-
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Charakterisierung
von Pigmentflecken sowie dessen Anwendung bei einem Verfahren zur
Bewertung der pigmentierenden oder depigmentierenden Wirkung eines
kosmetischen, dermatologischen oder pharmazeutischen Produkts.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Aus
dem Dokument
US 6,551,982
B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für
die nicht-invasive Beurteilung eines relativen Alters einer Person
bekannt, die auf einem Nahinfrarot-Verfahren, sogenannten NIR-Verfahren,
das eine Wellenlänge im Bereich von 700 bis 2500 Nanometern
verwendet, basieren.
-
Weiterhin
sind aus dem Dokument
WO
00/67398 A1 bildgebende Systeme und Verfahren zur Analyse der
Haut bekannt, welche die Erfassung und die Erzeugung unterschiedlicher
Digitalbilder mit dem Ziel, Hautdefekte sichtbar zu machen, und
anschließend die Berücksichtigung eines den Hautdefekt
enthaltenden Unterbildes durchführen bzw. einsetzen.
-
Weiterhin
sind aus dem Dokument
WO
2007/042 708 des Anmelders ein Verfahren und ein Gerät
zur Charakterisierung von Hautunregelmäßigkeiten
sowie ein Verfahren zur Bewertung der Anti-Aging-Wirkung eines Kosmetikprodukts
bekannt.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
Ziel
der vorliegenden Erfindung ist die Lösung des technischen
Problems, das in der Bereitstellung eines neuen Verfahrens sowie
eines neuen Gerätes zur Charakterisierung von Pigmentflecken
der Haut besteht, die geeignet sind, eine höhere Genauigkeit
bei der Charakterisierung von Pigmentunregelmäßigkeiten,
sowohl bei großen als auch bei kleinen räumlichen Änderungen
der Pigmentierungsstufen, und dies sogar innerhalb oder in der Nähe
des Pigmentflecks zu liefern, die relativ leicht umzusetzen, sicher
und zuverlässig hinsichtlich des erzielten Ergebnisses
sind.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Lösung
des technischen Problems, das in der Bereitstellung eines Verfahrens
zur Bewertung der pigmentierenden oder depigmentierenden Wirkung
eines kosmetischen, dermatologischen oder pharmazeutischen Produkts
besteht, welches das Verfahren oder das Gerät zur Charakterisierung
von Pigmentflecken der Haut zur Anwendung bringt.
-
Die
vorliegende Erfindung bringt eine zufriedenstellende Lösung
für diese beiden technischen Probleme.
-
Definitionen:
-
Unter ”Graustufe” wird
die Quantifizierung der an einem Pixel des digitalen Sensors der
Vorrichtung zur Aufnahme eines digitalen Farbbildes erfaßten
Lichtintensität verstanden.
-
Unter ”Filterung” wird
eine mathematische Behandlung verstanden, die auf ein gesamtes digitales
Bild oder einen Teil dessen angewandt wird, um dessen Aussehen zu
verändern oder zu verbessern und somit ein neues ”gefiltertes” Bild
zu erhalten, wobei die mathematische Behandlung darauf abzielt,
den Wert der Pixel eines Bildes zu verändern. Entsprechend
dem verwendeten Filter kann der neue Wert eines gegebenen Pixels unter
Berücksichtigung aller Pixel des Ausgangsbildes oder aber
unter Berücksichtigung lediglich eines Nahbereichs des
entsprechenden Pixels in dem Originalbild berechnet werden.
-
Unter ”Graustufen-Schwellwertvergleich” wird
verstanden, daß die Graustufen unterhalb eines gewissen
vorbestimmten Graustufen-Schwellwerts entfernt werden, um Störelemente
oder Artefakte zu beseitigen.
-
Unter ”große
räumliche Änderungen der Graustufen” werden
die extremen Unterschiede der Graustufen über eine große
Anzahl von Pixeln, die einer großen Fläche des
betrachteten extrahierten Bildes entspricht, verstanden.
-
Unter ”kleine
räumliche Änderungen der Graustufen” werden
die geringen Unterschiede der Graustufen über eine kleine
Anzahl von Pixeln, die einer kleinen Fläche des betrachteten
extrahierten Bildes entspricht, verstanden.
-
Unter ”repräsentative
Gruppe” wird eine Gruppe von Personen verstanden, die für
eine Bevölkerung gegebenen Alters repräsentativ
ist und die ermöglicht, signifikante statistische Ergebnisse über
die Wirksamkeit eines Wirkstoffs oder Behandlungsproduktes im Rahmen
der Durchführung der Erfindung zu liefern.
