이들 표피구획의 크기를 측정함에 의해 피부의 노화 정도를 추정하는 것이 가능하다. 이 방법은 기존의 콜라겐을 직접 측정하는 방식보다 간단한 장점이 있다. 피부의 표면 상태를 측정하기 위한 광학적인 방식으로는 백색광을 편광시켜서 피부표면에 조사시키고, 표면에서 반사되는 빛을 다시 편광기를 통해 카메라로 입사시켜 영상을 얻는 것이다. 이 방식은 피부표면에서 일어나는 빛의 반사와 산란 그리고 일부 투과하여 피부층에서 산란되어 다시 표면으로 나오는 빛의 동시 수광에 의해 빚어지는 대비비(Contrast) 저하를 감소시켜 높은 대비비가 얻어지도록 한다. 대비비의 향상을 위해서는 백색광을 편광시키기 위해 사용하는 편광기의 편광방향이 카메라의 전면에 두는 수광용 편광기의 방향과 일치해야 한다. 피부의 표면이 탄력성을 잃게 되면, 더 커진 구획들의 표면이 더욱 편편하게 되므로, 반사에 동참하는 이들 구획들의 표면면적이 넓어진다. 이 반사파는 편광된 백색광과 동일한 편광을 가지므로 카메라 앞의 편광기도 이 반사파를 전 부 받아들일 수 있는 편광방향을 가져야 한다. 만약 이 방향이 틀리게 되면 산란파와 반사파의 차이가 줄어들어 대비비가 떨어지게 된다(R. R. Anderson, "Polarized light examination and photography of the skin" Arch. Dermatol, 127, 1005, 1991.). 이렇게 하여 얻어진 피부의 영상은 높낮이에 따른 반사량의 차이에 의해, 선들에 의해 구획되어진 피부 구획들을 표시하는 밝은 부분과 선들을 나타내는 어두운 부분으로 분리되어 나타나므로 밝은 부분의 면적을 구하는 것이 가능하다.

