Диагностика состояния кожи лица и волос

В дерматологию и косметологию пришли более точные и более сложные методы диагностических исследований, которые основаны на принципах доказательной медицины 1.

Мы сделали обзор наиболее успешных и перспективных методов, которые уже сегодня можно внедрять в собственную практику.

Современные методы диагностики в медицине делятся на:

• формирующие изображение (визуальные методы, например цифровая фотография, ультразвуковое изображение или рентгеновское изображение)
• количественные (доставляют количественный сигнал, например, в форма электрического тока или разности потенциалов).

Фотодокументирование

Вопрос централизованной фотофиксации пациентов становится все актуальнее для клиник. Как правило, в системах для фотодокументирования используются профессиональные зеркальные фотоаппараты и специализированное программное обеспечение, которое позволяет удобно хранить высококачественные фотографии пациентов, быстро составлять коллажи до/после и соблюдать все требования законодательства.

В современных системах для фотодокументирования пациентов ссылка присутствует технология распознавания лиц (face recognition) для получения изображений с едиными настройками освещенности и автоматическим распределением изображений по папкам пациентов.

3D-сканирование

3D-сканеры сегодня начинают внедряться во многие области медицины. Они позволяют формировать точные 3D-модели строения человеческого тела.

В дерматологии и косметологии применяются для точного измерения и изучения человеческой кожи. Например, с помощью 3D-сканера можно количественно подсчитать уровень шероховатости кожи, выраженность морщин, степень целлюлита, а также использовать аппарат для изучения морфологических характеристик кожи при подозрении на рак 2. Датчики в подобных сканерах могут оснащаться узкополосным источником света синей области спектра, и изображение кожи на выходе получается контрастным и хорошо читаемым. Пластические хирурги могут визуально демонстрировать результаты будущей работы пациенту, выстраивая трехмерную модель.

Сегодня подобные аппараты могут выпускаться в портативном форм-факторе. В 2018 году одна из подобных камер получила в Монако приз за инновации как самая компактная в мире фотокамера для 3D-анализа и моделирования результатов процедур – 3D LifeViz (Франция). Камера помогает врачу продемонстрировать пациентам реальную и объективную картину, показать, какие результаты возможны, и получить независимую экспертизу «до и после». Моделирование лица, тела и груди в режиме реального времени наглядно демонстрирует, какие ожидания могут быть реализованы с учетом анатомических особенностей. Врач также с помощью многофакторного анализа имеет возможность оценить состояние кожи пациента в один клик и свести все аналитические данные в отчет: морщины, поры, жирность, гладкость, сосуды и пигментация.

Обязательный этап перед инъекционными процедурами – фотодокументирование клиентов. Именно система 3D LifeViz позволяет убедить клиентов провести процедуру и мгновенно оценить полученный результат

Оборудование сделано максимально удобным в использовании: изображения копируются через USB порт за пару минут, врач может выбрать наиболее подходящую опцию для сравнения («до и после» на одном экране, слайдер или силуэт) в интуитивно понятном интерфейсе, результаты легко экспортируются как изображение с высоким разрешением либо как видео. 3D-фотокамера существует в трех исполнениях: для лица (Mini), для тела (Body), для лица и тела (Infinity). Оборудование не требует специального помещения и легко переносится. Двойная вспышка всегда обеспечивает идеальное освещение, а система стереовидения с двумя направляющими лучами позволяет выбрать точную дистанцию и положение камеры без дополнительной фиксации.

Фотография с параллельным поляризованным светом (PPL)

Методика создана для объективной оценки отраженного от поверхности кожи света. Фотографии, сделанные с помощью зеленых светодиодов (LED), могут быть полезны для анализа таких заболеваний, как атопический дерматит, розацеа и ксеротический дерматит.

В 2017 году корейские ученые успешно использовали методику для количественной и объективной оценки розацеа в клинических условиях 3. Два основных подтипа розацеа – эритемато-телеангиэктатический (ETR) и папуло-пустулезный (PPR) визуально и оптически по-разному определялись во время исследования, что позволило точно дифференцировать диагноз.

Автоматическая визуализация

Устройства визуализации (TiVi) позволяют количественно оценивать физические параметры кожи, которые обычно устанавливаются «на глаз», чтобы уменьшить субъективность кожных тестов. Метод позволяет количественно замерять эритему, уровень пигментных изменений.

Запатентованная технология сочетает поляризационную спектроскопию с компьютерной обработкой изображений.

Технология мультиспектральной визуализации

Применяется в дерматологии в основном для диагностики меланомы. Однако имеются сообщения об использовании метода для оценки насыщения крови кислородом на основе спектральных характеристик окси- и дезоксигемоглобина и диагностики прочих заболеваний кожи 1, 4.

Суть метода состоит в том, что воспалительные заболевания имеют тонкие изменения цвета, которые трудно воспроизвести с помощью обычной визуализации RGB. Определенная длина волны дифференциального спектрального коэффициента отражения может также использоваться для количественного определения и классификации кожных заболеваний. При некоторых типах кожных заболеваний наблюдаются нерегулярные спектральные особенности, поскольку оптические свойства ткани изменяются по сравнению с нормальной кожей. Спектральные изображения содержат не только информацию о распределении красителей, но и гистологическую структуру кожных заболеваний.