-
Unter
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Charakterisierung von Pigmentflecken der Haut bereit, umfassend:
- a) mit Hilfe einer Vorrichtung zur Aufnahme
eines digitalen Farbbildes wird wenigstens ein digitales Farbbild von
wenigstens einem bestimmten Hautbereich, der wenigstens einen Teil
eines Pigmentflecks umfaßt, gemacht, wobei das Bild von
einer Vielzahl von Pixeln definiert ist, die an eine Vorrichtung
zur Verarbeitung digitaler Bilder übertragen werden,
- b) das so aufgezeichnete digitale Bild wird mit Hilfe der Bildverarbeitungsvorrichtung
in drei Farbebenen, Rot, Grün, Blau, genannt R, G, B, zerlegt,
- c) es wird eine einzige dieser Ebenen oder eine Kombination
dieser Ebenen extrahiert,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet
ist, daß:
- d) ein Filtern wenigstens eines Teils der extrahierten Ebene
durchgeführt wird, um ein als Welligkeitsbild bezeichnetes
erstes Unterbild und ein als Rauheitsbild bezeichnetes zweites Unterbild
zu erhalten,
- e) mit Hilfe geeigneter Berechnungsmittel an wenigstens einem
Teil des Welligkeitsbildes und/oder einem Teil des Rauheitsbildes
wenigstens ein Parameter berechnet wird, darunter:
- – der arithmetische Mittelwert der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – der quadratische Mittelwert der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – die Differenz zwischen der niedrigsten Graustufe
und der höchsten Graustufe,
- – die Differenz zwischen der höchsten Graustufe
und dem Mittelwert der Graustufen und
- – schließlich die Differenz zwischen der niedrigsten
Graustufe und dem Mittelwert der Graustufen,
um den Pigmentfleck
zu charakterisieren, insbesondere hinsichtlich der Homogenität
oder der Ungleichheit des Flecks.
-
Das
Welligkeitsbild, wie es in 2 der vorliegenden
Anmeldung dargestellt ist, kennzeichnet die großen räumlichen Änderungen
der für jedes Pixel einer extrahierten Ebene des digitalen
Farbbildes des Pigmentflecks oder einer Kombination dieser Ebenen
gemessenen Graustufen. Das Welligkeitsbild ist für die großen räumlichen
Pigmentierungsänderungen bei dem untersuchten Fleck repräsentativ.
-
Das
Rauheitsbild, wie es in 3 der vorliegenden Anmeldung
dargestellt ist, kennzeichnet selbst die kleinen räumlichen Änderungen
der anhand der gleichen Ebene oder der gleichen Ebenen-Kombination
gemessenen Graustufen. Das Rauheitsbild ist für räumliche
Pigmentierungsänderungen bei kleinen Objekten innerhalb
des untersuchten Flecks repräsentativ.
-
Ein
jedes der Unterbilder wird mit Hilfe eines Filterwerkzeugs erhalten,
wie denjenigen, wie sie üblicherweise in Bildanalysesoftware
integriert sind. Als Beispiel wird die Bildanalysesoftware VISILOG® der Gesellschaft EOTECH, France
genannt, die derartige Filter enthält.
-
Erfindungsgemäß wird
die Filterung einer aus dem Originalbild extrahierten Ebene, oder
einer Kombination von Ebenen, beispielsweise mit Hilfe eines Medianfilters
durchgeführt, um ein dem Welligkeitsbild entsprechendes ”geglättetes” Bild
zu erhalten.
