СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗМЕНЕНИЙ ДЕФЕКТОВ КОЖИ ЛИЦА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF CONTROLLING CHANGES IN FACIAL SKIN DEFECTS AND DEVICRE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретения относятся к области медицинской техники и могут использоваться для мониторинга дефектов кожи лица пациентов.
Известны различные способы и устройства для контроля дефектов кожи. Известны, например, способ и реализующее его устройство для контроля дефектов кожи лица, содержащее по меньшей мере один источник света, преимущественно на основе лазера, выполненный с обеспечением возможности излучения света на кожу пациента, по меньшей мере один фотодатчик и блок обработки поступающего от фотодатчика сигнала (WO 2007144817 А1, 2007). При этом не обеспечивается получение количественных, т.е. наиболее близких к объективным, показателей изменений о состоянии кожи, а устройство сложно по конструкции и дорогостоящее.
Известны также, например, способ и устройство для его реализации, позволяющие контролировать изменения дефектов кожи путем изменения площади исправляемого дефекта кожи, при этом устройство содержит цифровой фотоаппарат, размещаемый напротив освещенного дефекта кожи, электронный выход которого соединен с компьютером, к которому присоединены монитор и клавиатура (RU 2301626 С1, 2007). При этом фотографируют дефект кожи и размещенный рядом 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 фотосессии можно проконтролировать изменение площади дефекта кожи. Однако такой показатель как площадь дефекта недостаточно информативен, в том числе из-за отсутствия оценки объемных изменений дефекта. Кроме того, условия фотографирования исходного и исправленного дефектов не регламентируются. Поэтому такой способ и устройство не могут обеспечить высокой объективности контроля.
Известны также, например, способ и реализующее его устройство, основанные на бесконтактном измерении объемного изображения топографии кожи и ее оцифровки посредством 3D фотокамеры для оценки эффективности действия косметических средств и эстетических манипуляций (Geraldine Bouvry. Clinical tests: images abound. «The global information on cosmetics @ fragrances». March/April 2015, №32, p. 69). В этом источнике описана система Aeva-HE, включающая размещенное на поворотной площадке сиденье для пациента и размещенная напротив него 3D фотокамера. Эти способ и устройство также не в полной мере обеспечивают объективность контроля, поскольку не обеспечивается постоянное фиксированное положение головы пациента относительно фотокамеры, а также затруднено получение полного рельефного изображения дефекта из-за малого расстояния между объективами 3D фотокамеры.
Известны и другие способы и устройства для контроля дефектов кожи и их изменений (например, RU 134776 U1, 2013; RU 2515963 С1, 2014; US 7349857 В2, 2008; US 8971609 В2, 2015; WO 2004091501 A3, 2004). Однако все они в той или иной мере не могут обеспечить высокую объективность контроля.
Из известных способов контроля изменений дефектов кожи ближайшим к предложенному является способ, включающий фотосессии с пациентом путем фотосъемки с помощью цифровой зеркальной фотокамеры освещенного дефекта кожи его лица в основной проекции при неизменных условиях фотосъемки до и после проведения процедур по исправлению дефекта кожи его лица и последующую компьютерную обработку полученных цветных изображений путем их перевода в полутоновые и пиксельного анализа изображений в выделенной области, в результате которого получают количественный параметр изменений дефекта кожи, основанный на подсчете темных пикселей (RU 121129 U1, 2012).
В этом способе фотосъемку осуществляют с помощью стационарно закрепленной цифровой зеркальной фотокамеры напротив дефекта кожи лица пациента, однократно до и однократно после проведения процедур в одной и той же проекции. При подсчете темных пикселей получают количественный параметр исправляемого дефекта до и после коррекции. Однако объективность такого контроля недостаточна. Это связано с тем, что при прямом освещении дефекта кожи освещаемая поверхность выглядит гладкой, нерельефной и в полной мере не выявляется фактура поверхности, что затрудняет оценку изменения дефекта кожи с высокой степенью достоверности при фотосъемке в одной такой проекции. Кроме того, не предусмотрены приемы, позволяющие обеспечить точное одинаковое положение головы пациента и ее размещение относительно цифровой зеркальной фотокамеры до и после проведения процедур.
