ES2275082T3 - Procedimiento de formacion de imagenes con polarizacion cruzada para medir el aspecto ceniciento de la piel. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para medir el aspecto ceniza de la piel que comprende: (a) seleccionar un área deseada de la piel en la que se analiza el aspecto ceniza de la piel; (b) adquirir una imagen del área deseada con un dispositivo de captura de imágenes utilizando una técnica de polarización cruzada para adquirir la imagen; que se caracteriza porque (c) la imagen adquirida se analiza para determinar el aspecto ceniza, en donde la imagen se analiza: (i) obteniendo una imagen de distribución de la luz de la imagen original adquirida en el paso o los pasos; (ii) almacenando la diferencia entre la imagen de distribución de la luz y la imagen original como una imagen nueva y (iii) definiendo un umbral fijo de la unidad de intensidad sobre una intensidad de línea de base para la imagen y haciendo áreas que cumplan con el umbral en blanco para definir el aspecto ceniza.
Description
Procedimiento de formación de imágenes con
polarización cruzada para medir el aspecto ceniciento de la
piel.
La presente invención se refiere a
procedimientos para la formación de imágenes de polarización cruzada
que se usan en procedimiento para tomar primero una imagen del
aspecto ceniza de la piel y medir después el grado del aspecto
ceniza actual.
El aspecto ceniza es un término utilizado a
menudo por los consumidores de piel oscura para describir el aspecto
apagado y grisáceo de su estado de piel. El color ceniza de la piel
se relaciona con el aspecto completo blanco/grisáceo de la piel
provocado por la dispersión de una tasa incrementada de corneocitos.
La tasa incrementada de corneocitos, que caracteriza el aspecto
ceniza de la piel, incrementa la dispersión difusa y reduce la
reflexión de la luz sobre la superficie de la piel. Como resultado,
las capas superiores del estrato pierden transparencia y se vuelven
opacas y apagadas.
El contraste de la palidez provocado por la tasa
incrementada de corneocitos sobre la superficie de la piel puede
mejorarse enormemente con relación a la piel más oscura utilizando
una técnica de formación de imágenes de polarización cruzada.
Especialmente, esto se hace suprimiendo la contribución de la
reflexión de Fresnel sobre la piel. Las imágenes, utilizando un
procedimiento de formación de imágenes de polarización cruzada, han
demostrado ser muy útiles para la cuantificación del aspecto ceniza
de la piel, ya que el deslumbramiento de la reflexión de Fresnel
puede influenciar severamente el aspecto pálido de la piel.
Suprimiendo la reflexión de Fresnel, puede verse más claramente el
aspecto ceniza claro.
En fotografía se han empleado habitualmente
polarizadores para reducir el deslumbramiento. J. P. Philip (J. Soc.
Cosmet. Chem., 39, 121, 1988), por ejemplo, presenta polarizadores
para reducir el deslumbramiento y conseguir más información
subsuperficial (por ejemplo, la epidermis y la dermis viables en
contraste con el estrato córneo) de imágenes de la piel. Philip
utilizó polarización cruzada para mejorar la discriminación óptica
de la piel. Sin embargo, Philip no acertó a mostrar o sugerir el uso
de la polarización cruzada como parte de un procedimiento para medir
el aspecto ceniza de la piel tal como se describe en la presente
invención. Más específicamente, y tal como se observó
anteriormente, la técnica que utiliza es para la telangectasia
(dérmica) y para las manchas del envejecimiento (dermis viable) en
vez de para medir información sobre el estrato córneo tal como se
hace en la presente invención en la que se mide el aspecto
ceniza.
La patente de EE.UU. núm. 5.198.875 de Bazin y
asoc. describe un dispositivo que está diseñado para analizar el
brillo de una superficie, más particularmente de la piel. Se
describe un dispositivo para medir el brillo de la superficie de la
piel utilizando detectores fotosensibles en condiciones tanto de
polarización paralela como de polarización cruzada. Usando este
dispositivo puede evaluarse el brillo espectral mediante los
resultados de la polarización paralela y puede evaluarse el brillo
difuso mediante los resultados de la polarización cruzada. Por lo
tanto, Bazin y asoc. no toman una imagen de la piel y claramente no
muestran ni sugieren ningún procedimiento para medir el aspecto
ceniza de la piel.
El documento
US-A-6.032.071 describe un
dispositivo y un procedimiento para el examen óptico de la piel
humana y su pigmentación utilizando luz incidente polarizada.
El documento
US-A-5.343.536 describe un
procedimiento para evaluar una imagen digitalizada de una muestra de
piel tomada bajo luz de polarización cruzada.