-
In
einem zweiten Schritt wird mit Hilfe der Bildsoftware das Welligkeitsunterbild
von der Ebene des Originalbildes subtrahiert, um das Rauheitsunterbild
zu erhalten.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens ist
dieses dadurch gekennzeichnet, daß der Pigmentfleck eine
Hautdyschromie ist, die in Form wenigstens eines Flecks vorliegt,
der aufgrund einer anormalen Pigmentierung eine andere Farbe als
die gesunde Haut aufweist und der insbesondere die Folge ist von Wirkungen
der Haut bei Lichtdermatosen, der Pigmentierung induziert durch
Kontaktdermatosen oder arzneimittelbedingte Lichtdermatosen oder
aber durch Melasma, Keratosen, zum Beispiel senile oder aktinische
Keratosen, Lentigo senilis (Altersflecken), Lentigo solaris, anhaltende
Folgen von Verbrennungen, wie Sonnenbränden und anderen
Verletzungen der Haut, oder Narben, Flecken, die durch allergische
oder phototoxische Reaktionen bedingt sind, Dermatitis oder andere ähnliche
kleine feste Pigmentverletzungen; oder von pigmentfreien Bereichen,
die durch bestimmte Leukodermien, wie Vitiligo bewirkt sind.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Teil des Pigmentflecks in der extrahierten Ebene oder in wenigstens
einem der extrahierten Unterbilder erfaßt wird und diese
Berechnungen auf den Pigmentfleck angewandt werden.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die Charakterisierung
des Flecks die Messung der auf dem Rand oder außerhalb des
Pigmentflecks in der Nähe des Randes des Flecks befindlichen
Parameter anhand der extrahierten Ebene oder der vorgenannten Unterbilder
einschließt.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die blaue
Farbebene extrahiert wird.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß eine
Vergrößerung des Bildes durchgeführt
wird, die einer Bedienungsperson ermöglicht, die Hautunregelmäßigkeiten
besser sichtbar zu machen und den Graustufen-Schwellwertvergleich, der
ermöglicht, Störelemente oder Artefakte zu beseitigen,
auszuwerten. Nach einer noch weiteren besonderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dieses dadurch
gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Aufnahme digitaler
Farbbilder entweder ein digitaler Farbfotoapparat oder eine digitale
Farbkamera vom Typ MONO-CCD, DI-CCD oder TRI-CCD, beispielsweise
die Kamera FotofinderTM der Gesellschaft
DEKA mit einer Bildauflösung von 450.000 Pixeln, mit integrierter
LED 4 V-Beleuchtung, oder eine im Handel, insbesondere bei der Gesellschaft
SONY erhältliche Farbkamera verwendet wird.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß Mittel
zum Beleuchten der Hautfläche, von der das digitale Bild
gemacht wird, vorgesehen sind.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Bild oder eine Vielzahl von Bildern der Haut einer gleichen
Person auf einer Vorrichtung zur Aufzeichnung digitaler Daten aufgezeichnet
wird.
-
Unter
einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät
zur Charakterisierung von Pigmentflecken der Haut einer Person bereit,
umfassend:
- a) eine Vorrichtung zur Aufnahme
eines digitalen Farbbildes, die ermöglicht, wenigstens
ein digitales Farbbild wenigstens eines bestimmten Hautbereichs
zu machen, wobei das Bild von einer Vielzahl von Pixeln definiert
ist, die an eine Vorrichtung zur Verarbeitung digitaler Bilder übertragen
werden,
- b) Mittel zum Zerlegen des digitalen Bildes in drei Farbebenen,
Rot, Grün, Blau, genannt R, G, B, mit Hilfe der Bildverarbeitungsvorrichtung,
- c) Mittel zum Extrahieren einer einzigen dieser Ebenen oder
einer Kombination dieser Ebenen,
wobei das Gerät dadurch
gekennzeichnet ist, daß es umfaßt:
- d) geeignete Mittel, um an wenigstens einem Teil des Welligkeitsbildes
und/oder einem Teil des Rauheitsbildes wenigstens einen Parameter
zu berechnen, der ausgewählt ist aus:
- – dem arithmetischen Mittelwert der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – dem quadratischen Mittelwert der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – der Differenz zwischen der niedrigsten Graustufe
und der höchsten Graustufe,
- – der Differenz zwischen der höchsten Graustufe
und dem Mittelwert der Graustufen und
- – schließlich der Differenz zwischen der niedrigsten
Graustufe und dem Mittelwert der Graustufen,
um den Pigmentfleck
zu charakterisieren, insbesondere hinsichtlich der Homogenität
oder der Ungleichheit des Flecks.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die
Extraktionsmittel die Extraktion der blauen Farbebene durchführen,
an der die Berechnungsmittel die vorgenannte Berechnung wenigstens
eines vorgenannten Parameters vollziehen.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß es
Mittel zur Berücksichtigung eines Graustufen-Schwellwertvergleichs
umfaßt, das heißt Mittel, die ermöglichen,
die Graustufen, die unterhalb eines gewissen vorbestimmten Graustufen-Schwellwerts
liegen, zu entfernen, um Störelemente oder Artefakte zu
beseitigen.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß es
Mittel umfaßt, um aus dem digitalen Bild eine begrenzte
Fläche der zu analysierenden Haut der Person zu extrahieren,
an der die Berechnungsmittel die Analyse der Pigmentflecken über
diese gesamte begrenzte Fläche und insbesondere die Berechnungen
der Parameter sowie den Schwellwertvergleich durchführen.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die
begrenzte Fläche ein aus dem digitalen Bild ausgewählter
Bereich ist.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß es
Mittel zum Vergrößern des durch die Vorrichtung
zur Aufnahme eines digitalen Farbbildes erhaltenen Bildes umfaßt,
die einer Bedienungsperson ermöglichen, die Pigmentflecken
besser sichtbar zu machen und den Graustufen-Schwellwertvergleich,
der ermöglicht, Störelemente oder Artefakte zu
beseitigen, auszuwerten.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß als
Vorrichtung zur Aufnahme digitaler Farbbilder entweder ein digitaler
Farbfotoapparat oder eine digitale Farbkamera verwendet wird.
