国际皮肤光谱档案（ISSA）：解锁多元人类皮肤奥秘的关键数据集

《Scientific Data》：The International Skin Spectra Archive (ISSA): a multicultural human skin phenotype and colour spectra collection

为解决人类皮肤颜色测量难题，研究人员构建 ISSA 数据集，助力多领域研究。

　　

五彩斑斓的皮肤世界：探索人类皮肤光谱的奥秘

在我们生活的世界里，人类的皮肤颜色丰富多彩，从白皙到黝黑，各种色调展现着独特魅力。皮肤颜色不仅是个体特征的显著标志，更是众多研究领域的关键关注点。在视觉与进化研究中，它能帮助我们了解人类的演化历程；在医学领域，精确的皮肤颜色测量是检测和诊断皮肤疾病的重要依据；在美妆、摄影、虚拟现实等行业，精准还原和呈现真实的皮肤颜色至关重要。

然而，测量人类皮肤颜色困难重重。皮肤结构复杂，多层组织相互作用，其颜色受到黑色素（Melanin）、血红蛋白（Haemoglobin）等多种因素影响。而且，不同地域、种族、年龄、性别以及身体部位的皮肤颜色差异巨大，加上测量技术和协议的不同，使得获取准确、可比的皮肤光谱数据成为一项极具挑战性的任务。此前的研究中，相关数据集存在样本量有限、测量方法不一致、难以代表不同人群以及公众无法自由获取等问题，严重制约了相关领域的发展。

为了攻克这些难题，来自英国、西班牙、中国、日本、巴基斯坦、泰国、伊拉克和沙特阿拉伯等八个国家的十三个全球实验室的研究人员携手合作。他们在 2012 - 2024 年间，收集了 11 个高质量的皮肤光谱数据集，最终建立了国际皮肤光谱档案（International Skin Spectra Archive，ISSA）。这一成果发表在《Scientific Data》上，为相关研究带来了新的曙光。

研究方法：严谨规范，确保数据质量

在这项研究中，研究人员采用了一系列严谨的技术方法来确保数据的准确性和可靠性。

• 多中心样本采集：从不同国家的多个实验室收集数据，涵盖了高加索人（Caucasian）、中国人（Chinese）、中东人（Middle Eastern）、东南亚人（Southeast Asian）、南亚人（South Asian）、非洲人（African）等多个种族，共计 2113 名受试者的 15256 个皮肤样本记录，使数据集具有广泛的代表性。
• 标准化测量仪器：使用便携式分光光度计（Portable spectrophotometers，SP）进行皮肤光谱反射率测量。不同数据集分别采用 Konica Minolta CM - 2600d、CM - 700d 和 X - Rite SP62 等仪器，这些仪器均符合 CIE di:8° 几何标准，在测量时保证了数据的一致性。
• 严格测量协议：测量前，确保受试者皮肤清洁、无化妆品等干扰物质，仪器按照制造商指南校准。测量在漫射光条件下进行，避免直射光影响。测量过程中，选择合适的测量部位，避开毛发、瑕疵等，控制仪器与皮肤接触的压力，保证测量的准确性。
• 数据处理与计算：依据 CIE 比色法标准，将皮肤光谱数据转换为 CIE 比色数据，包括三刺激值（X、Y、Z）、色度坐标（x、y、u'、v'）、CIELAB 参数（L、a、b、C_ab、h_ab）等，为后续分析提供了丰富的数据支持。

研究结果：多元数据，揭示皮肤颜色奥秘

• 数据集构成：ISSA 数据集包含光谱数据和 CIE 比色数据，详细记录了每个样本的编号、来源、受试者信息（种族、性别、年龄等）、仪器信息以及测量的光谱范围等。这些数据为研究人员提供了全面了解皮肤颜色特征的基础。
• 肤色差异分析：通过对不同种族和性别的皮肤光谱反射率进行分析，发现不同种族之间皮肤光谱反射率存在显著差异。例如，非洲人的皮肤在某些波长范围内反射率较低，而高加索人的皮肤反射率相对较高。同时，男性和女性的皮肤光谱反射率也存在一定差异，这些差异为进一步研究皮肤颜色的遗传和生理机制提供了线索。
• 测量变异性评估：研究人员对皮肤测量的变异性进行评估，包括短期重复性和仪器间一致性。结果表明，便携式分光光度计在不同压力和孔径大小下，短期重复性保持在 0.40 ΔE_ab^*以内。测量孔径大小对颜色分布变异性的影响大于压力，合理的皮肤压力对测量颜色值影响不显著。这为制定更科学的测量协议提供了依据。

研究结论与意义：开启皮肤研究新篇章

ISSA 数据集的建立具有重要意义。它为皮肤生理学、遗传学、人类学等多学科研究提供了丰富的数据资源，有助于深入了解皮肤颜色的变化规律及其受到的生物、文化和环境影响。在医学领域，可用于辅助皮肤疾病的诊断和治疗，通过分析皮肤光谱数据，更准确地检测皮肤疾病。在科技领域，能为面部识别、生物 ometric 认证技术的发展提供支持，提高这些技术在不同人群中的准确性和适用性。在美妆、虚拟现实等行业，为精确还原和呈现真实皮肤颜色提供了数据基础，提升产品和体验的质量。

尽管 ISSA 数据集已经取得了重要成果，但研究人员也意识到其存在的局限性，如缺乏非洲本土居民和混合种族个体的数据。未来，他们计划进一步收集数据，完善数据集，使其更具包容性和代表性，为全球皮肤研究事业持续贡献力量。这一数据集的出现，为相关领域的研究开辟了新的道路，相信在未来会有更多基于此的研究成果，为人类对自身皮肤的认识和相关技术的发展带来新的突破。