Диагностика кожи

Запатентованная диагностика кожи, разработанная компанией Chowis, представляет собой квинтэссенцию передовых решений мультиспектральной визуализации с использованием самых современных технологий обработки и анализа изображений с помощью технологий искусственного интеллекта (AI) и Big Data (Big data — это различные инструменты, подходы и методы обработки как структурированных, так и неструктурированных данных). Неструктурированные данные — это информация, которая не имеет заранее определённой структуры или не организована в определённом порядке. В данном случае используются техники Big Data по смешению и интеграции данных, распознавания образов, прогнозной аналитики и визуализации аналитических данных. В отличие от существующих внешне мало отличающихся аппаратных решений по диагностике кожи и волос решения Chowis имеют существенные отличия в части обработки данных и использования искусственного интеллекта для машинного обучения, и совершенствования системы распознавания. Другими словами, система с каждым случаем полученным аналитическим центром становится все более и более совершенной.
Диагностика и анализ проводится по ряду существенных параметров состояния кожных покровов.

АНАЛИЗ ВЛАЖНОСТИ

Чем меньше влаги содержит кожа, тем более толстым становится слой ороговевшей, омертвевшей кожи. Таким образом ее функциональные возможности и эластичность снижаются. Такая кожа требует определенного ухода, и если его не осуществлять, то она становится грубой и темнеет, процесс старения ускоряется. Влажность кожи, наряду с эластичностью и упругостью являются тремя ключевыми параметрами, определяющими возраст кожи.
Анализ влажности осуществляется путем измерения влажности поверхности кожи. Измеряется путем контакта датчика влажности с поверхностью кожи и измерении изменений емкости прецизионного конденсатора, которая в зависимости от количества и распределения влаги будет различной. Интерпретация данных в программе дает точный вывод о исследуемом показателе состояния.

АНАЛИЗ ЖИРНОСТИ (КОЖНОГО САЛА)

Кожное сало вырабатывается в сальных железах и является их секретом, выделяется через пору. Оно, смешиваясь с другим кожным секретом — потом играет роль естественного защитного увлажняющего крема, предотвращающего чрезмерную потерю влаги. Поэтому, определенное количество кожного сала необходимо для увлажнения кожи лица и сохранения здоровья кожи, сохраняя влагу с растворенными в ней минеральными солями, являющимися питательной средой для микробиоты кожи, которая участвует в процессе обновления кожи и удаления загрязнений. Таким образом определенное количество кожного сала является необходимым условием функционирования симбиотической среды. Избыток его приводит к нежелательным последствиям для кожи и так же диагностируется для корректирующего вмешательства.

Пример окрашивания бумажного индикатора с кожным салом и визуализация результатов определения количества и распределения по поверхности:

Бумажный расходный индикатор, со следами кожного сала, подвергается визуальному анализу, так как меняет цвет индикаторной бумаги на более алый оттенок, чем он был изначально, поэтому программа точно вычисляет значение жирности, используя разницу в цвете красных областей.

БЛЕСК

Избыточное кожное сало, получаемое из сальных желез в коже, образует блестящий слой на поверхности кожи. Визуально у тех, у кого это состояние есть, всегда имеют жирный блеск и расширенные, по сравнению со стандартными значениями поры.

Примеры снимков жирного блеска на коже и визуализация результатов определения:

Полученная в результате определения по индикатору область жирного блеска визуально имеет большее значение интенсивности серого цвета, чем другие области, определенные с использованием разработанной перекрестной маски.

Обнаруженная область выбирается программой с максимальными пикселями яркости с точностью до 2%

ПОРЫ

Поры-это крошечные маленькие отверстия на слое кожи, через которые сальные железы вырабатывающие кожное сало, являющееся естественной смазкой, выделяет его на поверхность кожи. Размеры пор визуально могут быть больше нормы, по трем причинам:

  1. Количество кожного сала на поверхности кожи, выделяющейся из сальных желез, связанных с волосяным фолликулом, избыточно.
  2. Кожное сало и примеси скапливаются внутри поры и не могут нормально выделиться на поверхность.
  3. Стенка пор становится провисшей и растянутой из-за снижения эластичности из-за старения кожи.