-
Bei
einer noch weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß es
Mittel zum Aufzeichnen wenigstens eines Bildes oder einer Vielzahl
von Bildern der Haut einer gleichen Person, insbesondere an mehreren
unterschiedlichen Bereichen, auf einer Vorrichtung zur Aufzeichnung
digitaler Daten umfaßt.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses Gerät dadurch gekennzeichnet,
daß es Mittel zum Beleuchten der Hautfläche, von
der das digitale Bild gemacht wird, umfaßt.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß es
einen Computer umfaßt, der mit einem einen Bildschirm umfassenden
Monitor, einer Tastatur und einer Maus kombiniert ist und der eine
Software umfaßt, die alle vorgenannten Mittel integriert, einschließlich:
- – der Mittel zum Vergrößern
des Bildes,
- – der Mittel zum Aufzeichnen wenigstens eines Bildes
oder ein Vielzahl von Bildern der Haut,
- – der Mittel zum Zerlegen des digitalen Bildes in drei
Farbebenen, Rot, Grün, Blau, genannt R, G, B,
- – der Mittel zum Extrahieren einer einzigen dieser
Ebenen, vorzugsweise der sogenannten blauen Ebene, die der Farbe
Blau entspricht,
- – der Mittel zum Berechnen wenigstens eines der folgenden
Parameter an wenigstens einem Teil des Welligkeitsbildes und/oder
einem Teil des Rauheitsbildes:
- – des arithmetischen Mittelwerts der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – des quadratischen Mittelwerts der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – der Differenz zwischen der niedrigsten Graustufe
und der höchsten Graustufe,
- – der Differenz zwischen der höchsten Graustufe
und dem Mittelwert der Graustufen,
- – der Differenz zwischen der niedrigsten Graustufe
und dem Mittelwert der Graustufen,
- – der Mittel zur Berücksichtigung eines Graustufen-Schwellwertvergleichs,
um
den Pigmentfleck zu charakterisieren, insbesondere hinsichtlich
der Homogenität oder der Ungleichheit des Flecks.
-
Nach
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die
Berechnungsmittel den Mittelwert eines jeden Parameters berücksichtigen.
-
Unter
einem dritten Aspekt deckt die Erfindung auch ein Verfahren zum
Messen der Wirksamkeit einer Behandlung von Pigmentflecken der Haut
mit einem kosmetischen, dermatologischen oder pharmazeutischen pigmentierenden
oder depigmentierenden Wirkstoff oder mit einer einen solchen pigmentierenden
oder depigmentierenden Wirkstoff enthaltenden kosmetischen, dermatologischen
oder pharmazeutischen Zusammensetzung ab, umfassend:
- a) die Charakterisierung wenigstens eines Flecks nach dem vorgenannten
Verfahren,
- b) nachdem eine kosmetische, dermatologische oder therapeutische
Behandlung wenigstens des Flecks mit Hilfe des Wirkstoffs oder der
Zusammensetzung durchgeführt wurde, die Charakterisierung
des Flecks nach dem vorgenannten Verfahren,
- c) die Durchführung eines Vergleichs der beiden Charakterisierungen,
um die Wirksamkeit der Behandlung zu bestimmen.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens ist
dieses dadurch gekennzeichnet, daß die Charakterisierung
des Flecks die Messung der auf dem Rand oder außerhalb
des Pigmentflecks in der Nähe des Randes des Flecks gelegenen
Parameter einschließt.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens ist
dieses dadurch gekennzeichnet, daß die blaue Farbebene
extrahiert wird, an der die vorgenannte Parametrierung wenigstens
eines vorgenannten Parameters durchgeführt wird.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens
ist dieses weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß ein Graustufen-Schwellwertvergleich
durchgeführt wird, um den Rand des Pigmentflecks zu bestimmen.
-
Bei
dieser Ausführungsform kann auch ein besonderer Bereich
bestimmt werden, der in der vorliegenden Anmeldung als ”Kranz” bezeichnet
wird und dessen Innen- und Außenkonturen, auf der einen
und der anderen Seite des obenerwähnten Randes des Pigmentflecks,
in einem durch den Benutzer festgelegten Abstand aufgetragen sind,
der einer gewählten Anzahl von Pixeln entspricht.
