Профессиональная косметика и материалы для эстетической медицины

Совершать покупки могут только салоны красоты и дипломированные специалисты

Бесплатный номер

8-800-700 33 62

Ежедневно с 8 до 18 ч (сб-вс с 9 до 16) время московское
Ваша корзина
Корзина пуста!

Улучшение косметической медицины в области лица: автоматический трехмерный анализ системы омоложения лица. Часть 1

Источник: Molton M, Shah SAA, Bennamoun M. Improving the Face of Cosmetic Medicine: An Automatic Threedimensional Analysis System for Facial Rejuvenation. J Aesthet Reconstr Surg. 2016, 2:2

Перевод: Delis.pro; при перепечатке статьи гиперссылка на www.delis.pro в начале и в конце статьи обязательна.

Резюме

Точность обработки медицинских изображений с помощью ультразвукового исследования, рентгеновских лучей, МРТ, КТ и ПЭТ-сканирования обычно имеет первостепенное значение в менеджменте пациента. Эти технологии часто рассматривались в качестве неотъемлемых компонентов для количественной оценки при первоначальном представлении пациента.

В противоположность этому, первоначальная оценка и учет результатов эстетических процедур в значительной степени ограничиваются 2D фотографией и субъективной обратной связью с пациентом. В данном докладе авторы рассматривают исследовательскую программу, финансируемую австралийским правительством, состоящую из четырех частей, которая направлена на: (1) выполнение трехмерной системы визуализации высокой четкости, что позволяет выполнить количественную оценку результатов омоложения кожи лица, является экономически выгодным, эффективным в отношении времязатрат решением с дружелюбным пользовательским интерфейсом; (2) прогностического моделирования потенциальных результатов перед обработкой данных, полученных от реальных пациентов; (3) создание трехмерного изображения высокой четкости, которое иллюстрирует изменения лицевых движений в ответ на различные процедуры по омоложению лица; (4) прогностическое моделирование динамических движений лица в качестве ответа на запланированную программу лечения, полученную на основе реальных данных.

Введение

Важность замены 2D фотографии 3D-визуализацией при выполнении эстетических процедур может быть не столь очевидной, как хотелось бы. Важность выходит за рамки лучшего способа визуализации внешнего вида пациента.

Ограничения и сложности 2D фотографии хорошо известны профессионалам и фотографам-любителям. Некоторое понимание этого можно легко осмыслить при просмотре изображений человека после профессиональной фотосессии. Свадьбы и другие знаменательные события часто привлекательны для профессиональных фотографов, приходящих снять несколько кадров лиц в идентичных позах. Тем не менее, при тщательном рассмотрении каждое изображение имеет свои идентифицируемые различия, носящие субъективный и неуловимый характер. Никакие два снимка, даже выполненные почти одновременно, не являются идентичными, и факторы, вызывающие различия, не всегда относятся к предмету съемки. После семейной фотосессии выполняется отбор, позволяющий определить «лучший снимок», чтобы оставить его себе на память после критического рассмотрения подобных альтернативных снимков одного и того же предмета.

Казалось бы, даже профессионалы с современным оборудованием, включая освещение и различные конфигурации объективов, по-прежнему находятся в затруднении в стремлении достичь конечного подлинного изображения путем одиночного включения затвора камеры.

Аналогичным образом и в эстетических процедурах существует тенденция отбора лучших кадров изображения после выполненной процедуры и худших из предыдущего изображения внешнего вида в качестве доказательства хорошей проделанной работы в эстетической медицине. Эти отобранные результаты часто с гордостью демонстрируются коллегам и пациентам.

В литературе приводятся критические замечания по поводу использования   двухмерных фотографий до и после процедуры [1]. Такие изображения в эстетической медицине часто показывают на конференциях или публикуются в журнальных статьях и в качестве рекламы, где между представленными изображениями существуют четкие различия в экспозиции, окружающем освещении, одежде и удаленности от объекта снимка.

Такое поведение, вероятно, существенно не отличается от выбора данных исследования, которое подтверждает нашу гипотезу и позволяет избежать включения ненужных данных. Как ученые мы должны использовать систему формирования изображения, которая последовательно уменьшает использование доказательств того, что по сути является селективным и искусственным представлением результатов.

Определенные усилия прилагались для стандартизации исходных данных, экспрессии и позиционирования [2]. Внедрение стандартизированных фотографий уменьшает некоторые из этих ошибок. Даже в самых идеальных условиях хотя бы один фотоснимок будет по-прежнему представлять самую низкую специфичность и чувствительность из-за очень небольшого количества данных, которые могут охватить один кадр. Существуют наихудшие варианты развития сценария, когда не соблюдаются никакие стандартизированные принципы выполнения фотографии, приводящие к появлению репродукции, которая может вызвать критику со стороны профессионалов, общественности и в судебном процессе.

В любом случае не удивительно, что факторы неадекватности выполненных в условиях офиса фотографий пациентов эстетической медицины часто экспоненциально выше, чем выполненных профессиональным фотографом при проведении свадеб и других общественных мероприятиях. Существование ограничений в отношении фотографий, выполненных в офисе, особенно актуально, поскольку существует значительный временной интервал между первоначальной оценкой и накопленным конечным результатом, когда пациент возвращается для осмотра. Часто с учетом произошедших в течение определенного промежутка времени изменений после вмешательства будут появляться несколько переменных, таких как изменение окружающего освещения, угла и глубины резкости и т.д.

