RU2447830C2 - Method for colorimetry of patient's body surface area - Google Patents

Method for colorimetry of patient's body surface area Download PDF

Info

Publication number
RU2447830C2
RU2447830C2 RU2010124521/14A RU2010124521A RU2447830C2 RU 2447830 C2 RU2447830 C2 RU 2447830C2 RU 2010124521/14 A RU2010124521/14 A RU 2010124521/14A RU 2010124521 A RU2010124521 A RU 2010124521A RU 2447830 C2 RU2447830 C2 RU 2447830C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
area
colour
coordinates
patient
body surface
Prior art date
Application number
RU2010124521/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010124521A (en
Inventor
Дмитрий Николаевич Горячев (RU)
Дмитрий Николаевич Горячев
Алла Михайловна Хромова (RU)
Алла Михайловна Хромова
Original Assignee
Дмитрий Николаевич Горячев
Алла Михайловна Хромова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Николаевич Горячев, Алла Михайловна Хромова filed Critical Дмитрий Николаевич Горячев
Priority to RU2010124521/14A priority Critical patent/RU2447830C2/en
Publication of RU2010124521A publication Critical patent/RU2010124521A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2447830C2 publication Critical patent/RU2447830C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, medical equipment, namely optically aided tests. A method for colorimetry of a patient's body surface area involves measuring three separate primary colours of a reference sample and a tested sample, conversion of the measurement results into codes and digital signals. It involves the initial measurement of colour coordinates of the body surface areas and the post-traumatic dynamic measurement ensured by the simultaneous determination of the colour coordinates of an injured and intact (reference) patient's body surface area. The derived colour coordinates of the injured area are corrected for the colour coordinates of the intact area in accordance with colour composition law that is ensured by comparing the colour coordinates of the intact body surface area to the derived results obtained by the initial measurement with dividing the ones by the others. The colour coordinates of the injured body surface area are multiplied by the derived coefficients to derive the corrected colour coordinates of said area with tracking the dynamics of time colour shift.
EFFECT: method provides the accurate colorimetry and colour quantification of greater coloured areas ensured by directly determining the colour coordinates taking into consideration all the factors having an effect on the colour of an injured area, without the need to place the sample inside the colorimetric devices, and enables establishing a prescription of a patient's body area injury.
2 dwg

Description

Изобретение относится к исследованию с помощью оптических средств, а именно к области измерения цвета поверхности объектов, и может найти применение в различных областях, где требуется объективное определение цвета поверхности объектов, в том числе медико-биологического характера для целей медицинской диагностики, изучения динамики патологических и травматических процессов.The invention relates to research using optical means, namely to the field of measuring the color of the surface of objects, and can find application in various fields where objective determination of the color of the surface of objects is required, including biomedical character for the purpose of medical diagnostics, studying the dynamics of pathological and traumatic processes.

Известен способ измерения цвета (см. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. - М.: Мир. - 1978. - С.249-251) на фотоэлектрических колориметрах путем определения координат цвета исследуемого образца по функциям сложения МКО 31 г. Данный способ включает в себя тонкую регулировку трех фотоэлементов или фотоумножителей так, чтобы их чувствительность была пропорциональна по всему видимому спектру, например, функциям сложения МКО 31 г. При этом если получено точное воспроизведение функций сложения МКО, то реакция фотоумножителей при измерении цвета исследуемого образца должна соответствовать соответствующей реакции образца сравнения, в таком случае делают заключение об одноцветности исследуемого образца и образца сравнения относительно стандартного наблюдателя.A known method of measuring color (see Judd D., Vyshecki G. Color in science and technology. - M.: Mir. - 1978. - S.249-251) on photoelectric colorimeters by determining the color coordinates of the sample according to the addition functions of the MCO 31 This method includes fine-tuning three photocells or photomultipliers so that their sensitivity is proportional to the entire visible spectrum, for example, the functions of the MCO addition 31 g. Moreover, if the exact reproduction of the functions of the MCO addition is obtained, then the reaction of the photomultipliers when measuring the color the studied sample should correspond to the corresponding reaction of the comparison sample, in this case, a conclusion is drawn about the uniformity of the test sample and the comparison sample relative to the standard observer.

Данный метод применим в случае наличия эталонных образцов с известными координатами, поскольку координаты цвета исследуемого образца определяются путем их сопоставления с известными координатами эталонного образца.This method is applicable in the case of the presence of reference samples with known coordinates, since the color coordinates of the test sample are determined by comparing them with the known coordinates of the reference sample.

