Vectra XT를 활용한 아이백 신규 분석방법의 제안

ABSTRACT 

▶ 배경: 화장품의 효과를 입증하기 위해 얼굴의 3D 이미지를 이용한 다양한 기술은 마케팅적으로도 많이 사용하고 있다. 현재 아이백 분석방법으로는 피부 3D 이미지를 이용한 분석과 육안평가에 의한 분석이 주로 이루어지고 있다. 하지만 육안평가는 평가자의 주관이 많이 반영되어 객관적이고 정량화된 결과 도출이 어려우며, 3D 이미지를 이용한 피부 부피 분석의 경우 분석영역(ROI) 설정에 따라 결과에 영향이 크다는 제한적인 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 더욱 객관적이고 표준화된 아이백 분석 방법의 구축이 필요하다. 이번 연구에서는 3D 이미지를 이용한 신규 아이백 분석 기법을 제안했다.

▶ 목표: 이 연구의 목적은 Vectra XT로 촬영한 3D 이미지를 이용하여 비침습적이며, 객관적이고 정량화된 아이백 분석법(부피, 길이)을 제시하고, 이번 연구에서 제안한 분석 방법과 기존 육안평가의 분석방법인 Primos^lite분석(부피)과의 상관관계를 확인하고, 아이백의 severity(중증도)를 잘 반영하는 분석 방법을 확인하여, 분석방법의 재현성과 실용성을 확인하려고 한다.

▶ 방법: 25~65세의 건강한 한국 여성 112명을 대상으로 Vectra XT와 Primos^lite를 이용하여 아이백 3D 이미지를 획득하여, 전문가 2인이 육안평가를 실시하였다. 이번 연구에서 제안하는 아이백 길이 분석방법은 눈꼬리 앞에서 눈꼬리 끝나는 지점까지 균등한 9개의 라인(0~9Line)을 긋고 그 중 다섯번째 라인(5’s Line, 눈동자 가운데 지점)을 선정하여, 아래 눈꺼풀을 제외한 아이백 시작 지점과 굴곡이 끝나는 가장 낮은 지점의 등고선의 길이(mm)를 분석했다. 아이백 부피 분석의 ROI는 동공이 시작되는 지점과 끝나는 지점과 아이백이 시작되는 지점에서의 수직 지점 정사각형(1cm*1cm)을 Vectra XT와 Primos^lite 모두 동일하게 설정하여 분석하고, 육안평가는 grade 0(no sagging)~grade 6(extremely severe sagging)까지 평가했다.

▶ 결과: 본 연구에서 제시한 Vectra XT 3D 이미지를 활용한 아이백 부피 및 길이 분석 방법은 전문가에 의한 육안평가와 Primos^lite를 활용한 아이백 부피 및 길이 분석 방법과 각각 높은 상관관계를 나타냈고, 또한, 육안평가에 따른 Vectra(볼륨 및 길이), Primos^lite(볼륨)의 육안평가 등급 별(A,B,C) 그룹 간의 유의미한 차이를 확인하였다. 이것은 육안평가 기준과 아이백의 분석 파라미터를 잘 반영하였음을 의미한다.

▶ 결론: 이러한 결과는 제안한 Vectra XT를 이용한 아이백 부피 및 길이 분석 방법이 정량화된 분석 방법으로 재현성을 확인할 수 있었고, 따라서 임상 및 연구 환경에서 주관적인 육안평가를 보완하는 것으로 Primos^lite와 함께 실용가능할 것으로 판단된다.

▶ 키워드: 아이백, vectra, primos, 육안평가

1. 서론

안와 노화는 뺨과 눈 주위에서 발생하는 변화와 직접 관련이 있으며, 주변 얼굴 피부와 다르게 미세 해부학적 특징을 가진 부위이다. 노화의 구조적인 측면에서 피부 표피는 얇고 매우 민감하며, 장벽 기능이 감소하고 비정상적인 지질층을 가지는 특성이 있다. 피부 진피층은 콜라겐과 엘라스틴 함량이 감소하게 되면 피부가 덜 팽창하고 늘어짐이 쉬워진다. 이로 인해 혈액과 림프 흐름이 감소하고 안와 지방이 축적되면서 눈 아래부분으로 더 튀어나오고 부종과 유사한 증상이 나타날 수 있다[1]. 