No se encuentra ningún procedimiento para
adquirir primero una imagen y utilizar luego la imagen para
cuantificar el grado de aspecto ceniza de la piel en esta ni en
ninguna técnica anterior hasta lo que conocen los solicitantes.
Inesperadamente, los solicitantes han
descubierto ahora que utilizando la formación de imágenes de
polarización cruzada, es posible cuantificar el grado de aspecto
ceniza de la piel.
La presente invención se refiere al uso de
procedimientos para la formación de imágenes de polarización cruzada
para medir el grado de aspecto ceniza de la piel. Una realización de
la presente invención se define en las reivindicaciones. El aspecto
ceniza de la piel se mide (1) seleccionando un punto deseado de los
brazos o las piernas del sujeto (o cualquier punto adecuado de la
piel que se desee medir); (2) tomando una imagen de dicho punto bajo
polarización cruzada (preferiblemente, pero no necesariamente, una
imagen digital) y (3) procesando las imágenes capturadas utilizando
un programa de procesamiento de imágenes desarrollado por los
solicitantes para obtener piel en un área definida que demuestre el
estado del "aspecto ceniza" (por ejemplo, con un aspecto
ceniza por encima de un valor umbral definido).
Más específicamente, la invención comprende un
procedimiento para la formación de imágenes de polarización cruzada
para medir el brillo de la piel que comprende:
(1) seleccionar un área deseada sobre el cuerpo
de un sujeto (generalmente el área seleccionada es de
aproximadamente 2 cm x 2 cm),
(2) tomar una imagen digital de polarización
cruzada con un aumento de entre 1 y 100 veces y
(3) analizar las imágenes capturadas utilizando
una herramienta de análisis de imágenes (por ejemplo un programa)
para cuantificar el grado de aspecto ceniza de la piel (consulte los
pasos (a) - (b) de la figura 1).
La invención se describirá ahora solamente a
modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- la figura 1 muestra un procedimiento de
análisis paso a paso desde la adquisición de una imagen original
(a) hasta el ajuste de la imagen en una parábola (b); hasta la
formación de una nueva imagen (c) basada en la referencia de la
intensidad de los pixeles entre el ajuste parabólico y la imagen
original (definidos como (a) - (b) y mostrados en (c)); hasta la
aplicación de un umbral fijo sobre la intensidad de la línea de base
para formar una imagen en blanco y negro que representa el
porcentaje de aspecto ceniza (d) y
- la figura 2 muestra la correlación entre el
resultado del aspecto ceniza visual medido por los sujetos de
ensayo; el resultado del aspecto ceniza visual comparado con el
resultado medido a partir de las imágenes de polarización cruzada y
el resultado del aspecto ceniza visual comparado con los resultados
del análisis realmente calculados.
La presente invención se refiere al uso de
procedimientos para la formación de imágenes de polarización cruzada
para medir el grado de aspecto ceniza de la piel. En una
realización de la presente invención, el aspecto ceniza de la piel
se mide seleccionando un punto deseado sobre los brazos, las piernas
u otra área deseada del sujeto; tomando una imagen del área deseada
bajo superficie de la piel (preferiblemente, pero necesariamente,
una imagen digital) y procesando las imágenes capturadas utilizando
un programa de procesamiento de imágenes desarrollado por los
solicitantes para obtener una medición cuantificable del aspecto
ceniza.
Más específicamente, la invención comprende un
procedimiento para la formación de imágenes de polarización cruzada
para medir el aspecto ceniza de la piel que comprende:
(1) seleccionar un área deseada del cuerpo de un
sujeto (generalmente el área seleccionada es de aproximadamente 2
cm x 2 cm, aunque en teoría puede ser de entre 0,5 y 100
cm^{2};
(2) tomar una imagen de polarización cruzada,
preferiblemente una imagen digital, con un aumento de entre 1 y 100
veces (teóricamente no hay umbral para el aumento) y
(3) analizar las imágenes capturadas utilizando
una herramienta de análisis de imágenes para cuantificar el grado
de aspecto ceniza de la piel.
Una zona de ensayo típica tiene por lo general
aproximadamente 20 mm de diámetro aunque su tamaño puede oscilar
entre 0,5 y 100 cm^{2}. Un aumento de la imagen preferido es
aproximadamente de entre 20 y 50 veces. Las imágenes de
polarización cruzada (por ejemplo, las fotos digitales) se obtienen
utilizando un aparato que comprende una fuente de luz con un
polarizador lineal para proyectar un rayo de luz incidente sobre la
superficie de la piel y una cámara con un segundo polarizador
lineal cuya dirección de polarización tiene una orientación de la
polarización aproximadamente en ángulo recto con relación al primer
polarizador. Pueden tolerarse pequeñas variaciones en el ángulo (por
ejemplo 70 - 110º) aunque el mejor es en teoría 90º.