Компьютерная капилляроскопия кожи

Капилляроскопия является неинвазивным инструментом для изучения микроциркуляции 5. Метод впервые появился в начале XX века, претерпел множество усовершенствований и сегодня все чаще используется в дерматологии, ангиологии и ревматологии для оценки активности сосудистого русла.

В последнее время методика была усилена видеокапилляроскопией – результаты исследования можно сохранять на компьютере и отслеживать динамику изменений.

Капилляроскопия может применяться и для дифференциальной диагностики заболеваний соединительной ткани.

Спектрофотометрия

У спектрофотометра широкий диапазон применения в дерматологии.

С его помощью могут проводиться оценки эффективности солнцезащитных кремов in vitro, он измеряет пропускную способность света с интервалом в 1 нанометр и оснащен источником ультрафиолета, сочетает в себе интегрирующую сферу и монохроматический свет, способный передавать поток энергии от 290 до 400 нм.

Кроме того, устройство позволяет объективно оценивать и определять цвет кожи пациентов и проводить измерения цветовых координат и показателей меланина и эритемы 6.

Спектроколориметрия

Современные спектроколориметры представляют собой портативные устройства, которые легко помещаются в карман.

Спектроколориметр позволяет проводить измерения пигментных изменений в тканях и оценивать степень дифференциации нормальной кожи. Он более точный и надежный, чем человеческий глаз, который воспринимает цвет индивидуально. Кроме того, на точность восприятия цвета влияют условия освещения, а цветовые сравнительные шкалы со временем могут повреждаться под действием света или иных физических факторов.

Спектроколориметр позволяет устранить эти проблемы.

Суть метода заключается в регистрации цвета по нескольким значениям в заданном трехмерном пространстве.

Первое значение, яркость (L), выражает яркость изменений цвета в спектре от черного до белого.

Второе значение (a) – это цветовой тон от красного (+) до зеленого (-). Когда на коже появляется сыпь, значение становится положительным.

Третье значение (b) представляет собой цветовой тон от синего (-) до желтого (+). Если появляется гиперпигментация, значение становится положительным.

Результаты исследований показали, что при сравнении точности оценки между человеком и аппаратом, надежность спектроколориметра была значительно выше 7, 8.

Ультразвуковое исследование кожи

Ультразвук использует высокочастотные звуковые волны и их эхо для захвата изображений структур тканей. Современные ультразвуковые аппараты предлагают превосходное разрешение изображения в портативном устройстве, что позволило методу прийти и в дерматологию.

Ультразвуковая визуализация используется в дерматологии уже почти 30 лет. На основании различий в содержании кератина, коллагена и воды ультразвуковые волны отражаются на преобразователь и переводятся в черно-белое изображение.

У метода широкий спектр применения: диагностика дерматологических состояний, включая меланому и немеланомный рак кожи, доброкачественные опухоли, воспалительные заболевания, липоабляция и др. 9

Ультразвук интегрирован также в такие неинвазивные методики, как допплерография с непрерывной волной, ультразвуковая эластография, ультрасонография.

В частности, ультрасонография используется врачами для выявления структурных слоев кожи лица при проведении инъекций ботулотоксина, чтобы правильно определить глубину проникновения иглы 10.

Фотоакустические методы

Это новый метод биомедицинской визуализации, который позволяет визуализировать ткани с помощью акустических детекторов (световой сигнал – выходной звук).

Такая методика обладает огромным потенциалом, поскольку формирует изображение с высоким разрешением, достаточной глубиной визуализации, с различным эндогенным и экзогенным контрастом и свободна от ионизирующего излучения.

Метод позволяет диагностировать псориаз и другие поражения кожи, включая меланому 11.

Нейронные сети

Футуристические прогнозы говорят, что скоро нейронные сети смогут диагностировать заболевания с большей точностью и исключать человеческий фактор.

Недавно было представлено исследование эффективности нейронной сети в распознавании акне, а приобретенный гигантом L’Oréal стартап ModiFace объявил о запуске цифровой диагностики старения кожи для пользователей 12, 13.

Эта новая технология основана на алгоритме на основе искусственного интеллекта, разработанном ModiFace и основанном на опыте L’Oréal в области старения кожи и базе данных фотографий. Используя глубокое обучение, алгоритм был обучен на 6000 изображений из базы данных L’Oréal, отобранных с помощью атласов старения кожи, а затем была создана новая модель из более чем 4500 селфи для трех групп женщин (азиатская, кавказская и афроамериканская этногруппа) при разных условиях освещения.

Результаты, дополненные дерматологами, позволили достичь высокой точности оценки состояния кожи.

Заключение

Современная медицина стремится упростить диагностику и уменьшить риск ошибки.

Компьютерные инструменты обработки изображений помогают в количественной оценке данных, сокращают огромный объем информации, содержащийся в визуальных изображениях, до ограниченного количества данных.

Эти данные затем обрабатываются врачом, сравниваются с накопленным опытом и базами данных. Диагноз имеет субъективную составляющую, и опыт человека, проводящего анализ, играет значительную роль.

Диагностические методы сегодня стремятся снизить субъективизм в диагностике, максимально объективизировать исследование и упростить его для врача.

Источник