눈밑 ‘아이백’이라고도 하는 눈밑 처짐 또는 부종은 노화의 징후로 간주되지만 종종 이를 촉진하는 다양한 원인으로 인해서 조기 발생할 수 있다[2]. 이러한 피부 상태는 신체 건강을 위협하지 않지만, 안과 노화는 얼굴 외모에 영향을 미치며 사람들이 피곤하거나 우울하거나 무기력해 보이도록 할 수 있어 부정적인 감정을 유발할 수 있다. 사람들은 이 고민에 대한 개선 방법으로 더 많은 눈 스킨케어 제품에 관심을 두고 있다. 이에 따라 여러 종류의 아이백 케어 제품이 출시되고 있다. 아이백 케어에 대한 효과를 입증하기 위해 임상평가 진행 시 보다 정확한 아이백을 분석하는 더 객관적이고 표준화된 방법을 수립하는 것이 필요하다.

현재, 화장품의 효과를 입증하기 위해 얼굴 3D 이미지를 사용하는 다양한 기술이 마케팅 목적으로 널리 사용되고 있으며, 아이백과 관련된 분석 방법으로 부피 분석과 육안평가를 주로 사용하고 있다. 일반적으로 3D 사진촬영은 외부 해부학적 부피를 결정하는 데 유용하며, 많은 연구자들이 VECTRA, VISIA, 육안평가를 통한 부피 측정의 정확성을 논의해 왔었다[1-4].

육안평가의 경우 객관적이고 양적 결과를 도출하기 어렵기 때문에 연구자의 편향이 발생할 수 있는 단점이 있다. 3D 이미지에서 피부 부피 분석의 경우는 ROI 분석 영역에 크게 영향을 받으므로 더 객관적이고 표준화된 아이백 분석 방법을 수립하는 것이 필요하다.

이번 연구에서는 VectraXT를 활용하여 얻어낸 이미지에서 부피 및 길이 아이백 분석 기술을 제안하고, 이를 전문가의 육안평가와 잘 알려진 부피 분석과의 상관 관계를 수행했다. 또한, 우리의 분석 방법이 아이백의 심각도를 결정하는데 더 객관적이고 표준화된 방법을 제공할 수 있는 가능성을 확인하였다. 결과적으로, 이번 연구는 Vectra 3D를 활용하고 부피와 길이를 측정하여 아이백 분석 방법을 제안하였다.

2. 연구 방법

2-1. 연구대상자 선정

선정 및 제외 기준에 해당하는 한국 여성 112명으로 실시했다. 이번 연구의 선정 기준은 방문 당일 분석 영역(아이백)이 부어오르는 경향이 있는 20세에서 60세 사이의 여성을 대상으로 했다. 연구 목적과 내용에 대한 충분한 설명을 연구자로부터 받고 의사 결정 동의서에 자발적으로 서명한 참가자들을 포함하며, 연구 기간동안 추적 관찰이 가능해야 했다. 연구 기간 동안 방문 전날을 포함하여 평소의 습관과 상태(식사, 수면, 일어나는 시간 및 생활 방식)를 유지하고, 지난 3개월 동안 체계적인 여드름 치료 약물, 경구 레티노이드, 스테로이드 및 항생제와 같이 테스트에 영향을 미칠 수 있는 약물을 복용한 대상자는 연구에서 제외했다. 추가적으로, 눈 주위 피부에 성형 수술 또는 레이저 치료를 한 지 1년 이내인 대상자도 연구에서 제외했다[6]. 연구 계획은 ㈜마리디엠 피부과학연구소의 기관 검토 위원회(IRB)에서 승인(MDSRC-2200FR-5)하였고, 연구는 2022년 8월 31일부터 2023년 2월 24일까지 진행했다.

2-2. 육안평가

육안평가는 일정한 조명이 있는 조건 하에서 연구대상자들은 일정한 45° 각도 아래서 두 명의 연구자가 독립적으로 아이백의 육안평가를 수행했다. 두 명의 연구자는 육안평가 기준[5]을 기반으로 아이백의 상태를 다음과 같이 점수화했다:(0=no sagging, 1=slight sagging, 2=mild sagging, 3=moderate sagging, 4=severe sagging, 5=very severe sagging and 6=extremely severe sagging). 연구자 간 일치도는 ICC(측내 상관 계수)를 통해 확인한 후 평균값을 분석에 적용했다.