-
Weitere
besondere Merkmale dieses Verfahrens gehen für den Fachmann
aus der Beschreibung des vorgenannten Verfahrens zur Charakterisierung
von Pigmentflecken der Haut klar hervor.
-
Dank
der Verfahren und des Gerätes gemäß der
Erfindung werden die zuvor erwähnten technischen Probleme
auf einfache, sichere und zuverlässige Weise gelöst.
-
Weitere
Ziele, Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden
erläuternden Beschreibung unter Bezugnahme auf eine derzeit
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung klar hervorgehen.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 zeigt
ein Gerät zur Charakterisierung von Pigmentflecken der
Haut einer Person, das die Durchführung des vorbeschriebenen
Verfahrens zur Charakterisierung von Pigmentflecken der Haut ermöglicht.
-
2 zeigt
ein als Welligkeitsbild bezeichnetes Unterbild des Flecks, das die
großen räumlichen Änderungen der Graustufen
kennzeichnet.
-
3 zeigt
ein als Rauheitsbild bezeichnetes Unterbild des Flecks, das die
kleinen räumlichen Änderungen der Graustufen kennzeichnet.
-
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Beispiel 1 – Beschreibung des
in 1 dargestellten Gerätes
-
Bezugnehmend
auf 1 ist eine derzeit bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Apparatur gezeigt, welche
durch das Gesamtbezugszeichen 10 dargestellt ist. Um eine
Positionierungsgenauigkeit der Person P zu gewährleisten,
wird diese auf einem Repositionierungstisch sitzen, der beispielsweise
unter der Marke VISIOFACE der Gesellschaft EOTECH, France im Handel
erhältlich ist.
-
Dieses
Gerät 10 ist vorgesehen, um die Charakterisierung
der Pigmentflecke einer Person durchzuführen.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes kann eine Vorrichtung 12 zur Aufnahme
digitaler Farbbilder 14 von wenigstens einem bestimmten
Hautbereich 34, 36, 38, 40 vorgesehen sein,
wobei das Bild 14 von einer Vielzahl von Pixeln definiert
ist.
-
Als
Vorrichtung 12 kann beispielsweise genannt werden:
- – entweder ein handelsüblicher
digitaler Farbfotoapparat mit guter Auflösung
- – oder eine digitale Farbkamera 12, wie die
Kamera FotofinderTM der Gesellschaft DEKA,
mit einer Bildauflösung von 450.000 Pixeln, mit integrierter
LED 4 V-Beleuchtung, oder eine im Handel, insbesondere bei der Gesellschaft
Sony erhältliche digitale Farbkamera.
-
Dieses
digitale Bild wird anschließend über wohlbekannte,
handelsübliche Übertragungsmittel, wie ein Kabel 13,
an eine Vorrichtung zur Verarbeitung digitaler Bilder übertragen.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsvariante ermöglicht
die Bildaufnahmevorrichtung 12, ein Bild von einer Fläche
der Haut aufzunehmen.
-
Wie
seitens des Fachmannes wohlbekannt, ist auch eine solche Vorrichtung
zur Verarbeitung digitaler Bilder im Handel erhältlich,
beispielsweise in Form von Software, wie der Bildanalysesoftware
VISILOG v. 6.6, die auf einem über ein geeignetes Kabel 13 mit
der Kamera 12 verbundenen Computer 50 installiert
werden kann. Der Computer 50 ist natürlich mit
einem Monitor 52 mit seinem Bildschirm 54 und
seiner Tastatur 56 und einer Maus 58 kombiniert.
-
Erfindungsgemäß umfaßt
die Vorrichtung zur Verarbeitung digitaler Bilder Mittel zum Zerlegen
des digitalen Bildes in drei Farbebenen, Rot 60, Grün 70,
Blau 80, genannt R, G, B; die Vorrichtung zur Verarbeitung digitaler
Bilder umfaßt auch Mittel zum Extrahieren einer einzigen
dieser Ebenen oder einer Kombination dieser Ebenen; hier ist für
die Pigmentflecken 16 vorgesehen, die sogenannte blaue
Ebene 80, welche der Farbe Blau entspricht, zu extrahieren,
somit ist der erhaltene sogenannte blaue Pigmentfleck mit dem Unterbezugszeichen 166 bezeichnet.
-
Gemäß der
Erfindung hat man herausgefunden, daß die blaue Ebene 80 bevorzugt
ist, da sie am meisten Kontrast aufweist und ermöglicht,
die Pigmentflecke besser sichtbar zu machen.