Из того же патентного источника известно устройство, наиболее близкое к предложенному - устройство для контроля изменений дефектов кожи лица, содержащее размещенную на выполненной регулируемой по высоте основной стационарной вертикальной опоре напротив лица пациента цифровую зеркальную фотокамеру с обеспечением возможности неизменных условий фотосъемки, соединенную со снабженным клавиатурой и монитором компьютером, программный блок которого выполнен с обеспечением возможности перевода цветного изображения в полутоновое и пиксельного анализа изображения.
В этом устройстве предусмотрено условие обеспечения возможности неизменных условий фотосъемки до и после проведения процедур. Однако его практическая реализация затруднена, поскольку отсутствуют конструктивные элементы и узлы, обеспечивающие точное неизменное положение головы пациента и ее размещение относительно цифровой зеркальной фотокамеры до и после проведения процедур по исправлению дефекта кожи. Кроме того, как было указано выше, фотосъемка области с дефектом кожи пациента только в одной проекции не позволяет с полной объективностью оценить изменения дефектов кожи. Поэтому такое устройство не позволяет обеспечить высокую объективность контроля.
Задачами изобретений являются создание способа контроля изменений дефектов кожи лица и устройства для контроля изменений дефектов кожи лица, лишенных недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретениями, заключается в повышении объективности контроля.
Это достигается тем, что в способе контроля изменений дефектов кожи лица, включающем фотосессии с пациентом путем фотосъемки с помощью цифровой зеркальной фотокамеры освещенного дефекта кожи его лица в основной проекции при неизменных условиях фотосъемки до и после проведения процедур по исправлению дефекта кожи его лица и последующую компьютерную обработку полученных цветных изображений путем их перевода в полутоновые и пиксельного анализа изображений в выделенной области, в результате которого получают количественный параметр изменений дефекта кожи, основанный на подсчете темных пикселей, перед первой фотосессией посредством ростомера измеряют высоту расположенного на сиденье ростомера напротив цифровой зеркальной фотокамеры пациента и расстояние между кончиком его носа и горизонтальной планкой ростомера и обеспечивают те же значения этих величин при всех последующих фотосессиях с данным пациентом, в каждой фотосессии в качестве основной проекции выбирают фронтальную проекцию лица пациента и дополнительно проводят фотосъемки в по меньшей мере одной из двух боковых проекций лица пациента, оси которых составляют острый угол относительно оси фронтальной проекции, при этом при фотосъемках в боковой проекции цифровую зеркальную фотокамеру располагают в одной и той же плоскости и на одной и той же высоте по отношению к ее расположению при фотосъемке во фронтальной проекции, а в результате компьютерной обработки получают по меньшей мере один дополнительный количественный параметр, основанный на подсчете темных пикселей при фотосъемке в соответствующей боковой проекции. Величину острого угла между осью фронтальной проекции и осью боковых проекций могут выбирать в пределах от 21° до 25°. При фотосъемках могут использовать выводимую на дисплей цифровой зеркальной фотокамеры сетку, при этом фотосъемку во фронтальной проекции осуществляют при условии, когда центральная горизонтальная линия сетки проходит через срединно-зрачковую линию лица пациента, а центральная вертикальная линия сетки проходит по центру лица пациента, а фотосъемку в боковых проекциях осуществляют при условии, когда центральная вертикальная линия сетки проходит через внутренний угол глаза пациента.
Указанный выше технический результат в части способа контроля изменений дефектов кожи обеспечивается всей совокупностью указанных выше существенных признаков, характеризующих предложенный способ.
В части устройства для осуществления способа контроля изменений дефектов кожи лица указанный технический результат достигается тем, что устройство для контроля изменений дефектов кожи лица, содержащее размещенную на выполненной регулируемой по высоте стационарной вертикальной опоре напротив лица пациента цифровую зеркальную фотокамеру с обеспечением возможности неизменных условий фотосъемки, соединенную со снабженным клавиатурой и монитором компьютером, программный блок которого выполнен с обеспечением возможности перевода цветного изображения в полутоновое и пиксельного анализа изображения в выделенной области, содержит снабженный сиденьем ростомер, к горизонтальной планке которого прикреплена вертикальная линейка, при этом ростомер с сиденьем и стационарная вертикальная опора установлены на общем основании на фиксированном расстоянии между ними, а цифровая зеркальная фотокамера размещена на закрепленной на стационарной вертикальной опоре фигурной горизонтальной планке с обеспечением возможности фиксации цифровой зеркальной фотокамеры на поверхности фигурной горизонтальной планки в ее середине для фотосъемки во фронтальной проекции лица пациента и фиксации в двух ее ветвях для фотосъемки в боковых проекциях лица пациента, оси которых составляют острый угол по отношению к оси фронтальной проекции. Величина углового расстояния между точкой фиксации цифровой зеркальной фотокамеры в середине фигурной горизонтальной планки и точкой ее фиксации в каждой из ветвей фигурной горизонтальной планки может быть выбрана в пределах от 21° до 25°. Ростомер с сиденьем и стационарная вертикальная опора, установленные на общем основании, могут быть жестко закреплены на нем.