Недостатком этого метода является необходимость наличия набора предварительно откалиброванных эталонных образцов. При этом, если нужно определить координаты цвета двух образцов при отсутствии какого-либо иного исходного стандарта с известными координатами, колориметрия различий применима быть не может. При этом точность измерений исследуемого образца зависит также и от точности калибровки эталонных образцов.The disadvantage of this method is the need for a set of pre-calibrated reference samples. Moreover, if it is necessary to determine the color coordinates of two samples in the absence of any other initial standard with known coordinates, the colorimetry of differences cannot be applied. Moreover, the accuracy of the measurements of the test sample also depends on the accuracy of calibration of the reference samples.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ измерения цвета кожи или иных аналогичных материалов, принятый в качестве прототипа (патент РФ 20599211, МКИ6 G01I 3/46, пр. 12.02.93 г., опубл. 27.04.96 г., БИ №12), включающий операции измерения количества трех разделенных основных цветов эталонного участка и исследуемого участка, преобразования результатов измерений в коды или цифровые сигналы.Closest to the proposed technical solution is a method for measuring the color of skin or other similar materials, adopted as a prototype (RF patent 20599211, MKI 6 G01I 3/46, pr. 12.02.93, publ. 27.04.96, BI No. 12), including the operation of measuring the number of three separated primary colors of the reference area and the investigated area, converting the measurement results into codes or digital signals.

Существенным недостатком этого способа является длинная совокупность операций, необходимость создания для его реализации специального оптического устройства, включающего в себя как оптические, так и электронные блоки и требующего размещения исследуемого образца внутри данного устройства.A significant drawback of this method is the long set of operations, the need to create a special optical device for its implementation, which includes both optical and electronic units, and requiring the placement of the test sample inside this device.

Задачей изобретения является повышение точности и достоверности измерения и количественного выражения цвета окрашенных объектов за счет использования прямых формул определения координат цвета и учета влияния условий измерения, а также добиться практического осуществления измерения и количественного выражения цвета в кодах или цифровых параметрах с использованием серийно выпускаемых промышленных приборов без размещения образца внутри устройства.The objective of the invention is to increase the accuracy and reliability of measurement and quantitative expression of color of painted objects through the use of direct formulas for determining color coordinates and taking into account the influence of measurement conditions, as well as to achieve practical measurement and quantitative expression of color in codes or digital parameters using commercially available industrial devices without placing the sample inside the device.

Поставленная задача достигается тем, что способ измерения цвета поверхности тела пациента, включающий операции измерения количества трех разделенных основных цветов эталонного образца и исследуемого образца, преобразования результатов измерений в коды или цифровые сигналы, отличается тем, что при измерении количеств трех разделенных основных цветов вводят поправку координат цвета исследуемой поверхности тела пациента на координаты цвета эталонного образца, заключающуюся в вычитании координат цвета эталонного образца из координат цвета исследуемой поверхности, в качестве эталонного образца берут неповрежденный участок поверхности тела пациента, а в качестве исследуемого образца поврежденный участок поверхности тела пациента, тем самым получают истинное значение координат цвета исследуемого образца кожи пациента, не зависящего от цвета кожи пациента, для отслеживания динамики изменений во времени координат цвета вводят поправку координат цвета исследуемого участка поверхности тела пациента, полученных при последующих измерениях, на координаты цвета неповрежденного участка поверхности тела с учетом возможного изменения во времени координат цвета неповрежденного участка по сравнению с координатами цвета этого неповрежденного участка, полученными при первоначальном измерении в день травмы, определяют координаты максимально присутствующего цвета на определенной площади исследуемого участка поверхности тела пациента.The problem is achieved in that the method of measuring the color of the surface of the patient’s body, including the operation of measuring the number of three separated primary colors of the reference sample and the test sample, converting the measurement results into codes or digital signals, differs in that when measuring the quantities of the three separated primary colors enter the coordinate correction colors of the studied surface of the patient’s body by the color coordinates of the reference sample, which consists in subtracting the color coordinates of the reference sample from the coordinates the color of the test surface, as a reference sample, take an undamaged portion of the surface of the patient’s body, and as the test sample, the damaged portion of the surface of the patient’s body, thereby obtaining the true value of the color coordinates of the test sample of the patient’s skin, independent of the patient’s skin color, to track the dynamics the time of the color coordinates, the color coordinates of the investigated section of the surface of the patient’s body, obtained by subsequent measurements, are corrected for the color coordinates dennogo surface portion of the body, taking into account the possible change in the undamaged section compared to the color coordinates into color coordinate this time undamaged section, obtained during the initial measurement on the day of injury, the coordinates define the maximum color present in a certain area of the test surface area of the patient's body.