Para capturar imágenes, puede utilizarse
cualquier dispositivo capaz de descargar imágenes y proyectarlas
sobre una pantalla u otra área de visionado. Preferiblemente, las
imágenes se capturan utilizando, por ejemplo, una unidad de
adquisición de imágenes Sony FVP-1 o un ordenador
con MGI PHOTOSUITE III SE u otro software diseñado para descargar y
proyectar información.
Las imágenes se analizan entonces utilizando un
programa informático mediante el siguiente procedimiento:
1. Esta imagen (que puede ser en color o en
escala de grises) es ajustada por el programa a una parábola en dos
dimensiones (para obtener una imagen de distribución de luz según se
ve en la figura 1(b)).
2. Entonces la diferencia entre la imagen de
distribución de luz y la imagen original se almacena en una nueva
imagen (observe la figura 1(c) de la figura 1).
3. Después se aplica a esta imagen un umbral
fijo sobre la línea de base para poner de manifiesto el área que
exhibe el aspecto ceniza. Los solicitantes han definido
arbitrariamente el umbral como 20 unidades de intensidad sobre la
línea de base. Sin embargo, debe entenderse que esta intensidad
puede estar en la banda de entre 2 y 100, preferiblemente entre 5 y
50 y más preferiblemente entre 10 y 25 unidades de intensidad sobre
la línea de base.
En general las "unidades de intensidad" se
definen sobre una escala de entre 0 y 256 (2^{8}) donde 0 es
oscuro y 256 es brillante. La línea de base se calcula como la
intensidad media. Así, las áreas que tienen, por ejemplo, 20 o más
unidades de intensidad sobre la base satisfacen los valores del
umbral para los propósitos de nuestra definición. La cantidad de
aspecto ceniza sobre este umbral se define como el % de aspecto
ceniza.
Cuando se establece este contraste, es posible
establecer fácilmente estas zonas (marcadas en blanco en la imagen
que se ve en la figura 1(d)) en las que verdaderamente se
produce el aspecto ceniza. El % de marcas blancas en 1(d)
como porcentaje del total es el % de aspecto ceniza.
Excepto en los ejemplos operativos y
comparativos, o donde de otra forma se indique explícitamente, todos
los números de esta memoria técnica que indican cantidades o
proporciones de materiales o estados o reacción, propiedades
físicas de materiales y/o uso debe entenderse que se modifican por
la palabra "aproximadamente".
Curando se use en la memoria técnica, el término
"comprender" está destinado a incluir la presencia de
características, enteros, pasos, componentes relacionados, pero no
excluye la presencia o adición de más características, enteros,
pasos, componentes o grupos.
Los siguientes ejemplos tienen la intención de
ilustrar adicionalmente la invención y no están destinados a
limitar de ninguna forma la invención.
A menos que se indique de otra forma, todos los
porcentajes se proponen como porcentajes de peso.
Se utilizó un microscopio de vídeo Charm View
para capturar imágenes de polarización cruzada de la piel. Es esta
una cámara de vídeo portátil con capacidad de polarización cruzada
que puede reducir de forma efectiva la reflexión superficial de la
piel. Se utilizó una lente de polarización de un aumento de 30X. El
campo de visión fue aproximadamente de 7 mm x 9 mm. Las imágenes
fueron capturadas bajo un modo de polarización cruzada utilizando
una unidad de adquisición/impresora de imágenes Sony
FVP-1. Alternativamente, el sistema Charm View
puede conectarse a un ordenador portátil con un software adecuado
para la captura de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo, la cuantificación del aspecto
ceniza de la piel se demuestra paso a paso según puede verse en la
figura 1. En el paso (a), se obtiene la imagen de polarización
cruzada. En el paso (b) se efectúa un ajuste parabólico para
ajustar la distribución de la intensidad de la luz en la imagen. La
distribución desigual de la intensidad de la luz es provocada por
el sistema de iluminación y es necesario corregirla. En el caso
(c), la distribución desigual (b) de la luz se corrige a partir de
la imagen original (a) substrayendo la intensidad de los píxeles
del ajuste parabólico de la intensidad de los píxeles de la imagen
original. En el paso (d), los píxeles que poseen 20 unidades de
intensidad por encima del fondo se definen como zonas de aspecto
ceniza y se representan en los píxeles blancos. Debe entenderse que
la intensidad se define arbitrariamente, pero hemos utilizado 20
como dicho estándar arbitrario. Se determina que el porcentaje de
aspecto ceniza de este ejemplo es 4,17%. Esto significa que el
4,17% de los píxeles tienen una intensidad de 20 unidades por
encima de la línea de base (las unidades de intensidad se mueven en
una banda de entre 0 y 256 en la que 0 es oscuro y 256 es blanco
brillante). La línea de base se calcula a partir de la intensidad
media de la imagen. Este procedimiento se denomina establecimiento
de los umbrales. Tal como se observa, cada uno de estos pasos se
pone de manifiesto en la figura 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo se realizó para demostrar que las
observaciones del aspecto ceniza que efectuaron los sujetos de
ensayo estaban correlacionadas con las observaciones del aspecto
ceniza evaluadas a partir de las imágenes de polarización cruzada
(figura 2(a)) así como con los resultados del % de aspecto
ceniza que se calcularon (figura 2(b)).