-
Erfindungsgemäß umfaßt
das Gerät insbesondere auch Berechnungsmittel, die hier
in der Software vorgesehen sind, geeignete Mittel, um an wenigstens
einem Teil des Welligkeitsbildes und/oder einem Teil des Rauheitsbildes
wenigstens einen Parameter zu berechnen, der ausgewählt
ist aus:
- – dem arithmetischen Mittelwert
der Abweichungen vom Mittelwert der Graustufen,
- – dem quadratischen Mittelwert der Abweichungen vom
Mittelwert der Graustufen,
- – der Differenz zwischen der niedrigsten Graustufe
und der höchsten Graustufe,
- – der Differenz zwischen der höchsten Graustufe
und dem Mittelwert der Graustufen und
- – schließlich der Differenz zwischen der niedrigsten
Graustufe und dem Mittelwert der Graustufen,
um den Pigmentfleck
zu charakterisieren, insbesondere hinsichtlich der Homogenität
oder der Ungleichheit des Flecks.
-
An
die extrahierte blaue Ebene 80 kann ein in der Bildanalysesoftware
vorgesehenes mathematisches Filter angelegt werden, um die Störgeräusche,
wie die Reflexion, aus dem Bild zu entfernen.
-
Bei
einer noch weiteren besonderen Ausführungsform dieses Gerätes
ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist,
das Bild von einer begrenzten Fläche 34, 36, 38, 40 der
zu analysierenden Haut der Person P aufzunehmen, an dem die Berechnungsmittel
die Analyse der Hautunregelmäßigkeiten über
diese gesamte Fläche durchführen.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform sind (hier nicht
dargestellte) Mittel zum Beleuchten der Hautfläche, von
der das digitale Bild gemacht wird, vorgesehen. Nach einer besonderen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes umfaßt dieses in die Software integrierte
Mittel zum Aufzeichnen wenigstens eines Bildes oder einer Vielzahl
von Bildern der Haut einer gleichen Person, auf einer Vorrichtung
zur Aufzeichnung von in die Software integrierten digitalen Daten.
-
Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die
Berechnungsmittel den Mittelwert eines jeden Parameters berücksichtigen.
-
Bei
einem weiteren vorteilhaften Merkmal des erfindungsgemäßen
Gerätes umfaßt dieses Mittel zur Berücksichtigung
eines Graustufen-Schwellwertvergleichs, die ebenfalls in die Software
integriert sind, das heißt Mittel, die ermöglichen,
die Graustufen, die unterhalb eines gewissen vorbestimmten Graustufen-Schwellwerts
liegen, zu entfernen, um Störelemente zu beseitigen, wodurch
ein störelementfreies Bild 80' erzeugt wird.
-
Vorteilhafterweise
ist auch ein zweites, ebenfalls in der Software vorgesehenes mathematisches
Filtern vorgesehen, um die während des vorhergehenden Schrittes
des Schwellwertvergleichs erfaßten unbedeutenden, nicht
interessierenden Bereiche zu entfernen, wodurch ein Bild 80B erhalten
wird, auf dem die Pigmentflecken sehr klar zu erkennen sind. Die
Schritte der Bildanalyse und der Berechnung werden vorzugsweise
an diesem letzten Bild 80B durchgeführt, wie weiter
unten angegeben.
-
Zunächst
wird eine profilometrische Näherung eines jeden digitalen
Bildes durchgeführt. Um diese mittels der Vorrichtung 12 zur
Aufnahme eines vorgenannten digitalen Farbbildes, und insbesondere
anhand des Bildes der blauen Farbebene 80(B) zu vollziehen,
werden die profilometrischen Graustufen-Parameter an unterschiedlichen
Teilen des Bildes berechnet.
-
Hierfür
wird das Bild 80(B) und insbesondere das Bild des Pigmentflecks 16B unterteilt:
- – in ein als Welligkeitsbild 16B1 bezeichnetes
erstes Unterbild, das in 1 zu sehen und auf 2 übertragen
ist und das für die großen räumlichen Änderungen
der Graustufen repräsentativ ist, wie durch die Welligkeitskurve
dargestellt,
- – in ein als Rauheitsbild 16B2 bezeichnetes
zweites Unterbild, das in 1 zu sehen
und auf 3 übertragen ist und
das für die kleinen räumlichen Änderungen
der Graustufen repräsentativ ist, wie durch die Rauheitskurve
gezeigt ist.
