СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗМЕНЕНИЙ ДЕФЕКТОВ КОЖИ

Полезная модель относится к области медицинской техники и может использоваться для мониторинга дефектов кожи пациентов.
Известно устройство для контроля кожи, содержащее по меньшей мере один источник света, преимущественно на основе лазера, выполненный с возможностью излучения света на кожу, по меньшей мере один фотосенсор и блок обработки сигнала от фотосенсора (WO 2007/144817, 2007). Это устройство сложно по конструкции и дорогостоящее, оно не позволяет получить количественных показателей изменений в состоянии кожи. Кроме того, оно имеет недостаток, связанный с риском побочных эффектов, например, попадания светового излучения в глаза пациента.
Известны и другие устройства, аналогичные по назначению, выполненные в виде систем для контроля изменений дефектов кожи, например, ANTERA 3D, производитель Miravex, Ирландия (). Это устройство содержит оптический излучатель для сканирования поверхности кожи, приемник отраженного от поверхностных структур кожи излучения и микропроцессор для последующего трехмерного моделирования участка кожи. Устройство позволяет оперативно оценивать состояние кожи до и после проведения процедур. Однако оно недостаточно эффективно, поскольку позволяет анализировать лишь небольшие участки кожи (в то время как многие дефекты, например, мимические морщины, складки могут занимать значительную площадь) и не дает количественные показатели, которые могли бы считаться безусловно объективными. Кроме того, такие устройства дорогостоящие.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является система для контроля изменений дефектов кожи, содержащая цифровой фотоаппарат, размещенный напротив освещенного дефекта кожи, электронный выход которого соединен с процессором, к которому присоединены монитор и клавиатура (RU 2301626 С1, 2007). В этой системе процессор выполнен в виде электронно-вычислительной машины (компьютера), в штатной комплектации обычно снабженной монитором и клавиатурой. Условия фотографирования исходного и исправленного дефектов кожи в системе не оговариваются. Такая система может использоваться для измерения площади дефекта кожи различной конфигурации и происхождения и контроля ее изменений. При этом фотографируют исходный дефект кожи и размещенный рядом заданный условный эталон площади. Цифровые изображения подвергаются обработке в компьютере. Отношение количества точек в цифровом изображении дефекта кожи к количеству точек в изображении условного эталона, умноженное на площадь эталона, определяют как площадь дефекта кожи. При повторении процедуры система позволяет контролировать изменение площади дефекта кожи.
Однако отсутствие требования стандартизации фотографирования (неизменных условий самого процесса фотографирования и освещения области фотографирования в процессе контроля изменений дефекта) и соответствующих обеспечивающих это требование узлов, а также недостаточно высокое качество изображения, даваемое цифровым фотоаппаратом, не позволяют обеспечить высокую объективность получаемых с помощью такой системы выводов о результатах коррекции. Кроме того, такая система предполагает наличие одноразовых эталонов, разных по размерам для разных по площади дефектов кожи, что неудобно на практике при эксплуатации системы. Поэтому такая система недостаточно эффективна.
Задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании системы для контроля изменений дефектов кожи, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эффективности системы для контроля изменений дефектов кожи.
Это достигается тем, что система для контроля изменений дефектов кожи, содержащая цифровой фотоаппарат, размещенный напротив освещенного дефекта кожи, электронный выход которого связан с процессором, к которому присоединены монитор и клавиатура, содержит связанный с процессором программный блок, выполненный с обеспечением возможности перевода цветного изображения в полутоновое и пиксельного анализа изображения, при этом цифровой фотоаппарат выполнен в виде цифровой зеркальной фотокамеры, размещенной вместе с источником освещения с обеспечением возможности неизменных условий фотографирования. Цифровая зеркальная фотокамера может быть закреплена на стационарном штативе. Источник освещения может быть закреплен на стационарном кронштейне. Система для контроля может содержать по меньшей мере один дополнительный источник освещения. Процессор может быть выполнен в виде персонального компьютера. Программный блок может быть выполнен в виде набора последовательно связанных между собой субблоков, включающего субблоки: ввода данных, коррекции изображения, перевода в полутоновое изображение, выделения области коррекции, коррекции выделенного изображения, выбора пиксельной зоны, определения чувствительности, определения площади выделенной области, сравнения полученных данных, записи полученных значений и изображения, хранения полученных данных. Система для контроля может содержать соединенное с процессором печатающее устройство, а программный блок при этом включает субблок печати отчета.