На фиг.1 приведена зависимость координат цветности от площади участка поверхности тела пациента. На фиг.2 приведена зависимость координат цветности от времени, прошедшего со дня получения травмы.Figure 1 shows the dependence of the chromaticity coordinates on the surface area of the patient’s body surface. Figure 2 shows the dependence of the chromaticity coordinates on the time elapsed from the date of injury.

Способ измерения цвета участка поверхности тела пациента осуществляется следующим образом.The method of measuring the color of the surface area of the patient’s body is as follows.

Цвет участка поверхности тела пациента измеряется с помощью спектрального прибора по спектрам отражения или с помощью цифрового фотоаппарата.The color of the surface area of the patient’s body is measured using a spectral device from the reflection spectra or using a digital camera.

При использовании спектрального прибора с помощью двух световодов, по одному из которых происходит облучение участка поверхности тела, а по второму отраженный свет передается на спектральный прибор, измеряются спектры отражения участка поверхности тела в видимой области спектра φ(λ). В колориметрической системе МКО 1931 года координаты цвета X, Y, Z определяются по формулам:When using a spectral device using two optical fibers, one of which irradiates a portion of the body surface and the second reflected light is transmitted to a spectral device, the reflection spectra of a portion of the body surface are measured in the visible spectral region φ (λ). In the 1931 MCO colorimetric system, the color coordinates X, Y, Z are determined by the formulas:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где:Where:

Figure 00000002
Figure 00000002

S(λ) - спектральное распределение энергии источника света,

Figure 00000003
,
Figure 00000004
,
Figure 00000005
удельные координаты цвета (табличные значения).S (λ) is the spectral distribution of the energy of the light source,
Figure 00000003
,
Figure 00000004
,
Figure 00000005
specific color coordinates (tabular values).

С помощью цифрового фотоаппарата получают цветную фотографию, из которой определяют координаты цвета RGB. Координаты цвета X, Y, Z связаны с основными цветами системы RGB уравнениями:Using a digital camera, a color photograph is obtained from which the coordinates of the RGB color are determined. The color coordinates X, Y, Z are connected with the main colors of the RGB system by equations:

Figure 00000006
Figure 00000006

Координаты цветности x, y, z связаны с координатами цвета X, Y, Z соотношениямиThe color coordinates x, y, z are related to the color coordinates X, Y, Z by the relations

Figure 00000007
Figure 00000007

Как следует из формул (1), (2) и (3), координаты цвета зависят от спектрального распределения источника, которое меняется во времени. Для определения этого распределения используют эталонный образец. В качестве эталонного образца берут неповрежденный участок поверхности тела пациента. В этом случае выполняется условие однозначности в облучении поврежденного и неповрежденного участка поверхности тела пациента, а также появляется возможность учета цвета поверхности тела пациента при определении координат цвета поврежденного участка поверхности тела пациента.As follows from formulas (1), (2) and (3), the color coordinates depend on the spectral distribution of the source, which varies over time. A reference sample is used to determine this distribution. An intact area of the patient’s body surface is taken as a reference sample. In this case, the condition of ambiguity in irradiating the damaged and undamaged portion of the patient’s body surface is fulfilled, and it is also possible to take into account the color of the patient’s body surface when determining the color coordinates of the damaged portion of the patient’s body surface.

Для исключения влияния изменения освещения производят одновременное определение координат цвета поврежденного и неповрежденного участка поверхности тела пациента, который в дальнейшем является эталонным для исключения мешающих факторов. В полученные координаты цвета поврежденного участка вводят поправки на координаты цвета неповрежденного участка по закону сложения цветов, тем самым исключают влияние цвета поверхности тела пациента на цвет поверхности тела поврежденного участка.To exclude the influence of changes in lighting, the color coordinates of the damaged and undamaged portion of the patient’s body surface are simultaneously determined, which is then the reference for eliminating interfering factors. Corrections for the color coordinates of the undamaged area according to the law of color addition are introduced into the obtained color coordinates of the damaged area, thereby excluding the influence of the color of the patient’s body surface on the color of the body surface of the damaged area.