Есть целый ряд преимуществ современных 3D-систем, используемых в нашем исследовании, по сравнению с обычными 2D-фотографиями.

1. Расстояние до объекта может быть в диапазоне от 40 см до 80 см (вариации в пределах этого диапазона, выполненные до и после процедуры, не изменяют специфичность);

2. Изменения окружающего света не влияют на охват изображения;

3. Высокая частота кадров в секунду и триангуляция плотности производит экспоненциально больше данных, чем однократное открытие и закрытие камеры объектива;

4. Незначительные движения объекта учитываются путем искусственного интеллекта программного обеспечения;

5. Изображения могут быть повернуты по оси X, Y и Z таким образом, что пациент может увидеть перспективы, которые ранее не были оценены;

6. Изображения пациента более реалистичны;

7. Высокая степень повторяемой сравнительной детализации (без сравнительного выбора «лучший снимок»).

Трехмерная визуализация не нова и широко используется в других дисциплинах хирургии и медицины. Имеются только два признанных примера применения 3D изображения: для облегчения изготовления ортопедических протезов [3] и записи уже существующей морфологии молочной железы до выполнения мастэктомии [4].

В косметической медицине Akazakis [5] еще в 2002 году сообщали о выполнении трехмерного сканирования лица, используемого для классификации морщин, с использованием 3D устройства с узкой щелью апертуры на неподвижном штативе для записи конечных областей (6,4 мм × 6,4 мм) у 101 больных для определения глубины морщин.

Hatzis [6] предложил профилометрию для разработки 3D-анализа черт лица, которая требует применения отпечатков, как при стоматологическом лечении. Hatzis ссылается на количественную оценку объема резервной ткани морщин (WRTV) и расстояния от морщины к морщине. WRTV, по-видимому, является возможным инструментом для оценки объема дермальных филлеров, которые могут потребоваться для замены потерянного объема. Rzany и соавт. [7], Flynn и соавт. [8] и Carruthers и соавт. [9], начиная с 2009 г. использовали фотографическую систему на штативе Canfield Vectra CR10 для оценки лицевых шкал. Никаких доступных характеристик разрешающей способности устройства Canfield найдено не было, за исключением его использования для стереоскопической фотограмметрии, которая фиксирует высокое разрешение в пикселях, и, следовательно, точную цветопередачу. Стереофотограмметрия является менее точной геометрией записи и наиболее эффективна у пациентов с хорошей текстурой кожи с небольшим количеством аттрибутов, таких как морщины.

Нефотографические качественные классификации черт лица попытались продемонстрировать эффективность в собственных моделях, отправленных для оформления в терапевтические одобренные учреждения, а также в другие места [9-12], однако, они не нашли широкого применения в эстетической практике. Большая часть ранее выполненных работ, направленных на попытку создания и проверку оценочной шкалы, пытаются создать универсальный язык для сравнения морфологии лица у пациентов с момента, непосредственно предшествующего лечению, до момента оценки результатов проведенных эстетических процедур. Кроме того, многие из этих исторических работ предшествуют современному пониманию важности потери объема и современным передовым технологиям, позволяющим с помощью применения кожных наполнителей и других агентов успешно бороться с внешними проявлениями возрастных изменений.

Темпы признания 3D-технологий в промышленности продолжают расти в геометрической прогрессии и распространяются на такие области, как обратное проектирование, 3D-печать, в том числе изготовление специализированного оборудования для использования в космосе, которым можно было бы легко управлять с земли.  В эстетической медицине существующие производители 3D-технологий были рассмотрен в 2015 году авторами Chang, Small,   Choi, Sharp, которые сделали следующий вывод: «Следует достичь прогресса в программном обеспечении визуализации, сделав его более удобным, эффективным и точным и таким образом повысить его значимость для пластических хирургов».

Темпы научного развития знаний практикующих врачей, терапевтических средств и устройств в косметической медицине не подкреплены прогрессом в разработке количественной визуализации результатов с использованием этих достижений. Поэтому качественную оценку следует рассматривать как слабое звено в научной цепи доказательств того, что технический прогресс пытается донести до пациентов, подвергающихся воздействию косметической медицины.

Исследовательский проект

Основными задачами в области исследований и разработки оптимальных 3D систем являются:

1. Оператор-зависимые случайности устройств захвата изображения;

2. Временные затраты, которые участвуют в захвате и обработке изображений;

3. Воспроизведение повторяемых, точных и надежных результатов;

4. Стоимость оборудования.

Австралийский Научный Совет в 2013 г для успешного решения этих трудностей одобрил финансирование выполнения задачи на факультете компьютерной и программной инженерии Университета Западной Австралии для разработки под ключ удобной 3D-системы высокой четкости, количественно измеряющей тонкие изменения в морфологии и поверхностные изменения в коже.

Первым включенным в заявку на финансирование и позволяющим исследовать потенциал проекта было  небольшое неопубликованное проспективное, контролируемое, двойное слепое исследование пациентов, посещающих специальную косметическую клинику для объемного омоложения кожи лица.

Это предварительное исследование имело целью определить, может ли 3D-сканирование последовательно воспроизвести единое, надежное, сравнительно отображенное многослойное изображение до и после процедуры омоложения. Исследование было разработано только для возможности потенциального развития за пределами существующих 3D-систем, используемых в эстетических процедурах.

Продолжение здесь




Расскажите друзьям и коллегам:


Статьи зарубежных авторов переведены компанией "Делис". Активная ссылка на www.delis.pro в начале и в конце статьи обязательна.