В Петербурге разрабатывают бюджетного цифрового косметолога, который проведет глубокий анализ кожи лица

Сегодня результаты косметологических процедур специалисты и клиенты оценивают глазом. Обычно для более детального рассмотрения фотографируют кожу «до» и «после» процедуры. Это удобно, но имеет ряд нюансов, которые влияют на достоверность: качество изображения критично зависят от освещения, ракурса, камеры и даже от того, насколько точно человек сел перед объективом. Получается, часть результата процедуры может «улучшить» даже лампа освещения в кабинете. При этом клиентам все чаще недостаточно посмотреть на фотографию и просто услышать, что кожа выглядит заметно лучше. Они хотят детально узнать от специалиста, наметилась ли тенденция к уменьшению покраснения, пигментации, выравниванию тона кожи. В свою очередь, специалисту такие данные необходимы для выбора оптимальной процедуры, а клинике – чтобы скоординировать дальнейшие визиты клиента.

На зарубежном рынке существуют кабинетные системы анализа кожи, контактные приборы, которые измеряют отдельные параметры в определенной точке, и мобильные приложения, анализирующие селфи. Однако кабинетные системы хотя и дают наглядные отчеты, но часто работают по закрытым алгоритмам и стоят слишком дорого, особенно для начинающих специалистов. При этом пользователь не всегда понимает, как оценивается состояние кожи и что может привести к ее проблемам. Контактные приборы дают точное значение в конкретной точке, но для оценки всего лица потребуется много измерений и невероятное терпение со стороны клиента. Косметолог в таком случае рискует незаметно превратиться в топографа с очень маленьким измерительным участком. Мобильные приложения доступны, но их результат зависит от камеры смартфона, встроенной обработки изображения и внешнего освещения. К примеру, кожа одного и того же человека утром у окна и вечером под теплой лампой может получить две довольно разные оценки.

В Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» разрабатывают мультиспектральную систему, которая поможет объективно оценить состояние кожи. Система сканирует лицо при контролируемом освещении на нескольких длинах волн, затем формирует карты распределения пигментации, покраснения, увлажненности и особенностей микрорельефа кожи. 

Мультиспектральная система объективного картирования параметров кожи лица для мониторинга до/после косметологических процедур – это настольный аппаратно-программный комплекс для косметологического кабинета. В его состав войдут камера, объектив, многоканальная светодиодная подсветка, поляризационные элементы, система позиционирования лица, управляющая электроника и программное обеспечение.

«Устройство не требует специального помещения, а сам процесс исследования кожи напоминает привычную фотосъемку на документы с небольшими дополнениями. Человек располагается перед камерой, упирается лбом и подбородком в специальные приспособления. Таким образом фиксируется одинаковое положение головы при разных посещениях. Это важно, потому что человек, в отличие от лабораторного образца, может моргнуть, улыбнуться или решить немного повернуться именно в момент съемки. Далее система последовательно включает светодиоды с разными длинами волн и получает серию изображений. Свет разных диапазонов по-разному взаимодействует с меланином, гемоглобином, водой и структурными компонентами кожи. После съемки программа выполняет калибровку, нормализацию и совмещение изображений. Затем формируются карты параметров кожи. Специалист сможет увидеть, где сильнее выражен пигментный компонент, какие зоны отличаются покраснением, насколько однородна текстура и как показатели изменились по сравнению с предыдущим визитом».

Таким образом, система выдаст отчет с картами и количественными значениями по отдельным зонам лица: лбу, щекам, носу и подбородку. Его можно использовать во время консультации и для наблюдения за динамикой курса процедур или ухода. Точные значения погрешности, повторяемости и времени измерения будут определены после создания и испытаний прототипа в полевых условиях.

«Главный принцип мультиспектральной системы заключается в отслеживании изменений состояния кожи человека. На первом этапе разработка создается для косметологии и не является медицинским диагностическим прибором. Наша система должна объединить несколько возможностей: получать карты параметров по всей поверхности лица, проводить съемку на разных длинах волн, уменьшать влияние бликов, запоминать одинаковое положение лица и масштаб при повторных визитах, выполнять калибровку изображений, показывать интерпретируемые показатели, связанные с оптическими свойствами кожи, расширять количество спектральных каналов и алгоритмов без замены устройства».

У разработчиков уже есть научно-технический задел - это опыт создания гиперспектральных систем, разработки алгоритмов калибровки и обработки спектральных данных, а также проведения экспериментов с добровольцами. После создания прототипа начнется накопление стандартизированной базы измерений и апробация совместно с практикующими косметологами, что позволит понять какие спектральные каналы наиболее информативны, насколько устойчиво система отслеживает изменения кожи и в каком виде результаты удобнее показывать специалисту и клиенту. Дальнейшее развитие может быть связано с медицинскими задачами. Для такого перехода потребуется большая база данных, участие профильных врачей, подтверждение клинической значимости показателей и отдельная регуляторная работа.

Разработчики подчеркнули, что сейчас основная задача – создать надежный измерительный инструмент. Если он покажет хорошую повторяемость и устойчивость результатов, косметологическое применение станет первой практической ступенью. За ней уже может последовать более серьезное медицинское направление для применения, например, в дерматологии.

Разработка ведется в рамках акселерационной программы «Стартапы ЛЭТИ», которая реализуется при поддержке федерального проекта «Технологии» национального проекта «Эффективная и конкурентная экономика» и на средства гранта Фонда Содействия Инновациям в размере 1 млн рублей, выигранного в конкурсе «Студенческий стартап». Она также ведется в русле научно-исследовательской политики программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет-2030», национального проекта «Молодежь и дети» и инициативы Десятилетия науки и технологий.