Способ предполагает измерение координат цвета поверхности тела пациента в последующие после получения травмы дни и возможность проследить за их изменением во времени. При этом, чтобы исключить влияние условий измерения в последующие дни, а также возможного изменения цвета неповрежденного участка во времени в процессе наблюдения, вводят поправку координат цвета исследуемого участка поверхности тела пациента, полученных при последующих измерениях, на координаты цвета неповрежденного участка поверхности тела с учетом возможного изменения во времени координат цвета неповрежденного участка по сравнению с координатами цвета этого неповрежденного участка, полученными при первоначальном измерении в день травмы, определяют координаты максимально присутствующего цвета на определенной площади исследуемого участка поверхности тела пациента, по которым можно проследить динамику изменения цвета во времени. На фиг.2 приведена зависимость координат цветности Х и Y от времени со дня получения травмы.The method involves measuring the coordinates of the color of the surface of the patient’s body in the days following the injury and the ability to track their change in time. At the same time, in order to exclude the influence of the measurement conditions in the following days, as well as the possible color change of the undamaged area over time during the observation process, the color coordinates of the studied portion of the patient’s body surface obtained from subsequent measurements are corrected for the color coordinates of the undamaged portion of the body surface, taking into account the possible changes in time of the color coordinates of the undamaged section compared to the color coordinates of this undamaged section obtained from the initial measurement in s trauma, determined coordinates maximum color present in a certain area of the test patient body surface area, which can trace the dynamics of changes color over time. Figure 2 shows the dependence of the chromaticity coordinates X and Y on time from the date of injury.

Для исключения поверхностной неоднородности цвета поверхности тела пациента определяют координаты максимально присутствующего цвета на определенной площади поверхности исследуемого участка поверхности тела пациента. На фиг.1 приведена зависимость координат цвета от площади поверхности на фотографии в пикселях.To eliminate the surface heterogeneity of the color of the surface of the patient’s body, the coordinates of the maximum color present on a certain surface area of the studied area of the patient’s body surface are determined. Figure 1 shows the dependence of the color coordinates on the surface area in the photograph in pixels.

Неоднородность (см. фиг.1) проявляется при малых и больших площадях и отсутствует в интервале площадей от 900 до 2000. В случае измерения спектров отражения усреднения по площади происходят автоматически и определяются диаметром используемого световода.The heterogeneity (see Fig. 1) is manifested for small and large areas and is absent in the area range from 900 to 2000. In the case of measuring the reflection spectra, averaging over the area occurs automatically and is determined by the diameter of the fiber used.

Таким образом, по предложенному способу можно определить координаты цвета участка поверхности тела пациента с учетом всех факторов, влияющих на измерения, а по зависимости (см. фиг.2) установить давность получения травмы.Thus, according to the proposed method, it is possible to determine the color coordinates of a portion of the surface of the patient’s body, taking into account all factors affecting the measurements, and according to the dependence (see figure 2), set the statute of injury.

Claims (1)

Способ измерения цвета участка поверхности тела пациента, включающий операции измерения количества трех разделенных основных цветов эталонного образца и исследуемого образца, преобразования результатов измерений в коды или цифровые сигналы, отличающийся тем, что проводят первоначальное измерение координат цвета участков поверхности тела и их измерение в динамике после травмы, для чего проводят одновременное определение координат цвета поврежденного и неповрежденного - эталонного участка поверхности тела пациента, в полученные координаты цвета поврежденного участка вводят поправки на координаты цвета неповрежденного участка, по закону сложения цветов, для чего координаты цвета неповрежденного участка поверхности тела сравнивают с полученными при их первоначальном измерении, делят одни на другие, на полученные коэффициенты умножают координаты цвета поврежденного участка поверхности тела, получая скорректированные координаты цвета этого участка, отслеживая динамику изменения цвета во времени. A method for measuring the color of a portion of a patient’s body surface, including the steps of measuring the number of three separated primary colors of a reference sample and a test sample, converting the measurement results into codes or digital signals, characterized in that the initial measurement of the color coordinates of the surface sections of the body and their measurement in dynamics after injury for which the simultaneous determination of the color coordinates of the damaged and undamaged is carried out - the reference portion of the surface of the patient’s body, in which the color coordinates of the damaged area are corrected for the color coordinates of the undamaged area, according to the law of color addition, for which the color coordinates of the undamaged area of the body surface are compared with those obtained during their initial measurement, divided by one, the color coordinates of the damaged area of the body surface are multiplied by the resulting coefficients, obtaining The corrected color coordinates of this area, tracking the dynamics of color change over time.
RU2010124521/14A 2010-06-15 2010-06-15 Method for colorimetry of patient's body surface area RU2447830C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124521/14A RU2447830C2 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Method for colorimetry of patient's body surface area