본 발명은 피부의 노화 정도를 복잡한 광학적인 방법이 아닌 간단한 표피 영상에 의해 추정하고자 하는 것으로, 표피를 구획하는 다양한 길이 및 방향의 선들이 서로 교차함에 의해 생성되는 교차점들에 의해 분할되어진 표피 구획의 수, 표피 구획의 면적 그리고 교차점의 수를 비교함에 의해 피부의 노화 정도를 측정하는 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 편광빔의 조사와 집광에 의해 대비비가 증가된 피부 표면의 영상을 획득하고, 대비비의 역전 또는 이진 영상화에 의한 영상 간략화에 의해, 표피를 구획하는 다양한 길이 및 방향의 선들(1,2)이 서로 교차함에 의해 생성되는 교차점(4,5)들에 의해 분할되어진 표피 구획의 수, 표피 구획의 면적 그리고 교차점의 수를 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 복잡한 광학적인 장치를 사용함이 없이 대비비가 향상된 표피 사진에 의한 표피의 특성인 구획 수, 면적, 교차점 수의 측정만에 의해 피부 노화 정도를 추정할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명 피부노화 측정방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 편광빔의 조사와 조사된 편광빔과 동일한 편광빔을 수광하여 촬영한 손등 사진의 일부분이다. 도 1(a)는 촬영된 실제 사진이며, 도 1(b)는 도 1(a)의 밝기를 이진화 (Binary)한 사진이다. 도 1(a)에서 밝은 부분은 보다 어두운 색깔로 표시된 다양한 길이의 선들이 서로 교차함에 의해 구분되어진 표피 구획들을 나타낸다. 도 1(b)는 도 1(a)를 이진화 함에 의해 대비비를 증대시킨 도면으로, 힌색(White Color)으로 표시된 부분들(3)은 손등에 존재하는 점선으로 표시된 굵고 깊이가 있는 선들(1) 과 실선으로 표시된 길이가 상대적으로 짧은 선들(2)이 서로 교차함에 의해 나누어진 표피 구획들을 나타낸다. 이들 선들(1,2)은 불규칙한 방향으로 놓여 있으나, 많은 경우 서로 동일점을 중심으로 교차하여 다중교차점들(4)을 형성하고 있다. 도 2는 나이가 25세인 남성의 손등(The back of the hand skin) 영상의 일부를 밝기를 역으로 하여 확대한 영상이다. 즉 도 1에 주어진 것과 같은 영상을 밝기를 역으로 하여 표시한 영상이다. 그러므로 밝은 부분은 어둡게 나타나는 선들을 나타내며, 어두운 부분은 빛을 반사시키는 표피 구획들을 나타낸다. 도 2에 보는 것과 같이 흰색으로 주어진 손등의 피부를 구획하는 선들(1,2)은 가시철 망(Barbed Wire Entanglement)과 같은 형태로 불규칙하게 배열되어 있고, 이들 선 들에 의해 피부는 많고 다양한 크기의 표피 구획들(3)로 분할되어 있다. 표피구획들(3)은 적은 네모로 표시되어 있다. 그리고 이들 선들(1,2)은 여러 군데서 다른 두 선이 교차하여 만든 이중교차점들(5)과 여러 군 데서 3개 이상의 선이 교차하여 만든 다중교차점들(4)을 형성하고 있다. 이중교차점들(5)과 다중교차점들(4)을 각각 점선으로된 사각형과 원으로 표시되어 있다. 이들 다중교차점들(4)에 의해 이들 점들을 중심으로 손등 피부가 아주 적은 면적으로 분할된 것과 같은 형태(6)를 구성한다. 이들 선들(1,2)는 폐 루프(Closed Loop)의 형태(7) 와 이중 폐 루프의 형태(8)를 형성하기도 한다. 이 들 다중 교차점들(5)들은 이 서로 근접하여 한데 뭉쳐 있는 형태(9)를 보여주기도 한다. 선들(1,2)에 의해 구분된 총 피부 구획의 수는 대략 400 여 개, 다중교차점들(4)의 수는 대략 60개 그리고 이중교차점들(5)의 수는 20개로 정도로 주어진다. 도 3은 나이가 35세인 남성의 손등사진이다. 사진의 크기와 촬영조건 등은 도 2와 동일하다. 도 3과 도 2의 차이는 표피 구획들(3)의 수가 대략 300 여개로 도 2에 비해 100여개 줄어 들었으며, 다중교차점들(4)의 수는 대략 33개 그리고 이중교차점들(5)의 수는 35개로 도 2에 비해 교차점들의 수가 다소 감소되었다. 세부적으로는 다중교차점의 수가 많이 줄어들었고, 이중교차점들의 수는 다소 증대했다. 다중교차점 수가 줄어들고 대신 이중교차점의 수가 증대했다는 것은 다중 교차점의 일부가 이중교차점들로 대신 되었고, 또한 전체 수에 있어 차이는 교차점의 일부가 없어졌다는 것을 의미한다. 도 3은 실선의 소형 원으로 표시된 것과 같이 퇴색되어져 가는 교차점들(10)을 보여주고 있다. 한 개의 교차점 이 퇴색되어 넓어진 면적을 가진 표피구획(11), 두 개 이상의 이웃하는 교차점들이 퇴색되어 면적이 확대된 표피구획(12), 교차점들이 이미 완전히 소멸되어 면적이 확대된 표피구획 (13), 그리고 표피를 분할하는 선(14)이 퇴색되어 면적이 확대되는 표피구획 (15) 등 도 3의 경우는 선들이나, 교차점들의 일부가 소멸되어 표피 구획의 면적이 도 2에 비해 확대되고 있다. 도 4은 55세 남성의 손등 사진이다. 사진의 크기와 촬영조건 등은 도 2와 동일하다. 도 4의 특징은 표피 구획의 수가 대략 250개 정도로 도 3에 비해 줄어들었으며, 교차점들의 수도 도 2와 3에 비해 아주 많이 줄어들었고 또한 표피 구획을 구분하는 선들의 대비비(Contrast)도 좋지 않아 이웃 표피 구획과 경계 불확실로 표피 구획이 아주 크게 주어지고 있다. 250개의 표피 구획도 그 구분하는 선들이 명암이 좋지 않아 확실히 구분되는 표피 구획은 100여개 정도에 불과하다. 그리고 경계 불확실에 의한 표피 구획의 대표적인 예는, 굵은 실선으로 표시된 표피 구획 (16)으로 실선으로 주어진 내부의 경계선(17)이 낮은 명암을 가져 퇴색되고 있고 많은 구분선들(18)이 단속되어 표피 구획이 크게 되어 가고 있음을 알 수 있다. 표피 구획들(19,20,24)도 같은 경향을 나타내고 있다. 도 4의 또 하나 특징은 긴 굴곡선(21)이다. 이 것은 아마도 주름살(Wrinkle)을 나타내는 것이 아닌가 한다. 그리고 표피 구획들(22,23,25)은 이웃하는 교차점들의 퇴색에 의해 표피 구획의 면적이 넓어지고 있음을 보여준다. 이와 같이 나이가 증가함에 따라 표피를 분할하는 선들과 이들의 교차점이 점차 퇴색하여, 그 숫자가 줄어들어 표피 구획의 면적이 증가하게 된다.