Примеры снимков пор и визуализация результатов их определения:

Программа оценивает яркость изображения, и определяет поры, так как они всегда выглядят относительно темнее окружающей среды и имеют круглую форму. Сначала определяется темная область, затем программа исключает волосы тела (подобную темную часть) из рассматриваемой области.
Метод исследования морфологии используется для выделения маленьких, ослабленных или соединенных пор. Измеряется глубина и размер по плоскости, что являются важными для определения вида поры, а индекс состояния пористости кожи вычисляется путем умножения двух значений и последующего деления их на величину размера изображения на каждый пиксель.

МОРЩИНЫ

Морщины – это складки, или борозды на коже. Благодаря воздействию ряда экзогенных факторов, таких как например ультрафиолетовые лучи, эластичность и упругость кожи снижаются, за счет дегенерации двух факторов молодости кожи: эластина и коллагена, что делает кожу сухой и приводит к увеличению морщин. (Гиалуроновая кислота сохраняет влажность кожи за счет способности поглощать и удерживать воду, и при поглощении влаги ее объем увеличивается до нескольких раз. С другой стороны, если вода теряется, объем уменьшается в отношении кубического корня, а затем на коже таким образом образуется морщина).

Примеры снимков морщин и результат визуализации их определения

Как и в случае с определением пор, морщины также визуализируются относительно темнее, чем окружающие области. Таким образом, программа сначала выявляет темную область, а затем аналогичным образом исключает волосы тела. Поскольку значимыми параметрами для дифференциации морщин являются длина и глубина, они рассматриваются как морщины только в том случае, если длина их превышает определенное искусственным интеллектом на основе анализа больших данных значения. Используется значение S канала цветового пространства HLS, аналогичное реальной глубине. Для каждой зоны, точно определенной как морщина, длина морщины умножается на среднее значение глубины, и вычисляется индекс морщины путем деления на величину размера изображения.

МЕЛКИЕ МОРЩИНЫ

Аналогичные механизмы приводят и к мелкоморщинистому типу старения. Мелкие морщины могут появляться как при воздействии экзогенных факторов старения, так и быть обусловленными иными процессами, включая генетические особенности.

Примеры снимков мелких морщин и визуализация их определения

В данном случае так же, как и в предыдущем мелкие морщины также выглядят относительно темнее, чем окружающие их области. Таким образом, программа сначала определяет все темные области, а затем аналогичным образом исключает волосы тела. Поскольку и для мелких морщин важными компонентами являются длина и глубина, они считаются мелкими морщинами только в том случае, если длина меньше значения, определенного заранее. Для каждой зоны, точно определенной программой как мелкая морщина, длина морщины умножается на среднее значение глубины, а индекс морщины вычисляется путем деления на величину размера изображения.

ПИГМЕНТАЦИЯ

При избытке или недостатке меланина в отдельных частях кожи, она может выглядеть темнее, или светлее. Это называется «пигментация», которая может быть вызвана различными причинами, такими как ультрафиолетовые облучение, кожные инфекции, рубцовой тканью и пр.

Пример снимков пигментации и результат ее визуализации

Более темная область определяется программой по степени яркости. В процессе определения остается только область меланина (коричневая). Зона наличия волос на теле также обнаруживается и исключается программой из анализа области меланина. Числовое значение для определения степени пигментации вычисляется по значению яркости целевой зоны. Это дает его первое взвешенное значение, основанное на степени потемнения кожи, и второе взвешенное значение на степени потемнения относительно окружающей среды. Индекс пигментного пятна рассчитывается путем объединения двух, а затем деления его на величину размера изображения.

ПОКРАСНЕНИЕ (ЭРИТЕМА)

Существует много причин, от которых кожа может стать покрасневшей или раздраженной. От солнечного ожога до аллергической реакции. Происходит это за счет притока избытка крови к поверхности кожи для борьбы с раздражителями и стимулирования заживление. Покраснение кожи также может быть вызвано различными причинами, связанными с учащенным сердцебиением, физическая нагрузка, заболевания.

Примеры снимки покраснений и результат визуализации их наличия

Область, определяемая как покраснение вычисляется методом цветоразностного анализа. Значение интенсивности определяемой области отличается от окружения в цветном канале R и G изображения RGB. Индекс наличия покраснения рассчитывается по разности двух цветовых каналов и комбинации постоянного значения, а затем делится на величину размера изображения.