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124521/14A RU2447830C2 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Method for colorimetry of patient's body surface area

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010124521A RU2010124521A (en) 2012-01-27
RU2447830C2 true RU2447830C2 (en) 2012-04-20

Family

ID=45786067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124521/14A RU2447830C2 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Method for colorimetry of patient's body surface area

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2447830C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1704759A1 (en) * 1989-05-22 1992-01-15 Afonin Vladimir V Method for examining skin and internal organ surfaces
RU2059211C1 (en) * 1993-02-12 1996-04-27 Никифоров Олег Кимович Method of measurement of colour of leather or other similar materials
RU2169922C1 (en) * 1999-02-12 2001-06-27 Трушин Алексей Иванович Method and device for diagnosing proliferation areas
RU2347524C1 (en) * 2007-08-13 2009-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" Method for diagnostics of maxillofacial area pathology

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1704759A1 (en) * 1989-05-22 1992-01-15 Afonin Vladimir V Method for examining skin and internal organ surfaces
RU2059211C1 (en) * 1993-02-12 1996-04-27 Никифоров Олег Кимович Method of measurement of colour of leather or other similar materials
RU2169922C1 (en) * 1999-02-12 2001-06-27 Трушин Алексей Иванович Method and device for diagnosing proliferation areas
RU2347524C1 (en) * 2007-08-13 2009-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" Method for diagnostics of maxillofacial area pathology

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
реферат, с.1-3 описания. *
реферат, формула. *
реферат. *
СТОРОЖЕНКО А.И. Оценка погрешностей визуальных и фотоэлектрических методов измерения координат цвета. Дисс. к.т.н. - СПб., 2007, с.113. SOO CHAN KIM et al. A quantitative evaluation of pigmented skin lesions using the L*a*b* color coordinates // Yonsei Medical Journal, 2000, vol. 41, No.3, pp.333-339. найдено [28.03.2011] из Интернет www.pubmed.com. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010124521A (en) 2012-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lehmann et al. Four color-measuring devices compared with a spectrophotometric reference system
US3825342A (en) Computing type optical absorption mixture analyzer
DE60021417D1 (en) OPTICAL METER
CN103399006B (en) Color RGB (red, green and blue)-component-based urine analysis device and processing method thereof
CN105717108B (en) Chemical analysis liquid color CIE1976L*a*b*Colour space measuring method
JPH11506200A (en) Method and apparatus for detecting and measuring conditions affecting color
JPH02257930A (en) Method and apparatus for determining local density of pigment and dispersion parameter for animal and human tissue
KR101706702B1 (en) Method for glucose concentration detection
CN202275082U (en) CCD (Charge Coupled Device) type colloidal gold immunochromatograohic assay diagnostic strip quantitative analysis system
RU2447830C2 (en) Method for colorimetry of patient's body surface area
CN108896546A (en) A kind of grading automatical measuring device of diamond color
Raffay et al. Spectrophotometry and colorimetry profiling of pure phenol red and cell culture medium on pH variation
US8093548B2 (en) Calibration methods for blood content sensors
JP2015178995A (en) Tone calibration device, imaging device and tone inspection device
KR101490333B1 (en) PH test device using light transmittancy
JP2015062572A (en) Skin state measuring method and skin state measuring device
Neyezhmakov et al. Increasing the measurement accuracy of wide-aperture photometer based on digital camera
JP2000227399A (en) Preliminary screening device of blood test body
US10514334B2 (en) Cell measurement method
WO2001036943A1 (en) Method for estimating measurement of absorbance and apparatus for estimating measurement of absorbance
CN106018796B (en) A kind of immunochromatography detecting system and its detection method for exciting dual frequency reception principle based on single-frequency
CA2389177A1 (en) Multi-modal optical tissue diagnostic system
RU2644439C2 (en) Method and device for quality control of product
RU214083U1 (en) DIGITAL COLORIMETER FOR INVESTIGATION OF MULTICOLORED OBJECTS
EP1583841A1 (en) Measurement of analyte concentration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120616