도 1: 일반적인 손등사진

도 1(a): 편광빔을 사용하여 촬영한 손등 영상

도 1(b): 도 1(a)를 이진화 하여 표시한 영상

도 2: 밝기를 역으로 하여 확대시킨 25세 남성 손등사진

도 3: 밝기를 역으로 하여 확대시킨 35세 남성 손등사진

도 4: 밝기를 역으로 하여 확대시킨 55세 남성 손등사진

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 굵고 깊이가 있는 선들 2 : 짧은 선들

3 : 흰색 부분 4 : 다중교차점들

5 : 이중교차점들 6 : 적은 면적으로 분할된 것과 같은 형태

7 : 폐 루프 형태 8 : 닫힌 고리

9 : 뭉쳐 있는 형태 10 : 퇴색되어져 가는 교차점들

11 : 넓어진 면적을 가진 표피조각 12 : 퇴색되어 면적이 확대된 표피조각 구획들

13 : 소멸되어 면적이 확대된 표피조각 14 : 표피를 분할하는 선

15 : 면적이 확대되는 표피조각 16: 굵은 실선으로 표시된 표피조각

17 : 내부의 경계선 18 : 구분선들

19,20 : 표피조각들 21 : 긴 굴곡선

22,23,24,25 : 표피조각들

Claims (9)

1. 피부의 노화 측정을 위해 다음 방법을 사용하여 나이 대 별로 비교하는 것

   표피조각의 면적을 측정하는 것

   교차점들의 수를 계산하는 것

   표피조각의 수를 계산하는 것
2. 1에 있어서, 표피조각은 표피에 존재하는 다양한 방향과 길이의 선들이 서로 교차함에 의해 분할된 구획을 나타내는 것
3. 1에 있어서, 교차점은 표피에 존재하는 다양한 방향과 길이의 선들이 이중, 3중 또는 그 이상 한 지점에 만남에 의해 형성되는 점을 의미하는 것
4. 1에 있어서, 표피조각의 수는 피부사진의 일정부분을 샘플링하여 계산하는 것
5. 1에 있어서, 표피조각의 수는 피부사진의 전체를 사용하여 계산하는 것
6. 1에 있어서, 표피 조각의 면적은 구분선의 퇴색 정도를 반영하여 확정하는 것
7. 1, 2 그리고 6에 있어서, 표피조각의 면적 측정을 위해 나이 대 별로 면적의 크기 별로 표피조각을 순차적으로 나열하여, 위로부터 일전 순번까지 취하여 그 면적의 평균을 취하는 것
8. 1과 3에 있어서, 교차점의 수는 이중 및 다중 교차점으로 구분하여 계산하는 것
9. 1과 3에 있어서, 교차점의 수는 이중 및 다중 교차점으로 구분하지 않고 계산하는 것

Images