2-3. Measurement using Vectra

Vectra XT(Canfield, USA)는 3D 이미징 시스템을 통해 인체 부분의 표면 모양, 윤곽 및 색상을 정확하게 캡처한다. 이것은 대상의 입체 이미지를 캡처하고 광도 알고리즘을 사용하여 대상의 해부학적 모양에 대한 고해상도 3D 컴퓨터 모델을 생성하는 과정도 포함된다. 이러한 3D 이미지는 대상의 동기화된 2D 디지털 카메라 뷰를 캡처함으로써 얻어진다. Vectra의 이미지 소프트웨어는 관찰 대상의 3D 모양 및 색상 좌표를 매우 정확하게 계산하기 위해 여러 평면에서의 정보를 사용한다. VECTRA는 대상의 입체 이미지를 캡처하고 광도측량 알고리즘을 사용하여 대상의 고해상도 3D 컴퓨터 모델을 생성함으로써 해부학적 모양을 캡처했다(그림 1A). 이 장비로 고정된 자세로 정면(지정된 지정)부위를 눈 뜬 상태로 연구대상자의 3D 이미지를 1회 촬영 및 분석했다.

2-4. Measurement using PRIMOS^® lite

PRIMOS^® lite(Canfield, USA)는 Digital Micro mirror Devices(DMD) 기술을 활용하여 비접촉 장치에 디지털 스트라이프 프로젝션을 적용하는 3D 피부 측정 장치다. 캡처된 3D 이미지는 일치 및 오버레이 기능을 사용하여 동일한 영역에서 측정될 수 있으며 주름, 모공, 표면 거칠기, 면적 및 부피와 같은 다양한 매개변수를 분석할 수 있다(그림 1B). 이 장비로 턱과 이마를 고정하여 아이백이 잘 확인되는 지정된 각도에서 눈을 뜬 상태로 아이백 3D 이미지를 1회 촬영 및 분석했다.

3. 분석방법

VECTRA와 PRIMOS^® lite에서 획득한 이미지 중에서 대상자의 왼쪽 또는 오른쪽 아이백을 지정하고 분석했다.

- 아이백 길이 분석: 눈꼬리 앞에서 눈꼬리 끝나는 지점까지 균등한 9개의 라인(0~9Line)을 긋고 그 중 다섯번째 라인(5’s Line, 눈동자 가운데 지점)을 선정해서, 아이백의 시작점과 곡선이 끝나는 가장 낮은 지점의 길이(mm)를 45도 각도로 회전된 3D 이미지에서 분석했다.

- 아이백 부피 분석: 부피(㎣) 분석을 위한 ROI는 얼굴 앞면의 5번째 선을 기준으로 수직 직사각형(1cm*1cm)으로 설정하고, 동공 아래와 아이백 골까지의 영역만을 포함했다(그림 2).

3.1. 통계 분석

산출된 모든 데이터는 SPSS Package Program ver. 20(IBM, USA)을 이용하여 통계적 유의성을 검증하였다. Spearman's rank correlation coefficient를 이용하여 3D 이미지(VECTRA 및 PRIMOS의 부피, 길이)와 육안평가의 상관관계를 검증하였다. 또한 육안평가를 통한 중증도 별 3D 이미지 데이터의 군간 비교는 일원배치 분산분석법(One-way ANOVA)을 적용하여 검증하였다(유의수준 p<0.05).

4. 연구결과

4-1. Correlation Analysis between Visual Grade of Eye bags and Vectra, and Primos

아이백의 육안평가등급(grade 0~grade 6)은 Vectra 및 Primos(부피 및 길이)와 유의적으로 양의 상관관계를 보였다(표 1). 특히, 'R' 값은 육안평가와 Vectra, Primos의 부피 평가 간에 높은 상관관계를 보였고, 각각 0.775와 0.746이었다. 또한, 기기 분석 간의 상관 관계에서, Vectra 부피와 길이는 Primos 부피와 유의적으로 높은 상관관계를 가졌고, 상관 계수 값은 각각 0.698 및 0.500이다.

4-2. Discrimination analysis between instrumental analysis methods according to visual grade

육안평가 점수에 따라 A군(0~2grade), B군(3~4grade), C군(5~6grade)으로 분류(표 2)하여 각 군에서의 기기 분석 파라미터 값들의 군간 유의차를 분석해본 결과, Primos(길이)를 제외한 모든 분석 파라 미터에서 유의한 차이를 나타냈다. 즉, Vectra(볼륨, 길이) 및 Primos(볼륨)파라미터가 아이백 중등도를 잘 반영하였음을 의미한다(표 3).

5. 고찰 및 결론

이번 연구를 통해, Vetra XT를 이용한 새로운 아이백 분석방법이 기존에 알려져 있는 Primos 분석법과 함께 활용할 수 있음을 확인했다. 따라서 앞으로 안구 노화 관련 연구와 분석에 있어서 육안평가 및 우리가 제안한 분석 매개변수를 활용하는 종합적인 접근 방식을 제안한다. 이를 통해 주관적 육안평가를 보완하는 좀 더 객관적이고 양적 분석방법으로 결과를 도출할 수 있으리라 기대된다. 

REFERENCES

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