Стационарная вертикальная опора может быть выполнена в виде штатива или телескопической штанги. Закрепление на стационарной вертикальной опоре фигурной горизонтальной планки может быть выполнено в ее середине. Устройство для контроля может быть снабжено дополнительной стационарной вертикальной опорой, при этом закрепление фигурной горизонтальной планки на обеих стационарных вертикальных опорах выполнено на концах ее соответствующей ветви. Фигурная горизонтальная планка может быть выполнена по форме части окружности или части эллипса. Она может быть выполнена в виде слайдера, при этом слайдер снабжен кареткой линейного перемещения цифровой зеркальной фотокамеры по его поверхности, а на конце каждой из ветвей слайдера установлен стопор. Цифровая зеркальная фотокамера может быть снабжена головкой панорамной ориентации.
Указанный выше технический результат в части устройства для контроля изменений дефектов кожи лица обеспечивается всей совокупностью указанных выше существенных признаков, характеризующих предложенное устройство. Они находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны, а соединение соответствующих элементов, узлов и блоков в устройстве осуществляется сборочными операциями.
На фиг. 1 схематично показана структурная схема устройства контроля изменений дефектов кожи лица (вид сверху), на фиг. 2 - то же вид сбоку. На фиг. 3 схематично показано изображение лица пациента с видеомаркером и сеткой на дисплее цифровой зеркальной фотокамеры при кадрировании фотоснимка. Фиг. 4-фиг. 7 в виде скриншотов (снимки с экрана монитора компьютера) иллюстрируют примеры контроля изменения средней нижней трети лица, в том числе носогубных складок пациента до и после исправления (коррекции) дефектов, приведены фотографии лица пациента и зоны темных пикселей с количественным показателем изменений. Фиг. 4 - съемка во фронтальной проекции при контроле со стороны правой носогубной складки, фиг. 5 - то же при контроле со стороны левой носогубной складки, фиг. 6 - съемка в боковой проекции при контроле со стороны правой носогубной складки, фиг. 7 - съемка в другой боковой проекции при контроле со стороны левой носогубной складки. На фиг. 4 - фиг. 7 изображение слева показывает лицо пациента до проведения процедур, правое изображение - после проведения процедур.
Устройство, реализующее способ контроля изменений дефектов кожи лица, включает цифровую зеркальную фотокамеру 1, соединенную со снабженным клавиатурой и монитором компьютером (на чертежах не показаны) и ростомер 2 с сиденьем 3 для пациента 4. Программный блок компьютера выполнен с обеспечением возможности перевода цветного изображения в полутоновое и пиксельного анализа изображения в выделенной области. Ростомер 2 снабжен горизонтальной планкой 5, к которой прикреплена вертикальная линейка 6. Цифровая зеркальная фотокамера 1 установлена посредством стационарной вертикальной опоры 7 напротив лица пациента 4 с обеспечением возможности неизменных условий фотосъемки. Стационарная вертикальная опора 7 может быть выполнена, например, в виде штатива (например, трипода) или телескопической штанги. Ростомер 2 с сиденьем 3 и стационарная вертикальная опора 7 установлены, например, жестко закреплены, на общем основании 8, выполненным, например, в виде платформы из металла, дерева или пластмассы, на фиксированном расстоянии между ними. Расстояние между носом пациента 4 и объективом цифровой зеркальной фотокамеры при этом составляет преимущественно 110 см. В качестве общего основания 8 может быть использован пол помещения, в котором размещено устройство. Цифровая зеркальная фотокамера 1 преимущественно снабжена головкой панорамной ориентации ее положением и вспышкой (на чертежах не показаны) и размещена на закрепленной на стационарной вертикальной опоре 7 фигурной горизонтальной планке 9 с обеспечением возможности ее фиксации в середине фигурной горизонтальной планки 9 для фотосъемки во фронтальной проекции и в боковых ветвях фигурной горизонтальной планки 9 для фотосъемки в боковых проекциях. Фигурная горизонтальная планка 9 выполнена преимущественно из металла и имеет