En este estudio piloto tomaron parte 7
participantes.
1. Marcar 2 - 4 zonas (2 cm x 2 cm) que tengan
un grado diferente de aspecto ceniza sobre el brazo de los
participantes.
2. Pedir a 3 - 4 sujetos inexpertos que
clasifiquen el aspecto ceniza de cada zona de ensayo utilizando la
escala que se presenta en la siguiente tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Tomar imágenes de polarización cruzada de las
zonas de ensayo utilizando la cámara Charm View.
4. Imprimir las imágenes de polarización cruzada
y pedir a 4 sujetos que evalúen el aspecto ceniza a partir de las
imágenes (figura 2(a)).
5. Analizar las imágenes de polarización cruzada
utilizando el procedimiento de establecimiento de umbrales definido
en el ejemplo 1. Los resultados de evaluación visual directa a
partir de las zonas de ensayo, los resultados de evaluación visual
a partir de las imágenes de polarización cruzada y los análisis a
partir de los procedimientos de análisis de establecimiento de
umbrales se tabularon en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Las correlaciones entre el resultado visual del
aspecto ceniza, el resultado visual del aspecto ceniza a partir de
las imágenes de polarización cruzada y los resultados de los
análisis se muestran en la figura 2. Puede verse que existe una
buena correlación entre la evaluación visual a partir de las
imágenes de polarización cruzada y la evaluación visual. Las
imágenes obtenidas utilizando el sistema Charm View tienen algunas
ventajas sobre la evaluación directa. Estas son una menor
dependencia de la fuente de luz y del medio ambiente. También es
más fácil grabar las imágenes estándar que se corresponden con cada
nivel de aspecto ceniza. Estas imágenes estándar pueden suministrar
una guía visual para el entrenamiento de participantes en grupos de
trabajo clínicos o de consumidores.
Se observó una buena correlación entre las
evaluaciones visuales y los resultados de los análisis de imágenes.
La gran ventaja de este procedimiento es que una pigmentación
desigual o el vello no afectan a los resultados del análisis.
Claims (10)
1. Un procedimiento para medir el aspecto ceniza
de la piel que comprende:
(a) seleccionar un área deseada de la piel en la
que se analiza el aspecto ceniza de la piel;
(b) adquirir una imagen del área deseada con un
dispositivo de captura de imágenes utilizando una técnica de
polarización cruzada para adquirir la imagen; que se
caracteriza porque
(c) la imagen adquirida se analiza para
determinar el aspecto ceniza, en donde la imagen se analiza:
- (i)
- obteniendo una imagen de distribución de la luz de la imagen original adquirida en el paso o los pasos;
- (ii)
- almacenando la diferencia entre la imagen de distribución de la luz y la imagen original como una imagen nueva y
- (iii)
- definiendo un umbral fijo de la unidad de intensidad sobre una intensidad de línea de base para la imagen y haciendo áreas que cumplan con el umbral en blanco para definir el aspecto ceniza.
2. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el área deseada es de entre 0,5 y 100
cm^{2}.
3. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el dispositivo de
captura de imágenes es una cámara.
4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la imagen adquirida es
una imagen digital.
5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el aumento necesario de
la imagen es un aumento de entre 1 y 100 veces.
6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la imagen de
distribución de la luz se obtiene ajustando la imagen original a una
parábola de dos dimensiones.
7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la intensidad de la
línea de base es la intensidad media sobre la imagen.
8. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el umbral fijo es de
entre 2 y 100 unidades de intensidad sobre la intensidad de la línea
de base.
9. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, en el que el umbral fijo es de entre 5 y 50
unidades de intensidad sobre la línea de base.
10. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que las áreas marcadas
en o por encima del umbral definen el porcentaje total de aspecto
ceniza.
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