以因子分析方法定量评价人群手背部皮肤老化

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇以因子分析方法定量评价人群手背部皮肤老化范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[摘要]目的：定量评价人群手背部皮肤纹理老化。方法：采用主成分因子分析方法，对测量获得的沈阳地区人群手背部皮肤纹理间距（x1）、网格数（x2）、角度最大值（x3）和角度差值（x4）进行分析，构建皮肤老化综合评分模型。结果：经求解特征根及因子旋转，提取了两个公因子，分别代表自然老化因子和光老化因子。以此为基础，构建皮肤老化综合评分计算公式为：0.6150x1+21.7488/x2+0.0095x3+0.0178x4-3.8962。该皮肤老化综合得分随着年龄、每日日光暴露时间以及皮肤老化级别的增加均呈增加趋势。结论：利用皮肤老化综合评分模型，能够获得个体皮肤老化程度，便于在不同个体间进行皮肤老化的比较。

[关键词]因子分析；皮肤老化；皮肤纹理；综合评价

[中图分类号]R622 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2013）01-0064-03

Study on quantitative evaluation on skin aging of dorsal hand by factor analysis

GAO Qian1， DONG Guo-qing2， LIU Rong1， HU Li-wen1，WANG Wen-ying1， LIU Yang1

（1.School of Public Health， China Medical University，Shenyang 110001，Liaoning，China；2. National Center for Rural Water Supply Technical Guidance， Chinese Center for Disease Control And Prevention）

Abstract： Objective To quantitative evaluate skin aging of dorsal hand. Methods The distance between texture （x1），grids （x2），the maximum angle （x3） and the difference between maximum and minimum angles （x4） were obtained from dorsal hand of a Shenyang population.Factor analysis was used to establish a model of comprehensive score of skin aging. Results After solving eigenvalues and factor rotation，two common factors were extracted.The two common factors could be interpreted as the natural aging factor and the photoaging factor respectively. The formula of comprehensive score of skin aging was carried out as follow： 0.6150x1+21.7488/x2+0.0095x3+0.0178x4-3.8962. The comprehensive score increased with the increase of age，sun exposure per day and skin aging grade. Conclusion By using factor analysis，a comprehensive score could be established and used to conveniently compare the skin aging among individuals.

Key words：factor analysis； skin aging； skin texture； comprehensive evaluation

根据皮肤老化过程中纹理形态的改变，研究者们建立了多种皮肤老化评价方法。其中半定量的皮肤老化评价方法仅把老化程度分为几个级别，不能精确定量，也无法反映皮肤老化连续渐进的过程[1-2]。而常用的皮肤老化定量评价方法，如皮肤轮廓测量技术，可以得到代表皮肤粗糙度和皮肤沟纹深浅的一系列参数[3-5]。但是由于涉及多项指标、多个检测点，每项指标都从不同的角度反映皮肤老化状况，而各项指标之间又存在错综复杂的联系，因此无法对个体的皮肤老化程度做出综合的判定，也不便于个体间皮肤老化的比较。本文对在辽宁省沈阳市王滨乡采集到的人群手背部皮肤图像，使用Image-Pro Plus 图像分析软件，测量纹理间距、纹理形成的网格数和纹理形成的角度值；并通过因子分析将几个皮肤老化指标整合，建立一个可以定量评价皮肤老化程度的综合性评分。它将为客观评价皮肤老化提供新的手段，为环境紫外线与皮肤老化的剂量效应关系评价提供效应定量，对判断皮肤美容效果也具有应用价值。

1 资料和方法

1.1 资料来源：以沈阳市王滨乡当地农民为调查对象，共计361人，其中男性141人，女性220人，年龄11～86岁，平均年龄42.08±19.01岁。按平均每日日光暴露时间

1.2 统计分析

1.2.1 构建皮肤纹理指标因子分析模型：皮肤老化主要受日光照射和机体自然老化的影响[8]，我们之前的研究结果表明，纹理间距和网格数主要受年龄的影响，皮肤纹理的最大角度和角度差值主要受日光暴露影响，而平均角度个数受日光暴露和年龄的影响相差不大[9]。因此排除平均角度个数指标，假设纹理间距、网格数、最大角度和角度差值分别主要受光老化和自然老化两个潜在的因子影响，建立因子分析路径图的数学关系模型：

X1=a11F1+a12F2+ε1X2=a21F1+a22F2+ε2X3=a31F1+a32F2+ε31X4=a41F1+a42F2+ε4

注：X1～X4分别代表纹理间距、网格数、最大角度和角度差值；F1和 F2表示公共因子；a11～a42为因子载荷；ε1～ε4表示特殊因子。该模型即皮肤老化综合评分模型。用矩阵形式表示为：X =AF +ε

1.2.2构建综合评分：采用SPSS15.0统计分析软件，使用主成分法求解特征根方程，并计算特征向量和初始因子载荷矩阵。计算因子得分，并以各因子的方差贡献为权重，构建皮肤老化综合评分模型。

2 结果

2.1 手背部皮肤老化综合评分的建立

2.1.1主成分法因子分析的约相关矩阵特征值分析：应用主成分法因子分析模型，提取因子，求得的特征根、贡献率和累积贡献率见表1。从表1可见，特征根大于1，且累积贡献率在70%以上的特征根有2个，因此，选择前两个因子进行进一步分析，得出相应的因子负荷系数，见表2。

