Quantitative measurement and practical application of hair diameter diversity as a diagnostic indicator of androgenetic alopecia

Abstract

Androgenetic alopecia (AGA), a common form of pattern hair loss, is traditionally diagnosed using subjective methods like the Norwood-Hamilton and Ludwig’s classifications. While hair diameter diversity (HDD) serves as an objective indicator within AGA diagnostic processes, reflecting the variation in hair diameter, its quantitative definition remains ambiguous. This study introduces and evaluates two quantitative definitions of HDD, employing a robust methodology on a cohort of 240 Korean male AGA patients. In Part 1, we explore HDD through the ‘thin hair ratio’ at the vertex, considering diverse diameter thresholds beyond the initial 40 µm to define thin hairs. This approach investigates how varying thresholds impact the correlation between thin hair ratio and AGA progression, aiming to identify the most effective diameter threshold for the Korean male. Part 2 explore a distribution-based definition of HDD, analyzing the ‘change point in hair diameter distribution’ at both the vertex and occiput. This method assesses the shift in hair diameter percentile, seeking to understand how these changes in distribution patterns correspond to AGA's severity. In Part 1, the application of various thresholds revealed that a 45 µm threshold for defining thin hair, alongside a 21.65% cutoff for the thin hair ratio, provides optimal diagnostic accuracy for Korean males. In Part 2, the analysis indicated that the change point in hair diameter distribution aligns with AGA progression, demonstrating that change points within the 20-30% range are significantly related to AGA diagnosis. Comparing the change points between the vertex and occiput suggests potential diagnostic benefits for early AGA diagnosis. Additionally, this analysis reveals individual differences in hair diameter irrespective of AGA stage, highlighting the importance of personalized assessment. In conclusion, our study reinforced the validity of the traditional HDD 20% threshold, suggesting that it remains a reliable indicator of AGA. We found that employing a 45 µm threshold for defining thin hair provides optimal diagnostic accuracy. Furthermore, change point analysis in hair diameter distribution underscores their correlation with AGA progression, suggesting potential diagnostic benefits for early AGA diagnosis.

안드로겐탈모(Androgenetic alopecia, AGA)는 Norwood-Hamilton 및 Ludwig 분류법과 같은 주관적 방법으로 진단되는 흔한 탈모 형태다. 이 방법 들은 널리 사용되지만, 임상의의 주관적 판단에 의존한다는 한계가 있어, 모발 직경의 변화를 나타내는 모발 직경 다양성(Hair diameter diversity, HDD) 같은 객관적 지표가 활용되고 있다. HDD는 직관적이고 이해하기 쉬운 지표이지만, 그 정량적 정의는 아직 명확하지 않다. 본 연구는 240명의 한국 남성 AGA 환자를 대상으로 HDD에 대한 두 가지 정량적 정의를 소개하고 평가하기 위해 정밀한 방법론을 적용했다. 연구의 첫 번째 부분에서는 정수리에서의 '얇은 모발 비율'을 통해 HDD를 탐구하며, 처음 얇은 모발의 비율로 제시된 40µm 이외에도 다양한 직경을 고려하여 얇은 모발을 정의했다. 이 접근법은 다양한 직경 값이 얇은 모발 비율과 AGA 진단 사이의 상관관계에 미치는 영향을 조사하여 한국 남성에게 가장 효과적인 직경 값을 분석하였다. 연구의 두 번째 부분에서는 정수리와 뒤통수에서 '모발 직경 분포의 변화점'을 분석하는 분포 기반의 HDD 정의를 탐구했다. 이 방법은 모발 직경 백분위수의 변화를 평가하여 이러한 분포 패턴의 변화가 AGA의 진행과 어떻게 상관되는지 분석하였다. 첫 번째 부분의 결과, 45µm 직경을 사용해 얇은 모발을 정의하고, 21.65%의 얇은 모발 비율을 적용하는 것이 한국 남성에게 최적의 진단 정확도를 제공했다. 두 번째 부분의 분석에서는 모발 직경 분포의 변화점이 AGA 진행에 따라 높은 백분위수에 위치하며, 특히 20-30% 범위 내의 변화점이 AGA 진단과 유의미하게 관련되어 있었다. 더불어, 정수리와 뒤통수 사이의 변화점 비교는 조기 AGA 진단에 대한 잠재적 이점을 제시했다. 또한, AGA 단계에 관계없이 개인별 모발 직경의 차이가 존재했으며 이를 통해 개인화된 평가의 중요성을 확인했다. 결론적으로, 본 연구는 전통적인 HDD 20% 지표의 유효성을 재확인했으며, HDD가 AGA 진단에 있어 신뢰할 수 있는 지표임을 다시 한번 입증했다. 얇은 모발을 정의할 때는 45µm 직경 값을 사용하는 것이 한국인 남성에게 최적의 진단 정확도를 제공한다. 또한, 모발 직경 분포의 변화점은 정수리와 뒤통수에 적용될 수 있으며, 이 두 부위의 비교 분석은 AGA의 조기 진단에 잠재적인 이점이 있을 수 있다.