-
An
diesen beiden Unterbildern werden die folgenden Parameter berechnet:
- – Sa: der arithmetische Mittelwert
der Abweichungen vom Mittelwert, also
- – Sq: der quadratische Mittelwert der Abweichungen
vom Mittelwert, also
- – St: die Gesamthöhe der Fläche;
St = Höhe zwischen dem höchsten Peak und dem tiefsten
Tal,
- – Sp: die Höhe des höchsten Vorsprungs
der Fläche; Höhe zwischen dem höchsten
Peak und der mittleren Ebene,
- – Sv: Tiefe des tiefsten Tals der Fläche;
Tiefe zwischen der mittleren Ebene und dem tiefsten Tal.
-
Diese
Parameter sind mit den Änderungen der Graustufenbereiche
verknüpft und kennzeichnen die Homogenität der
untersuchten Bilder.
-
Dank
der integrierten Software berechnet die Anwendung die Parameter:
- – SaT, SqT, StT, SpT, SvT: auf dem
fleckigen Bereich des Welligkeitsbildes berechnete Parameter,
- – SaR, SqR, StR, SpR, SvR: auf dem fleckigen Bereich
des Rauheitsbildes berechnete Parameter,
- – StC, SpC, SvC: auf dem Kranz des Flecks berechnete
Parameter.
-
Es
wird auch eine Berechnung des Kontrastes durch Berechnung der Helligkeit
des Flecks und der benachbarten Haut durchgeführt.
- – LumP: Luminanzparameter der Haut
- – LumT: Luminanzparameter des Flecks
- – Kontrast = LumP – LumT/LumP
-
Es
wird dann eine Quantifizierung der Pigmentflecke wie im nachfolgenden
Beispiel 2 angegeben durchgeführt.
-
Erfindungsgemäßes Beispiel
2 – Quantifizierung der Unregelmäßigkeiten:
Beispiel für Pigmentflecken
-
Hierfür
wird eine Probe von 15 Freiwilligen, Männern und/oder Frauen,
gewählt, die für deren Pigmentflecke auf den Händen
statistisch repräsentativ ist.
-
Es
wird eine Datenbank von Fleckenbildern erstellt, die intern durch
eine Kosmetikerin und den Erfinder jeweils in kaum sichtbare, sichtbare
oder stark sichtbare Flecken eingeteilt worden sind; die Tafeln
von 9 in jeder Kategorie gemachten Aufnahmen sind Gegenstand der 6, 7 bzw. 8.
-
Die
Synthese der Ergebnisse ist auf die nachfolgende Tabelle I bezogen. TABELLE I
T | | 1P(n=22) | 2V(n=39) | 3T(n=27) | Pclasse |
SaT | 8,0A | 9,9B | 10,5B | S(p<0,01) |
SqT | 9,7A | 12,0B | 12,6B | S(p<0,01) |
SsT | 46,6A | 57,2B | 68,0C | S(p<0,01) |
SpT | 26,7A | 31,4B | 43,0C | S(p<0,01) |
SvT | 20,0A | 23,0AB | 25,0B | S(p=0,05) |
C | StC | 66,0A | 87,6B | 101,5C | S(p<0,01) |
SpC | 33,3A | 40,8B | 50,2C | S(p<0,01) |
SvC | 32,8A | 43,9B | 51,3C | S(p<0,01) |
R | SaR | 3,6A | 4,3B | 4 , 3B | S(p<0,01) |
SqR | 4,8A | 5,9B | 5,7B | S(p<0,01) |
StR | 56,7A | 72,3B | 68,8AB | S(p=0,04) |
SpR | 29,9A | 41,3B | 37,5AB | S(p=0,05) |
SvR | 24,1A | 31,0B | 31,3B | S(p=0,01) |
(LumP – LumT) | 25,1A | 36,3B | 41,9C | S(p<0,01) |
- T:
- Welligkeitsbild des
fleckigen Bereichs
- C:
- Bild des Kranzes (Bereich
auf beiden Seiten des Randes des Flecks, der also einen fleckigen
Teil und einen nicht fleckigen Teil umfaßt)
- R:
- Rauheitsbild des fleckigen
Bereichs
-
Die
Abkürzungen haben die im obigen Beispiel 1 angegebenen
Bedeutungen:
Die aus dieser Tabelle I resultierenden Schlußfolgerungen,
welche auf der Analyse der Varianz mit einem 5%-Risiko basieren,
sind folgende:
Die untersuchten Parameter ermöglichen,
die unterschiedlichen visuell definierten Pigmentfleckklassen klar
zu unterscheiden:
Für die Parameter SsT, SpT, StC,
SpC, SvC, (LumP – LumT) wird ein signifikanter Unterschied
zwischen jeder der drei Fleckenklassen festgestellt.