2.1.2 主成分法初步因子载荷阵分析：分析初步因子载荷发现，因子1在各纹理形态学指标上均有较大的负荷，而因子2仅在角度差值上有较大负荷，在其他纹理形态学指标上的负荷较小（表2）。以上结果不能明确解释各因子的意义，需要做因子旋转进行调整。

2.1.3 旋转后因子载荷矩阵分析：使用正交最大方差进行旋转，重新计算因子载荷（见表3）。因子1在纹理间距和网格数上的负荷最大，在角度最大值和角度差值上的负荷较小，可以认为因子1主要支配纹理间距和网格数；因子2在角度最大值和角度差值上的负荷比未旋转前明显增加，同时在其它指标上的负荷明显减少，说明因子2主要支配角度最大值和角度差值。

2.1.4构建因子得分和皮肤老化综合评分：根据因子得分系数，以各因子的方差贡献为权重，构建皮肤老化综合评分（SI）方程：

SI=0.6150x1+■+0.0075x3+0.0178x4-3.8962

注：x1～x4分别为纹理间距、网格数、最大角度和角度差值

2.2 手背部皮肤老化综合评分的评价：沈阳地区人群手背部皮肤老化综合得分随年龄、累积日光暴露时间和皮肤老化级别的增加而增加，见图1。

3 讨论

皮肤的老化状况不仅对人的容貌有重要影响，同时也反映了机体的健康状态和环境因素作用的结果，通过对皮肤纹理变化的判定来评价皮肤老化状态是一种十分有效的方法。皮肤老化反映在手背部皮肤上，表现为初级线和二级线的变化，随着老化程度的加重，手背部皮肤纹理初级线之间的距离增大，二级线缺损甚至消失，纹理交叉所形成的网状结构逐渐减少[7]。根据手背部皮肤的纹理特征性表现，我们将其转换成可测量的参数，即纹理间距、网格数、角度最大值和角度差值。其中，纹理间距和网格数的变化主要受年龄的影响，皮肤纹理的最大角度和角度差值变化则主要受日光暴露的影响[9]。

然而，这些皮肤纹理形态学指标在为皮肤老化评价提供丰富信息的同时，也增加了对数据处理的难度，此外，单凭某一指标对皮肤老化做出评价往往具有一定的片面性。因子分析方法将多个指标纳入同一系统进行定量化研究，是一种能够将多个实测原始变量转换为少数几个不相关的综合指标的多元统计方法，这些综合指标不能直接观测到，但更能反映事物的本质，因此在医学等领域得到了广泛的应用[10-12]。本研究通过因子分析法实现对皮肤老化状况的综合评价，对多个皮肤纹理测量指标进行降维，所用权数随着数学变换过程自动生成，具有较强的客观性，能够更全面的反应皮肤老化的程度。

通过本研究提取2个公因子，对原始皮肤纹理指标进行了降维处理。对于因子1，与年龄密切相关的纹理间距和网格数的因子负荷都在0.85以上，因此，因子1可以称为自然老化因子。对于因子2，与日光暴露时间密切相关的角度最大值和角度差值的因子负荷都在0.80以上，因此，因子2可以称为光老化因子。这两个因子反映了影响皮肤老化的两个最主要因素，即年龄和日光暴露。考虑2个因子对总体方差的贡献，本研究建立了皮肤老化综合评分方程。该皮肤老化综合得分随着年龄、每日日光暴露时间以及皮肤老化级别的增加均呈增加趋势，说明该综合评分与皮肤老化存在剂量反应关系，可以用于皮肤老化程度的评价。

本研究通过测量皮肤纹理形态学指标，进行因子分析，建立了一个可以定量评价皮肤老化程度的综合性指标--皮肤老化评分，达到简化观测指标，并客观、定量的评估皮肤老化程度的目的，利用该指标便于在不同个体间进行皮肤老化的比较，具有一定的应用价值。

[参考文献]

[1]Lemperle G，Holmes RE，Cohen SR，et al. A classification of facial wrinkles [J]. Plast Reconstr Surg，2001，108（6）：1735-1750.

[2]Chung JH.Photoaging in Asians[J].Photodermatol Photoimmunol Photomed， 2003，19（3）：109-121.

[3]Hatzis J. The wrinkle and its measurement-a skin surface Profilometric method [J].Micron，2004，35（3）：201-219.

[4]Li L，Mac-Mary S，Marsaut D，et al.Age-related changes in skin topography and microcirculation[J].Arch Dermatol Res，2006，297（9）：412-416.

[5]De Paepe K，Lagarde JM，Gall Y，et al.Microrelief of the skin using a light transmission method [J]. Arch Dermatol Res，2000，292（10）：500-510.

[6]高倩，汪薇，王阳，等.手背部皮肤纹理老化定量评价指标研究[J].中国美容医学， 2007，16（7）：941-944.

[7]Beagly J，Gibson IM. Changes in skin condition in relation to degree of exposure to ultraviolet light [M]. Perth： School of Biology，Western Australia Institute of Technology， 1980：1-45.

[8]Puizina-Ivi？ N.Skin aging [J]. Acta Dermatovenerol Alp Panonica Adriat，2008， 17（2）：47-54.

[9]Gao Q，Hu LW，Wang Y， et al. Skin texture parameters of the dorsal hand in evaluating skin aging in China [J]. Skin Res Technol，2011，17（4）：420-426.

[10]孙振球. 医学统计学[M].北京：人民卫生出版社，2002：321-324.

[11]陈峰.医用多元统计方法[M]. 北京：中国统计出版社，2002：65-81.

[12]方积乾.医学统计学与电脑实验（第二版）[M].上海：上海科学技术出版社，2001：449-462.