форму, например, части окружности или эллипса. Величина углового расстояния между точкой фиксации цифровой зеркальной фотокамеры 1 в середине фигурной горизонтальной планки 9 и точкой ее фиксации в каждой из ветвей фигурной горизонтальной планки 9 выбрана преимущественно в пределах от 21° до 25°. Могут быть выбраны и иные угловые расстояния в пределах острого угла. Фигурная горизонтальная планка 9 выполнена, например, в виде слайдера, который снабжен кареткой 10 линейного перемещения цифровой зеркальной фотокамеры 1 по его поверхности, при этом на конце каждой из ветвей слайдера установлен стопор (на чертежах не показан). Фигурная горизонтальная планка 9 закреплена на стационарной вертикальной опоре 7 преимущественно в своей середине (середине нижней поверхности) неразъемным или разъемным соединением. Может быть использована дополнительная стационарная вертикальная опора 7, при этом фигурная горизонтальная планка 9 закреплена концом одной из своих ветвей на одной из стационарных вертикальных опор 7, а концом другой своей ветви на другой стационарной вертикальной опоре 7. Количество стационарных вертикальных опор 7 может составлять от одной до трех.
Контроль дефектов кожи лица осуществляется следующим образом. До проведения процедур по исправлению дефекта кожи лица пациента 4 его размещают на сиденье 3 ростомера 2. Как правило, при этом руки пациента 4 находятся на коленях, спина и затылок плотно прижаты к ростомеру 2, горизонтальная планка 5 опущена и прижата к теменной области головы пациента 4. В таком положении фиксируется значение показателя по высоте при сидячем положении пациента 4. С помощью передвижной вертикальной линейки 6 измеряют расстояние от кончика носа пациента 4 до горизонтальной планки 5. Эти значения используются для размещения пациента 4 и положения его головы при последующих фотосессиях после проведения процедур по исправлению дефекта кожи его лица. При первичной и последующих фотосъемках обеспечивают постоянство и других условий фотосъемки, в том числе освещения. Перед фотосъемками настраивают фотокамеру с использованием видеомаркера (фиг. 3). При каждой фотосессии вначале проводят фотосъемку во фронтальной проекции напротив лица пациента 4. «Прицеливание» цифровой зеркальной фотокамеры 1 проводят с помощью сетки, выводимой на дисплей цифровой зеркальной фотокамеры 1 преимущественно таким образом, чтобы центральная горизонтальная линия сетки проходила через срединно-зрачковую линию лица пациента 4 (фиг. 2), а центральная вертикальная линия сетки проходила по центру лица пациента, т.е. через центр глабеллы (зоны межбровья) по центру спинки носа. Затем цифровую зеркальную фотокамеру 1 перемещают по фигурной горизонтальной планке 9, преимущественно до установленного в ней упора, на острый угол относительно оси фронтальной проекции, преимущественно на угол от 21° до 25°, и производят фотосъемку в одной из боковых проекций. Цифровая зеркальная фотокамера 1 при фотосъемке в боковой проекции должна располагаться в одной и той же плоскости и на одной и той же высоте по отношению к ее расположению при фотосъемке во фронтальной проекции, что обеспечивается конструкцией предложенного устройства. При этом «прицеливание» цифровой зеркальной фотокамеры 1 осуществляют с помощью выводимой на ее дисплей сетки таким образом, чтобы центральная вертикальная линия сетки проходила через внутренний угол глаза пациента 4. Затем могут перемещать цифровую зеркальную фотокамеру 1 в другую сторону, преимущественно на тот же угол, и произвести фотосъемку в другой боковой проекции. Выбор конкретного значения угла перемещения в указанных пределах обусловлен анатомическими особенностями лица пациентов 4. Пределы значений этого угла установлены эмпирическим путем и являются оптимальными с точки зрения наиболее приемлемых углов и высоты направления света для визуализации дефекта кожи. Фотосъемки в боковых проекциях позволяют выявить даже незначительные выпуклости на поверхности кожи лица пациента 4 за счет того, что они отбрасывают падающие тени. При этом в полной мере обеспечивается световое выявление фактуры дефектов в виде выпуклостей и впадин. Полученные цветные цифровые изображения с цифровой зеркальной фотокамеры 1 передаются в компьютер, в котором посредством специализированной программы, например, программы Medic Test, обрабатываются до получения количественных характеристик изменения дефектов, при этом цветные цифровые изображения переводятся в полутоновые и осуществляется их пиксельный анализ. Любой кожный дефект в полутоновом может быть представлен областью, окрашенный в более темный цвет, т.