Технический результат полезной модели обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
На фиг.1 показана структурная блок-схема системы. Фиг.2 в виде скриншота (снимок с экрана монитора) иллюстрирует результаты контроля изменения дефекта кожи с помощью пиксельного анализа (показаны фотографии пациента с выделенной областью дефекта до и после коррекции дефекта, а также гистограммы распределения яркости пикселей изображения и зоны темных пикселей до и после коррекции).
Система для контроля изменений дефектов кожи содержит цифровую зеркальную фотокамеру 1 (например, с объективом 55 мм и разрешением 16-18 мегапикселей), размещенную напротив контролируемого дефекта кожи (область 2 с дефектом кожи), освещенного посредством источника 3 освещения. Цифровая зеркальная фотокамера 1 и источник освещения 3 размещены с обеспечением возможности неизменных условий фотографирования (в процессе контроля изменений дефекта кожи одного и того же пациента должны быть выдержаны неизменными расстояние от объектива цифровой зеркальной фотокамеры 1 до области 2, угол наклона объектива, интенсивность освещения области 2 и угол освещения, исключена возможность «дрожания» цифровой зеркальной видеокамеры 1). Эти условия могут быть обеспечены, например, при закреплении цифровой зеркальной видеокамеры 1 на стационарном штативе, а источника 3 освещения - на стационарном кронштейне (на чертежах не показаны). Помимо основного могут использоваться и дополнительные источники 3 освещения. Система содержит процессор 4, выполненный, например, в виде персонального компьютера, соединенные с ним монитор 5 и клавиатуру 6, а также может содержать соединенное с процессором 4 печатающее устройство (принтер) 7. Система содержит также связанный с процессором 4 программный блок 8, выполненный с обеспечением возможности перевода цветного изображения в полутоновое и пиксельного анализа изображения. Программный блок 8 выполнен в виде набора последовательно связанных между собой субблоков: субблок 9 ввода данных, субблок 10 коррекции изображения, субблок 11 перевода в полутоновое изображение, субблок 12 выделения области коррекции, субблок 13 коррекции выделенного изображения, субблок 14 выбора пиксельной зоны, субблок 15 определения чувствительности, субблок 16 определения площади выделенной области, субблок 17 сравнения полученных данных, субблок 18 записи полученных значений и изображения, субблок 19 хранения полученных данных, а также может содержать субблок 20 печати отчета. Субблоки 9-20 могут быть выполнены преимущественно программными средствами.