ПОРФИРИН

Порфирин представляет собой кристаллы красного цвета, образующиеся в печени и костном мозге. Это белковое соединение участвует в переносе кислорода к тканям и окрашивает кровь в красный цвет. Избыток порфиринов в коже может быть вызвано рядом факторов, такими как вредные привычки; нарушение гормонального фона; инфекции; прием лекарственных препаратов; избыток ультрафиолетового излучения. В косметологии чаще всего порфирин в коже создается возбудителем акне, основной причиной прыщей. Он визуализируется алым оранжевым светом в ответ на определенный диапазон длин волн ультрафиолетового излучения. Степень кожных заболеваний, таких как акне, может быть проанализирована путем измерения количества порфирина.

Примеры снимков порфирина и визуализация его определения

Определяются два вида угрей по цвету обнаруженного порфирина в коже.
1. Порфирин, видимый как ярко алый цвет
2. Закупоренные поры, желто-зеленого цвета.
Они могут анализироваться отдельно, но программа обнаруживает порфирин и закупоренные поры совместно, а индекс угрей вычисляется в процентах от размера изображения.

ОРОГОВЕВШИЕ КЛЕТКИ (КЕРАТИН)

Кожа обновляет клетки делением каждые 28 дней, вытесняя омертвевшую клетку наверх. Эта вытолкнутая на верхний слой кожи клетка обычно называется «кератином». Кератин несет на себе защитные функции, предохраняя кожу от обезвоживания и механических повреждений.

Примеры снимков ороговевших клеток и визуализация их определения

Анализ производится следующим образом. Прикладывается специальная расходная кератиновая лента на поверхность кожи на несколько секунд, затем количество ороговевших клеток на ленте рассчитывается с помощью алгоритма анализа изображения. Выявленная область кератина на кератиновой ленте обозначена белым цветом. Поскольку более ярким светлым белым цветом визуализируется кожное сало, то программа с помощью алгоритма дифференциации яркости вычисляет только значение определенного белого цвета.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Чувствительная кожа определяется несколькими различными признаками: истонченностью, прозрачностью до видимости капиллярных кровеносных сосудов на поверхности кожи, степенью чувствительности к внешним факторам, внешней температурой и косметическими проблемами, частотой ощущения сухости и т. д.

Пример результата анализа кожи на чувствительность:

Чтобы диагностировать чувствительную кожу, в алгоритм заложены три вопроса, рекомендованных экспертами по диагностике и данные двух разных алгоритмов диагностики кожи. Алгоритм чувствительности кожи использует анализ влажности и покраснения. Результат данного анализа зависит от оценки вопроса и диагноза.

ТОН КОЖИ (ШКАЛА ФИТЦПАТРИКА)

Цвет кожи человека варьируется от самых темных до самых светлых оттенков, которые могут быть выражены тоном кожи и по шкале Фицпатрика. Важным веществом цвета кожи является пигмент меланин. Меланин продуцируется в клетках, называемых меланоцитами, и он является основным определяющим фактором цвета кожи. Кроме того, отмечено, что чем темнее кожа, тем она имеет более крупные меланоциты, которые продуцируют более крупные и плотные меланосомы по сравнению с более светлой кожей.

Два разных режима, используемых в методе обнаружения цвета кожи (шкала Фитцпатрика и Тон кожи):

Для определения цвета кожи используются данные красного, синего и зеленого каналов изображения кожи. Данные канала RGB передаются в цветные данные CIE L * ab методом RGB для расчета CIE L * ab. Значения пикселей L *, a и b являются отображением в данные цветовой диаграммы. Данные цветовой диаграммы зависят от тона кожи или шкалы Фитцпатрика, который мы выбираем при анализе цвета кожи.

ЧЁРНЫЕ ТОЧКИ

Активные сальные железы под поверхностью имеют расширенные поры на поверхности. Поскольку избыточное кожное сало накапливается на поверхности, оно может сочетаться со отшелущиванием кожных клеток с образованием угрей. Хронические угри могут растянуть поры и сделать их больше.

Снимки чёрных точек и результат их определения

Для определения угрей используются два разных изображения, снятые в режиме УФ и VSL. Сначала темная область обнаруживается на изображении VSL, а затем волосы тела (аналогичная темная часть) исключаются из предположительно угреватой области. После обнаружения первой области предположительно с угрями УФ-изображение используется для обнаружения угрей отдельно. Наконец, данные в УФ и VSL определяет окончательнуо область наличия угрей.