е. содержащей большее количество темных пикселей, чем в окружающей дефект области. Так как изображение состоит из темных и светлых пикселей, то сравнение количества темных пикселей до и после проведения процедур (лечебных манипуляций в корректируемой области лица пациента 4) дает количественный параметр (в процентах) изменений в интересующей области. За счет получения фотоснимков в основной (фронтальной) и одной из боковых проекцией или в двух боковых проекциях получают помимо основного значения такого параметра еще один или два дополнительных, что позволяет с более высокой точностью оценить получаемый эстетический результат. Особенно информативны результаты фотосъемок в боковых проекциях. Таким образом, получают объективные количественные параметры изменений дефекта кожи, характеризующие состояние дефекта до и после процедур по его исправлению. Повышение объективности контроля изменений дефекта кожи обеспечивается при сочетании выполнения требования неизменности условий фотосъемок и получения дополнительных количественных параметров.
Пример реализации. Пациентка А. Обратилась для исправления возрастных изменений нижней трети лица, в том числе носогубных складок. Процедура коррекции заключалась во введении филлера на основе гиалуроновой кислоты в объеме 4 мл в зону носогубных складок, морщин «марионеток» и в субминтальные области. До начала и после процедуры проведены фотосъемки с помощью размещенной на каретке 10 фигурной горизонтальной планки 9, выполненной в виде слайдера, цифровой зеркальной фотокамеры 1. Использованы снабженная вспышкой цифровая зеркальная фотокамера 1 Canon с диаметром объектива 8,45 см, слайдер Sevenoak SK-CS02, два штатива трипола Manfrotto с панорамной головкой 3D, ростомер 2 медицинский РМ-2 со стулом. Цифровая зеркальная фотокамера 1 размещена на расстоянии 110 см от ее объектива до кончика носа пациента 4, расстояние от общего основания 8 до нижнего края объектива - 117 см. Проводились фотосъемки во фронтальной проекции (фиг. 4, фиг. 5) и в двух боковых проекциях (фиг. 6, фиг. 7) под углом 25°. Проведенная процедура дала положительный эффект - достигнута коррекция недостатка объема в зоне носогубных складок, морщин «марионеток», выровнен овал лица и положение углов рта. С помощью программы Medic Test получены следующие количественные параметры достигнутого эстетического результата. При обработке фотоснимков, полученных при фронтальной проекции, выявлено, что носогубная складка справа уменьшена на 10,15% (фиг. 4), носогубная складка слева уменьшена на 38,9% (фиг. 5). При обработке фотоснимков, полученных при боковых проекциях, выявлено суммарное значение уменьшения носогубной складки и морщин «марионеток» в правой части лица на 9,56% (фиг. 6) и на 10,17% в левой части лица (фиг. 7), Наличие нескольких значений параметров, полученных при идентичных условиях фотосессий, позволило с высокой степенью объективности оценить полученный эстетический результат.
Способ контроля изменений дефектов кожи лица и устройство для его осуществления, выполненные в соответствии с изобретениями, обеспечивают повышение объективности контроля по сравнению с аналогичными известными за счет получения дополнительных количественных параметров, характеризующих изменения дефекта кожи, которые вместе с основным количественным параметром более информативны для оценки этих изменений, и одновременно наиболее полного выполнения требования неизменности всех условий фотосъемок, в том числе положения и размещения головы пациента 4 относительно объектива цифровой зеркальной фотокамеры 1, до и после проведения процедур по исправлению дефекта кожи.