Предложенная система функционирует следующим образом. Посредством цифровой зеркальной фотокамеры 1, например, закрепленной стационарно на штативе и источника 3 освещения, например, закрепленного стационарно на кронштейне, фотографируется область 2 с дефектом кожи пациента. Цифровая зеркальная фотокамера 1 в отличие от цифровых фотоаппаратов отличается более высокой надежностью, удобнее в эксплуатации (позволяет оператору видеть «реальное» изображение в видоискателе), имеет быстрый и точный автофокус и обеспечивает более высокое качество изображения. При фотографировании должно быть соблюдено требование постоянства условий при фотографировании до и после коррекции дефекта кожи, что исключает систематические ошибки при анализе соответствующих изображений. Полученные цветные цифровые изображения передаются в процессор 4 и с помощью программного блока 8 обрабатываются до получения количественных характеристик изменения дефекта, при этом цветные цифровые изображения переводятся в полутоновые и осуществляется их пиксельный анализ. Это обусловлено тем, что полутоновое изображение более удобно в обработке, а любой кожный дефект в полутоновом изображении может быть представлен областью, окрашенной в более темный цвет, т.е содержащей большее количество темных пикселей, чем в окружающей дефект области. Поскольку любое изображение может быть представлено в виде пикселей (в соответствии с ГОСТ 27459-87 пиксель - наименьший элемент поверхности визуализации, которому может быть независимым образом заданы цвет, интенсивность и другие характеристики изображения), то при подсчете темных пикселей можно получить объективный количественный параметр корректируемого дефекта до и после коррекции. При этом не требуется эталон, как, например, в системе-прототипе. В программном блоке 8 субблок 9 ввода данных обеспечивает загрузку цветных цифровых изображений. Субблок 10 коррекции изображения обеспечивает улучшение качества изображения и его стандартизацию (центровку, масштабирование, синхронизацию, удаление артефактов и цифрового шума). Субблок 11 обеспечивает перевод изображения в полутоновое. Субблок 12 обеспечивает выделение области 2 коррекции дефекта кожи. Субблок 13 обеспечивает коррекцию выделенного изображения (корректируются параметры изображения для оптимального разделения по площади исследуемых зон). Субблок 14 выбора пиксельной зоны обеспечивает выделение насыщенности цвета корректируемой области 2 дефекта кожи, при этом оператор выбирает пиксельную зону наиболее темного оттенка. Субблок 15 позволяет оператору оценить связь чувствительности с шириной зоны выделения корректируемой области 2 дефекта кожи и выбрать необходимое значение чувствительности. Субблок 16 обеспечивает визуализацию показателей площади выделенной области 2 и графиков распределения параметров по выбранной цветовой модели. Субблок 17 обеспечивает сравнение полученных данных до и после коррекции дефекта кожи. Субблок 18 обеспечивает запись полученных значений и изображения в базу данных. Субблок 19 обеспечивает хранение полученных данных. Субблок 19 обеспечивает печать отчета (личные данные пациента, фото до и после коррекции, гистограммы, окно отчета).
Система для контроля изменений дефектов кожи апробирована на 25 пациентах в ООО «Американская дерматология», г.Москва.
Пример реализации. Пациенка В., 36 лет, обратилась для коррекции носогубной складки. Процедура коррекции проводилась филлером на основе стабилизированной гиалуроновой кислоты неживотного происхождения Surgiderm 30XP. До начала и после коррекции проведено фотографирование с помощью закрепленной на стационарном штативе цифровой зеркальной видеокамеры 1 Canon EOS 550D Kit 18-55 JS (чувствительность матрицы 18 мегапикселей, объектив EF-S 18-55 мм) с использованием зафиксированного на кронштейне источника 3 освещения в виде бестеневого медицинского светильника Master light (Германия) мощностью 105 Вт. В результате пиксельного анализа установлено, что в выделенной области 2 количество пиксельных элементов до процедуры коррекции составило 10683, а после - 2714, т.е. полученный результат составляет около 25% от исходного значения. Таким образом, изменения после проведенной коррекции составили около 75%. Из фотографий на фиг.2 до (левое фото) и после (правое фото) коррекции видно очевидное улучшение (исправление) носогубной складки, которое подтверждается количественными (объективными, т.е. независимыми от субъективной оценки как пациента, так и оператора) показателями.
Система для контроля изменений дефектов кожи, выполненная в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эффективностью по сравнению с аналогичными известными. Она может эффективно использоваться для контроля изменений состояния кожи пациентов при проведении процедур контурной пластики филлерами, коррекции мимических морщин инъекциями ботулотоксином, биоревитализации препаратами гиалуроновой кислоты, хирургических реконструктивных операциях на коже лица, использовании фракционного лазера и др. При этом обеспечивается высокая достоверность и объективность показателей, характеризующих изменения в состоянии кожи, и исключение субъективного подхода к оценкам. Система удобна и проста в эксплуатации, не требует сложного нестандартного оборудования.