-
Für
die Parameter SaT, SqT, SaR, SqR, SpR, SvR wird ein signifikanter
Unterschied zwischen der Klasse der als P klassifizierten (kaum
sichtbaren) Flecken einerseits und der als V klassifizierten (sichtbaren) und
als T klassifizierten (stark sichtbaren) Flecken beobachtet. Zwischen
den Klassen V und T wird hingegen kein signifikanter Unterschied
festgestellt.
-
Dank
des erfindungsgemäßen Gerätes kann eine
Eichkurve des Pigmentierungsgrades wie in Beispiel 2 angegeben erstellt
werden, die ermöglicht, den Pigmentierungsgrad der Haut
einer Person zu bestimmen, der dann für die Durchführung
eines Tests zur Bewertung der Wirksamkeit eines pigmentierenden
oder depigmentierenden kosmetischen, dermatologischen oder pharmazeutischen
Produkts verwendet werden kann.
-
Erfindungsgemäßes Beispiel
3 – Test zur Bewertung der Wirksamkeit eines depigmentierenden
Kosmetikprodukts
-
Die
erfaßten Bilder werden im Laufe eines für ein
Anti-Flecken-Produkt durchgeführten Wirksamkeitstests analysiert.
-
Das
Anti-Flecken-Produkt ist eine Nachtcreme in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion
mit 3,3 Gew.-% Magnesiumascorbylphosphat (Herkunft: Showa Denko),
das ein Wirkstoff mit hautaufhellenden Eigenschaften ist.
-
Die
Modalitäten des Tests sind folgende:
- – Anzahl
der Freiwilligen: 14 Freiwillige, 17 untersuchte Flecken,
- – Bereich: Hand
- – Anwendung der Zusammensetzung: einmal täglich
4 Hübe des Produkts topisch aufgetragen (0,560 ml).
-
Verwendung
einer Handcreme mit einem Lichtschutzfaktor (LSF 20) so oft wie
nötig.
- – Meßzeit:
vor Beginn der Untersuchung (T1), dann nach 6 Behandlungswochen
- – Gerät: Fotofinder, Gesellschaft DEKA, Bildaufnahmevorrichtung: ¼''
CCD (Gesamtanzahl: 470.000 Pixel), integrierte Beleuchtung: LED,
4 Volt.
-
Für
jedes Kriterium werden die folgenden statistischen Analysen für
ein Risiko von 5% durchgeführt.
- – Gesamtanalyse
der Varianz
- – Varianzanalyse für den Vergleich vor der
Behandlung und t 6 Wochen nach der Behandlung,
- – Gesamtanalyse der Varianz durch Herausnehmen der
Freiwilligen, die zu starke Residuen aufweisen. Die Residuen sind
Ausreißer oder Werte, die das Rauschen der Analyse verstärken.
-
Ergebnisse
-
- – an dem Welligkeitsunterbild des
Pigmentflecks berechnete Parameter (große Inhomogenitäten
der Graustufen): SaT SqT StT SpT nehmen signifikant ab. Lediglich
SvT schwankt nicht signifikant.
- – an dem Welligkeitsunterbild des Kranzes des Flecks
berechnete Parameter: StC SpC SvC schwanken nicht signifikant.
- – an dem Rauheitsunterbild des Pigmentflecks berechnete
Parameter (geringe Inhomogenitäten der Graustufen): SaR
SqR nehmen signifikant ab. StR SpR SvR schwanken nicht signifikant.
- – Luminanz- und Kontrastparameter: LumT, LumP nehmen
signifikant ab. Der Kontrast verringert sich signifikant.
-
Diese
Ergebnisse bringen eine Aufhellung des fleckigen Bereichs sowie
des dem Fleck benachbarten Hautbereichs zum Ausdruck. Der Fleck
ist nach 6 Behandlungswochen deutlich weniger kontrastreich.
-
Es
wird eine signifikante Verringerung der meisten anhand des Welligkeitsunterbildes
erhaltenen Parameter beobachtet, welche die großen Inhomogenitäten
des Teints des fleckigen Bereichs und des benachbarten Hautbereichs
kennzeichnet.
-
Dies
bestätigt die Wirksamkeit des als depigmentierender Wirkstoff
getesteten Wirkstoffs. Die Erfindung deckt auch alle Mittel, die
technische Äquivalente der beschriebenen Mittel darstellen,
sowie deren unterschiedliche Kombinationen ab.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6551982
B1 [0002]
- - WO 00/67398 A1 [0003]
- - WO 2007/042708 [0004]